Нанотехнологии и науки о материалах

Ричард Филлипс Фейман
(1918 —1988)
Но в наномире, на самом деле, очень круто!
Возьмём стол, его плохо сконструировали и он может выдержать только свою столешницу.
1 м, ρ
1 м
0.1м
0.5 м
1 нм, ρ

Ричард Филлипс Фейман
(1918 —1988)
Я даже знаю как!
Если мы научимся делать робота, который умеет делать робота меньше себя в 2 раза, то за сколько итераций у нас получится наноробот?

А подкованные блохи, это нанотехнологии?

Ричард Филлипс Фейман
(1918 —1988)
Foresight Institute Feynman Prize
Была учреждена в 1993 году. Началось всё с того, что Фейман пообещал заплатить 1000 долларов тому, кто смастерить мотор 1/64
дюйма (1 дюйм = 2,5 см).
380 мкм

Ричард Филлипс Фейман
(1918 —1988)
Foresight Institute Feynman Prize

«Уголь и алмазы, песок и чипы компьютера, рак и здоровая ткань - на всем протяжении истории, в зависимости от упорядочения атомов, возникало дешевое или драгоценное, больное или здоровое. Упорядоченные одним образом, атомы составляют почву, воздух и воду; упорядоченные другим, они составляют спелую землянику. Упорядоченные одним образом, они образуют дома и свежий воздух; упорядоченные другим, они образуют золу и дым.»
Ким Эрик Дрекслер
(родился. 25 апреля 1955)

Ким Эрик Дрекслер
(родился. 25 апреля 1955)
«Нанотехнологии - ожидаемая технология производства, ориентированная на дешевое получение устройств и веществ с заранее заданной атомарной структурой.»
Чтобы разрабатывать наномашины, нужно:
1. Научиться работать с каждым атомом по отдельности. Нужно уметь брать их, передвигать и ставить их на определённое место.
2. Атомов очень много…
Давай-те посчитает сколько нужно времени, чтобы отсортировать поатомно смесь золота и серебра, в килограммовом слитке с пробой 585. Допустить, что операция по отделению, определению и сортировке занимает только 1 сек.

Ким Эрик Дрекслер
(родился. 25 апреля 1955)
«Нанотехнологии - ожидаемая технология производства, ориентированная на дешевое получение устройств и веществ с заранее заданной атомарной структурой.»
Чтобы разрабатывать наномашины, нужно:
1. Научиться работать с каждым атомом по отдельности. Нужно уметь брать их, передвигать и ставить их на определённое место.
2. Атомов очень много, работа с ними занимает много времени, поэтому нужно разработать помощников (assemblers), которых можно запрограммировать и создать большое количество.

Ким Эрик Дрекслер
(родился. 25 апреля 1955)
«Нанотехнологии - ожидаемая технология производства, ориентированная на дешевое получение устройств и веществ с заранее заданной атомарной структурой.»
Чтобы разрабатывать наномашины, нужно:
1. Научиться работать с каждым атомом по отдельности. Нужно уметь брать их, передвигать и ставить их на определённое место.
2.Создать «монтажников» (assemblers) для более быстрой работы с атомами.
3. Разработать «репликаторов». Ибо помощников-монтажников нужно очень много.

Принцип Неопределенности Гейзенберга
В классической физике, построенной на ньютоновских принципах и применимой к объектам нашего обычного мира, мы привыкли игнорировать тот факт, что инструмент измерения, вступая во взаимодействие с объектом измерения, воздействует на него и изменяет его свойства, включая, собственно, измеряемые величины.
Вернер Карл Гейзенберг (5 декабря 1901— 1 февраля 1976)
Δx — неопределенность (погрешность измерения) пространственной координаты микрочастицы, Δv — неопределенность скорости частицы, m — масса частицы, а h — постоянная Планка.

Принцип Неопределенности Гейзенберга
В классической физике, построенной на ньютоновских принципах и применимой к объектам нашего обычного мира, мы привыкли игнорировать тот факт, что инструмент измерения, вступая во взаимодействие с объектом измерения, воздействует на него и изменяет его свойства, включая, собственно, измеряемые величины.
Вернер Карл Гейзенберг (5 декабря 1901— 1 февраля 1976)
ΔE — неопределенность энергии частицы, Δt — неопределенность времени, когда она владеет этой энергией, а h — постоянная Планка умноженная на пи.

Принцип Неопределенности Гейзенберга
А как же тогда «монтажникам» найти нужные атомы и ими орудовать, если электроны, определяющие размеры атома находятся непонятно где?
Вернер Карл Гейзенберг (5 декабря 1901— 1 февраля 1976)

Принцип Неопределенности Гейзенберга
А как же тогда «монтажникам» найти нужные атомы и ими орудовать, если электроны, определяющие размеры атома находятся непонятно где?
Атомы имеют центр масс в ядре, который имеют более-менее определяемое положение.
Да, если бы атомы не могли сохранять своё положение (оно
было бы не определено), то вещество не могло существовать.
Вернер Карл Гейзенберг (5 декабря 1901— 1 февраля 1976)