Лекция : Ассемблер. Мэмс и нэмс. Наномоторы icon

Лекция : Ассемблер. Мэмс и нэмс. Наномоторы



НазваниеЛекция : Ассемблер. Мэмс и нэмс. Наномоторы
Дата17.10.2016
Размер
ТипЛекция

Занятие 9.

Лекция: Ассемблер. МЭМС И НЭМС. Наномоторы

Основные составляющие наноробота

В своей книге «Орудия созидания» Э. Дрекелер писал, что проблему «толстых пальцев» и возможность манипулировать материей на нанометровом уровне решат нанороботы, или, как их иногда называют, наноботы. Их пока нет, но уже во множестве работ получены отдельные составляющие будущих нанороботов. Особое место в создании таких устройств занимает компьютерное моделирование деталей наноробота.

Конкретный вид и конструкция наноробота зависят от его предназначения. На наноконвейере детали из атомов и молекул могут собирать достаточно простые «наноруки». Уже сконструирован «нанопинцет» из двух управляемых электрическим током углеродных нанотрубок, функция которого сводится к манипулированию с объектами в десятки и сотни нанометров. Наноробот, путешествующий по человеческому организму с целью его «ремонта», должен быть достаточно независим. Сеть нанороботов, проводящих экологический мониторинг некоторого района, должна быть самоорганизована. В общем случае наноробот должен состоять из следующих основных частей:

  • наномотор (или наноактюатор) различной степени сложности;

  • источник энергии;

  • система обратной связи с оператором, возможно, с другими нанороботами;

  • набор необходимых сенсоров;

  • манипуляторы.

Ассемблер Э. Дрекслера

Среди нанороботов особое место занимает классический молекулярный ассемблер (собиратель), идея которого предложена Э. Дрекслером, наноробот, способный собирать различные структуры, в том числе другие молекулярные машины и их части. Дрекелер полагал, что если не разработать систему самовоспроизводящихся нанороботов, невозможно будет создать макроскопические системы и продукты: это то же самое, что потребовать от одного - двух человек построить город. Поэтому в своих работах Дрекслер использовал идеи фон Неймана о самовоспроизводящихся роботах.

Очевидно, что даже простейший ассемблер очень сложен и состоит из огромного числа атомов (много миллионов). Существует мнение, что его реальное воплощение потребует совместных интеллектуальных и финансовых усилий нескольких стран. Вместе с тем второй ассемблер ничего не будет стоить - его соберет первый. В американском центре космических исследований NASA, например, собираются решить задачу освоения Луны и Марса с помощью автономных устройств, способных к репликации.

В настоящее время работа над отдельными деталями ассемблера и их соединениями ведется методом компьютерного моделирования. На рисунке 8.1 приведены некоторые из таких разработок Э. Дрекслера и Р. Меркля.

Однако в последнее время Э. Дрекслер и К. Феникс выдвинули идею нанофабрик; по их мнению, практичнее и безопаснее использовать простые руки-манипуляторы наноро-

ботов на больших производствах типа сборочных конвейеров (см. ниже).

^ МЭМС - микроэлектромеханические системы

Предшественники будущих наноэлектромеханических систем, НЭМС (NEMS), уже существуют. Микротехнология создает удивительные микроэлектромеханические системы - МЭМС (MEMS).

В 80е гг. XX в. на базе достижений полупроводниковой промышленности, в первую очередь на базе метода литографии, в ведущих научных и промышленных лабораториях начали разрабатывать реальные по технологии и стоимости микромеханические детали и изделия. Одним из первых достижений стали сенсоры ускорения, устанавливаемые в подушках безопасности автомобилей. Впервые они появились в 1993 г., сейчас автомобильные фирмы закупают их примерно на 50 млн долларов в год. Гироскопические наносенсоры осуществляют задачи навигации, наведения ракет на цель и пр. Недавно такой «процессорный гигант», как компания «Intel», публично заявила о стратегической важности МЭМС и своем интересе к ним. В последние годы объем мировых продаж МЭМС изделий составил 10% от продаж изделий «традиционной» электроники. Основные изделия МЭМС характеризуются минимальными размерами, минимальной стоимостью, надежностью в эксплуатации, низкой потребляемой энергией и массовостью производства.

Отдельные изделия МЭМС (различные микросенсоры, насосы, моторы) не видны невооруженным глазом. Компания «Sharp» изготовила солнечную батарею в виде пленки толщиной от 1 до 3 мкм. Ряд ведущих компаний сообщили о создании чипов, в которых будут совмещены антенны, фильтры и соответствующий логический блок. В качестве источников энергии микророботов могут использоваться разработанные электрические батареи размером 1 мкм, а известная фирма «Sandia» (США) разработала микромашинный процесс получения чипов такого же размера. Это позволило компании к 2000 г. построить модель автономного робота размером в несколько сантиметров. Робот - машинка с полимерным каркасом имела шесть колес и гусеничный ход, два электромотора, процессор емкостью памяти 8 Кб, датчик температуры, химический сенсор, видеокамеру, микрофон и три батарейки от часов. Именно размер батареек лимитировал размер миниробота. Важно, что изготовлен робот из коммерчески доступных компонентов. Планируется использовать его для поиска и обезвреживания мин, опасных биологических и химических веществ, разведки. Остается проблема - малая емкость батарей.

Американский миниатюрный самолет «Черная вдова» имеет вес 80 г, размах крыльев 15 см, высоту полета 230 м, время в полете 30 мин, дальность полета около 2 км, скорость 70 км/ч, КПД двигателя 82% . Самолет оснащен двумя видеокамерами (в оптическом и ИК диапазоне) весом по 2 г с радиусом передачи изображения 2 км.

В Массачусетском технологическом институте - одном из лидеров нанотехнологии - разрабатывается серия микророботов NanoWalkers («наноскороходы»). Основной принцип их применения - переход от конвейерного метода сборки деталей к «муравьиному», когда недорогие мобильные роботы - сборщики все вместе трудятся над неподвижной микродеталью (возможно - их будущим собратом). Роботы перемещаются на пьезокерамических ножках, которые могут удлиняться и укорачиваться, гнуться внутрь и наружу, в зависимости от электросигнала. Роботы делают около 18 тыс. шажков в секунду, причем эти шажки могут быть от 2 нм до 50 мкм. При быстром темпе они бегают быстрее тараканов. Подзаряжаются роботы - сборщики на специальной поверхности с чередующимися полосами разного по знаку электрического напряжения. Связь с ними осуществляется через цифровую камеру и инфракрасную систему на верхушке корпуса робота. Основное - добиться точности в работе, поэтому скороходы оснащены не только манипуляторами для микронной сборки, но и сканирующими зондами.

В этом же институте разрабатывают модель микроробота - хирурга для внутриполостных и внутрисосудистых операций

Группа европейских ученых создала микроробота - искусственного таракана. Он даже пахнет как таракан, а главное - имитирует мельчайшие особенности «этикета» тараканьего сообщества. Поэтому микроробот был воспринят этим сообществом как «свой», хотя внешне это микроящичек на колесиках. Все тонкости поведения и специфику запаха ученым пришлось изучать в течение трех лет и имитировать у микроробота. Цель эксперимента - получить возможность руководства группой различных животных за счет искусственного лидера.

Задача создания микророботов упрощается, если они предназначены для стационарных работ и ими можно управлять с помощью проводной связи. Международная кооперация европейских ученых создала роботов для манипуляций клетками на предметных столиках оптических микроскопов и в вакуумных камерах СТМ. Их орудия труда - микропипетки, микрозажимы. Оператор щелкает указателем мышки по изображению на мониторе конкретной клетки, робот находит эту клетку, засасывает в микропипетку, переносит в нужное место и выпускает. В другом варианте два микроробота удерживают указанную клетку и вспрыскивают в нее нужный реагент. Все операции занимают секунды.

«Умная пыль»

Министерство обороны США с помощью знаменитого университета в Беркли (Калифорния) запустило программу «Умная пыль», цель которой - создание объединения микро (в будущем - нано) устройств датчиков, достаточно автономных, способных общаться между собой и с центром управления. Множество таких «умных пылинок» может незаметно оседать на любой объект и передавать согласованную информацию в центр. Микродатчики «умной пыли» могут осуществлять непрерывный мониторинг окружающей среды, предсказывать приближающиеся катастрофы и террористические акты и, конечно, использоваться в военных целях. Сообщения от оператора меняют программу поведения микроробота. Система может быть «встроенной» (например, осуществлять мониторинг кровообращения и давления человека, мониторинг качества продуктов); может участвовать в слежении за миграцией птиц.

Для системы учеными Беркли создана уникальная сверхминиатюрная микросхема-радиопередатчик, которая в 50 раз меньше чипа сотового телефона и потребляет в 1000 раз меньше энергии. Проблема энергопитания в этом и во многих других случаях является ключевой. В некоторых устройствах предусматриваются как солнечные батареи, так и резервные аккумуляторы. Необходимость бережного потребления энергии заставила использовать ряд оригинальных технологий, при которых сигнал пылинки в несколько сот микроватт требует мощности в несколько милливатт. Для запуска в производство «умной пыли» основана специальная компания «Dust Inc». На рисунке 8.2 приведены некоторые из разрабатываемых моделей «умной пыли» для воздуха и воды.

После того как по проекту были сделаны первые сообщения, во многих странах появились аналогичные проекты «умной пыли», в частности для автоматизации создания условий жизнедеятельности в офисе, жилом помещении и пр. Перспективным будет применение «умной пыли» в ближнем космосе: вывод в космос роя малых и сверхмалых спутников обойдется дешевле, чем одного большого, а потеря одного из членов роя из-за «космического мусора» или солнечной вспышки не приведет к нарушению работы роя в целом.

Наномоторы

При создании НЭМС, в частности наномоторов, исследователи в поисках вариантов, естественно, обратились к живой природе, где многие процессы идут на наноуровне и можно использовать уже имеющиеся компоненты биологических систем. К тому же эволюция привела к хорошим техническим характеристикам биологических моторов. Видимо, очень перспективными окажутся гибридные устройства, в которых будут сочетаться технические элементы с элементами живых систем. Использование методов генной инженерии и биотехнологии окажется при этом весьма полезным.

В частности, было предложено несколько вариантов наноактюаторов на основе ДНК. В одном из них к концу молекулы ДНК прикрепляется светоизлучающая органическая молекула, а к другому концу - светопоглощающая. Молекула ДНК, поочередно поглощая и излучая свет, то сворачивается, то разворачивается.

В другом варианте использовали фрагменты ДНК с «липкими концами» и создали двуногий шагающий наноробот. Он шагает за счет того, что поочередно присоединяет и отсоединяет ноги, представляющие собой фрагменты ДНК, к основанию, тоже состоящему из ДНК. В растворе плавают миллионы таких нанороботов. Внешне робот похож на щипцы для конфет: две двухцепочечные ДНК ноги длиной около 10 нм, упруго соединенные вверху (рис. 8.3). Каждая нога состоит из 36 нуклеотидных пар с обычной последовательностью: аденин напротив тимина и гуанин напротив цитозина. Со свободных концов ног свисают совсем коротенькие одноцепочечные обрывки ДНК («липкие концы»). Робот ступает по особым опорам, тоже состоящим из ДНК, но не комплементарным кончикам ног. Поэтому без дополнительных обрывков ДНК - «якорей» он не держится на ногах. В начальный момент робот зафиксирован двумя одноцепочечными спиралями ДНК - «якорями», которые с одной стороны комплементарны окончаниям ног, а с другой - вершине опоры. Этому соответствует позиция 1 на рисунке 8.3. Затем свободно плавающая в растворе спираль ДНК, изображенная на рисунке белым элементом, вступает с правым якорем в химическую связь и «уводит» его. Незакрепленная нога зависает над следующей подставкой, где ее подхватывает очередной «якорь» (позиция 4). Затем эта ситуация повторяется с левой ногой, и робот делает полный шаг.

В начале эксперимента в растворе плавали только «щипцы» и опорные молекулы.

После добавления «якорей» роботы встали на ноги. После добавки «разъякоривающих» молекул нанороботы зашагали.

Заметим, что комплементарность цепей ДНК сейчас активно обыгрывается при составлении различных плоских и трехмерных искусственных конструкции, а также в медицинских приложениях нанотехнологии.

Было предложено использовать для сборки наномашин комплементарность белков, располагая их соответственно на деталях машин и на поверхность микроорганизмов.

Биологии известны белковые двигатели в живых клетках. Важно, что в качестве горючего эти наномоторы используют универсальное химическое топливо всего живого - аденозинтрифосфорную кислоту (АТФ). Природа энергии, необходимой наномотору, - отдельная проблема. Это может быть энергия лазерного излучения, солнечная энергия, переменное электрическое напряжение. Но, например, для наноробота, чистящего кровеносные сосуды от отложений холестерина, нужен автономный и постоянный источник питания, и естественно попытаться использовать АТФ.



В одной из транспортных систем живой клетки по трубочкам, сложенным из белка тубулина, бегают нанодвигатели, состоящие из белка кинезина, перевозя молекулы липидов и белков. Исследователи обратили этот процесс, заставив нанодвигатели, закрепленные на стекле, передавать друг другу трубочки, как лежащие на спине акробаты передают друг другу предметы ногами (рис. 8.4). Чтобы разместить нанодвигатели на поверхности стекла упорядоченными рядами, стекло предварительно обработали полимером тефлоном, и его длинные молекулы расположились подобно грядкам с бороздками. Затем капнули на стекло раствор с кинезиновыми белками, которые разместились в этих бороздках между грядками. Когда к ним добавили немного нанотрубочек, окрашенных флуоресцирующим соединением, и каплю источника энергии - АТФ, то под микроскопом стало видно, как наномоторчики передают друг другу по прямой нанотрубочки. Считается, что подобные системы могут стать основой контейнеров для сборочных линий наноустройств. Удалось измерить силу тяги одной молекулы кинезина - 5-6 пкН, что примерно равно силе давления света лазерной указки. Но в наномасштабе такое значение силы является достаточно ощутимым. В другом случае двигатель был создан непосредственно на биологическом наномоторе, связанном с синтезом АТФ. АТФаза - это универсальный энзим, существующий практически в любом живом организме, сложный комплекс из нескольких белков, имеющий вид столбика диаметром и высотой около 12 нм (рис. 8.5, а). По мере того как через часть АТФазы протекают протоны, возникает вращение ее центральной части вокруг оси и идет синтез АТФ. Если же на этот моторчик подавать АТФ, процесс идет в обратную сторону: совершается гидролиз АТФ и моторчик вращается (в обратную сторону). Исследователи методами генной инженерии внесли два изменения в белки АТФазы. Одно изменение позволило прикрепить нанодвигатели к наноостровкам из никеля, напыленным на стекло: цилиндрики встали на них вертикально. За счет другого изменения приклеили пластмассовые шарики к верхнему концу центральной оси биомоторчиков. Капнув раствор с АТФ, исследователи наблюдали под микроскопом вращение шариков (рис. 8.5, б), которое продолжалось более двух часов.

В другом аналогичном исследовании был оценен коэффициент полезного действия такого наномотора. Он оказался близок к 100%, т. е. существенно выше, чем для всех изобретенных человеком двигателей. «Если бы этот двигатель был ростом с человека, - писали исследователи, - он мог бы вращать деревянный столб длиной около 2 км с частотой 1 с-1».

Часть исследователей заинтересована в использовании в качестве актюаторов для наноробототехники бактериальных жгутиковых моторов.

Некоторые виды бактерий плавают со скоростью больше 10 мкм/с, а частота вращения жгутиков может превышать 1000 с-1. При этом биомоторы бактерий очень экономичны.

С точки зрения источника энергии перспективен недавно полученный микроробот размером в половину диаметра человеческого волоса, в котором используется культура мышечной ткани в питательной среде из глюкозы. Робот состоит из кремниевой дуги, к нижней стороне которой прикреплены слои сердечных мышц из сердца крысы, выращенные в чашке Петри с глюкозой. Пока мышцы наращивались, дуга была закреплена, затем ее освободили, и «мускулобот» начал ползать со скоростью до 40 мкм/с. Сокращения мышц сгибают дугу, делая ее то уже, то шире, это вызывает движение робота (рис. 8.6). Использование в МЭМС и НЭМС живых мышц решает некоторые медицинские задачи и задачи обслуживания космических кораблей, в том числе оперативный ремонт их обшивки. Исследования «мускулоботов» активно финансируются NASA.

Существует целый ряд проектов нанодвигателей, основанных на различных физических эффектах. Проекты создаются с помощью компьютерного моделирования, учитывающего результаты некоторых предварительных экспериментов. Так были проведены опыты по вращению нанометровых стеклянных стерженьков в вязкой среде под действием луча лазера, а затем рассчитана общая модель такого мотора. Частота вращения оказалась порядка 1 ГГц. Рассчитан наномотор из двух концентрических наноцилиндров, один внутри другого, один служит ротором, другой - статором. Как источник энергии используется лазер.

Оригинальный проект предложен в 2000 г. израильскими физиками. Три наночастицы лежат на поверхности, связи между ними условно изображены пружинками (рис. 8.7). Пусть длина во времени, причем между колебаниями первой и второй пружинок имеется связей периодически изменяется сдвиг по фазе. Тогда система в целом начнет двигаться аналогично движению червяка. На рисунке 8.7 изображены последовательные стадии такого движения. Система может двигаться не только по горизонтальной, но и по вертикальной плоскости и тащить некоторый груз. Если три частицы объединить в кольцо - получится нанометровый ротор. В качестве пружинок могут ступать, например, фотохромные молекулы. Заметим, что такой двигатель может быть применим и в макроварианте, так что развитие нанотехнологий дало неожиданный вклад в макроскопическую механику.

Аналогичный наномотор предложен для плавающего наноробота (например, в человеческом теле с целью доставки нужного лекарства в определенные его участки).

Создан своеобразный конвейер по перемещению атомов металла вдоль углеродной нанотрубки, к которой приложено слабое электрическое напряжение (рис. 8.8). Это более простой способ перемещения атомов, чем с помощью АСМ.

Проблемой во всех случаях является броуновское движение, в котором участвует такая маленькая система, как наномотор. Поэтому воздействие источника энергии должно существенно превышать эффект от броуновского движения. В частности, был предложен наномотор, где две углеродные нанотрубки являются статором, а наночастица (в опыте молекула ДНК) - ротором. Наночастица вращается между нанотрубками в зазоре шириной около 10 нм под действием переменного электрического поля с амплитудой напряжения 1 В. Большое для наномира значение напряженности электрического поля нивелирует эффект броуновского движения.

Недостатком нанороботов с биологическими деталями является их уязвимость к внешним воздействиям, прежде всего к температуре. Поэтому в одних ситуациях окажутся предпочтительней биомоторы, а в других - например, при очень низких или очень высоких температурах, вакууме, излучении - электромеханические наномоторы.

Был создан чисто электромеханический наномотор (рис. 8.9) с общим диаметром около 400 нм. Сто миллионов таких приборов можно поместить на булавочном острие. Ротор толщиной 5-10 нм выполнен из золота и закреплен на многослойной нанотрубке. Статоры тоже выполнены из золота и закреплены на кремниевой подложке. И ротор и электроды статора были нанесены на кремний с помощью электроннолучевой литографии, затем под ротором слой кремния удален. По данным электронной микроскопии частота вращения наномотора при переменном напряжении на электроде не менее 30 с-1.

Существует еще ряд проектов нанодвигателей [1].

В разных наномоторах, как и в макроскопических механизмах, реализуется поступательное, вращательное или колебательное движение.

Нанопереключатели

В некоторых случаях в наноустройствах и нанодвигателях необходим нанопереключатель. В одной из работ в качестве переключателя предложена молекула, которая поднимает одну из «ножек» под влиянием щупа АСМ. Японские ученые разработали атомный переключатель, выгодно отличающийся своей простой и надежной методикой изготовления. Переключатель состоит из серебряного наномостика между двумя проводами из платины (Pt) и сернистого серебра (Ag2S) (рис. 8.10). При смене полярности подаваемого на провода напряжения резко меняется проводимость. Это обусловлено тем, что серебряный мостик вырастает на Ag2S в случае положительного потенциала на нем, а при смене полярности (положительный потенциал имеет Pt) исчезает. Переключатель может работать на частотах вплоть до 1 ГГц.


^ Угроза «серой слизи». Идея нанофабрик

Как любое достижение науки, принципиально меняющее технику и быт людей, создание нанороботов, способных к самовоспроизводству, вызвало тревогу, и тревогу обоснованную. Угроза «серой слизи» («grey goo» - термин, введенный Дрекслером), т. е. неконтролируемых нанороботов, разлагающих все окружающее на атомы исключительно для самовоспроизводства, вызывает опасение у ряда ученых. Любая совершенная технология, как показала практика человечества, может быть использована и на благо, и во вред. В 1989 г. Дрекслер основал в Калифорнии некоммерческий Предусмотрительный институт (Foresight Institute), который и возглавляет в настоящее время. Задача института - сформулировать и довести как до ученых, работающих в области нанотехнологии, так и до общественности систему правил, обеспечивающих безопасность в этой новой научнотехнической области, остановить развитие которой невозможно. Например, требуется, чтобы репликаторы не могли воспроизводиться в естественной, неконтролируемой окружающей среде, а только в специально подготовленной, должны использоваться коды выявления случайных «мутаций» и т. п. Ситуация напоминает формулировку знаменитых «законов робототехники» А. Азимова для макроскопических роботов.

Специалисты утверждают, что промышленные модели нанороботов, собирающих материалы и механизмы из отдельных атомов или наноразмерных «полуфабрикатов», появятся в ближайшие 10-20 лет. Скептицизм, который сопровождал появление первых книг и статей Дрекслера, не может устоять против реальных достижений нанотехнологии. Вместе с тем продолжается естественный процесс уточнения типа нанороботов, которые будут реально использоваться в ближайшем будущем. В своей книге «Наносистемы» (1992) Дрекслер предложил другую систему организации работы нанороботов. Вместе с К. Фениксом он показал, что выгоднее не молекулярное производство, основанное на большом количестве мобильных нанороботов, а нанофабрика - комплекс жестко зафиксированных нанороботов (фабрикаторов), объединенных в производственную систему. При этом снимается угроза неконтролируемой репликации. Каждый фабрикатор будет производить наноблок размером 200 х 200×200 нм, содержащий все необходимые части: нанокомпьютер, наноконвейер, наноманипуляторы сборки более крупных узлов и пр. Затем эти блоки начнут объединяться, пока не будет создана нанофабрика.

Завершим эту главу СТМ фотографией самого маленького в мире автомобиля, размеры которого составляют одну десятитысячную диаметра человеческого волоса (рис. 8.11). Автомобиль состоит из «шасси» и четырех колесфуллеренов С60, которые именно катятся (а не скользят) по золотой подложке при 200 °С.

Вопросы для самоконтроля

  1. Что такое ассемблер и дессемблер? Из каких основных частей в общем случае должен состоять наноробот?

  2. В чем преимущество ассемблера для синтеза наноструктур по сравнению со сборкой при помощи АСМ? В чем заключается основное достоинство нанофабрик?

  3. Почему при создании наномоторов часто обращаются к конкретным механизмам в живом организме или к их аналогам?

  4. Почему в ряде случаев в качестве топлива желательно использование АТФ?

  5. В каких нанодвигателях реализуется поступательное движение и в каких - вращательное?

  6. Какие физические эффекты используются в различных нанодвигателях?

  7. Каковы перспективы применения нанороботов в медицине?

Задания

  1. Подготовьте подробное сообщение о наноактюаторах, в которых используется комплементарность ДНК.

  2. Оформите стенд с рисунками и подробным текстом о работе различных наномоторов.

  3. Сделайте доклад о существующих достижениях по разработке МЭМС.

  4. Подготовьте для младших классов показ минифильмов о МЭМС и НЭМС.

  5. Подготовьте и проведите диспут между двумя командами о положительных перспективах и опасностях, связанных с массовым производством нанороботов.

Литература

  1. Web sites of the Foresight Institute and the Institute for Molecular Manifacturing. www. foresight. org/NanoRev/ lmages.html., www.zyvex.com/nano/, http://www.imm.org/ Parts/Parts 1. html

  2. Берд К. Микроботы: технология будущего сегодня // Компьютерра. 2002. № 14.

  3. Свидиненко Ю. Нанотехнологии сегодня // Компьютерра. 2002. № 25.

  4. Баскин И. Компьютерное моделирование в молекулярной нанотехнологии // Компьютерра. 2002. № 41.

  5. Свидиненко Ю. Систематический обзор существующих проектов наноактюаторов. http://www.microbot.ru.02.12.2003

  6. Князьков М. Микромеханика. Всеобщая чувствительная сеть - «Умная пыль», http://www.issp.ras

  7. Левин А. Шагающий наноробот. http://grani. ru. 07.05.2004

Тест для проведения промежуточного контроля
^

Что такое НАНО?


(Данный тест НЕ относится к зачетным и его можно проходить столько раз, сколько хочется...)


Все говорят "Нано", "нано"... А чему равна эта величина арифметически? С чем ее можно сопоставить? От какого слова она произошла? Кто придумал это модный термин? Простейшие вопросы о приставке "нано"... Вспомните, подумайте, ответьте, попытайтесь еще раз, если не получилось...


1.Кто считается крестным отцом нанотехнологий?

Отец Джорджа Буша, организовавшего американскую национальную нанотехнологическую инициативу
Л.Б.Меламед, ставший первым генеральным директором государственной корпорации нанотехнологий
А.Б.Чубайс, который успешно провел Международный форум по нанотехнологиям
Эрик Дрекслер, впервые придумавший обезумевшие орды нанороботов
Ричард Фейнман, который призвал занять место внизу, где его еще много
Астронавт Армстронг, привезший лунную пыль на Землю
В.В.Путин, провозгласивший российскую национальную нанотехнологическую программу
академик Ж.И.Алферов, лауреат Нобелевской премии
академик В.А.Садовничий, Ректор МГУ


2.Один нанометр равен чему? Укажите арифметически правильный ответ...

Одна миллионная сантиметра
Одна миллионная миллиметра
Одна тысячная ангстрема
Одна триллионная мили
Сто ангстрем
Десять пикометров
Одна миллиардная парсека
Одна стотысячная дюйма
Одна тысячная фута
Одна миллиардная морского узла


3.Какой из размеров ближе всего к 1 нанометру

диаметр молекулы фуллерена
ванн-дер-ваальсовый радиус молекулы кислорода
длина молекулы ДНК
диаметр кишечной палочки
толщина лапы муравья
длина волны излучения бытовой микроволновой печи
радиус квантовой точки на основе халькогенида кадмия


4.Из какого языка произошла приставка "нано" и что она означает?

из древнеславянского и означает "солнечная пылинка"
из тюркского и означает "жадный"
из немецкого и означает "крошка"
из греческого и означает "гном, карлик"
из латыни и означает "глубина, топь"
из английского и означает "мера, деление"
из французского и означает "утренний ежик"
из санскрита и означает "дитя, ребенок"
из иврита и означает "богатый"


5.Какие из эффектов НЕхарактерны для нанообъектов? Выберите наиболее подходящий ответ...

Туннелирование
Квантование (квантоворазмерные эффекты)
Повышенная химическая активность
Повышенная концентрация (точечных и протяженных) дефектов
Повышенная концентрация "оборванных" связей
Свечение (люминесценция) в видимой области
Притяжение к постоянному магниту


6.Какой из перечисленных ниже объектов точно НЕ относятся к наномиру?

углеродные нанотрубки
наноалмазы
квантовые точки
кассиев пурпур
платиновая чернь
мицеллы
вирусы
ацетилен
липосомы
золь


7.Демон Максвелла, сортирующий молекулы, что может привести к передаче тепла от холодного к горячему, невозможен потому, что...

... он слишком маленький
... он нарушает законы природы
... молекулы очень быстрые
... молекул очень много
... я его видел!
... у него нет точки опоры
... откуда он возьмет энергию для совершения такой работы?
... беспорядок нельзя нарушить никогда


8.Назовите единственный (среди перечисленных) реально существующий в наномире тип объектов.

Нанороботы
Янусы
Суперпарамагнитные монополи
Супрамолекулярный вечный двигатель второго рода
Гномы
Единорог
Флогистон
суперструны


9.Кто предложил термин "серая слизь" для взбесившихся орд нанороботов?

Ж.И.Алферов
Р.Фейнман
Р.Бредбери
Э.Дрекслер
Б.Клинтон
И.В.Мичурин
этот термин не существует, как и нанороботы
никто не изобретал, это народная молва
это термин IUPAC


10.В какое время появились термины «Наноматериалы» и «Нанотехнологии»?

Они были еще со времен алхимиков
В середине XX века
В конце XX века
В начале XXI века
Их своими опытами фактически ввел М.В.Ломоносов


11.Кто предложил использовать «координату дисперсности» в описании и интерпретации корреляцонных зависимостей между составом, структурой и свойствами веществ и материалов

академик И.В.Тананаев
академик П.А.Ребиндер
академик Ж.И.Алферов
гендиректор РОСНАНО А.Б.Чубайс
академик В.А.Каргин
президент РФ Д.А.Медведев
Эрик Дрекслер
Ричард Фейнман
Михайло Ломоносов




Похожие:

Лекция : Ассемблер. Мэмс и нэмс. Наномоторы iconГрид-технологии в ресурсоемких вычислительных задачах
Виртуальные испытания изделий машиностроения позволяют экономить значительные материальные ресурсы на разработку экспериментальных...
Лекция : Ассемблер. Мэмс и нэмс. Наномоторы iconЛекция № Лекция № Лекция №4
Любое смешанное число n в любой позиционной системе счисления r может быть представлено степенным многочленом – полиномом
Лекция : Ассемблер. Мэмс и нэмс. Наномоторы iconЛекция 2-07 Лекция 2-07
Для создания собственных (пользовательских) объектов в JavaScript можно использовать два способа
Лекция : Ассемблер. Мэмс и нэмс. Наномоторы iconЛекция 25 Операционные усилители
Лекция 25. Основные параметры и характеристики оу. Обобщенные структурные схемы трех- и двухкаскадого оу
Лекция : Ассемблер. Мэмс и нэмс. Наномоторы iconЛекция по экономике Лекция №1. Экономика
Общественная наука, изучающая выборы, которые люди совершают, используя ограниченные ресурсы
Лекция : Ассемблер. Мэмс и нэмс. Наномоторы iconЛекция по результатам работы лаборатории K7 (Лаборатория совершенных комбинаторных структур) Аннотация
Лекция-семинар: Построение математических моделей целочисленного линейного программирования
Лекция : Ассемблер. Мэмс и нэмс. Наномоторы iconЛекция и традиционный семинар. Также в ходе проведения занятий используются интерактивные образовательные технологии такие как проблемная лекция, интерактивная лекция, диспут, деловая игра
...
Лекция : Ассемблер. Мэмс и нэмс. Наномоторы iconЛекция В. Б. Борщев и B. H. Partee. Казань, кгу, Апрель 2003 стр
Лекция Какие семантики бывают. Исчисление предикатов как прототипический пример формального языка
Лекция : Ассемблер. Мэмс и нэмс. Наномоторы iconЛекция Для студентов факультета бухгалтерского учета специальностей 1-25 01 04 финансы и кредит
Л 12 Финансовые риски: Лекция. – Горки: Белорусская государственная сельскохозяйственная академия, 2005. 20с
Лекция : Ассемблер. Мэмс и нэмс. Наномоторы iconЛекция для студентов специальности 1-24 01 02 правоведение, специализации 1-24 01 02 07
К 31 Ревизия и ее значение при расследовании уголовных дел: Лекция. – Горки: Белорусская государственная сельскохозяйственная академия,...
Разместите ссылку на наш сайт:
Уроки, сочинения


База данных защищена авторским правом ©izlov.ru 2000-2014
При копировании материала обязательно указание активной ссылки открытой для индексации.
связаться с нами