Нанотехнологии в современном мире


Чтобы посмотреть презентацию с оформлением и слайдами, скачайте ее файл и откройте в PowerPoint на своем компьютере.
Текстовое содержимое слайдов:

Исследовательская работа «Нанотехнологии в современном мире»Рахмангулов Р.И.Ученик 7 класса МОБУ СОШ с.АнясевоМиякинского района РБ Актуальность работы: будущее за нанотехнологиями, их применение востребовано и незаменимо.Цель: 1. Разобраться в сущности понятия «нанотехнология», раскрыть суть нанонауки, рассмотреть историю ее развития. 2. Понять, как человек реализует огромный потенциал нанонауки в повседневной жизни, её перспективы и будущее. 3. Изучить, что представляет неньютоновская жидкость и какими необычными свойствами обладает. Задачи исследования:1. Познакомиться с историей возникновения нанотехнологий.2 . Собрать и проанализировать информацию о неньютоновской жидкости. Гипотеза: Изучая нанотехнологии, мы все больше расширяем область их применений – от медицины до космических исследований.Объект исследования: нанотехнологии.Предмет исследования: сферы применения, возможности и перспективы нанотехнологий.Методы исследования: сбор материала по теме, его анализ и обработка, оформление работы, создание презентации.Выход проектного продукта: стенд в школе Практическая значимость работы заключается в том, что работающие над этой темой ученики и слушатели узнают много нового из этой сферы. Данная работа позволит расширить кругозор в данной области, познакомиться с новейшими достижениями науки и техники. Слово «нанотехнологии» состоит из двух слов — «нано» и «технологии».«Нано» — греческое слово, означающее одну миллиардную часть чего-нибудь, например, метра . Слово «технологии» означает создание из доступных материалов того, что необходимо человеку. Наноистория400 г до н.э греческий философ Демокрит впервые использовал слово «атом»;1704 г Исаак Ньютон – предположения об исследовании «тайны корпускул»;1959 г Ричард Фейман – предположение о механическом перемещении одиночных атомов;1974 г Норио Танигучи впервые употребил термин «нанотехнологии»; Нанотехнологии в быту Неньютоновскими называют жидкости, течение которых не подчиняется закону Ньютона. Приготовление раствора Опыты с неньютоновской жидкостьюВывод: если на них воздействовать резко, сильно, быстро - они проявляют свойства, близкие к свойствам твердых тел, а при медленном воздействии становится жидкостью. Температура окружающей средыКоличество дней, в течение которых свойства сохраняются20°С5 дней22°С4 дня25°С2 дня У неньютоновской жидкости есть существенный недостаток: жидкость утрачивает свои свойства, когда из нее испаряется вода. Мною было проведено исследование, в результате которого я выяснил, что свойства сохраняются 2-5 дней в зависимости от температуры окружающей среды.Вывод: чем ниже температура окружающей среды, тем медленнее испаряется вода и тем дольше сохраняются свойства неньютоновской жидкости. Заключение1. Нанотехнологии - символ будущего, важнейшая отрасль, без которой немыслимо дальнейшее развитие цивилизации .2. Использование продуктов нанотехнологии в быту, улучшает качество жизни человека.3. В нанотехнологиях наше будущее. Всем странам следует развивать эту отрасль науки.4. Изучение нанотехнологии принесет нам еще много научных побед в будущем. 5. По результатам экспериментов можно сделать следующие выводы:если мешаем быстро неньютоновскую жидкость, чувствуется сопротивление, а если медленнее то нет. При быстром движении такая жидкость ведёт себя как твердое тело;чем ниже температура окружающей среды, тем медленнее испаряется вода и тем дольше сохраняются свойства неньютоновской жидкости. Список использованной литературы http://popular.rusnano.com http://www.rusnano.com http://www.en.wikipedia.org http://nanoru.ru http://www.nanometer.ru http://www.nanotech.ru http://www.rusnanonet.ru/nns/67171/info/http://izvmor.ru/ http://cnnrm.ru/


Муниципальное общеобразовательное бюджетное учреждение
«Средняя общеобразовательная школа с.Анясево муниципального района Миякинский район Республики Башкортостан»
Исследовательская работа
«Нанотехнологии в современном мире»
Автор: ученик 7 класса
МОБУ СОШ с.Анясево
Рахманкулов Рустам И.
Руководитель :
учитель математики и
информатики И ИКТ
Мансурова А.М.
Анясево-2016
Содержание:
Введение………………………………………………………………….. 3
1. Что такое нанотехнологии………….………………………………... 5
2. Нанотехнологии в быту………………………………………………. 6
3. Неньютоновская жидкость………………………………………… 8
Заключение……………………………………………………………….. 12
Список литературы……………………………......................................... 13
Введение
В последнее время можно часто слышать слово «нанотехнологии». Если спросить любого учёного, что это такое, и для чего нужны нанотехнологии, ответ будет краток: «Нанотехнологии изменяют привычные свойства вещества. Они преображают мир и делают его лучше».
Учёные утверждают, что нанотехнологии найдут применение в очень многих областях деятельности: в промышленности, в энергетике, в исследованиях космоса, в медицине и во многом другом. Например, крохотные нанороботы, способные проникнуть в любую клетку человеческого организма, смогут быстро лечить те или иные болезни и производить такие операции, которые не под силу даже самому опытному хирургу.
Благодаря нанотехнологиям появятся «умные дома». В них человеку практически не надо будет заниматься скучными бытовыми хлопотами. На себя эти обязанности возьмут «умные вещи» и «умная пыль». Люда станут носить одежду, которая не пачкается, более того, сообщает хозяину, что, например, пора обедать или принять душ.
Нанотехнологии позволят изобрести компьютерную технику и мобильные телефоны, которые можно будет складывать, как носовой платок, и носить в кармане.
Словом, учёные-нанотехнологи действительно намерены существенно преобразить жизнь человека.
Таким образом я сформулировал исследовательскую тему « Нанотехнологии в современном мире». Меня заинтересовала эта тема, потому что в будущем нам жить и работать с нанотехнологиями, а на сегодняшний день нам очень мало, что известно об этом. Я считаю, что сегодня – это самая актуальная проблема, потому что она направлена на наше с вами будущее. И я решил начать изучать и исследовать технологии будущего уже сегодня.
Актуальность работы: будущее за нанотехнологиями, их применение востребовано и незаменимо.
Цель: 1. Разобраться в сущности понятия «нанотехнология», раскрыть суть нанонауки.
2. Понять, как человек реализует огромный потенциал нанонауки в повседневной жизни, её перспективы и будущее.
3. Изучить, что представляет неньютоновская жидкость и какими необычными свойствами обладает.
Задачи исследования:
1. Выяснить значение термина «нанотехнология».
2. Найти примеры применения нанотехнологий в быту.
3 . Собрать и проанализировать информацию о неньютоновской жидкости и провести эксперимент.
Гипотеза: Изучая нанотехнологии, мы все больше расширяем область их применений – от медицины до космических исследований.
Объект исследования: нанотехнологии.
Предмет исследования: сферы применения, возможности и перспективы нанотехнологий.
Методы исследования: сбор материала по теме, его анализ и обработка, оформление работы, создание презентации.
Выход проектного продукта: презентация
Практическая значимость работы заключается в том, что работающие над этой темой ученики и слушатели узнают много нового из этой сферы. Данная работа позволит расширить кругозор в данной области, познакомиться с новейшими достижениями науки и техники.
Что такое нанотехнологии

Что же такое нанотехнологии? И как именно они позволяют менять свойства вещей?
Слово «нанотехнологии» состоит из двух слов — «нано» и «технологии».
«Нано» — греческое слово, означающее одну миллиардную часть чего-нибудь, например, метра. Размер одного атома немного меньше нанометра. А нанометр настолько меньше метра, насколько обыкновенная горошина меньше земного шара. Если бы рост человека был один нанометр, то толщина листа бумаги показалась бы человеку равной расстоянию от Москвы до города Тулы, а это целых 170 километров!
Слово «технологии» означает создание из доступных материалов того, что необходимо человеку.
А нанотехнологии — это создание того, что нужно человеку, из атомов и групп атомов (они называются наночастицами) при помощи специальных приборов.
Учёные договорились считать наночастицами все, что имеет размер от одного до ста нанометров.
Существует два способа получения наночастиц.
Первый, более простой, метод — «сверху вниз». Исходный материал измельчают разнообразными способами до тех пор, пока частица не станет наноразмерной.
Второй — получение наночастиц путём объединения отдельных атомов, «снизу вверх». Это более сложный способ, но именно за ним учёные видят будущее нанотехнодогий. Получение наночастиц этим способом напоминает работу с конструктором. Только в качестве деталей используются атомы и молекулы, из которых учёные создают новые наноматериалы и наноустройства.
Отцом нанотехнологии можно считать греческого философа Демокрита. Примерно в 400 г. до н.э. он впервые использовал слово «атом», что в переводе с греческого означает «нераскалываемый», для описания самой малой частицы вещества.
Примером первого использования нанотехнологий можно назвать – изобретение в 1883 году фотопленки Джорджем Истмэном, который впоследствии основал известную компанию Kodak.
В настоящее время нанотехнология является одним из приоритетных направлений развития Российской науки.
Нанотехнологии в быту

В настоящее время нанотехнологии находят применение в разных сферах жизнедеятельности человека. Перечислить все области, в которых эта глобальная технология применяется, практически невозможно. Можно назвать только некоторые из них.
Как оказалось, нанотехнологии часто встречаются в быту, они повсюду, просто мы об этом не знаем.
Все мы используем мыло, без которого уже не представляем личную гигиену. Никто даже не догадывается, что мыло – продукт нанотехнологии, но один из самых простых. Мыло содержит мицеллы, небольшие наночастицы, которые используются и для производства других популярных косметологических средств. Любителям солнца и шоколадного загара также помогают нанотехнологии. Солнцезащитные крема и лосьоны создаются с добавлением частиц, которые насыщают кожу витаминами и защищают ее от вредного воздействия.
Нанотехнологии немаловажную роль сыграли и в развитии моды. С применением новейших технологий производятся лыжные куртки. Они очень хорошо сохраняют тепло, не пропускают ветра и не мокнут. Также наночастицы используют при создании иной спортивной одежды, которая не мнется, устойчива к загрязнениям и ненастьям.
В теннисе нанотехнологии сыграли важную и одну из главных ролей. Наночастицы содержаться в теннисных ракетках и мячиках. Благодаря им, они стали гораздо легче, мячи более прыгучими и быстрыми.
Нанотехнологии стали популярными при разработке и выпуске сантехники. Наночастицы позволяют создавать особое покрытие, которое долго сохраняет свой товарный блестящий вид и очень легко чистится.
Мы даже не подозреваем, что нанотехнологии помогают нам в повседневной жизни при работе с компьютерами и интернетом. Наночастицы используются для увеличения параметров памяти жестких дисков. Благодаря разработкам, появились ноутбуки, нетбуки, айфоны, смартфоны и многие другие современные гаджеты. Нашим автомобилям также значительно помогло развитие наночастиц. Ими производители покрывают поверхности детали и они служат гораздо дольше. Также в некоторых автомобилях устанавливаются специальные зеркала, которые не замерзают и не запотевают.
Многие из нас пользуются фильтрами для очистки питьевой воды, а теперь представьте бытовой очиститель воды с мембраной, поры которой имеют размер меньше 1 нанометра. Это значит, что мембрана будет задерживать мельчайшие химические частички, которые загрязняют воду. До появления очистителей воды на основе нанотехнологий о таком высоком качестве воды можно было только мечтать.
Другой пример. Все мы устали от пыли, которая садится на мебель через пять минут после уборки? В таком случае, вы оцените новинку – нанопокрытие для домашней мебели. На поверхность мебели наносится вещество, содержащее наночастицы. В течение двух часов эти частицы взаимодействуют с молекулами воздуха и в результате создают на обработанных поверхностях тончайшую, невидимую пленку. Благодаря защитному покрытию поверхность мебели приобретает антистатические свойства, и о влажной уборке через каждые три часа можно забыть.
Кусочек лейкопластыря, которым мы заклеиваем порез на ручке , имеет нанослой серебра, помогающий быстрее залечивать рану. Это потому, что серебро имеет антибактериальные свойства, которые действуют лучше с повышением площади поверхности, что обеспечивается наночастицами.
Значение нанотехнологий в жизни каждого человека огромно. Чем комфортнее становится жизнь, тем больше ученые смогли узнать об этих очень малых частицах.

Неньютоновская жидкость
Ньютоновская жидкость – это вода, масло и большая часть привычных нам в ежедневном использовании текучих веществ, то есть таких, которые сохраняют свое агрегатное состояние, что бы вы с ними не делали.
Неньютоновскими называют жидкости, течение которых не подчиняется закону Ньютона.
Еще в конце XVII века великий физик Ньютон обратил внимание, что грести веслами быстро гораздо тяжелее нежели, если делать это медленно. И тогда он сформулировал закон, согласно которому вязкость жидкости увеличивается пропорционально силе воздействия на нее.
Неньютоновские жидкости не поддаются законам обычных жидкостей, эти жидкости меняют свою плотность и вязкость при воздействии на них физической силой, причем не только механическим воздействием, но и даже звуковыми волнами. Чем сильнее воздействие на обычную жидкость, тем быстрее она будет течь и менять свою форму. Если воздействовать на Неньютоновскую жидкость механическими усилиями, мы получим совершенно другой эффект, жидкость начнет принимать свойства твердых тел и вести себя как твердое тело, связь между молекулами жидкости будет усиливаться с увеличением силы воздействия на нее.
Простейшим наглядным бытовым примером может являться смесь крахмала с небольшим количеством воды. Чем быстрее происходит внешнее воздействие на взвешенные в жидкости макромолекулы связующего вещества, тем выше её вязкость.
Таких, аномальных с точки зрения гидравлики, жидкостей немало. Они широко распространены в нефтяной, химической, перерабатывающей, военной и других отраслях промышленности. К неньютоновским жидкостям можно отнести буровые растворы, сточные грязи, масляные краски, зубную пасту, кровь, жидкое мыло и др.
Свойства неньютоновской жидкости широко применяются в военной промышленности при изготовлении молекулярных бронежилетов, умного пластилина «хандгам», а также снаряжение для зимних видов спорта, чехлы для iPhone.
Приготовление раствора.
Для приготовления нам нужны крахмал (картофельный, кукурузный — любой) и вода. Пропорция зависит от качества крахмала и обычно составляет от 1:1 до 1:3 в пользу воды. В результате смешивания мы получаем нечто типа киселя, обладающего интересными свойствами . ( Приложение 1)
Исследование неньютоновской жидкости.
Изменение скорости течения жидкости.
Опыт №1. Так, если в ёмкость со смесью медленно ввести руку, то результат точно такой же, как если бы мы ввели руку в воду. Но если размахнуться как следует и стукнуть по этой смеси, то рука отскочит, как если бы это было твёрдое вещество. 
Опыт №2. Если лить такую смесь с достаточной высоты, то в верхней части струи она будет течь, как жидкость. А в нижней — скапливаться комками, как твёрдое вещество.
Опыт №3. Кроме того, можно засунуть руку в жидкость и резко сжать пальцы. Можно почувствовать, как между пальцами образовалась твёрдая прослойка.
Опыт №4. Или ещё один эксперимент — сунуть руку в этот "кисель" и резко попытаться её вытянуть. Большая вероятность, что ёмкость поднимется вслед за рукой.
Опыт №5. Когда быстро воздействовать на жидкость, катать как бы шарик из воды, то он получится на самом деле, благодаря неньютоновской жидкости. (см. приложение 1)
По результатам этих опытов можно сделать следующий вывод, если на них воздействовать резко, сильно, быстро - они проявляют свойства, близкие к свойствам твердых тел, а при медленном воздействии становится жидкостью.
Основываясь на свойствах неньютоновской жидкости, я хочу предложить несколько способов ее использования.
1. Изготовление контейнеров для транспортировки и хранения легко бьющихся стеклянных предметов (стекло, посуда, елочные игрушки и др.)
2. Использование неньютоновской жидкости при изготовлении защитных средств (наколенники, налокотники, шлемы и др.) для спортсменов, а так же их применении при обучении маленьких детей ходьбе.
У неньютоновской жидкости есть существенный недостаток: жидкость утрачивает свои свойства, когда из нее испаряется вода. Мною было проведено исследование, в результате которого я выяснил, что свойства сохраняются 2-5 дней в зависимости от температуры окружающей среды.
Температура окружающей среды
Количество дней, в течение которых свойства сохраняются
20°С
5 дней
22°С
4 дня
25°С
2 дня
Вывод: чем ниже температура окружающей среды, тем медленнее испаряется вода и тем дольше сохраняются свойства неньютоновской жидкости.
Заключение
1. Нанотехнологии - символ будущего, важнейшая отрасль, без которой немыслимо дальнейшее развитие цивилизации .
2. Использование продуктов нанотехнологии в быту, улучшает качество жизни человека.
3. В нанотехнологиях наше будущее. Всем странам следует развивать эту отрасль науки.
4. Изучение нанотехнологии принесет нам еще много научных побед в будущем. 
5. По результатам экспериментов можно сделать следующие выводы:
- если мешаем быстро неньютоновскую жидкость, чувствуется сопротивление, а если медленнее то нет. При быстром движении такая жидкость ведёт себя как твердое тело;
- чем ниже температура окружающей среды, тем медленнее испаряется вода и тем дольше сохраняются свойства неньютоновской жидкости.
Список использованной литературы
http://popular.rusnano.com
http://www.rusnano.com
http://www.en.wikipedia.org
http://nanoru.ru
http://www.nanometer.ru
http://www.nanotech.ru
http://www.rusnanonet.ru/nns/67171/info/http://izvmor.ru/ http://cnnrm.ru/Приложение 1
Приготовление раствора.


Приложение 2

Опыт №5
-2654301816102871470181610

Приложенные файлы

  • pptx fail6
    Размер файла: 3 MB Загрузок: 29
  • docx fail5
    Размер файла: 771 kB Загрузок: 8