Transcript Διαφάνεια 1

ΓΕΚΙΚΟ ΛΥΚΕΙΟ
ΑΡΓΟΥΣ ΟΡΕΤΣΙΚΟΥ
ΣΧΟΛΙΚΟ ΕΤΟΣ: 2011-12
Ερευνητική Εργασία των μαθητών
της Α’ τάξης Λυκείου
με θέμα:
Η ΝΑΝΟΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΚΑΙ ΟΙ
ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΗΣ
1
Ορισμός της Νανοτεχνολογίας
Νανοτεχνολογία... Η παγκόσμια επιστημονική κοινότητα έχει
δανειστεί την ελληνικής καταγωγής λέξη (νάνο) για να χαρακτηρίζει
την κλίμακα μεγέθους που είναι 1 δισεκατομμύριο φορές πιο μικρή
από το μέτρο. Για να βοηθηθούμε να καταλάβουμε πόσο μικρά
είναι τα νανοαντικείμενα αρκεί να αναφέρουμε το εξής: όσο πιο
μικρή είναι μια μπάλα ποδοσφαίρου από τη Γη τόσο πιο μικρή είναι
μια νανοσφαίρα από την μπάλα ποδοσφαίρου.
2
Ένα νανόμετρο (nm=δισεκατομμυριοστό του
μέτρου=10-9) είναι ένα εκατομμυριοστό του
χιλιοστόμετρου ή αλλιώς 100000 μικρότερο του
πάχους μιας ανθρώπινης τρίχας, έτσι βρισκόμαστε
στον μικρότερο τομέα των ατόμων και των
μορίων. Ένα άτομο είναι μικρότερο ενός
νανομέτρου, αλλά ένα μόριο μπορεί να είναι
μεγαλύτερο αυτού του μεγέθους.
Μια διάσταση 100 νανομέτρων είναι σημαντική
στην νανοτεχνολογία, επειδή κάτω από αυτό το
όριο μπορεί κανείς να παρατηρήσει νέες ιδιότητες
του ζητήματος, πρωτίστως οφειλόμενες στους
νόμους της κβαντικής φυσικής.
3
Με τι ασχολείται η Νανοτεχνολογία;
Θεωρητικά,
η
νανοτεχνολογία
αναφέρεται στην επιστήµη και τεχνολογία
που αναπτύσσονται σε κλίµακα ατόµων και
µορίων
(νανοκλίµακα)·
εν
συνεχεία
αναφέρεται σε ιδιότητες που µπορούµε να
τις
παρατηρούµε
και
να
τις
εκµεταλλευόµαστε σε µικροκλίµακα ή
µακροκλίµακα για την ανάπτυξη π.χ. υλικών
και
εφευρέσεων
µε
νεωτεριστικές
λειτουργίες και επιδόσεις.
4
Ο όρος νανοτεχνολογία χαρακτηρίζεται από
μεγάλη ευρύτητα όντας πολύ γενικός για να
περιγράψει οτιδήποτε συμβαίνει στις διαστάσεις
του νανομέτρου. Κατά συνέπεια, μπορεί να
χωρισθεί σε πιο ειδικά θέματα όπως αυτό της
νανοηλεκτρονικής, των νανοϋλικών καθώς και
άλλων.
Οι εφαρμογές της είναι αναρίθμητες ενώ οι
επιπτώσεις γίνονται αντιληπτές σε πολλαπλά
επίπεδα κατά κύριο λόγο στον οικονομικό τομέα
επηρεάζοντας παγκόσμιες βιομηχανίες και
οικονομίες,
αλλά
και
στο
κοινωνικό
βελτιώνοντας το επίπεδο ζωής μας.
5
Πως ξεκίνησε η νανοτεχνολογία;
Αν και η ιδέα ότι όλη η ύλη φτιάχνεται τελικά από πολύ
μικρά και αδιαίρετα άτομα, είχε ξεκινήσει από τον αρχαίο
φιλόσοφο Δημόκριτο, εντούτοις ο john Dalton θεωρείται ο
πατέρας της τεχνολογίας όταν στις 21 Οκτωβρίου του 1803 σε
μία συνεδρίαση της Φιλοσοφικής Εταιρίας του Μάντσεστερ,
επιστρέφοντας στην θεωρία του Δημόκριτου, ανακοίνωσε την
ατομική του Θεωρία ξεκινώντας μία επανάσταση.
Η πρώτη επιστημονική αναφορά στη νανοτεχνολογία (χωρίς
τη χρήση αυτού του ονόματος) έγινε σε μια ομιλία που έκανε ο
Richard Feynman, το 1959, με τίτλο "There's Plenty of Room at
the Bottom - Υπάρχει Πολύς Χώρος στον Πάτο" μιλώντας για τα
μεγάλα περιθώρια που αφήνουν οι νόμοι της φύσης για τον
έλεγχο της ύλης σε ατομικό επίπεδο.
6
Οι δύο τύποι της νανοτεχνολογίας
Από πάνω προς τα κάτω:
Από την κορυφή (μεγαλύτερο) στη βάση (μικρότερο).
Μηχανισμοί και υποδομές σμικρύνονται σε μια νανομετρική κλίμακα.
Αυτή υπήρξε η πιο συχνή εφαρμογή της νανοτεχνολογίας μέχρι τώρα,
ιδιαίτερα στον τομέα της ηλεκτρονικής όπου επικρατεί η σμίκρυνση.
Από κάτω προς τα πάνω:
Από κάτω (μικρότερο) προς την κορυφή (μεγαλύτερο).
Ξεκινάμε με μια νανομετρική υποδομή όπως ένα μόριο και μέσω μιας
διαδικασίας σύναξης ή αυτο-σύναξης, δημιουργούμε έναν
μεγαλύτερο μηχανισμό από αυτόν με τον οποίο ξεκινήσαμε. Αυτή η
προσέγγιση, η οποία ονομάζεται «μοριακή νανοτεχνολογία» ή
«μοριακή παραγωγή» την οποία έφερε στο προσκήνιο ο ερευνητής
Eric Drexler και την οποία μερικοί θεωρούν ως τη μόνη και την
«αληθινή» νανοτεχνολογία. Με αυτόν τον τρόπο θα μπορέσουμε να
γίνουμε ικανοί να απελευθερωθούμε από τα όρια της σμίκρυνσης,
7
ιδιαίτερα στον τομέα της ηλεκτρονικής.
Εφαρμογές
Νανοτεχνολογίας
στην Ιατρική
Μια υπόσχεση
για το μέλλον
8
Ελληνικές θεραπείες νανοτεχνολογίας για
τον καρκίνο και τις νευρολογικές παθήσεις
Αποτελεσματικότερη θεραπεία νευρολογικών
παθήσεων και του καρκίνου με λιγότερες
παρενέργειες,
υπόσχονται
δύο
φιλόδοξα
ερευνητικά προγράμματα, που αφορούν τις
εφαρμογές της νανοτεχνολογίας στην ιατρική και
άρχισαν πρόσφατα στο Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο
Θεσσαλονίκης [ΑΠΘ].
«Ψυχή» των προγραμμάτων είναι μία πολλά
υποσχόμενη νεαρή επιστήμον, η 25χρονη
ερευνήτρια νανομηχανικής και νανοτεχνολογίας
Κατερίνα Αϋφαντή.
9
«Η νανοτεχνολογία μπορεί να συμβάλλει στη
θεραπεία ασθενειών οι οποίες δεν μπορούν να
αντιμετωπισθούν με τη σύγχρονη ιατρική. Τέτοιες
ασθένειες είναι για παράδειγμα οι νευρολογικής φύσεως
παθήσεις, όπως οι νόσοι του Πάρκινσον και του
Αλτσχάιμερ, η σκλήρυνση κατά πλάκας, η παράλυση, καθώς
και διάφορες μορφές καρκίνου. Λόγω του μικρού μεγέθους
των νανοϋλικών, η νανοτεχνολογία έχει πολλά
υποσχόμενες εφαρμογές στην ιατρική. Τα νανοσωματίδια
είναι περίπου 1.000 φορές πιο μικρά από τα ερυθρά
αιμοσφαίρια, επομένως μπορούν με ευκολία να
εισέρχονται και να κυκλοφορούν μέσα στον ανθρώπινο
οργανισμό», επεσήμανε η νεαρή επιστήμον, Αικατερίνη
Αϋφαντή.
10
Η χρήση μικρότερου μεγέθους ηλεκτροδίων θα
έχει ως αποτέλεσμα την εξάλειψη επιπλοκών κατά τη
διαδικασία εισαγωγής τους, καθώς και την παροχή
ηλεκτρικών παλμών ακριβώς στο σημείο του
εγκεφάλου όπου υπάρχει διαταραχή.
Η νανοτεχνολογία επιτρέπει την παραγωγή
νανοσωματιδίων στα οποία θα εσωκλείεται το
φάρμακο. Στο εξωτερικό των νανοσωματιδίων
τοποθετούνται πρωτεΐνες οι οποίες κατευθύνονται και
προσκολλώνται στα καρκινικά κύτταρα.
11
Σύμφωνα με τους επιστήμονες, τα "εργαλεία" που θα
προκύψουν από τη νανοτεχνολογία μπορούν να
επικαλυφθούν με αυτοκατευθυνόμενες συσκευές, όπως
αντισώματα τεχνητά ή φυσικά, που θα βρίσκουν τα καρκινικά
κύτταρα. Μπορεί επίσης, να μεταφέρουν φάρμακα για να
σκοτώνουν κύτταρα ή απεικονισμένους παράγοντες για την
ανίχνευση του καρκίνου.
Για παράδειγμα, ένα φάρμακο που χρησιμοποιεί μια
νανοσυσκευή μπορεί με ακρίβεια να στοχεύσει τα καρκινικά
κύτταρα χωρίς να πλήξει τα υγιή, κάτι που δεν
επιτυγχάνεται σήμερα με τη χημειοθεραπεία και την
ακτινοβολία. "Εάν μπορέσουμε να το πετύχουμε, τότε
μπορούμε να περιορίσουμε αυτή την αρρώστια", δήλωσε ο
Ρίτσαρντ Σμάλεϊ, καθηγητής Νανοτεχνολογίας στο
πανεπιστήμιο Ράις του Χιούστον.
12
Υπέρηχοι μπορούν να καταστρέψουν
καρκίνο χωρίς επέμβαση
Μια νέα τεχνική για την καταστροφή όγκων στο στήθος
με τη βοήθεια υπερήχων που 'ψήνουν' τα καρκινικά
κύτταρα δοκιμάστηκε στην πρώτη ασθενή και οι γιατροί
τώρα αισιοδοξούν για την πορεία της υγείας της. Η νέα
μέθοδος θα μπορούσε να περιορίσει τις χειρουργικές
επεμβάσεις για την αφαίρεση όγκων δίχως ένα σημάδι ή
ουλή στο δέρμα της γυναίκας.
13
Ερμάρια πάνω σε τσιπ
Η τεχνολογία μικροσυστημάτων και η νανοτεχνολογία
θα ανταμείψουν ακόμη και μόνο στον ιατρικό τομέα, λόγω
του ότι ελαττώνουν το
μέγεθος και το κόστος
γνωστώντεχνικών, σε ειδικές
περιπτώσεις έως και κατά το
εκατοντάκις χιλιαπλάσιο ή και
περισσότερο. Αυτό ισχύει,
μεταξύ άλλων, για τα
εξελιγμένα μηχανήματα, που
θα είναι ικανά να εξετάζουν εκατομμύρια κύτταρα, π.χ.
αιμοκύτταρα, για καθορισμένα χαρακτηριστικά, κατά
χιλιάδες ανά δευτερόλεπτο, και να κάνουν διαλογή
14
ζωντανών κυττάρων.
ΟΙ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΗΣ
ΝΑΝΟΤΕΧΝΟΛΟ ΓΙΑ Σ ΣΤΗΝ
ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΚΑΙ ΣΤΟ
ΟΙΚΟΛΟΓΙΚΟ ΣΠΙΤΙ.
15
Η κλιματική αλ λαγή και η αιμάτωση των
πόρων είναι παγκόσμιες ανησυχίες. Οι
βιοτεχνολόγοι αναφέρουν ότι πιθανώς
να έχουν τις λύσεις σε κάποια από τα
μεγαλύτερα προβλήματα του κόσμου.
…πιο αναλυτικά σχετικά με
την ενέργεια
16
Έξυπνα υφάσματα που θα παράγουν...
ενέργεια
Τα προϊόντα «έξυπνα υφάσματα», τα
οποία θα τροφοδοτούν με ενέργεια νοικοκυριά
και καταναλωτές, μέσα από ρούχα, τσάντες,
τέντες, ώστε να προσφέρουν αυτονομία σε κάθε
είδους
ηλεκτρονική
συσκευή,
που
θα
μεταφέρουμε πάνω μας, ακόμα και σε
μεγαλύτερες συσκευές μέσα στο σπίτι θα
παραχθούν και θα διατεθούν στην αγορά μέσα
στα επόμενα τρία χρόνια.
Τα «έξυπνα υφάσματα» θα έχουν ενσωματωμένα εύκαμπτα
οργανικά φωτοβολταϊκά, που μέσω της ηλιακής ακτινοβολίας θα
παράγουν ενέργεια. Έτσι θα παρέχουν αυτονομία σε κινητά
τηλεφωνά, ipod, γκάτζετ μουσικής, laptop, σε holder καρδιοπαθών
και άλλες φορητές μικροσυσκευές.
17
Ενεργειακή τσάντα
Ένα νέο προïόν που δημιουργήθηκε από τους
επιστήμονες
του
εργαστηρίου
Νανοτεχνολογίας του ΑΠΘ σε συνεργασία με μεγάλη
γερμανική εταιρεία, αποτελεί σημαντική
καινοτομία στον τομέα της ηλιακής ενέργειας,
καθώς μπορεί να φορτίσει το κινητό τηλέφωνο
μέσω ενός εύκαμπτου ηλιακού πάνελ, που
μετατρέπει το ηλιακό φως σε ηλεκτρική
ενέργεια.
Η «ενεργειακή τσάντα», που έχει εκτεθεί στο σταντ του
Εργαστηρίου Νανοτεχνολογίας του ΑΠΘ στην 75η ΔΕΘ (1119/09/2010) και πωλείται ήδη στην Ευρώπη και μέσω του
διαδικτύου, είναι επικαλυμμένη με εύκαμπτα φωτοβολταϊκά, τα
οποία είναι σε θέση να φορτίσουν τον υπολογιστή ή το κινητό
18
τηλέφωνο κατά τη διάρκεια της ημέρας.
Νανοσωλήνες σε ρόλο σούπερ
μπαταριών
Με τη νέα τεχνολογία οι νανοσωλήνες θα μπορούν να
μετατρέπονται σε σούπερ μπαταρίες.
Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν ηλεκτρικά και θερμικά
αγώγιμους νανοσωλήνες άνθρακα, που είναι επικαλυμμένοι με
ένα στρώμα άκρως ευαίσθητου καυσίμου, το οποίο παράγει
θερμότητα μέσω αποσύνθεσης. Το καύσιμο «ανάβει» στη μια
άκρη του σωλήνα με τη χρήση μιας ακτίνας λέιζερ ή ενός
σπινθήρα υψηλής τάσης. Με τον τρόπο αυτόν παράγεται ένα
θερμικό κύμα που κινείται με πολύ μεγάλη ταχύτητα στο
εσωτερικό του νανοσωλήνα άνθρακα.
Η θερμότητα του καυσίμου μέσα στον νανοσωλήνα ταξιδεύει
χιλιάδες φορές ταχύτερα από το ίδιο το καύσιμο, αναπτύσσοντας
θερμοκρασία γύρω στους 2.700 βαθμούς Κελσίου, προκαλώντας ένα
άγνωστο ως σήμερα φαινόμενο.
Το θερμικό κύμα που κινείται μέσα
στο νανοσύρμα συμπαρασύρει στο πέρασμά του ηλεκτρόνια παράγοντας
έτσι ηλεκτρικό ρεύμα. Στα πειράματα που έχουν γίνει μέχρι στιγμής το
σύστημα παραγωγής ενέργειας που δημιουργήθηκε παράγει 100 φορές
19
μεγαλύτερη ηλεκτρική ενέργεια απ ό,τι μια μπαταρία λιθίου-ιόντων.
Πλεονεκτήματα
Μπαταρίες με νανοσωλήνες θα χρειάζονται φόρτιση μόνο
μια φορά το μήνα!

Συγκεκριμένα, οι επιστήμονες αντικατέστησαν τα μεταλλικά
καλώδια μπαταρίας κινητού τηλεφώνου με νανοσωλήνες,
παρατείνοντας έτσι τη διάρκεια ζωής της κατά 100 φορές.

Όπως υποστηρίζει ο Ποπ, η ανακάλυψη της ομάδας του θα
μπορούσε να οδηγήσει σε μια νέα γενιά έξυπνων κινητών
εξοπλισμένων με «αιώνιες» μπαταρίες. Ή ακόμη, σε
συσκευές οι οποίες θα λειτουργούν συσσωρεύοντας θερμική
ή ηλιακή ενέργεια και δεν θα εξαρτώνται πλέον από
μπαταρίες.
20
Δημιουργία ηλεκτρισμού μέσω
νανοσωλήνων άνθρακα!
Σύμφωνα με τους ερευνητές, ένα θερμικό κύμα Επιστήμονες του πανεπιστημίου ΜΙΤ
(ένας κινούμενος παλμός θερμότητας) που
των ΗΠΑ ανακάλυψαν ένα άγνωστο
«ταξιδεύει» μέσα στο νανοσύρμα,
μέχρι τώρα φαινόμενο, το οποίο
συμπαρασύρει ηλεκτρόνια καθ’ οδόν,
μπορεί να προκαλέσει ισχυρά
δημιουργώντας έτσι ηλεκτρικό ρεύμα. Ο
ενεργειακά κύματα να ταξιδέψουν
κρίσιμος παράγων είναι η χρήση ηλεκτρικά και μέσω μικροσκοπικών «συρμάτων»
θερμικά αγώγιμων νανοσωλήνων άνθρακα (με
(νανοσωλήνων άνθρακα). Η
διάμετρο ελάχιστα νανόμετρα, δηλαδή
ανακάλυψη, κατά τους ερευνητές,
δισεκατομμυριοστά του μέτρου), που είναι
μπορεί να οδηγήσει σε ένα νέο τρόπο
επικαλυμμένοι με ένα στρώμα άκρως
παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας.
ευαίσθητου καυσίμου, το οποίο παράγει
θερμότητα μέσω αποσύνθεσης.
21
SurfaPore ThermoDry®
Τα ψυχρά ή θερμομονωτικά ή θερμοανακλαστικά χρώματα
είναι χρώματα που αντανακλούν το μεγαλύτερο ποσοστό της
θερμότητας που μεταδίδεται με την ηλιακή ακτινοβολία.
Το ποσοστό αυτό φθάνει στο 93% για τα καλύτερα από τα
συναφή προϊόντα.
Έτσι μπορούν να βοηθήσουν στη μείωση κόστους για
κλιματισμό κατά τους θερινούς μήνες.
Ένα ψυχρό χρώμα μπορεί να ρίξει την εσωτερική
θερμοκρασία κατά την διάρκεια των ζεστών μηνών έως και 4οC,
πράγμα ιδιαίτερα σημαντικό από ενεργειακής άποψης.
22
• To
SurfaPore
ThermoDry®
είναι
πρόσμικτο
Νανοτεχνολογίας και Μικροτεχνολογίας για θερμομόνωση
και αδιαβροχοποίηση οποιουδήποτε υδατικού, ακρυλικού
χρώματος για εσωτερική ή εξωτερική χρήση.
• To SurfaPore ThermoDry® “μπλοκάρει” τη θερμότητα και
αποτρέπει την υγρασία μετατρέποντας τα χρώματα σε
αδιάβροχα!
• Εξαλείφει το φαινόμενο της συμπύκνωσης υδρατμών
αποτρέποντας την ανάπτυξη “μαυρίλας” και μυκήτων
στους τοίχους. Η τριπλή δράση του SurfaPore ThermoDry,
δηλαδή η αντανάκλαση της θερμικής ακτινοβολίας, η
αποτροπή
μεταφοράς
της θερμότητας
και η
αδιαβροχοποίηση συμβάλλει στην προστασία των
χρωματισμένων επιφανειών και στην ενεργειακή απόδοση
23
των κτιρίων!
Μόνωση
ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ
- Η τελευταία λέξη της
νανοτεχνολογίας.
- Εξαιρετική ανακλαστικότητα της
θερμότητας. Μειώνει αισθητά
το θερμικό φορτίο του κτιρίου.
- Ατμοδιαπερατό.
- Μυκητοστατικό.
- 100% στεγανό.
- Μεγάλη λειτουργική ζωή.
Ελάχιστο κόστος συντήρησης.
- Γεφυρώνει όλες τις υπάρχουσες
και μελλοντικές μικρορωγμές.
- Προστατεύει από την
ενανθράκωση.
24
ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΑ,
ΟΙ ΠΙΟ ΣΗΜΑΝΤΙΚΟΙ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ ΓΙΑ ΤΗΝ
ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΤΩΝ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΩΝ ΕΙΝΑΙ Η
ΑΠΟΔΟΣΗ, Ο ΧΡΟΝΟΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΕΙΑΣ ΚΑΙ ΤΟ
ΚΟΣΤΟΣ
25
Φωτοβολταϊκά
 Χρησιμοποιώντας νανοσωματίδια του γερμανίου, του πυριτίου και
άλλων υλικών, οι συγκεκριμένοι ερευνητές στοχεύουν στο να
παράγουν φωτοβολταϊκά κύτταρα περισσότερο αποδοτικά από όσα
έχουν υπάρξει έως σήμερα, με απόδοση που φτάνει έως και το 65%.
 Τα παραδοσιακά φωτοβολταϊκά κύτταρα λειτουργούν βάσει της
αρχής: «Ένα φωτόνιο μέσα – ένα ηλεκτρόνιο έξω», σημειώνει ο
Gergely Zimanyi, καθηγητής Φυσικής στο Davis του Πανεπιστημίου
της Καλιφόρνια. Με άλλα λόγια, κάθε σωματίδιο φωτός, δηλαδή
κάθε φωτόνιο, που εισέρχεται στο φωτοβολταϊκό κύτταρο, παράγει
ένα ηλεκτρόνιο και με αυτό τον τρόπο παράγεται το ηλεκτρικό ρεύμα
που λαμβάνεται ως έξοδος.
 Η απόδοση του φωτοβολταϊκού που προκύπτει βάσει αυτής της
αρχής μπορεί να φτάσει θεωρητικά έως και 31%. Ωστόσο,
κατασκευάζοντας φωτοβολταϊκά κύτταρα από πολύ μικρά
νανοσωματίδια, οι συγκεκριμένοι επιστήμονες έχουν ως στόχο να
καταφέρουν για κάθε ένα φωτόνιο να παράγονται περισσότερα του
ενός ηλεκτρόνια. Με αυτό τον τρόπο, η μέγιστη απόδοση θα
κυμαίνεται μεταξύ 42 και 65%, σύμφωνα με τις εκτιμήσεις τους.
26
νερό
Νανοσωματίδια
που χρησιμοποιούνται
για την αφαίρεση τοξίνων από το νερό μπορεί
να μεταβάλλει το νερό σε πόσιμο και με
αυτόν
τον
τρόπο
να
σωθούν
πολλές
ανθρώπινες ζωές.
27
Φως
Μια νανοκρυσταλλική λάμπα μπορεί να
αξιοποιήσει το 100% της ενέργειας για φως χωρίς να
αναλωθεί τίποτα σε θερμότητα. Με αυτόν τον τρόπο
έχουμε καλύτερη ποιότητα φωτός και επίσης δεν
υπάρχει καμία σπατάλη ενέργειας καθώς δεν
παράγεται καθόλου θερμότητα.
28

Οι εφαρμογές της νανοτεχνολογίας στην
ενέργεια με σκοπό τη επίλυση τους είναι κάτι που
ενδεχομένως θα ωφελήσει το σύνολο της
κοινωνίας.
Παρόλα αυτά θα πρέπει να έχουμε στον νου
μας ότι τα απόβλητα που θα δημιουργούν θα
πρέπει να επεξεργαστούν κατάλληλα για να μην
ρυπάνουμε το περιβάλλον.
29
Νανοηλεκτρονική και
αποθήκευση πληροφορίας
Τι θα σημάνει η
Νανοηλεκτρονική για την
εξέλιξη των υπολογιστών και
της πληροφορικής;
30
• H μείωση του όγκου των συσκευών θα είναι
κατακόρυφη.
• Οι οθόνες θα γίνουν τόσο λεπτές, που θα μετριούνται
σε χιλιοστά, ενώ ταυτόχρονα θα μπορούν να είναι και
διάφανες.
• Οι υπολογιστές θα ξεκινούν αμέσως, χωρίς να
χρειάζεται να περάσουν από τη διαδικασία της εκκίνησης
του λειτουργικού συστήματος (boot), θα εκκινούν δηλαδή
όπως εκκινούν και οι τηλεοπτικές συσκευές.
• Το πληκτρολόγιο, με τη σημερινή μορφή, θα
αντικατασταθεί από ένα εικονικό πληκτρολόγιο που θα
εμφανίζεται στην επιφάνεια του γραφείου ή κάποιας άλλης
επιφάνειας και θα εξαφανίζεται όταν θα κλείνει ο
υπολογιστής.
31
• Οι υπολογιστές παλάμης θα αποτελούν ιδιαίτερα κομψά
δημιουργήματα και το μέγεθός τους δεν θα είναι
μεγαλύτερο από μία πιστωτική κάρτα. Θα ενσωματώνουν
δε σχεδόν τα πάντα. Θα είναι τηλέφωνο, υπολογιστής,
τηλεόραση, φωτογραφική μηχανή, βιντεοκάμερα, σύστημα
πλοήγησης, συσκευή εγγραφής και αναπαραγωγής ήχου
κ.ά.. Ασφαλώς, οι συσκευές θα μπορούν να μικρύνουν
ακόμη περισσότερο, κάτι τέτοιο όμως θα αποτελούσε
πρόβλημα για τους χρήστες, που θα δυσκολεύονταν να τις
χειριστούν, λόγω "αντικειμενικών" δυνατοτήτων.
• Παρόμοια επιτεύγματα θα καταγραφούν και στους
κλάδους τηλεπικοινωνίας τηλεματικής. Τα κινητά
τηλέφωνα θα μικρύνουν περισσότερο και θα φθάσουν το
μέγεθος ενός κουμπιού, που θα μπορεί κάλλιστα να
φορεθεί στο αυτί.
32
Τα όρια του νόμου του Μουρ
Ήδη από το 1965, ο Γκόρντον Μουρ, συνιδρυτής
της εταιρείας Intel, υποστήριξε ότι η ισχύς των
μικροτσίπ θα διπλασιαζόταν κάθε 18 μήνες
περίπου.
Ήδη, οι σημερινές CPU (κεντρικές μονάδες
επεξεργασίας) διαθέτουν δομές μικρότερες από
100nm και περισσότερα από 100 εκατομμύρια
τρανζίστορ.
33
Μνήμες τυχαίας προσπέλασης με
αλλαγή φάσης
Τα σημερινά μέσα αποθήκευσης δεδομένων βασίζονται σε
διάφορες τεχνολογίες, με αντίστοιχα πλεονεκτήματα και
μειονεκτήματα.
Οι μελλοντικές νανοτεχνολογικές επινοήσεις μνημών, που
ουσιαστικά υπόσχονται μόνο πλεονεκτήματα – μεγάλη πυκνότητα
εγγραφής, υψηλή ταχύτητα, διατήρηση των δεδομένων χωρίς να
χρειάζεται παροχή ισχύος και μεγάλη διάρκεια ζωής, είναι με τα
σημερινά δεδομένα η MRAM (μαγνητική μνήμη τυχαίας
προσπέλασης) και η Phase Change RAM.
Με τις μνήμες・Phase Change RAM προβλέπεται ότι θα
επιτευχθούν πυκνότητες αποθήκευσης που θα επιτρέπουν την
εγγραφή ενός terabit σε περιοχή μεγέθους γραμματοσήμου – δέκα
ώρες ασυμπίεστου βίντεο με εξαιρετική ποιότητα. Οι φορητοί
υπολογιστές αυτής της τεχνολογίας θα ξαναρχίζουν απλώς να
λειτουργούν από εκεί όπου διέκοψε την εργασία του ο κάτοχός
τους – δεν θα χρειάζεται πλέον εκκίνηση (boot).
34
35
βιομηχανία καλλυντικών ανακάλυψε τις θαυματουργές
για το ανθρώπινο δέρμα δυνατότητές τους.
•Ρούχα «ζωντανά», που διώχνουν τη βρωμιά!
Τα νανοτριχίδια ενσωματώνονται στο ύφασμα του
ρούχου όταν τα κομμάτια του πατρόν του εμβαπτισθούν
σε ένα ειδικό χημικό διάλυμα.
•Yπάρχουν ενδύματα με νανοκλωστές που λειτουργούν
ως αντλίες ιδρώτα, απορροφώντας την υγρασία του
σώματος και εξωθώντας την στην επιφάνεια του
ενδύματος ώστε να στεγνώσει γρηγορότερα.
•Ένας στρατός από μυριάδες νανοτριχίδια συστρέφονται
όταν πέσει επάνω τους βρωμιά και... την απωθούν
ώσπου να την ξεφορτωθούν!
•H
36
Μια εικόνα … χίλιες λέξεις!!!
37
38