Развитие нанотехнологий сделало сочетание микроэлектроники и оптоэлектроники ближе, значительно улучшая производительность оптоэлектронных устройств в таких областях, как передача, хранение, обработка, вычисление и отображение информации. Применение нанотехнологий для обработки существующей радиолокационной информации может увеличить его возможности в 10-несколько сотен раз, и даже радар с наноапертурой сверхвысокого разрешения может быть размещен на спутниках для высокоточной наземной разведки. Недавно исследователи из Массачусетского технологического института подали возбужденные атомы бария в лазеры один за другим, испуская полезный фотон из каждого атома с удивительной эффективностью.

Применение в микроэлектронике

Наноэлектроника основана на новейших физических теориях и передовых технологических средствах, создавая электронные системы в соответствии с новыми концепциями и развивая потенциальные возможности хранения и обработки материалов для достижения революционных прорывов в области сбора и обработки информации. Наноэлектроника станет ядром информационного века в следующем столетии. ◆

◆ Применение в биоинженерии

Хотя молекулярные компьютеры в настоящее время находятся только в своей идеальной стадии, ученые рассмотрели возможность использования нескольких биомолекул для производства компьютерных компонентов, среди которых бактериальный родопсин является наиболее перспективным. Этот биоматериал обладает специфическими термическими, оптическими и химическими физическими свойствами, а также хорошей стабильностью. Его уникальные оптические циклические свойства могут быть использованы для хранения информации, тем самым заменяя текущую компьютерную обработку информации и хранение информации. Это увеличит емкость хранения и обработки информации единичного объема материала в миллионы раз. ◆

◆ Применение в области химического машиностроения

Добавление порошка nano TiO2 в определенной пропорции к косметике может эффективно блокировать ультрафиолетовые лучи. Допинг металлических наночастиц в продукты из химического волокна или бумагу может значительно уменьшить электростатические взаимодействия. Губчатое спеченное тело, состоящее из наночастиц, может быть использовано для разделения и концентрации газовых изотопов, смешанных редких газов и органических соединений. Наночастицы также могут использоваться в качестве проводящих покрытий, печатных красок и твердых смазочных материалов.

Исследователи также обнаружили, что уникальная структура пор, большая удельная площадь поверхности (до нескольких сотен квадратных метров на грамм углеродных нанотрубок) и высокая механическая прочность углеродных нанотрубок могут быть использованы для создания нанореакторов, которые могут ограничивать химические реакции до очень малого диапазона.

◆ Медицинские применения

Исследователи успешно использовали наночастицы для разделения клеток и наночастицы золота для целенаправленного лечения поражений, чтобы уменьшить побочные эффекты. Кроме того, был достигнут прорыв в использовании наночастиц в качестве носителей для индукторов вирусов, которые в настоящее время используются в клинических экспериментах на животных и, как ожидается, будут служить людям в ближайшем будущем.

Изучение применения нанотехнологий в биомедицине может помочь понять тонкую структуру биомолекул и их связь с функцией на наноуровне, а также получить информацию о жизни. Ученые предполагают использовать нанотехнологии для создания молекулярных роботов, которые циркулируют в кровотоке, обнаруживают и диагностируют различные части тела и проводят специальные процедуры.

Применение в молекулярной сборке

Как синтезировать наноматериалы с определенными размерами и равномерным распределением частиц по размерам без агломерации, всегда было проблемой, которую исследователи стремились решить. В настоящее время нанотехнология проникла в манипуляции с одиночными атомами, и благодаря сочетанию мягкой химии, химии шаблона гостя и супрамолекулярной химии она становится основным средством сборки и резки, достигая молекулярной хирургии.

Нанотехнология, как развивающаяся наука и техника с наибольшим потенциалом рыночного применения, станет яркой звездой в области материаловедения, демонстрируя себя в различных областях, таких как новые материалы, энергия и информация, играя решающую роль. С непрерывным развитием технологии его подготовки и модификации наноматериалы будут все более широко использоваться во многих областях, таких как тонкое химическое и фармацевтическое производство.