Нанонаука

Монографії

Систематично викладається сучасний стан досліджень нанокристалічних матеріалів. Узагальнено експериментальні результати по впливу нанокристалічного стану на мікроструктуру і механічні, теплофізичні, оптичні, магнітні властивості металів, сплавів і твердофазних з’єднань. Розглянуто основні методи отримання ізольованих наночастинок, ультрадисперсних порошків і компактних нанокристалічних матеріалів. Детально обговорено розмірні ефекти в ізольованих наночастицах і компактних нанокристалічних матеріалах, показана важлива роль кордонів розділу в формуванні структури і властивостей компактних наноматеріалів. Проведено аналіз модельних уявлень, пояснюють особливості будови і аномальні властивості речовин у нанокристалічному стані.
У книзі автори дають роз’яснення про те, яке смислове наповнення несуть слова «нанонаука» і «нанотехнологія» та відкривають завісу в наносвіт, розповівши як виглядають його мешканці.
Книга в популярній формі знайомить читача з досягненнями в галузі нанотехнологій у Японії й інших країнах в кінці 20 – початку 21 століття. Продемонстровані фантастичні можливості нанотехнологій в таких галузях як електроніка, енергетика, біологія, медицина та ін. Велику увагу приділено економічним і соціальним наслідкам впровадження нанотехнологій в життя суспільства.
На основі аналізу зарубіжних і вітчизняних наукових джерел за 1974-2009 рр. висвітлені результати досліджень з нанотехнологій, призначених для створення наноструктурованих матеріалів переважно конструкційного та функціонального призначення. Розглянуто основні види, фізико-хімічні особливості, методи діагностики наноматеріалів, показані причини появи розмірної залежності їх механічних, кінетичних, термодинамічних та інших властивостей. Розкрито способи отримання, властивості та застосування компактних наноматеріалів.
У книзі наведені світові новини за 2005 рік, згруповані по розділах і охоплюють наноматеріали, наноелектроніку, нанодатчики і наноприлади, діагностику наноструктур і наноматеріалів, нанобіотехнології та застосування нанотехнологій у медицині. У книзі наведені приклади реалізації та застосування у галузі технології формування наноструктур, методів дослідження наноматеріалів, метрологічне забезпечення та основи технології наносистемной техніки.
У монографії узагальнені новітні дані літератури та дослідження авторів, що виконані співробітниками кафедри фармакології та клінічної фармакології і кафедри хірургічної стоматології та щелепно-лицевої хірургії Національного медичного університету ім. Богомольця, лабораторією електронно-променевої нанотехнології неорганічних матеріалів для медицини Інституту електрозварювання ім. Є. О. Патона і Національного медичного університету ім. Богомольця, Інституту біоколоїдної хімії ім. Ф. Д. Овчаренка НАН України, Національного фармацевтичного університету, Львівського Національного медичного університету імені Данила Галицького стосовно проблем нанонауки, нанобіології, нанофармації.
Викладено результати системного аналізу ринкових тенденцій розвитку нанотехнологій, проведеного на основі економетричних показників. Здійснено огляд нанотехнологій, розглянуто основи класифікації наноматеріалів, їх властивості, напрями застосування і комерціалізації. Досліджено науково-технологічні пріоритети наноіндустрії, узагальнено світові тенденції розвитку наносфери, впровадження національних нанотехнологічних стратегій і програм, фінансування нанодосліджень і нанорозробок, особливостей і напрямів розвитку наноринку. Показано загальні підходи до патентування ідей і винаходів у наносфері. Вивчено досвід Європейського Союзу (ЄС) і Росії щодо проведення аналізу наукометричних індикаторів розвитку нанотехнологій: патентної активності, кількості наукових публікацій і посилань. Вивчено досвід США і Німеччини щодо розвитку наносфери. Описано методологію та інструментарій стратегічного планування розвитку нанотехнологій з урахуванням досвіду США та ЄС. Проаналізовано тенденції розвитку нанотехнологічної сфери в Україні, досліджено нормативно-правову базу з цієї тематики, виділено актуальні нанотехнологічні напрями. Проведено аналіз проблем, що заважають розвитку наносфери в Україні, даються рекомендації щодо посилення стратегічних підходів планування нанодосліджень та розвитку наноіндустрії.
Систематично викладен матеріал, який охоплює проблеми фізики квантовонеорганічних і біоорганічних наноструктур; процеси нанотехнології, орієнтовані на формування нанослойних систем і нанокомпозицій неорганічної та органічної природи, а також 3D-обробку з використанням нанорозмірних пучків. Розглянуто електронографіческіх, оптичні, електричні, електронно та атомно-зондові методи діагностики нанокомпозицій і аналізу поверхні твердого тіла з нанорозмірних дозволом. Представлені практичні результати створення реальних затребуваних пристроїв оптоелектроніки, мікро- і наносистемной техніки на основі гетеронаноструктур, нанопористих і наноструктурованих матеріалів.
Надано огляд сучасного стану нанотехнологій і наноелектроніки. Викладено результати досліджень поверхні, кластерів атомів і кластерів вакансій, кінетичних властивостей низькорозмірних систем і кластерної плазми, процесів розсіювання та локалізації позитронів у металах, рідинах і кластерах. Описано деформаційну та температурну залежності роботи виходу електронів, оптичні та магнітні властивості наноплівок і нанокомпозитів, кулонівські та квантові ефекти в одноелектронних транзисторах на кластерних структурах. Наведено приклади використання квантових низькорозмірних структур.
У книзі в доступній формі викладаються питання, пов’язані з історичним розвитком і сучасним застосуванням нанотехнології в різних галузях: електроніці, медицині, біотехнології, точної механіки й оптики, автомобільної індустрії, енергетики. Розглядаються соціоекономічні наслідки і етичні аспекти впровадження нанотехнології в життя сучасного суспільства.
Висвітлено історію становлення, сучасний стан і перспективи розвитку досліджень з проблем нанонауки, нанотехнології та наноматеріалів. Увагу приділено питанням нанобіології та нанофармації, клінічним аспектам застосування нанотехнологій у хірургічній стоматології та щелепно-лицьовій хірургії.

Підручники, навчальні й методичні посібники

В даному посібнику стисло викладено основні результати досліджень із нанотехнологій і наноматеріалів конструкційного і функціонального призначення. Розглянуто фізико-хімічні особливості наноматеріалів, методи діагностики, способи одерження компактних наноматеріалів і їх область застосування, в тому числі в машинобудуванні, атомній енергетиці, наноелектроніці. Наведені приклади прояву розмірних ефектів при формуванні властивостей наноматеріалів.
Розкрито основи сучасних технологій вирощування тонких плівок, квантово-розмірних шарів, квантових ниток і точок, фулеренів і вуглецевих нанотрубок. Охарактеризовано принципи епітаксії, визначено основні режими гетероепітаксійного росту. Обгрунтовано можливості використання процесів самоорганізації для формування систем квантових ниток і точок. Розглянуто фізичні властивості дво-, одно- і нульвимірних квантових напівпровідників і вуглецевих структур, питання розмірного квантування й умови спостереження квантово-розмірних явищ.
Посібник містить основні відомості з метрологічного забезпечення різних технологічних операцій у сфері наноіндустрії. Розглянуто становлення у XX–XXI ст. і концепції розвитку нанометрології. Детально викладені сучасні основи технічного забезпечення нанометрології. Висвітлено питання нестабільності, точності і невизначеності наноізмереній. Особливу увагу приділено основним метрологічним операціями – повірці і калібрування скануючої зондової мікроскопії.
Матеріал викладений у формі конспекту лекцій з курсу «Наноматеріали та нанотехнології». Розглянуто фізико-хімічні основи нанотехнологій та дається відповідь на проблемні питання: що таке нанотехнологія і наноматеріали, предмет і об’єкт вивчення та навіщо потрібно вивчати даний предмет.
У книзі наведені основні відомості про нанотехнології і нанооб’єкти, розглянуті характерні особливості і властивості наночастинок. Значну увагу приділено функціональним і конструкційним матеріалам (фулерени, вуглеводні нанотрубки, ленгмюровскі молекулярні плівки) і їх застосування, а також методам отримання наночастинок і впорядкованих наноструктур.
Книга висвітлює коло питань, які можуть ввійти до науки про нанооб’єкти, процеси та явища, що проходять на рівні розмірів 1-100 нм. У цій галузі спостерігаються ефекти, чутливі як до окремих атомно-молекулярним рівням енергії, так і до колективних властивостей тіл. Розвиток науки про нанокластери і наносистеми, а також методи їх дослідження привело до створення нанотехнологій, наноматеріалів та нанопристроїв, що відрізняються унікальними властивостями і перспективами застосування. Книга є спробою поєднанням теоретичних і експериментальних даних про нанокластери і наносистеми з деякими питаннями більш загального, вступного характеру.

Статті, доповіді

У статті розкрито проблему дослідження науково-технічного розвитку, що має велику актуальність для сучасної філософії науки і техніки, оскільки розглядає нову галузь знання, яка ще не була предметом систематичного дослідження і філософської рефлексії.
У статті розглядаються базові етапи історичного розвитку нанотехнологічної науки і нанотехнологічних виробництв.
У статті проведений аналіз поняття нанотехнологій, позитивних і негативних сторін впровадження нанотехнологій, умов розвитку цих технологій в Україні. Розглянуто стан виконання державної цільової науково-технічної програми з нанотехнологій, проблеми розвитку та поширення нанотехнологій, наведені приклади підприємств України, які мають нанотехнологічні виробництва. Поставлене питання осмислення перспектив нанотехнологій для розвитку суспільства.
У статті поданий аналіз історичних, наукових, науково-технічних й організаційно-економічних передумов розвитку нанотехнологій та проводиться дослідження етапів і тенденцій розвитку нанонауки як окремої галузі знань. Представлені чотири етапи розвитку науки про наносвіті та їх часові межі, які на думку автора, можна виділити при дослідженні процесу розвитку нанонауки. Мета роботи полягає в дослідженні процесу розвитку нанотехнологій як галузі знань і її значення в сучасній економіці.
Автор обмірковує про те, що в понятті «нанотехнології» закладено більш глибший філософський зміст, ніж здається на перший погляд, адже впровадження нанотехнології спричинить за собою значне поліпшення якості та збільшення загальної тривалості життя людей, швидке впровадження нових технологій в промисловість, перерозподіл ресурсів, зниження соціальної напруженості, розвиток екологічних систем тощо.
У роботі висвітлюється поняття і структура феномена нанореальності, його компоненти та елементи.
Зроблено аналіз активності публікацій по ННТ в дослідних установах Московської області за основними бібліометричними індикаторами, а також виявлення рівня цитованості публікацій в світовому потоці.
Революційні та синергетичні досягнення на перетині різних галузей науки і техніки готують нано-біо-інфо перетворення у навчанні традиційних дисциплін, включаючи фундаментальні науки. В аналізованих роботах дослідники оцінюють те, як революційні зміни в технології можуть вплинути на систему освіти і наводять приклади цих змін у провідних університетах світу.
Проаналізовано дані літератури і результати власних досліджень з нанонауки, нанотехнологій, наномедицини. Встановлено три етапи наукових досліджень цього напряму. Проаналізовано кількість публікацій з нанонауки, нанотехнологій, наномедицини, нанобіотехнологій, наноелектроніки, нанобіології, нанофізіології, нанотоксикології. В лабораторії електронно-променевої нанотехнології неорганічних матеріалів для медицини Інституту електрозварювання ім. Є. О. Патона та Національного медичного університету розроблена технологія одержання наночастинок оксидів срібла і міді та їх композитів. Встановлено, що наночастинки оксидів міді та срібла виявляють більш виражену протимікробну дію, ніж оксиди даних металів звичайних розмірів. Науковці світу приділяють значно менше уваги проведенню досліджень з нанофізіотерапії, нанофармації, впровадженню наноматеріалів при реабілітації хворих та лікуванні різних захворювань.
У XX столітті стан економіки високорозвинених країн визначався в значній мірі розвитком високих технологій в авіації, космонавтиці, ядерній енергетиці, електроніці, а в кінці століття – в мікроелектроніці та інформатики. Початок XXI століття характеризується формуванням нового напряму в науці і техніці – нанотехнології.
Провідні вчені прогнозують, що широке впровадження нанотехнологій у виробничу діяльність людини стане своєрідною нанореволюцією ХХІ століття. Зважаючи на таку перспективу, вітчизняні науковці активно зайнялися питаннями нанонауки та створення нанотехнологій. Про це, зокрема, свідчить швидкий розвиток таких напрямів, як наноелектроніка, наномедицина, нанофармакологія, нанобіологія, наноприлади і нанопрепарати. Практичні розробки вже застосовано в досить широкій сфері — електроніці, інформаційних технологіях, медицині, фармакології, фармації, сільському господарстві, авіації, космонавтиці, військовій справі, мікрохвильовій техніці, сонячних батареях, радіозв’язку, радіології і радіонавігації, молекулярній біології, медичних технологіях, екологічному моніторингу тощо.
У статті подано авторське бачення нанонауки та на прикладі показується сутність класичної (у відмінності від квантової) нанонауки. Розглядаються залежностi когезіонної енергії та розчинності малих частинок від її розміру. Обговорюється особливості поведінки міцел поверхнево-активних речовин: різкий перехід до утворення міцелів при малих концентраціях, відсутність властивостей натрій макроскопічних фаз тощо.
Проаналізовано директивні документи ЄС щодо політики в сфері нанонауки та нанотехнологій. На прикладі Німеччини продемонстровано державну підтримку розвитку національної наноіндустрії та її результати, оцінено коло інституцій, технологічні напрями досліджень і галузі економіки, на інноваційні потреби яких вони орієнтовані. Визначено установи НАН України, чиї нанотехнологічні інноваційні продукти зорієнтовані на національне господарство, виявлено диспропорції у державному замовленні на підготовку спеціалістів, здатних генерувати нові знання, продукувати, адаптувати та використовувати передові технології. Встановлено найбільш затребувані бізнесом сектори нанонауки. Запропоновано авторське бачення ключових орієнтирів державної підтримки розвитку нанонауки та нанотехнологій в Україні: розвиток фундаментальних знань, активізація технологічних інновацій та їхня комерціалізація, дотриманням соціальної відповідальності в процесі розвитку нанотехнологій.
Представлено стислий огляд літератури в галузі визначення і класифікації направлень нанотехнологій, які вданий час знаходяться в процесі формування. Відзначено, що єдиного узгодженого варіанту, який утворював би підставу для побудови відповідних класифікацій, поки не існує. Виділено сім основних напрямків нанотехнологій: наноматеріали наноелектроніка, нанофотоніка, нанобіотехнології, наномедицина, наноінструменти (нанодіагностіка), технології та спеціальне обладнання для створення і виробництва наноматеріалів та нанопристроїв.
Узагальнено досвід провідних за рівнем розбудови наноіндустрії країн щодо проведення опитувань підприємств нанотехнологічної сфери. З огляду на недосконалість вітчизняної статистичної бази та організації статистичних спостережень за розвитком нанотехнологічної сфери було проведено анкетування українських підприємств, котрі використовують і створюють нанотехнології, і його результати висвітлено у статті. Це дозволило дослідити сучасний стан сфери нанотехнологій України та визначити притаманні їй особливості. Окрім того, виокремлено та обґрунтовано проблемні аспекти вітчизняної практики статистичного спостереження нанотехнологічної діяльності підприємств в Україні.
Історія розвитку науки і техніки нерозривно пов’язана з розвитком систем, методів і засобів вимірювань. Нанотехнології поставили ряд нових специфічних завдань, зумовлених малими розмірами елементів і структур, з якими доводиться мати справу в цій галузі. Тут, як ніде, актуальна теза: «Якщо не можна правильно виміряти, то неможливо створити».
Описані основні етапи історичного розвитку нанонауки та впровадження її в медицину. Незважаючи на свою перспективність, протягом багатьох років нанонаука, тобто вчення про частинки, розмір яких не перевищує 100 нм, залишалася емпіричною та не могла знайти свого практичного застосування. Лише наприкінці 80-х – на початку 90-х років ХХ ст., завдяки активному вивченню властивостей наночастинок, з’явилися та почали розвиватися такі наукові напрями, як наномедицина та нанофармакологія. Наразі фізичні властивості наночастинок можуть використовуватися з метою діагностики захворювань, у регенеративній медицині, для розробки лікувальних засобів пролонгованої, особливо селективної, дії. Сьогодні усі країни світу інвестують чималі кошти у розвиток нанотехнологій. Не є виключенням і Україна, де чимало наукових установ продовжує активно займатися вивченням впливу наночастинок на біологічні тканини за фізіологічних і патологічних умов та розробкою нових і модифікацією існуючих лікувальних засобів з використанням нанотехнологій.
У роботі подана як історична довідка у становленні нанонауки, так і статистичні дані друкованих робіт, починаючи з 1991 по 2008 роки. Робиться акцент на меті та завданнях цієї науки, один із аспектів якої полягає у розробці та вивченні впливу на тваринний та людський організми наноматеріалів та нанопрепаратів (лікарських засобів).
Розглянуте життя і наукову діяльність видатного американського фізика-теоретика ХХ століття, лауреата Нобелівської премії за 1963 рік за створення вчення квантової електродинаміки Річарда Філліпса Фейнмана (1918–1988), який ще в грудні 1959 р. на щорічному засіданні Американського фізичного товариства зробив доповідь-лекцію: «Внизу багато місця: запрошення увійти в нову галузь фізики», яка сьогодні вважається першою прямою вказівкою на необхідність розпочинати наукові дослідження в масштабі атомів і молекул. Пізніше японським ученим Норіо Танігучі це було названо нанотехнологіями. У роботі розкриті аспекти вивчення цієї науки в Україні на сьогоднішній час.
На основі загальних концепцій про нанотехнології та наноінженерії розглянута роль університету в розвитку цих сучасних напрямків науки, техніки, технологій.
У статті аналізуються підстави інструментальної революції, пов’язаної з виникненням нанотехнологій. Показано, що онтологічні особливості наносистемотехніки обумовлені специфікою розмірності об’єктів і маніпуляторів, що виходить за межі домінування квантових ефектів, але не достатньою для прояву макровластивостей. Епістемологічна основа нанотехнологій розуміється в рамках конструктивізму і редукціонізму, а її базовим методологічним принципом виступає єдність світу в наномасштабі.
У статті представлені філософські роздуми про майбутнє людства. З перших прогнозів і очікувань щодо нанотехнологій, наприкінці 90-х років, є багато речей, які змінилися, але надто багато очікувань не виконано. До 2050 р. очікується, що населення перевищить 9 мільярдів чоловік. У той час, або навіть раніше, ситуація у світі може бути дуже важкою. Тому ми повинні використати всі засоби для поліпшення становища, включаючи й нанотехнологічні.

Пошук по сайту

Календар

Березень 2024
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Нд
 123
45678910
11121314151617
18192021222324
25262728293031