Функциональные наноматериалы

Глава 6. Применение функциональных наноматериалов

Области применения функциональных наноматериалов исключительно много­образны. Анализ текущего уровня развития нанотехнологий позволяет выделить следующие направления и задачи, связанные как с решением фундаментальных задач науки, так и с разработкой конкретных технических приложений:

• Инженерия. Создание наноэлектромеханических устройств, молекулярных и наномоторов, систем нанопозиционирования. Разработка методов нанолитографии и молекулярного дизайна, нанометрологии и наносенсорики.

• Электроника. Разработка и конструирование полевых транзисторов для ЭВМ, одноэлектронных транзисторов, нанопроводов, диодов, выпрямителей и других элементов наноэлектроники. Развитие молекулярной электроники и устройств записи информации. Исследование нейросетей, создание квантовых компьютеров, развитие спинтроники.

• Оптика. Создание лазеров с перестраиваемой длиной волны, люминесцентных источников излучения, сверхточных оптических систем (микрозеркала). Разработка методов нанолитографии. Разработка и внедрение устройств на основе квантовых точек, квантовых нитей и сложных квантовых структур. Разработка волноводов, работающих с использованием эффектов полного внутреннего отражения и дифракции светового излучения. Развитие фотоники (систем обработки информации на основе световодов и фотонных кристаллов).

• Катализ. Разработка катализаторов на основе наноструктурированных материалов для селективного катализа. Создание молекулярных сит и селективных сорбентов.

• Материаловедение. Создание ультрадисперсных материалов, нанопорошков, нанокерамики, «бездефектных» наноматериалов, направленное получение 354 Глава 6. Применение функциональных киноматериалов

наноматериалов с заданными функциональными свойствами, разработка методов самоорганизации наноструктур и методов синтеза низкоразмерных наноструктур.

• Трибология. Разработка и изготовление перспективных пар трения и смазочных материалов на основе наноструктур и фуллеренов. Исследование корреляции структуры наночастиц и сил трения.

• Медицина. Исследование функций ДНК, РНК и белковых структур, вирусов и антител. Развитие нанофармакологии и наномедицины. Создание магнитных жидкостей для лечения раковых заболеваний. Разработка систем точной доставки лекарств в определенные места живого организма. Создание биосовместимых материалов.

• Молекулярный дизайн. Манипуляция отдельными атомами и молекулами и сборка из них новых молекул или наноструктур.