Muhammad alining "ulug‘ saltanat" roman tetrologiyasidagi mironshoh mirzo vа shohruh

Название 
публикации:
«НОВЫЕ 
МЕТОДЫ 
РАЗВИТИЯ 
НАНОТЕХНОЛОГИЙ» 
Аннотация:
Эта статья о реализации нанотехнологии, которую невозможно 
однозначно отнести к той или иной дисциплине: это сочетание 
фундаментального и прикладного аспектов различных разделов физики, химии 
и биологии. 
Ключевые слова:
 наногенератор, нанотранзистор, нанопленок, нанопроволок, 
графен, зонд, спектрометрами комбинационного (рама рассеяния , 
флюоресценция. 
Известно, что конец XX и начало XXI веков ознаменовались развитием 
новых направлений в науке и технике, одними их которых стали нанотехнологии 
в различных отраслях промышленности и, в частности, в производстве 
материалов для электронной техники. 
Развитие нанотехнологий в первую очередь связано с получением 
наноразмерных материалов: нанопленок, нанопроволок и наноточек. 
Вооружившись достижениями в области нанотехнологий, исследователи
приступили к созданию нового поколения беспроводных приемопередатчиков, 

---

349 
которые будут обладать гораздо более высокой чувствительностью по 
сравнению с компонентами современных сотовых телефонов. Кроме того,
можно будет удешевить за счет применения менее дорогих материалов. Огорчает 
лишь то, что в ближайшие пять - а может, и десять - лет новые разработки вряд 
ли попадут в руки потребителей. Исследователи, работа которых спонсируется 
Агентством перспективных оборонных исследований Министерства обороны 
США (DARPA), продемонстрировали прототипы транзисторов, изготовленных 
из нового материала - графена. Он представляет собой разновидность графита, 
единственный слой атомов которого имеет ячеистую структуру. "Благодаря 
подобной структуре электроны очень быстро проходят сквозь графен, 
обеспечивая значительно более высокую эффективность работы устройства по 
сравнению с существующими приемопередатчиками, выполненными из других 
материалов", -- сообщил Ю Мин Линь, исследователь IBM. 
Новый проект - составная часть программы DARPA CERA (Carbon Electronics for 
Radio-frequency Applications). Прототипы графеновых транзисторов работают на 
частоте 26 ГГц. Длина затвора такого транзистора составляет 150 нм. 
Исследователи намерены уменьшить длину затвора до 50 нм, что позволит 
вывести частоту на уровень, превышающий 1 ТГц. Указанные частоты 
значительно превосходят характеристики сегодняшних сотовых сетей. 
Компоненты, работающие в таком частотном диапазоне, могут найти 
применение в медицинской и военной сфере, например, в качестве невидимого 
оружия или средства получения медицинских снимков без использования 
вредоносных рентгеновских лучей. 
На обычных же частотах графеновые приемопередатчики повышают 
чувствительность сотовых телефонов и базовых станций, что позволяет им 
улавливать более слабые сигналы. Ключевым параметром здесь является 
соотношение сигнал/шум или способность отделять радиосигнал от других волн. 
На одинаковом расстоянии телефон, обладающий лучшим соотношением 
сигнал/шум, лучше воспринимает сигнал, поступающий с ближайшей сотовой 
вышки. Более чувствительные телефоны могли бы найти применение в областях, 

---

350 
где существующие сегодня аппараты бесполезны. Кроме того, графеновые 
элементы потребляют меньше электроэнергии, а следовательно, обеспечивают 
большую продолжительность непрерывной работы от батарей. При 
изготовлении высокочастотной радиоаппаратуры используется целый ряд 
специальных материалов, в том числе арсенид галлия, германий и фосфид индия. 
Графен представляет собой более дешевую альтернативу этим соединениям. 
Кроме того, изготовленные из него компоненты работают на увеличенных 
частотах. Фактически новый материал представляет собой двухмерную 
углеродную субстанцию, которую Линь сравнил с развернутой нанотрубкой. 
Производители сотовых телефонов, несомненно, оценят возможность 
повышения чувствительности своих устройств, увеличения продолжительности 
их непрерывной работы от батарей, а также снижения себестоимости. 
Сегодня мобильные операторы вынуждены увеличивать плотность своих 
базовых станций с тем, чтобы обеспечить высокую скорость передачи данных 
абонентам сетей 3G. Повышение чувствительности приемопередатчиков может 
облегчить решение данной задачи. Однако никто не гарантирует, что именно 
графен производители сочтут наилучшим решением". 
В настоящее время приемопередатчики изготавливаются по технологии КМОП 
и интегрируются на одном кристалле с другими элементами. Это позволяет 
снижать себестоимость, как за счет интеграции, так и за счет организации 
массового 
производства 
микросхем. 
При 
наличии 
такой 
мощной 
конкурирующей производственной технологии графеновые компоненты вряд ли 
появятся на рынке раньше, чем через десять лет. 
Уже сегодня в различных отраслях народного хозяйства используются 
наноструктурные кристаллы, жидкие кристаллы, фотонные кристаллы, 
нанотрубки, а также ультрадисперсные материалы. Например, общий объем 
реализуемых нанопорошков в 2016 году составлял более 25 тысяч тонн. В 2020 
году общий объем производства, связанного с нанотехнологиями, составил 
около 1 триллиона долларов, из них 11 миллиардов долларов приходится на 

---

351 
получение нанопорошков. Для получения наноматериалов используются как 
традиционные, так и новые методы. 
Новые методы основаны в укладке атомов на кристаллической поверхности при 
помощи наноасамблера (зонда) зондовых нанотехнологических установок, в 
которых осуществляется захват атомов, координация их в необходимом месте и 
прикрепление к подложке. В настоящее время существуют нанофабрики (типа 
«нанофаб-100»), которые позволяют получить наноматериалы с заданными 
физико-химическими свойствами и на их основе производить элементы микро-, 
опто- и наноэлектроники, наномеханики 
В силу того, что нанотехнология — междисциплинарная наука, для проведения 
научных исследований используют те же методы, что и «классические» — 
биология, химия, физика. Одним из относительно новых методов исследований 
в области нанотехнологии является сканирующая зондовая микроскопия. В 
настоящее время в исследовательских лабораториях используются не только 
«классические» зондовые микроскопы, но и СЭМ в комплексе с оптическими, 
электронными 
микроскопами, 
спектрометрами 
комбинационного 
(рамановского) рассеяния и флюоресценции, ультрамикротомами (для 
получения трехмерной структуры материалов). 
Из федерального бюджета США было выделено 2,1 млрд. долларов на 
поддержку национальной программы развития нанотехнологий NNI. Эта цифра 
отражает ежегодно растущие инвестиции в американские нанотехнологии. 
Совокупные инвестиции в данную область за период 2019–2021 гг. составили 
16,5 млрд. долларов. При этом в исследование потенциальных рисков 
нанообъектов для здоровья человека и окружающей среды уже вложено 575 млн. 
долларов. С 2015 г. суммарный вклад в образование и исследования этических, 
юридических и социальных аспектов нанотехнологий составил 390 млн. 
долларов. 
Евросоюз и Япония также уже инвестировали 1,7 млрд. и 950 млн. долларов 
соответственно в исследования и разработки в области нанотехнологий . 

---

352 
Инвестиции Китая, Кореи и Тайваня составили 430 млн., 310 млн. и 110 млн. 
долларов соответственно. 
Уже сегодня наноматериалы успешно используются в различных областях 
промышленности, в том числе медицине, охране окружающей среды и других 
областях народного хозяйства. В частности, создан наногенератор, способный 
преобразовать тепловые потери в электричество, нанотранзисторы и диоды, 
сенсоры, интегральные схемы, солнечные батареи, самолет на солнечных 
батареях, суперкомпьютеры, способные в одну секунду выполнять 1017 
операций, квантовые компьютеры, эффективное ракетное топливо. 
В настоящее время на основе нанотехнологий производятся 15 000 видов 
материалов, а прибыль составляет примерно 1 трлн. долларов. 
На сегодняшний день, несмотря на то, что научный мир лишь приоткрыл завесу 
тайны нанометровых масштабов, предложена масса практических применений, 
сделанных открытий.