Номер 5, страница 89 - гдз по химии 11 класс рабочая тетрадь Габриелян, Сладков

5. Нанотехнология — это _________.

5. Нанотехнология — это междисциплинарная область фундаментальной и прикладной науки, которая имеет дело с изучением, созданием и манипулированием материей на атомном, молекулярном и надмолекулярном уровнях. Ключевой особенностью является работа с объектами, размер которых хотя бы в одном измерении находится в диапазоне от 1 до 100 нанометров. Нанометр (нм) — это одна миллиардная доля метра ($1 \text{ нм} = 10^{-9} \text{ м}$). Для сравнения, толщина человеческого волоса составляет примерно 80 000 – 100 000 нм.

В наномасштабе привычные макроскопические свойства материалов могут кардинально меняться. Это происходит из-за доминирующей роли поверхностных эффектов (значительного увеличения отношения площади поверхности к объему) и проявления квантовых эффектов. Например, инертные в обычном состоянии металлы, как золото, могут проявлять высокую каталитическую активность в виде наночастиц; непрозрачные вещества могут становиться прозрачными, а диэлектрики — проводниками.

Существует два основных подхода к созданию наноматериалов и наноструктур:

• «Сверху-вниз» (top-down): Этот подход заключается в получении нанообъектов путем измельчения или обработки более крупных заготовок. Примерами могут служить методы фотолитографии, электронно-лучевой литографии, фрезерования. Этот метод широко используется в микроэлектронике для создания чипов.
• «Снизу-вверх» (bottom-up): Этот подход предполагает сборку наноструктур из «строительных блоков» — отдельных атомов и молекул, подобно тому, как это делает живая природа. Ключевыми процессами здесь являются химический синтез и направленная самосборка молекул.

Нанотехнологии находят применение в самых разных сферах:

• Медицина: адресная доставка лекарств к раковым клеткам, создание биосовместимых имплантов, сверхчувствительные сенсоры для диагностики.
• Электроника: создание более быстрых и энергоэффективных процессоров, дисплеев на квантовых точках (QLED), гибкой электроники.
• Материаловедение: разработка сверхпрочных и легких композитов (например, с углеродными нанотрубками), создание самоочищающихся покрытий («эффект лотоса»), износостойких материалов.
• Энергетика: повышение эффективности солнечных батарей и аккумуляторов, создание эффективных катализаторов для топливных элементов.

Ответ: Нанотехнология — это область науки и техники, связанная с манипуляцией веществом на атомном и молекулярном уровне (в масштабе от 1 до 100 нанометров) для создания материалов, устройств и систем с принципиально новыми свойствами и функциями.