Номер 4, страница 90 - гдз по химии 11 класс рабочая тетрадь Габриелян, Сладков

4. Заполните таблицу, используя дополнительные источники информации.

Области применения продуктов, полученных с использованием нанотехнологий

Область примененияПримеры

Энергетика

Электроника

Медицина

Авиация
и космонавтика

Сельское хозяйство

Экология

Оптика

Энергетика
Нанотехнологии позволяют значительно повысить эффективность существующих и создать новые источники энергии. Например, использование наноструктур, таких как квантовые точки, в солнечных панелях увеличивает их коэффициент полезного действия (КПД) за счет поглощения более широкого спектра солнечного света. В области хранения энергии наноматериалы, такие как графен и углеродные нанотрубки, используются для создания электродов аккумуляторов и суперконденсаторов, что приводит к увеличению их емкости, скорости зарядки и долговечности.
Ответ: Солнечные батареи с повышенным КПД на основе наноструктур; более емкие и быстро заряжающиеся аккумуляторы (литий-ионные, суперконденсаторы) с использованием графена и углеродных нанотрубок.

Электроника
В электронике нанотехнологии являются ключевым фактором миниатюризации и повышения производительности устройств. Транзисторы, являющиеся основой всех современных процессоров, уже давно производятся по технологическим процессам с нанометровыми размерами. Это позволяет размещать миллиарды транзисторов на одном кристалле, увеличивая вычислительную мощность. Также разрабатываются гибкие и прозрачные дисплеи на основе серебряных нанопроволок или квантовых точек (QLED), и новые типы памяти с высокой плотностью записи.
Ответ: Процессоры с транзисторами нанометровых размеров; гибкие экраны и дисплеи на основе квантовых точек (QLED); энергонезависимая память нового поколения (MRAM, RRAM).

Медицина
Наномедицина открывает революционные возможности для диагностики и лечения заболеваний. Создаются наноконтейнеры (капсулы, липосомы), которые доставляют лекарственные препараты непосредственно к пораженным клеткам, например, раковым, минимизируя побочные эффекты для здоровых тканей. Разрабатываются сверхчувствительные наносенсоры для ранней диагностики заболеваний по анализу крови, а также нанороботы для выполнения микрохирургических операций на клеточном уровне. В регенеративной медицине используются нановолоконные каркасы для выращивания тканей и органов.
Ответ: Адресная доставка лекарств с помощью нанокапсул; наносенсоры для экспресс-диагностики заболеваний; нановолоконные материалы для тканевой инженерии.

Авиация и космонавтика
Применение нанотехнологий в этой отрасли направлено на создание более легких, прочных и функциональных материалов. Композиты, армированные углеродными нанотрубками, используются для изготовления элементов фюзеляжа и крыльев самолетов, что снижает их массу и, как следствие, расход топлива. Разрабатываются специальные нанопокрытия, защищающие поверхности летательных аппаратов от обледенения, коррозии, износа и высоких температур при входе в атмосферу.
Ответ: Сверхпрочные и легкие композитные материалы, армированные углеродными нанотрубками; многофункциональные защитные покрытия (термостойкие, антикоррозийные, самоочищающиеся).

Сельское хозяйство
В агропромышленном комплексе нанотехнологии помогают повысить урожайность и снизить негативное воздействие на окружающую среду. Используются нанокапсулированные удобрения и пестициды, которые высвобождают действующее вещество постепенно и целенаправленно, что уменьшает их расход и загрязнение почвы. Наносенсоры позволяют в режиме реального времени отслеживать состояние почвы, влажность, наличие питательных веществ и здоровье растений, оптимизируя уход за посевами.
Ответ: Нанокапсулы для адресной доставки удобрений и средств защиты растений; наносенсоры для мониторинга состояния почвы и здоровья растений.

Экология
Нанотехнологии предлагают эффективные решения для борьбы с загрязнением окружающей среды. Разрабатываются нанофильтры и мембраны для очистки воды и воздуха, способные задерживать мельчайшие частицы, включая вирусы, бактерии и молекулы токсичных веществ. Наночастицы-катализаторы (например, на основе диоксида титана) используются для разложения промышленных и выхлопных газов. Для очистки почв и грунтовых вод от тяжелых металлов и нефтепродуктов применяются наносорбенты.
Ответ: Нанофильтры для очистки воды и воздуха; нанокатализаторы для разложения токсичных отходов; наносорбенты для ликвидации разливов нефти и очистки почв.

Оптика
В оптике нанотехнологии используются для создания материалов и покрытий с уникальными свойствами управления светом. На линзы очков, объективы фотокамер и дисплеи наносят просветляющие (антибликовые) и гидрофобные (самоочищающиеся) нанопокрытия. Квантовые точки — полупроводниковые нанокристаллы — применяются в современных QLED-дисплеях для получения более ярких и насыщенных цветов. Ведутся исследования в области метаматериалов, которые могут управлять светом на наноуровне для создания, например, "плащей-невидимок".
Ответ: Антибликовые и самоочищающиеся покрытия для стекол и линз; дисплеи на квантовых точках (QLED); метаматериалы с заданными оптическими свойствами.