Автор работы: Пользователь скрыл имя, 22 Декабря 2013 в 20:07, курсовая работа
Нанотехнологии, как осмысленные последовательности операций с нанообъектами (т.е. объектами с размерами 100 нм), направленные на получение полезной продукции, применяются достаточно длительное время. Первыми нанообъектами, которые с середины прошлого века начали активно использоваться в различных технологических процессах, стали тонкие пленки (слои) толщиной 100 нм. Применение нанослоев из различных материалов в ряде технических устройств позволило значительно улучшить их потребительские характеристики. Например, формируемые в высоком вакууме нанослои из щелочных металлов позволили создать фотокатоды, которые до сих пор широко применяются в различных фотоприемных устройствах (фотоэлектронные умножители, электронно-оптические преобразователи и т.д.).
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ГБОУ СПО «Саткинский политехнический техникум имени А.К Савина»
Курсовая РАБОТА
По дисциплине: «Метрология, стандартизация и сертификация»
На тему Правовые основы обеспечения единства измерений в РФ. Государственный контроль и надзор.
Исполнитель,
Студент группы 221 Ф И О __________________
(подпись, дата)
Проверил
------------------------------
Сатка 2013
ВВЕДЕНИЕ
Нанотехнологии,
как осмысленные
СОСТОЯНИЕ НАНОТЕХНОЛОГИЙ И НАНОПРОДУКЦИИ
Одним из убедительных
доказательств резко возрастающ
В 2005 г. было опубликовано более 27000 статей, так или иначе относящихся к нанотехнологии, в таких всемирно известных изданиях, как Journal of the American Chemical Society, Applied Physics Letters, Cancer Gene Therapy, Nature, Science.
Совет в области науки, производства и инноваций при премьер-министре Австралии опубликовал следующие данные:
в течение десятилетия с 1994 по 2004 гг. суммарные инвестиции в нанотехнологию возросли десятикратно, равно как и количество патентов в ее различных направлениях;
ежегодные правительственные расходы во многих развитых странах на нанотехнологию возросли в период между 2000-м и 2005-м годами более чем вчетверо, т.е. примерно с одного до четырех с половиной миллиардов долларов США; так же основательно инвестирует нанотехнологию промышленность: только в 2005 г. компаниями и фирмами было инвестировано в нанотехнологию не менее 3,8 млрд. При этом американские компании инвестировали 1,7 млрд., азиатские - 1,4 млрд., европейские – 650 млн. Суммарные расходы в 2005 г. на нанотехнологию, включая правительственные инвестиции, средства компаний и фирм, а также вложения капитала с риском, оцениваются в 8,6 млрд.;
в США, Японии, Европейском Сообществе, Китае, Корее, на
Тайване и в Великобритании состояния исследований и развития нанотехнологии в течение прошедших 5 лет были главным объектом внимания общественности.
В зарубежной печати опубликован своеобразный рейтинг групп государств, отражающий их успехи и перспективы в нанотехнологии.Лидирующую группу составляют США, Япония, Южная Корея, Европейский Союз, включающий Германию, Францию, Нидерланды и Бельгию. На лидерство в течение ближайших 10-15 лет претендуют Китай, Индия, Бразилия и, по всей вероятности, Россия. Замыкают рейтинг Австралия, Тайвань, Израиль, Италия, Швейцария, Сингапур, Великобритания и Канада. Действительно, в последние несколько лет в Российской Федерации предпринимаются существенные усилия для активизации разработок в области нанотехнологий, повышении эффективности государственных инвестиций и коммерциализации научных результатов.
С целью дальнейшей активизации работ в области нанотехнологий Правительством Российской Федерации была принята ФЦП «Развитие инфраструктуры наноиндустрии на 2008-2010 гг.». Предусмотренный ФЦП объем финансирования превысит 25,0 млрд.рублей. Данная программа уделяет значительное внимание вопросам метрологического обеспечения, стандартизации и оценке соответствия, нанотехнологий и нанопродукции. Создана Российская корпорация «Нанотехнологии», деятельность которой направлена на выработку и реализацию государственной политики в области нанотехнологий, обеспечения организационной и финансовой поддержки нанотехнологической деятельности, отбора «координации и финансирования перспективных проектов. Начато формирование «Национальной технологической сети».
Мировая продажа товаров и изделий, производимых с использованием новейших нанотехнологии, по мнению экспертов в течение ближайшего десятилетия возрастать будет ежегодно более чем на 2,5 млрд. долларов.
Предполагается, что к 2020 г. нынешние возможности нанотехнологии эволюционируют в четыре различных параллельных разновидности продуктов и процессов: пассивные наноструктуры, активные наноструктуры, наносистемы с трехмерными свойствами и неоднородные молекулярные наносистемы. Если в последние пять лет исследования проводились главным образом с использованием компонентов наномасштаба, в настоящее время наблюдается движение в направлении использования активных наноструктур и наносистем, молекулярной и системной биологии в медицине, в комплексе с изменениями основных принципов разработки электронного оборудования и улучшения свойств материалов. Основной сферой применения нанотехнологий, предполагающей значительную отдачу в краткосрочной перспективе, является создание наноструктурированных катализаторов и фармацевтических препаратов, компонентов наноэлектроники и многофункциональных материалов. Фактически будет улучшаться качество производимой в настоящее время продукции, включая в нее нанокомпоненты. Предполагается также, что в XXI столетии нанотехнологии станут ведущим направлением деятельности различных секторов промышленности. Процесс развития нанотехнологий можно охарактеризовать двумя хорошо известными подходами.
Один из них –
«сверху-вниз» - основан на дальнейшем
продвижении методов
Второй подход –
«снизу-вверх» - базируется на сборе
наноструктур второго уровня
с применением
Многие эксперты считают именно этот «второй подход» настоящими нанотехнологиями, важнейшей основой становления которых является создание и обеспечение функционирования различных наномашин или т.н. ассемблеров.
Ассемблеры, машины, обладающие двумя основными свойствами - производить некую работу (в чем они совершенно сходны с машинами обычными) и возможностью самокопирования (в чем они принципиально отличаются от них).
Ассемблер по Дрекслеру состоит из двух частей: микрокомпьютера и управляемого манипулятора. Т.е. это микроробот, который с помощью манипулятора расставляет атомы в порядке, имеющемся в памяти ассемблера. Самый простой ассемблер можно собрать с помощью сканирующего туннельного микроскопа, загрузить в него программу самовоспроизводства, и тогда микроробот будет создавать таких же микророботов.
Иными словами, ассемблер может не только производить некое вещество с заранее определенной молекулярной структурой и свойствами, но и делать точно такие же ассемблеры.
Помимо значительной финансовой поддержки некоторые страны разрабатывают и внедряют новые организационные механизмы, повышающие эффективность преобразования научного результата в конкурентоспособный рыночный продукт.
Заслуживает внимание рассмотрение
одного из таких механизмов, который именуется
как «^ Полное исследование» (Full Research) и
который уже более пяти лет обрабатывается
Национальным институтом перспективных
промышленных исследований и технологий
(Япония). (National Institute of Advanced Industrial Science and
Technology (AIST)). Около десятка институтов,
работающих в области промышленных исследований,
метрологии, стандартизации и менеджмента,
были реорганизованы и объединены для
отработки этого механизма. Сущность «Полного
исследования» заключается в том, что
после первого этапа исследований, когда
получен научный результат, выполняется
второй этап исследований, в течение которого
исследуются потенциальные рыночные возможности
продукта, создаваемого на основе полученного
научного результата, а также различные
аспекты возможности создания соответствующего
производственно-
В 2005 году была начата 6-летняя национальная программа в области нанотехнологий, при этом на функционирующий с 1973 г. НИИ промышленных технологий Тайваня (НИИПТ) была возложена задача по организации работ направленных на коммерциализацию научных результатов.
В настоящее время в НИИПТ работает 6000 человек, годовой объем составляет около 550,0 млн.долларов США. Институт в год оформляет до 1000 патентов.
В 2006 году была
произведена реорганизация
Шесть стержневых
лабораторий выполняют НИОКР, направленные
на выявление новых применений в
выбранных областях. Пять фокусных
центров продолжают разработку только
тех результатов НИОКР, которые имеют
рыночный потенциал. Каждый центр имеет
четкую дорожную карту, направленную на
коммерциализацию изделий. Центры связи
координируют междисциплинарные проекты.
Приведенные примеры показывают, на сколько
важен и сложен этап между полученным
научным результатом и конкурентоспособным
рыночным продуктом. Этот этап включает
комплекс работ по всестороннему анализу
рыночного потенциала ранее полученного
научного результата, работ по производственно-
Если этот этап
не удается пройти за приемлемые сроки
и за приемлемые финансовые затраты,
научный результат так и
В связи с тем, что нанотехнологии создаются и функционируют на острие новейших достижений науки и техники за рубежом и в нашей стране появляются и «успешно» действуют всевозможные спекуляции на тему нанотехнологий. Появились даже специфические термины, например, такой как «нанопурга». Это слово принадлежит российскому химику Алексею Шевареву, который с 2002 года работает в США, и имел там возможность внимательно познакомиться с тем, как американские ученые выколачивают средства на исследования из правительства и различных фондов. Нанотехнологии, конечно же, встали на вооружение профессиональных «грантоедов».
По поводу распространения «нано-истерии» в США уже стала складываться своя библиография. В 2006 году появилось пухлое исследование проф. Дэвида Берубе из университета Южной Каролины, посвященное формированию «нано-бизнеса». Дэвид Берубе огласил имя героя, который перспективную научную разработку превратил в способ заколачивания миллиардов практически на пустом месте. Им оказался Ричард Смолли один из открывателей фуллеренов, который произнес перед Конгрессом США пламенную речь о пользе нанотехнологий для здоровья американской нации. Уже в 2004 году финансирование нанотехнологии превысило 800 млн. долларов в год. Сам Смолли создал компанию "Carbon Nanotechnologies Incorporated" ("CNI"), которая занялась производством широко известных в России нанотрубок. В компанию было привлечено 18 млн. долларов венчурного капитала. Правда, уже в апреле 2007 года Смолли пришлось оставить бизнес. Компания, выставленная по начальной цене 180 млн. долларов, ушла к Arrowhead Researches за 5,4 млн. долларов. Было куплено все оборудование и интеллектуальная собственность пионера коммерческой нанотехнологии. «Помните: настоящей науке не нужна приставка «нано». Используйте простое правило: если видите слово «нано», смело можете предположить, что это мусор», - резюмировал рассказ о нанопурге" в США Алексей Шеварев. В качестве Российского примера можно привести предложение модельера ^ Валентина Юдашкина пошить форму для спецназа с применением нанотехнологий. Модельер тут же нашел понимание и поддержку. Только вот нет пока материала для наноформы от Юдашкина. В настоящее время мощности самого крупного в мире производства нанотрубок (корпорация "Mitsubishi" и компания "МЕР"; Япония - США), из которых предполагается делать очень прочные нити, составляет 400 кг в год. Технология получения "нанопряжи" и "нанонитей" находится в стадии разработки, и оптимистически настроенные ученые полагают, что у них получится в ближайшем будущем сделать нить длиной 30 см. Иными словами, в несколько ближайших лет никакой «формы с применением нанотехнологий» не будет. Скорее всего, в форме будут использованы углеродные волокна, запатентованные еще в 1980 году. Это прекрасный материал, очень прочный, стойкий к высоким температурам, обладающий рядом ценных свойств, в том числе и медицинских. Только, увы, никакого отношения углеродное волокно не имеет к нанотехнологии. Оно получается путем термической обработки химических или природных органических волокон при высокой температуре в инертной среде. Форму из углеродных волокон можно назвать "наноформой", но это будет не более чем маркетинговый и рекламный ход. Есть и другие направления для маркетинговых ходов. Не так давно открыта наноструктура имоголита – водного алюмосиликатного минерала вулканического происхождения. Синтезировать его научились еще в 1977 году, и примерно тогда же были исследованы его уникальные сорбционные свойства. Имоголит может накапливать и хранить метан и воду и может применяться в качестве многоцелевого абсорбента, носителя катализаторов, носителя для ферроэлектрических или ферромагнитных частиц, применяемого в электронике. Исследования в области нанотехнологий позволили дать ответ на вопросы об уникальных свойствах этого материала. Можно не сомневаться, что имоголит будет в числе наиболее важных "нанотехнологических" материалов. Однако в его применении нет ничего необычного и "нанотехнологического". Он очень близок по химическому составу и структуре к слоистым силикатам, которые широко используются в производстве фарфора, керамики и бумаги, основ активных веществ, наполнителей красок, бумаги и резины, электроизоляции и кислотоупорных покрытий. Если имоголит – это нанотехнологии, то надо признать, что они были освоены человеком в глубоко древности. Во всяком случае, китайцы освоили такие "нанотехнологии" еще в I веке н.э., когда начали делать фарфор. Вместе с тем, даже пессимистически настроенные эксперты указывают на то, что нанотехнологии имеют громадные перспективы и ими необходимо заниматься. При этом делаются различные прогнозы развития нанотехнологий.