Новые технологии производства компьютеров
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
?восстанавливающиеся материалы;
новых химических веществ посредством составления из молекул, т.е. без химических реакций;
логических наноэлементов и нанокомпьютеров (миниатюризация и повышение вычислительной мощности компьютеров), и сверхпроводников нового типа (сверххолодных);
вычислительных устройств на белковых молекулах;
искусственных аналогов живых организмов (растений и животных);
нанороботов, наномашин (нанодвигателей), прецизионных (точных) наноманипуляторов;
роботов-врачей для имплантации в организм (для устранения генетических и физиологических повреждений на клеточном и надклеточном уровнях);
нанороботов, наномашин (нанодвигателей), прецизионных (точных) наноманипуляторов;
разработка самореплицирующихся (саморазмножающихся) систем на базе биоаналогов - бактерий, вирусов, простейших;
Особенность нанотехнологии заключается в том, что рассматриваемые процессы и совершаемые действия происходят в нанометровом диапазоне пространственных размеров. Сырьем являются отдельные атомы, молекулы, молекулярные системы, а не привычные в традиционной технологии микронные или макроскопические объемы материала, содержащие, по крайней мере, миллиарды атомов и молекул. В отличие от традиционной технологии для нанотехнологии характерен индивидуальный подход, при котором внешнее управление достигает отдельных атомов и молекул, что позволяет создавать из них как бездефектные материалы с принципиально новыми физико-химическими и биологическими свойствами, так и новые классы устройств с характерными нанометровыми размерами.
В силу того, что нанотехнология - междисциплинарная наука, для проведения научных исследований используют те же методы что и классические биология, химия, физика. Одним из основных методов исследования в области нанотехнологии является сканирующая зондовая микроскопия. В настоящее время в исследовательских лабораториях используются не только классические зондовые микроскопы, но и СЗМ в комплексе с оптическими микроскопами, электронными микроскопами, спектрометрами комбинационного (рамановского) рассеяния и флюоресценции, ультрамикротомами (для получения трехмерной структуры материалов).
Анализ текущего состояния бурно развивающейся области нанотехнологий, позволяет выделить в ней ряд важнейших направлений:
Молекулярный дизайн. Препарирование имеющихся молекул и синтез новых молекул в сильно неоднородных электромагнитных полях.
Материаловедение. Создание бездефектных высокопрочных материалов, материалов с высокой проводимостью.
Приборостроение. Создание сканирующих туннельных микроскопов, атомно-силовых микроскопов, магнитных силовых микроскопов, многоострийных систем для молекулярного дизайна, миниатюрных сверхчувствительных датчиков, нанороботов.
Электроника. Конструирование нанометровой элементной базы для ЭВМ следующего поколения, нанопроводов, транзисторов, выпрямителей, дисплеев, акустических систем.
Оптика. Создание нанолазеров. Синтез многоострийных систем с нанолазерами.
Гетерогенный катализ. Разработка катализаторов с наноструктурами для классов реакций селективного катализа.
Медицина. Проектирование наноинструментария для уничтожения вирусов, локального ремонта органов, высокоточной доставки доз лекарств в определенные места живого организма.
Трибология. Определение связи наноструктуры материалов и сил трения и использование этих знаний для изготовления перспективных пар трения.
Управляемые ядерные реакции. Наноускорители частиц, нестатистические ядерные реакции.
1.2 Нанотехнологии в информационных технологиях
В развитых зарубежных странах нанотехнологиям уделяется большое внимание - создаются исследовательские институты, развернута подготовка специалистов. В США этими вопросами занимаются такие известные фирмы, как Intel, MEMS Industry Group, Sandia National Labs. Рассматриваемый круг вопросов - от ручки без разбрызгивания чернил до беспроволочной передачи данных, оптических устройств управления оружием и миниспутников. Агентство перспективных разработок МО США реализует программу Умная пыль, направленную на создание сверхминиатюрных устройств, способных генерировать энергию, проводить мониторинг окружающей среды, накапливать и передавать информацию.
Очень значимое достижение в области нанотехнологий - создание ядра операционной системы.
Ядро - центральная часть операционной системы (ОС), обеспечивающая приложениям координированный доступ к ресурсам компьютера, таким как процессорное время, память и внешнее аппаратное обеспечение. Также обычно ядро предоставляет сервисы файловой системы и сетевых протоколов.
На данное время уже выпущены операционные системы на основе 2, 4 и 6 ядер.
Так же, ученые из Пердью (штат Индиана, США) явили миру новый теплоотводный интерфейс, призванный защищать микросхемы будущего от перегрева. Ученые решили отказаться от традиционного интерфейса на мазевой основе, содержащей мелкие металлические частицы. Вместо этого они предложили выращивать теплоотводные элементы прямо на поверхности микросхемы. В результате поверхность чипа покрывалась целым лесом наноскопических углеродных нанотрубочек, которые и представляли собой основу нового теплоотводного интерфейса. Для выращивания нанолеса на поверхности полупроводника были нанесен рисунок с использование