Тема:
Появление фиктивных изобретений, приписываемых нанотехнологиям
как следствие отсутствия единых стандартов в этой области
Автор работы: Волкотрубов Денис Андреевич,
ученик 11Б класса МБОУ СОШ №5
Научный руководитель: Козина Ирина Юрьевна,
учитель физики МБОУ СОШ №5
Краснодарский край город-курорт Анапа
Введение
Цель исследования — исследовать новейшие разработки в области нанотехнологий (НТ) и выявить случаи неправомерного использования данного термина с целью рекламного воздействия на общественное сознание.
Актуальность: нанотехнологии обеспечивают возможность создавать и модифицировать объекты, получившие принципиально новые качества. Но закрепленных стандартов, что именно можно считать нанотехнологиями и продуктами наноиндустрии, не существует, что и делает возможным появление на рынке товаров и услуг с приставкой «нано», не имеющих на самом деле к ним никакого отношения.
Задачи:
1) изучить нанотехнологии (НТ) как новейшую область исследования;
2) исследовать новейшие достижения в области НТ;
3) изучить существующие стандарты в области НТ;
4) проанализировать изученные нанопродукты с целью отделения действительно произведенных наноиндустрией от фиктивных изобретений;
5) изучить потребительское поведение;
6) провести социологический опрос с целью получения информации об осведомленности населения в области НТ и с целью выявления потребительских предпочтений населения.
Методы исследования:
1) описательный метод,
2) наблюдение,
3) анализ,
4) сравнительный метод,
5) обобщение,
6) социологический опрос.
Объект исследования — новейшие достижения в области нанотехнологий.
Предмет исследования — случаи неправомерного использования понятия «нанотехнологии».
Гипотеза: отсутствие единого стандарта в области нанотехнологий приводит к участившимся случаям неправомерного использования данного термина недобросовестными предпринимателями с целью увеличения объема продаж своей продукции.
Сегодня мы очень часто слышим о нанотехнологиях и нанопродуктах, которые нам активно рекламируют. Однако не все знают точно, а большинство даже не предполагает, что скрыто за термином «нанотехнология». Поэтому в данной работе мы поставили перед собой цель: разобраться, что представляют собой нанотехнологии и какие новейшие разработки существуют на данный момент в этой области. Проблема состоит в том, что на сегодняшний день нет единого стандарта в области создания нанопродукции, поэтому производители играют на невежестве покупателя, для которого эта частица в названии продукта или услуги — признак использования технологий будущего.
Вот уже несколько лет в нашей стране создается ажиотаж вокруг приставки «нано», которая указывает на технологию или предмет, материал, созданный при помощи нанотехнологий. Однако на бытовом уровне оказывается, что среди рекламируемых продуктов, в названии которых присутствует часть «нано», превалируют те, которые к нанотехнологиям отношения не имеют. Приставку повсеместно употребляют, чтобы обозначить что-то маленькое по размеру, или показать, что продукт произведен в русле современных научных тенденций, или просто загадочными нанотехнологиями обозначить его якобы чудодейственные свойства.
На сегодняшний день проблема стандартизации наноизобретений недостаточно изучена.
Исследование
Глава I Нанотехнологии как новейшая область исследования
1.1 Определение нанотехнологий.
Нанотехнология — междисциплинарная область фундаментальной и прикладной науки и техники, имеющая дело с совокупностью теоретического обоснования, практических методов исследования, анализа и синтеза, а также методов производства и применения продуктов с заданной атомарной структурой путём контролируемого манипулирования отдельными атомами и молекулами.
Основы нанотехнологий, как считает значительное число экспертов, заложены лауреатом Нобелевской премии Р. Фейнманом в 1959 г. в его знаменитой лекции на заседании американского физического общества. Ричард Фейнман предположил, что возможно механически перемещать одиночные атомы при помощи манипулятора соответствующего размера, по крайней мере, такой процесс не противоречил бы известным на сегодняшний день физическим законам.
Термин «нанотехнология» или «нанотехнологии» был введен профессором токийского университета Норио Танигучи в 1974 г. в контексте обработки материалов путем добавления или удаления атома или молекулы. Наиболее полное определение НТ дано в материалах национальной нанотехнологической инициативы США: НТ – научно-исследовательские и технологические разработки на атомарном, молекулярном или макромолекулярном уровнях с субстананометровой шкалой по одной или более координатам для обеспечения фундаментального понимания явлений и свойств материалов при таких размерах и для изготовления и использования структур, приборов и систем, которые имеют новые свойства и функции вследствие их малых размеров.
Поскольку нанопродукт – это продукт, обладающий принципиально новыми свойствами, то и при изготовлении этого продукта необходимо использовать совсем другие технологии. Так как наночастицы обладают размером порядка 1-100 нм, то законы классической физики при изучении этих частиц уже неприменимы. При изучении нанообъектов проявляются следующие квантовые свойства: невозможность одновременно точного определения координаты и импульса квантовой частицы (ΔxΔpх ≥h, где h - постоянная Планка), а также энергии и времени (ΔEΔt ≥ h, где h - постоянная Планка) - Соотношение неопределенностей Гейзенберга; туннельный эффект; нахождение частицы в потенциальной яме; квантовую частицу можно найти только с определенной вероятностью ее нахождения в данной точке пространства.
1.2 Существующие стандарты в области НТ
Существуют различные определения понятий «нанотехнология» и «нанообъект».
По определению Совета по научной политике и охране окружающей среды США (декабрь 2004 г.) нанотехнологии – это:
1. Исследования и разработки на атомном, молекулярном и макромолекулярном уровне в масштабе размеров от 1
до 100 нанометров;
2. Создание и использование искусственных структур, устройств и систем, которые в силу своих сверхмалых
размеров обладают существенно новыми свойствами и функциями;
3. Манипулирование веществом на атомной шкале дистанций.
По определению отечественных учёных, нанотехнологии – это технологии направленного получения и использования веществ и материалов в диапазоне размеров до 100 нанометров.
В настоящее время пока не приняты ни конвенциональное определение нанотехнологий, ни международные стандарты, позволяющие однозначно идентифицировать нанотехнологическую продукцию.
Проблема состоит в том, что нанотехнологии представляют собой сложную междисциплинарную область, расширяющуюся по мере своего развития, а наноиндустрия не является отраслью экономики в общепринятом понимании – она охватывает различные виды экономической деятельности и типы продукции.
Сегодня, по номенклатуре IUPAC (Международного союза теоретической и прикладной химии), наночастицы – это объекты, размеры которых по крайней мере по одному измерению не превышают 100 нм. Согласно рекомендации Седьмой Международной конференции по нанотехнологиям (Висбаден, 2004 г.), выделяют следующие типы наноматериалов:
1. Нанопористые структуры;
2. Наночастицы;
3. Нанотрубки и нановолокна;
4. Наноструктурированные поверхности и плёнки;
5. Нанокристаллы и нанокластеры.
Нанообъект – это физический объект исследований и разработок, размеры которого принято измерять в нанометрах. Нанотехнология имеет дело как с отдельными нанообъектами, так и с материалами на их основе, а также процессами на нано-уровне.
К наноматериалам относятся такие материалы, основные физические характеристики которых определяются содержащимися в них нанообъектами.
Наночастица – это нанообъект, у которого все характерные линейные размеры имеют один порядок величины. Как правило, наночастицы имеют сфероидальную форму. Если в наночастице наблюдается ярко выраженное упорядоченное расположение атомов или ионов, то такие наночастицы называют нанокристаллитами. Наночастицы с выраженной дискретностью системы уровней энергии часто называют «квантовыми точками» или «искусственными атомами».
Принимая во внимание все вышеизложенное, мы выделили следующие критерии, по которым эти изобретения можно отнести к нанотехнологиям:
1. размер объекта, либо частиц, входящих в состав продукта и определяющих его свойства, находится в
пределах 1-100 нм;
2. проявление принципиально новых свойств;
3. возможность использовать принципиально новые свойства объектов для развития науки и совершенствования
ранее созданных объектов.
1.3 Новейшие достижения в области НТ
В 2007 году Питер Грюнберг и Альберт Ферт получили Нобелевскую премию по физике за открытие GMR-эффекта, позволяющего производить запись данных на жестких дисках с атомарной плотностью информации.
Создание сканирующего туннельного микроскопа в 1980 году позволило ученым не только различать отдельные атомы, но и двигать их и собирать из них конструкции, в частности, компоненты будущих наномашин – двигатели, манипуляторы, источники питания, элементы управления. Создаются нанокапсулы для прямой доставки лекарств в организм, нанотрубки в 60 раз прочней стали, гибкие солнечные элементы и множество других устройств.
В медицине применяется нанопорошок серебра, который обладает антисептическими свойствами. Наночастицы диоксида титана отталкивают грязь и позволяют создать самоочищающиеся поверхности. Нанопророшок алюминия ускоряет сгорание твердого ракетного топлива. Новые литиево-ионные аккумуляторы, содержащие наночастицы, заряжаются буквально за пару минут. Подобных примеров много уже сейчас. Еще одним элементом, открытым в восьмидесятых годах, стали фуллерены. Эти конструкции напоминают мячи, состоящие из атомов углерода.
Другим хорошо известным наноэлементом является углеродная нанотрубка. Это одноатомный слой углерода, свернутый в цилиндр диаметром в несколько нанометров. Впервые эти объекты был получены в 1952 году, но лишь в 1991 году они привлекли внимание ученых. Прочность этих трубок превышает прочность стали в десятки раз, они выдерживают нагрев до 2500 градусов и давление в тысячи атмосфер. Эта прочность свойственна и изготовленным на их основе материалам. В электронике нанотрубки могут применяться как хорошие проводники, а также и полупроводники. Это станет прорывом в электронике, позволив микросхемам уменьшаться во много раз.
Еще одним наноматериалом является графен – двумерный углеродный слой, плоскость, состоящая из атомов углерода. Этот материал был впервые получен русскими учеными, работающими в Англии. За открытие графена они были удостоены Нобелевской премии по физике. Многие ученые полагают, что этот материал, обладающий уникальными свойствами, в будущем станет основой микропроцессоров, вытеснив современные полупроводники. Кроме того, этот материал также невероятно прочен.
Одной из наиболее перспективных областей применения нанотехнологий остается, безусловно, медицина. Ученые не первый год работают над проблемой доставки лекарственных препаратов непосредственно к клеткам, пораженным инфекцией или болезнью. Основная конструкция транспорта такова: капсула из биоматериала размером 50-200 нанометров, в которой находятся молекулы лекарства. Снаружи капсула покрыта полимерными цепочками, с помощью которых определяется, когда капсула достигнет целевых тканей, после чего произойдет вбрасывание лекарства и распад оболочки. Последние стадии можно откладывать и контролировать их наступление дистанционно, например, нагревом или ультразвуком. Все эти и многие другие идеи находятся сейчас не только на стадии разработок, но и на этапе практического применения.
Глава II Фиктивные изобретения, приписываемые наноиндустрии.
Обозначение инновационных технологий используется для рекламы вовсе не инновационных товаров. Производители играют на невежестве покупателя, для которого эта частица в названии продукта или услуги — признак использования технологий будущего.
Нанотехнологии позволили увеличить производительность микропроцессоров и устройств памяти для компьютеров, ноутбуков, мобильных телефонов и MP3-плееров. Но только немногие бренды выносят очевидное «нано» в название своего продукта. Причем это «нано» не относится к внутреннему наполнению, а призвано подчеркнуть малый размер ноутбука или плеера, его современный внешний вид. Это можно сравнить с тем, когда на подсолнечном масле пишут, что в нем нет холестерина. И не может его там быть. Так и здесь. Конечно, в современных ноутбуках и плеерах есть детали наноразмеров. Не может не быть.
Помимо всем известных плееров iPod nano есть ноутбук Sungjut TangoX Nano UMPC от компании VIA Technologies, а компания Logitech предлагает целую линейку компьютерных мышей, в маркировке которых также присутствует слово nano.
Потребителю стоит помнить, что наличие наночастиц — это еще не признак использования передовых технологий. Яркий пример — так называемая нанокосметика. Часто ее «нано» заключается в том, что в ней содержатся очень маленькие частицы — в районе 100 нанометров. Это и дает производителю право назвать средство наносредством. Чаще всего наличие таких частиц не вызывает ничего принципиально нового, хотя может незначительно улучшить ровность нанесения. При этом если в креме действительно есть наночастицы, то его следует тестировать как медицинский препарат, поскольку мембрана клетки человеческого организма может захватить наночастицу внутрь и переварить или скопить ее, создается риск побочных эффектов.
Влияние наночастиц на человеческий организм еще недостаточно исследовано, они могут приносить пользу, но могут и нанести непоправимый вред здоровью. Эффективность же косметических средств базируется на известных и прежде принципах, будь то использование частиц — носителей активных веществ — или маленьких «жирных шариков» — липосом.
Между тем на рынке полно косметических средств с «нанозолотом» — как будто все хотят засорить свой организм этим драгметаллом. Среди них косметологическая линия Nano Fine и Nano Fine II фирмы Yunako. Есть даже зубная паста Nanorama Gold Premium корейского производства. В ней «нанозолото» будто бы «дает высочайшую эффективность дезинфекции полости рта».
Золото, как и серебро, хотя бы присутствует в человеческом организме, пусть и в очень малых количествах. Платины же там быть не должно. Однако на рынке есть жвачка Nanogum с наночастицами платины, которую предлагается жевать для улучшения работы мозга и вообще для продления молодости. Но в то же время платина — токсичный, в отличие от серебра, тяжелый металл, катализирующий целый букет различных реакций, и совершенно непонятно, зачем жевать такую жвачку. При этом цена ее непомерно завышена (порядка 70$ за упаковку).
Часто «нано» называют просто маленькие, тонкие вещи. Изоляционный материал «Корунд» толщиной в полмиллиметра рекламируется слоганом «Нанотехнология экономит тепло». Уменьшенные варианты обычных продуктов теперь становятся не «мини», а именно «нано». Это коснулось даже формата сигарет: Kent предлагает укороченные тонкие сигареты Nanotek, а Pall Mall — Nanokings.
Называя свой продукт «нано», производитель зачастую подчеркивает его электронную природу. Здесь в пример можно привести «наносигареты», которые правильнее было бы называть просто электронными.
Порой производители играют на научной безграмотности населения. В ряде случаев использование приставки «нано» — это некий маркетинговый прием, который призван стимулировать продажи.
Председатель правления Международной конфедерации обществ потребителей Дмитрий Яшин считает, что потребительский рынок — последний, где должны присутствовать нанотехнологии. По мнению эксперта, бизнес зарабатывает на популярной теме, продавая продукты с не очень понятными свойствами: «По крайней мере сейчас, когда влияние нанотехнологий на здоровье человека не исследовано, нужно избегать косметических и других средств с приставкой «нано».
Создается иллюзия внедрения наноразработок в продукты массового потребления, но в этой сфере совершенно отсутствует надзор.
Глава III Потребительское поведение на рынке товаров наноиндустрии.
С целью получения информации об осведомленности населения в области НТ и с целью выявления потребительских предпочтений населения нами был проведен социологический опрос-анкетирование.
Анкета состояла из четырех вопросов:
1. Знаете ли Вы, что такое нанотехнологии?
2. Какие достижения в наноиндустрии Вам известны?
3. Если выбирать между традиционными товарами и продуктами нанотехнологий, чему Вы отдадите предпочтение?
4. Существует мнение, что товары, рекламируемые как произведенные наноиндустрией, на самом деле фикция. Согласны ли Вы с этим?
Анкетирование прошли 65 человек разного возраста, пола и уровня образования.
На первый вопрос откровенно ответили «нет» только 6% респондентов, остальные постарались дать как можно более точный и развернутый ответ. Но только 15 человек из 65 (23%) сумели ответить, что нанотехнологии – некий раздел науки (и связанные с ним технологии и производство), оперирующий величинами и объектами размером порядка 10-9 м. 8 респондентов (12%) указали, что слышали о российском центре «Сколково», но без указания функции этого центра.
Второй вопрос, заданный респондентам: «Какие достижения в наноиндустрии Вам известны?». Большинство опрошенных считают, что нанотехнологии, в основном, используются в таких сферах как электроника, медицина и космическая промышленность (43, 39 и 31% соответственно). Причем среди изобретений были указаны нанороботы, наночипы, различные нанопокрытия деталей, «изобретения, связанные с компьютерами, электроникой». Следует отметить, что среди изобретений наноиндустрии были также названы крем для лица O’Lay с наночастицами и наношампунь. Но самым частым ответом оказалась «нанокосметика» (52% опрошенных).
Только 10 респондентов из 65 (15%) заявило, что отдает предпочтение продуктам нанотехнологий. Ответ «Мне все равно» дали 12 респондентов (19%). Подавляющее же большинство выбрало бы традиционные товары.
На последний вопрос анкеты (Существует мнение, что товары, рекламируемые как произведенные наноиндустрией, на самом деле фикция. Согласны ли Вы с этим?) большинство респондентов ответило, что, по их мнению, не все товары могут быть действительно продукцией наноиндустрии. Основной причиной (в 60% случаев) была названа высокая стоимость нанотехнологий самих по себе. И, соответственно, дорогими должны быть и товары на основе НТ. Иными словами, респонденты высказали мнение, что в товарах широкого потребления не должно быть настоящих разработок наноотрасли.
Заключение
На сегодняшний день до сих пор не принят единый международный стандарт для нанопродукции. В данной работе мы определили критерии, по которым произведенный продукт можно отнести к достижениям наноиндустрии. Изучив современный рынок товаров и услуг, мы пришли к выводу, что производители все чаще используют приставку «нано» применительно к своему продукту с целью воздействия на общественное сознание, преследуя единственную цель – увеличение продаж. Поскольку в СМИ все активнее пропагандируется все, что связано с НТ (на эту тему даже снимают сериалы), социологический опрос показал, что наши граждане на сегодняшний день могут назвать массу нанопродуктов и наноизобретений. Однако вопрос что же такое НТ ставит практически всех в тупик. Поэтому не может не вызывать обеспокоенность сложившаяся ситуация, когда подобной безграмотностью пользуются производители,не неся за это никакой правовой ответственности, а ведь многие якобы наноизобретения далеко небезопасны для здоровья. И это неудивительно, ведь для современного общества характерно снижение уровня духовности и образования, поэтому многие ищут панацею от всех бед в подобных чудо-изобретениях. Но это уже тема для другого исследования, а мы можем сделать следующие выводы:
1. Необходимо как можно скорее на государственном уровне принять единый стандарт в области нанотехнологий;
2. Поскольку изобретения в области нанотехнологий - это достижения квантовой физики и ее смежных разделов, то необходимо государственное регулирование в этой области с целью недопущения в эту область науки лжеизобретателей, не имеющих с наукой ничего общего.
3. Необходимо создать экспертную комиссию из ученых, которые помогут законодателям определить ответственность за мошенничество, связанное с лжеизобретениями в области нанотехнологий.
Список использованной литературы
1. Ахромеева Т.С., Курдюмов С.П., Малинецкий Г.Г. «Парадоксы мира нестационарных структур». - М.:
Знание, 1985
2. Кобаяси Н. «Введение в нанотехнологию»/Н. Кобаяси. – М.:Бином, 2005 - 134с.
3. Окунь Л.Б. «Физика элементарных частиц». - М.: Наука, 1988
4. Тимошенко В.Ю. Квантовые эффекты в наносистемах. PDF-документ.
5. Трубин П.Н. «В царстве физики», М.: Амфора, 2004 - 239с.
6. Чаплыгин А. «Нанотехнологии в электронике» / А.Чаплыгин. - 2005 М.: Техносфера
7. Энциклопедия для детей. Том 16. Физика. Ч. 2. Электричество и магнетизм. Термодинамика и квантовая
механика. Физика ядра и элементарных частиц/ Глав. Ред. В.А. Володин. - М.: Аванта+, 2001. - 432 с.: ил.
12. http://www.nanoxxi.com/products nanorama.html
http://www.nanoxxi.com/products nanorama.html - Nanorama-зубная паста GOLD PREMIUM- Цитата: "Описание: Революционное решение, разработанное на основе самых современных нанотехнологических исследований! Gold Premium содержит чистое нано-золото, которое даёт высочайшую эффективность дезинфекции полости рта"
http://www.novate.ru/blogs/301208/11060/--Платиновая жвачка – Цитата: "Оказывается, для того, чтобы справиться со старением, достаточно… жевать жвачку. Только не простую, а золотую, точнее, платиновую... Не факт, что регулярное жевание поможет надолго отсрочить старость, но, по словам исследователей, оно обязательно должно улучшить работу мозга и повысить концентрацию внимания – таковы свойства платины. А еще новая жвачка полезна для зубов, говорят, что она их защищает и отбеливает". Платины в норме вообще нет в человеческом организме или ее содержание очень мало. Но производитель настаивает, что платина – чрезвычайно полезный для организма металл.
http://www.nanoshop.ir/ Нано Носки антибактериальные. "Это Нано Носки, сделанные нанотехнологии. Это носки являются Антибактериальные. Не позволяйте вашим ногам на потеть и плохой запах. Выпущенные в Иране Пастор института. Длительность использования чуда - Окончания: После 7 Мойка". (Текст без исправлений, как есть на сайте).
http://www.sostav.ru/news/2009/03/03/. Сигареты Nanokings от Pall Mall
http://www.babysecret.ru/item.2222.html Что такое нано? На сайте BabySecret.ru обнаружено новое определение «нано»: «Nano» представляет собой детское кресло для кормления изящного дизайна и компактной складной конструкции».