Магазин форменной и спецодежды

Костюм для защиты от повышенных температур (курт.+бр.), ткань молескин, цвет черный
4 612 р.
Рост:
Размер:
Костюм для защиты от повышенных температур (курт.+бр.), ткань молескин, цвет черный

Комплект:Куртка с брюками
Ткань: молескин ОП, хлопок -100%
Куртка:с накладками на полочках и рукавах;В рельефах выполнены карманы.
Брюки:на поясе со шлевками, с накладным карманом;передние половинки — с защитными накладками.
Предназначен для работы в горячих цехах, в условиях повышенных температур.
Цвет: черный
ГОСТ: ГОСТ 12.4.045-87

ГОСТ ГОСТ 12.4.045-87
Тип продукции костюм
Комплектация куртка + брюки
Материал молескин ОП
Состав 100% хб
Артикул Д207-20
Цвет черный
Объём 0,0016 м3
 
Субституты (товары заменители)
Костюм влагозащ.(курт.+бр.), ткань Нейлон с ПВХ, зеленый
ГОСТ ГОСТ 12.4.134-83 Тип продукции костюм Комплектация куртка + брюки Материал нейлон с ПВХ Артикул Д503-30 Цвет зеленый Защитные свойства Ву, Вн Объём 0,00245 м3 Вес 0,97 к...
878 р.
Костюм ИРТЫШ утепленный (куртка+п.комб.), ткань Смесовая, цвет т.синий-василек
Тёплый зимний рабочий костюм с комбинированным утеплителем  обеспечит комфорт во всех климатических поясах. Костюм состоит из куртки и полукомбинезона. Куртка: Центральная застёжка-молния закрыта ветрозащитным клапаном на липучках; Съёмный объё...
4 968 р.
Костюм ВРАЧ (куртка+брюки), ткань смесовая, цвет белый-василек
Идеальный выбор смесовой ткани. Костюм сшит из легкой и комфортной смесовой ткани с водоотталкивающей пропиткой. Эта ткань содержит полиэстер и хлопок, отличается великолепными физико-химическими характеристиками, хорошо держит форму. Благодаря спец...
1 202 р.
Костюм ВОСХОД (курт.+бр.), ткань Смесовая, СВП, цвет т.син.- василек
Высокое качество ткани. Костюм изготовлен из ткани, полученной путем саржевого переплетения хлопчатобумажных и полиэфирных нитей. Такой материал идеально подходит для пошива спецодежды, так как соответствует всем требованиям стандартов, обладает отл...
938 р.
Костюм сварщика,тк.брезент 480 г/м2, цвет хаки
Костюм сшит из брезентовой ткани плотностью 480 г/м2, с хлопчатобумажной и льняной основой. Ткань отличается хорошими гигиеническими характеристиками: она гипоаллергенна, воздухопроницаема и устойчива к различным механическим воздействиям. Ткань име...
1 862 р.
Костюм женский Лилия (куртка+брюки), ткань смесовая,цв.белый-морская волна
Использована практичная ткань. Костюм выполнен из смесовой ткани. В ее состав входят и синтетические, и натуральные нити. Это обеспечивает целый комплекс положительных характеристик. Ткань очень прочна на разрыв и растяжение, практически не мнется и...
1 186 р.
Костюм ФАВОРИТ (курт.+п.комб.), ткань Хлопок, цвет т.сер.-св.сер.
Практичная износостойкая ткань. Костюм предназначен для работ в летний и демисезонный период. Он изготовлен из прочной, устойчивой на разрыв и истирание хлопчатобумажной ткани саржевого переплетения, плотностью 250 г/м2. Одежда из гладкокрашенной са...
3 062 р.
Костюм СТАФФ (курт.+п.комб.), ткань Смесовая, цвет т.син.-василек
Протекция от непогоды и легкий уход. Костюм изготовлен из смесовой ткани, в состав которой входят хлопчатобумажные волокна, а также волокна из сложных полиэфиров. Саржевое переплетение нитей создает рельефную поверхность с диагональными полосками. ...
1 092 р.
Костюм МАЯК-Н (куртка+п.комб.), ткань Смесовая, цвет оранж.-т.синий
Практичная, износостойкая ткань. Данная модель отличается практичностью и оригинальным внешним видом. Для ее изготовления была использована смесовая ткань, обработанная водоотталкивающей пропиткой. В состав ткани входят полиэфирные и хлопчатобумажны...
1 606 р.
Костюм женский Жасмин (куртка+брюки), ткань смесовая,цв.белый-голубой
Бренд Энергия ГОСТ ГОСТ 9896-88 Тип продукции костюм Комплектация куртка + брюки Материал смесовая ткань с ВО пропиткой Поверхностная плотность 120 г/м² Состав 35% хб 65% пэ Артикул ...
1 122 р.
Костюм жен. ВОСХОД (курт.+бр.), ткань Смесовая, цвет т.син.-василек
Высокое качество ткани. Костюм изготовлен из ткани, полученной путем саржевого переплетения хлопчатобумажных и полиэфирных нитей. Такой материал идеально подходит для пошива спецодежды, так как соответствует всем требованиям стандартов, обладает отл...
1 006 р.
Костюм БАЙКАЛ утепленный (курт.+п.комб.), ткань Оксфорд, цвет т.син.-черн.
Тёплый, прочный, износостойкий рабочий костюм «Байкал» надежно защитит от холода и ветра в I, II и III климатических поясах, класс защиты: 1, 2. Костюм состоит из куртки и полукомбинезона. Куртка: Прямой крой не стесняет движений; Центральная ...
3 294 р.
Костюм жен. ГРАЦИЯ (курт.+бр.), ткань Балтекс 1, цвет т.сер-св.сер.
Женский рабочий костюм ГРАЦИЯ, состоящий из куртки и полукомбинезона, выполнен из смесовой ткани Балтекс 1 с водоотталкивающей пропиткой. Ткань с таким содержанием хлопка и полиэстера сочетает в себе свойства обеих тканей: высокую прочность, способн...
1 006 р.
Костюм БАЙКАЛ утепленный (курт.+п.комб.), ткань Оксфорд, цвет т.син.-черн.-оранж.
Теплый, прочный, износостойкий рабочий костюм «Байкал» надежно защитит от сильного холода и ветра. Костюм состоит из куртки и полукомбинезона. Куртка: Прямой крой не стесняет движений; Центральная застежка – тракторная молния закрыта ветрозащи...
3 383 р.
Костюм влагозащ. (курт.+бр.), ткань Нейлон с ПВХ, цвет желтый
Прочный и лёгкий влаго ветрозащитный костюм из прочного и износостойкого нейлона с ПВХ обработкой для защиты от дождя, ветра и брызг. Костюм состоит из куртки и брюк. Куртка : Центральная застёжка-молния закрыта ветрозащитной планкой на кнопка...
878 р.
Костюм УРАЛ утепленный, (курт.+бр.), ткань Смесовая, СВП 50, цвет т.синий-василек
Зимний костюм «Урал» сшит из качественной смесовой ткани с водоотталкивающей пропиткой и оснащен надежным утеплителем из синтепона. Костюм состоит из куртки и брюк. Куртка: Центральная потайная застёжка на 6-ти больших пуговицах, которые удобно ...
2 508 р.
Костюм СПЕЦИАЛИСТ (курт.+брюки), ткань Смесовая, цвет т.сер.-красн.
Износостойкость и комфорт. Костюм изготовлен из смесовой костюмной ткани с синтетической и хлопчатобумажной основой. Идеальная пропорция волокон и их диагональное (саржевое) переплетение обеспечивает изделию отличные практические характеристики: изн...
3 738 р.
Костюм ВЕЙГЕР (курт.+бр.), ткань Смесовая, цвет вас.-т.син.-желт.
Бренд Энергия ТР ТС ТР ТС 019/2011 ГОСТ ГОСТ 12.4.280-2014 Тип продукции костюм Комплектация куртка + брюки Материал смесовая ткань с ВО пропиткой Поверхностная плотность 210 г/м² Со...
2 329 р.
Костюм НОРМАТИВ утепленный (курт.+бр.), ткань Смесовая, цвет т.синий
Зимний рабочий костюм «Норматив» - это классический дизайн и оптимальное сочетание экологичных материалов, с которых легко удаляются любые загрязнения. Костюм состоит из куртки и брюк. Куртка: Центральная застёжка на 6 больших пуговиц; Отложной...
2 908 р.
Костюм ТАЕЖНИК (курт.+бр.), ткань Палатка, хаки
Гипоалергенный костюм для защиты от комаров, москитов и других кровососущих насекомых. Состоит из анорака (куртки) и брюк. Анорак (куртка): Прямой крой, куртка надевается через голову; Втачной капюшон с козырьком регулируется по овалу лица и о...
1 534 р.
Товары этого производителя
Выбрать, заказать и купить Костюм для защиты от повышенных температур (курт.+бр.), ткань молескин, цвет черный можно в интернет-магазине Форма-одежда. Описание с фотографиями и отзывы покупателей - все для вашего удобства выбора. В Москву, Московскую область (Подмосковье) его доставит курьер, а почтой России или другими компаниями отправляем в Санкт-Петербург (СПб), Астрахань, Барнаул, Белгород, Брянск, Великий Новгород, Владивосток, Волгоград, Вологду, Воронеж, Екатеринбург, Иваново, Ижевск, Йошкар-Олу, Иркутск, Казань, Казахстан, Калининград, Калугу, Кемерово, Киров, Краснодар, Красноярск, Курск, Липецк, Магадан, Магнитогорск, Набережные Челны, Нижний Новгород, Новокузнецк, Новороссийск, Новосибирск, Норильск, Омск, Орел, Оренбург, Пензу, Пермь, Псков, Ростов-на-Дону, Рязань, Самару, Саратов, Севастополь, Симферополь, Смоленск, Сочи, Ставрополь, Тверь, Тольятти, Томск, Тулу, Тюмень, Улан-Удэ, Ульяновск, Уфу, Хабаровск, Чебоксары, Челябинск, Якутск, Ялту, Ярославль и другие регионы. Также возможна доставка в страны ближнего и дальнего зарубежья.

13.340.10

13.340.10 - Захисний одяг
ГОСТ 12.4.016-83 - ССБТ. Одежда специальная защитная. Номенклатура показателей качества. - Взамен ГОСТ 12.4.016-75
ГОСТ 12.4.029-76 - Фартуки специальные. Технические условия. - Взамен ГОСТ 12845-67
ГОСТ 12.4.044-87 - ССБТ. Костюмы женские для защиты от повышенных температур. Технические условия. - Взамен ГОСТ 12.4.044-78
ГОСТ 12.4.045-87 - ССБТ. Костюмы мужские для защиты от повышенных температур. Технические условия. - Взамен ГОСТ 12.4.045-78
ГОСТ 12.4.049-78 - ССБТ. Ткани хлопчатобумажные и смешанные для спецодежды. Метод определения устойчивости к мокрой обработке
ГОСТ 12.4.058-84 - ССБТ. Материалы с полимерным покрытием для специальной одежды. Номенклатура показателей качества. - Взамен ГОСТ 12.4.058-78
ГОСТ 12.4.064-84 - ССБТ. Костюмы изолирующие. Общие технические требования и методы испытаний. - Взамен ГОСТ 12.4.064-79
ГОСТ 12.4.074-79 - ССБТ. Ткани и материалы для спецодежды. Методы определения защитной способности и стойкости при воздействии ИК-излучения
ГОСТ 12.4.099-80 - Комбинезоны женские для защиты от нетоксичной пыли, механических воздействий и общих производственных загрязнений. Технические условия. - Взамен ГОСТ 5518-75 и ГОСТ 6811-69
ГОСТ 12.4.100-80 - Комбинезоны мужские для защиты от нетоксичной пыли, механических воздействий и общих производственных загрязнений. Технические условия. - Взамен ГОСТ 15149-69 и ГОСТ 12276-75
ГОСТ 12.4.101-93 - ССБТ. Одежда специальная для ограниченной защиты от токсичных веществ. Общие технические требования и методы испытаний. - Взамен ГОСТ 12.4.101-80
ГОСТ 12.4.105-81 - ССБТ. Ткани и материалы для спецодежды сварщиков. Общие технические условия
ГОСТ 12.4.110-82 - ССБТ. Костюмы шахтерские для защиты от механических воздействий и общих производственных загрязнений. Технические условия. - Взамен ГОСТ 13457-68, ГОСТ 20293-74
ГОСТ 12.4.111-82 - ССБТ. Костюмы мужские для защиты от нефти и нефтепродуктов. Технические условия. - Взамен ГОСТ 9755-72, ГОСТ 9351-71
ГОСТ 12.4.112-82 - ССБТ. Костюмы женские для защиты от нефти и нефтепродуктов. Технические условия. - Взамен ГОСТ 11029-72, ГОСТ 16737-71
ГОСТ 12.4.126-83 - ССБТ. Ткани и материалы для спецодежды сварщиков. Метод определения стойкости к УФ-излучению
ГОСТ 12.4.131-83 - Халаты женские. Технические условия. - Взамен ГОСТ 11621-73
ГОСТ 12.4.132-83 - Халаты мужские. Технические условия. - Взамен ГОСТ 11622-73
ГОСТ 12.4.134-83 - Плащи мужские для защиты от воды. Технические условия. - Взамен ГОСТ 19361-74
ГОСТ 12.4.139-84 - ССБТ. Костюм изолирующий автономный теплозащитный. Технические требования и методы испытаний
ГОСТ 12.4.142-84 - ССБТ. Ткани для специальной защитной одежды. Классификация норм пылепроницаемости
ГОСТ 12.4.170-86 - ССБТ. Материалы с полимерным покрытием для специальной одежды. Метод определения стойкости к действию органических растворителей
ГОСТ 12.4.175-88 - ССБТ. Одежда специальная защитная. Нормы проницаемости микроорганизмами
ГОСТ 12.4.176-89 - ССБТ. Одежда специальная для защиты от теплового излучения. Требования к защитным свойствам и метод определения теплового состояния человека
ГОСТ 4432-71 - Спецодежда. Полушубки овчинные нагольные мужские. Технические условия. - Взамен ГОСТ 4432-60
ГОСТ 17804-72 - ССБТ. Одежда специальная. Метод определения пылепроницаемости тканей и соединительных швов
ГОСТ 24870-81 - Костюмы специальные летние для военнослужащих. Технические условия. - Взамен ГОСТ 21250-75 в части костюмов типов А, Б, В
ГОСТ 27574-87 - Костюмы женские для защиты от общих производственных загрязнений и механических воздействий. Технические условия. - Взамен ГОСТ 12.4.108-82
ГОСТ 27575-87 - Костюмы мужские для защиты от общих производственных загрязнений и механических воздействий. Технические условия. - Взамен ГОСТ 12.4.109-82
ГОСТ 27643-88 - Костюмы мужские для защиты от воды. Технические условия. - Взамен ГОСТ 12.4.043-78
ГОСТ 27651-88 - Костюмы женские для защиты от механических воздействий, воды и щелочей. Технические условия. - Взамен ГОСТ 12.4.039-78
ГОСТ 27652-88 - Костюмы мужские для защиты от кислот. Технические условия. - Взамен ГОСТ 12.4.036-78
ГОСТ 27653-88 - Костюмы мужские для защиты от механических воздействий, воды и щелочей. Технические условия. - Взамен ГОСТ 12.4.038-78
ГОСТ 27654-88 - Костюмы женские для защиты от кислот. Технические условия. - Взамен ГОСТ 12.4.037-78
ГОСТ 29057-91 - Костюмы мужские для защиты от нетоксичной пыли. Технические условия. - Взамен ГОСТ 12.4.086-80
ГОСТ 29058-91 - Костюмы женские для защиты от нетоксичной пыли. Технические условия. - Взамен ГОСТ 12.4.085-80
ГОСТ 29335-92 - Костюмы мужские для защиты от пониженных температур. Технические условия. - Взамен ГОСТ 12.4.084-80
ГОСТ 29338-92 - Костюмы женские для защиты от пониженных температур. Технические условия. - Взамен ГОСТ 12.4.088-80
ДСТУ 2428-94 - Виробничий одяг. Вироби і деталі швейні. Терміни та визначення
ДСТУ 4050-2001 - Спецодяг сигнальний. Жилети. Технічні умови
ДСТУ 4125-2002 - Одяг для захисту від впливу тепла і полум'я. Метод оцінювання реакції матеріалів на вплив теплового випромінювання (ISO 6942:1993, NEQ)
ДСТУ 4366:2004 - Одяг пожежника захисний. Загальні технічні вимоги та методи випробування (ISO 11613:1999, NEQ; EN 469:1995, NEQ)
ДСТУ 7141:2009 - Одяг пожежника тепловідбивний захисний. Загальні технічні вимоги та методи випробовування (EN 1486:2007, MOD)
ДСТУ ГОСТ 12.4.221:2004 - Система стандартів безпеки праці. Одяг спеціальний для захисту від підвищених температур, теплового випромінення, конвективної теплоти. Загальні технічні вимоги (ГОСТ 12.4.221-2002, IDT)
ДСТУ EN 340-2001 - Одяг спеціальний захисний. Загальні вимоги (EN 340:1993, IDT)
ДСТУ ENV 342-2001 - Одяг спеціальний для захисту від знижених температур (ENV 342:1998, IDT)
ДСТУ ENV 343-2001 - Одяг спеціальний для захисту від непогоди (ENV 343:1998, IDT)
ДСТУ EN 366-2001 - Одяг захисний. Захист від нагрівання та полум'я. Метод випробування. Оцінювання матеріалів та комбінацій матеріалів, що піддаються дії джерела теплового випромінювання (EN 366:1993, IDT)
ДСТУ EN 367-2001 - Одяг захисний. Захист від нагрівання та полум'я. Метод визначення теплопровідності матеріалів, підданих впливові полум'я (EN 367:1992, IDT)
ДСТУ EN 368-2002 - Одяг спеціальний для захисту від рідких хімікатів. Метод визначення стійкості матеріалів до проникання рідин (EN 368:1992, IDT)
ДСТУ EN 369-2002 - Одяг спеціальний для захисту від рідких хімікатів. Метод визначення опору матеріалів до проникання рідин (EN 369:1993, IDT)
ДСТУ EN 381-1-2002 - Захисний одяг для осіб, працюючих з ручними ланцюговими пилами. Частина 1. Стенд для випробування опору різанню пилами (EN 381-1:1993, IDT)
ДСТУ EN 381-2-2002 - Захисний одяг для осіб, працюючих з ручними ланцюговими пилами. Частина 2. Методи випробування засобів для захисту ніг (EN 381-2:1995, IDT)
ДСТУ EN 381-3:2006 - Одяг захисний для осіб, що працюють з ручними ланцюговими пилками. Частина 3. Метод випробування взуття (EN 381-3:1996, IDT)
ДСТУ EN 381-5-2002 - Захисний одяг для осіб, працюючих з ручними ланцюговими пилами. Частина 5. Вимоги до засобів для захисту ніг (EN 381-5:1995, IDT)
ДСТУ EN 381-8:2006 - Одяг захисний для осіб, що працюють з ручними ланцюговими пилками. Частина 8. Методи випробування захисних краг (EN 381-8:1997, IDT)
ДСТУ EN 381-9:2006 - Одяг захисний для осіб, що працюють з ручними ланцюговими пилками. Частина 9. Вимоги до захисних краг (EN 381-9:1997, IDT)
ДСТУ EN 381-10:2006 - Одяг захисний для осіб, що працюють з ручними ланцюговими пилками. Частина 10. Метод випробовування захисних пристроїв верхньої частини тіла (EN 381-10:2002, IDT)
ДСТУ EN 381-11:2006 - Одяг захисний для осіб, що працюють з ручними ланцюговими пилками. Частина 11. Вимоги до захисних пристроїв верхньої частини тіла (EN 381-11:2002, IDT
ДСТУ EN 463-2002 - Одяг спеціальний для захисту від рідких хімікатів. Метод визначення стійкості до проникання рідин (випробування струменем) (EN 463:1994, IDT)
ДСТУ EN 464-2002 - Одяг спеціальний для захисту від рідких та газоподібних хімікатів, включаючи аерозолі та тверді частинки. Метод визначення герметичності ізолювальних костюмів (випробування на визначення внутрішнього тиску) (EN 464:1994, IDT)
ДСТУ EN 465-2002 - Одяг захисний. Захист від рідких хімікатів. Вимоги до експлуатаційних характеристик одягу для захисту від рідких хімікатів з бризконепроникними з'єднаннями між різними частинами одягу (спорядження тип 4) (EN 465:1995, IDT)
ДСТУ EN 466-2001 - Одяг захисний. Захист від рідких хімікатів. Вимоги до захисного одягу від рідких хімікатів з непроникними для рідини з'єднаннями між різними частинами одягу (спорядження типу 3) (EN 466:1995, IDT)
ДСТУ EN 467-2003 - Одяг захисний. Захист від рідких хімікатів. Вимоги до предметів одягу, що забезпечують захист ділянок тіла (EN 467:1995, IDT)
ДСТУ EN 468-2002 - Одяг спеціальний для захисту від рідких хімікатів. Метод визначення стійкості до проникнення бризок (аерозольний тест) (EN 468:1994, IDT)
ДСТУ EN 470-1-2003 - Одяг захисний, використовуваний при зварюванні та інших високотемпературних процесах. Частина 1. Загальні вимоги (EN 470-1:1995, IDT)
ДСТУ EN 471-2001 - Одяг спеціальний сигнальний підвищеної видимості (EN 471:1994, IDT)
ДСТУ EN 510:2006 - Одяг захисний, використовуваний в умовах ризику попадання його в частини механізмів, які рухаються. Загальні технічні вимоги та методи випробування (EN 510:1993, IDT)
ДСТУ EN 530-2003 - Стійкість проти стирання матеріалів захисного одягу. Методи випробування (EN 530:1994, IDT)
ДСТУ EN 531:2005 - Одяг захисний для осіб, що працюють в умовах підвищених температур (EN 531:1995, IDT)
ДСТУ EN 532-2001 - Одяг захисний. Захист від високої температури та полум'я. Метод випробування на обмеженість поширення полум'я (EN 532:1994, IDT)
ДСТУ EN 533-2003 - Одяг захисний. Захист від підвищених температур та полум'я. Матеріали і пакети матеріалів, що обмежують поширення полум'я (EN 533:1997, IDT)
ДСТУ EN 702:2005 - Одяг захисний. Захист від впливу тепла та полум'я. Метод визначення проходження контактного тепла крізь захисний одяг або його матеріали (EN 702:1994, IDT)
ДСТУ EN 863-2001 - Одяг захисний. Механічні властивості. Метод визначення опору проколюванню (EN 863:1995, IDT)
ДСТУ EN 943-1:2005 - Костюми ізолівні для захисту від рідинних і газуватих хімікатів, включно рідинні аерозолі і тверді частки. Частина 1. Технічні вимоги до вентильованих і невентильованих ізолівних "газонепроникних" (Тип 1) і спеціальних "газопроникних" (Тип 2) костюмів (EN 943-1:2002, IDT)
ДСТУ EN 943-2:2005 - Костюми ізолівні для захисту від рідинних і газуватих хімікатів, включно рідинні аерозолі і тверді частки. Частина 2. Технічні вимоги до "газонепроникних" (Тип 1) ізолівних костюмів, що використовуються аварійно-рятувальними підрозділами (EN 943-2:2002, IDT)
ДСТУ EN 1073-1-2001 - Костюми ізолівні та одяг спеціальний вентильований для захисту від радіоактивного забруднення. Загальні технічні вимоги і методи випробувань (EN 1073-1:1998, IDT)
ДСТУ EN 1149-1-2003 - Одяг захисний. Електростатичні властивості. Частина 1. Питомий поверхневий опір (методи випробування та вимоги) (EN 1149-1:1995, IDT)
ДСТУ EN 1149-2:2005 - Одяг захисний. Електростатичні властивості. Частина 2. Метод вимірювання електричного опору матеріалу (об'ємний опір) (EN 1149-2:1997, IDT)
ДСТУ EN 1486:2010 - Одяг захисний для пожежників. Методи випробування та вимоги до відбивального одягу пожежників (EN 1486:2007, IDT)
ДСТУ EN 1621-1:2006 - Одяг для захисту мотоциклістів від механічних ударів. Частина 1. Вимоги до засобів захисту від ударів та методи їх випробовування (EN 1621-1:1997, IDT)
ДСТУ EN 1621-2:2010 - Одяг захисний від механічного ушкодження для мотоциклістів. Частина 2. Засоби для захисту спини мотоциклістів. Вимоги та методи випробування (EN 1621-2:2003/АС:2006, IDT)
ДСТУ EN 13034:2007 - Одяг захисний. Захист від рідких хімікатів. Вимоги до експлуатаційних характеристик захисного одягу, що надає обмежений захист від рідких хімікатів (спорядження, тип 6 та РВ (6) (EN 13034:2005, IDT)
ДСТУ EN 13158:2006 - Одяг захисний. Захисні жакети, засоби захисту тулуба і плечей для вершників. Вимоги та методи випробування (EN 13158:2000, IDT)
ДСТУ EN 14058:2008 - Одяг захисний. Одяг спеціальний для захисту від знижених температур (EN 14058:2004, IDT)
ДСТУ EN 14126:2008 - Одяг захисний. Захист від інфекційних агентів. Вимоги до експлуатаційних характеристик і методи випробування (EN 14126:2003, IDT)
ДСТУ EN 14605:2007 - Одяг захисний. Захист від рідких хімікатів. Вимоги до експлуатаційних характеристик захисного одягу з непроникними до рідин (тип 3) або непроникними до бризок (тип 4) з'єднаннями та до виробів, що забезпечують захист окремих частин тіла (тип РВ (3) та РВ (4)) (EN 14605:2005, IDT)
ДСТУ EN ISO 13982-1:2009 - Одяг захисний від твердих частинок. Частина 1. Експлуатаційні вимоги до протихімічного одягу для захисту від аерозолю (одяг типу 5) (EN ISO 13982-1:2004, IDT)
ДСТУ EN ISO 13982-2:2009 - Одяг захисний від твердих частинок. Частина 2. Метод визначення проникнення тонко-дисперсних аерозолів (EN ISO 13982-2:2004, IDT)
ДСТУ EN ISO 13998:2007 - Одяг захисний. Фартухи, штани та жилети від порізів і проколів ручними ножами (EN ISO 13998:2003, IDT)
ДСТУ EN ISO 15027-1:2007 - Гідрокостюми. Частина 1. Страхувальні гідрокостюми. Технічні вимоги та вимоги безпеки (EN ISO 15027-1:2002, IDT)
ДСТУ EN ISO 15027-2:2007 - Гідрокостюми. Частина 2. Рятувальні гідрокостюми. Технічні вимоги та вимоги безпеки (EN ISO 15027-2:2002, IDT)
ДСТУ EN ISO 15027-3:2007 - Гідрокостюми. Частина 3. Методи випробування (EN ISO 15027-3:2002, IDT)
ДСТУ EN ISO 15831:2007 - Одяг захисний. Фізіологічне оцінювання вимірюванням теплоізоляції на тепловому манекені (EN ISO 15831:2004, IDT)
ДСТУ IEC 60895:2008 - Робота під напругою. Струмопровідний одяг для використання за номінальної напруги до 800 кВ за змінного струму та ± 600 кВ за постійного струму (IEC 60895:2002, IDT)
ДСТУ ISO 2801-2003 - Одяг захисний. Захист від підвищених температур та полум'я. Загальні рекомендації щодо вибору, догляду та використання захисного одягу (ISO 2801:1998, IDT)
ДСТУ ISO 6529-2003 - Одяг захисний. Захист від рідких хімікатів. Визначення стійкості повітронепроникних матеріалів проти проникнення рідин (ISO 6529:1990, IDT)
ДСТУ ISO 6530-2001 - Одяг захисний. Захист від рідких хімікатів. Метод визначення ступеня стійкості матеріалу проти проникнення рідини (ISO 6530:1990, IDT)
ДСТУ ISO 6942-2001 - Одяг захисний тепло- та вогнестійкий. Оцінка теплопровідності матеріалів та комбінацій матеріалів, що піддаються дії джерела теплового випромінювання (ISO 6942:1993, IDT)
ДСТУ ISO 8194-2001 - Захист від радіації. Одяг для захисту від радіоактивного забруднення. Проектування, вибір, методи випробувань та використання (ISO 8194:1987, IDT)
ДСТУ ISO 9150-2001 - Одяг захисний. Визначення поводження матеріалів при попаданні на них бризок розплавленого металу (ISO 9150:1988, IDT)
ДСТУ ISO 9151:2010 - Одяг для захисту від впливу теплоти та полум'я. Метод визначення індексу теплопередавання за дією полум'я (ISO 9151:1995, IDT) Діє з 2012-01-01
ДСТУ ISO 9185-2001 - Одяг захисний. Оцінка опору матеріалів бризкам розплавленого металу (ISO 9185:1990, IDT)
ДСТУ ISO/TR 11079-2002/ГОСТ ИСО/ТО 11079-2002 - Одяг. Визначення необхідних ізоляційних характеристик (ISO/TR 11079:1993, IDT; ГОСТ ИСО/ТО 11079-2002, IDT)
ДСТУ ISO 11393-1:2008 - Одяг захисний для осіб, що працюють з ручними ланцюговими пилками. Частина 1. Випробувальний стенд, керований маховиком, для випробування на опір різанням ручною ланцюговою пилкою (ISO 11393-1:1998, IDT)
ДСТУ ISO 11393-2:2008 - Одяг захисний для осіб, що працюють з ручними ланцюговими пилками. Частина 2. Методи випробування та вимоги до експлуатаційних характеристик засобів захисту ніг (ISO 11393-2:1999, IDT)
ДСТУ ISO 11393-3:2008 - Одяг захисний для осіб, що працюють з ручними ланцюговими пилками. Частина 3. Методи випробування взуття (ISO 11393-3:2001, IDT)
ДСТУ ISO 11393-5:2008 - Одяг захисний для осіб, що працюють з ручними ланцюговими пилками. Частина 5. Методи випробування та вимоги до експлуатаційних характеристик захисних гетр (ISO 11393-5:2001, IDT)
ДСТУ-П ISO/TR 11610:2009 - Захисний одяг. Словник термінів (ISO/TR 11610:2004, IDT)
ДСТУ ISO 11612:2008 - Одяг для захисту від впливу тепла та полум'я. Методи випробування та вимоги до експлуатаційних характеристик (ISO 11612:1998, IDT)
ДСТУ ISO 12127:2008 - Одяг для захисту від впливу тепла та полум'я. Визначення проходження контактного тепла крізь захисний одяг або його матеріали (ISO 12127:1996, IDT)
ДСТУ ISO 13688-2001 - Одяг захисний. Загальні вимоги (ISO 13688:1998, IDT)
ДСТУ ISO 13994:2006 - Одяг для захисту від рідинних хімікатів. Визначення опору матеріалів захисного одягу до проникнення рідин під тиском (ISO 13994:1998, IDT)
ДСТУ ISO 13995:2006 - Одяг захисний. Механічні властивості. Метод визначення тривкості матеріалів до проколу та динамічного розриву (ISO 13995:2000, IDT)
ДСТУ ISO 13996-2001 - Одяг захисний. Механічні властивості. Визначення стійкості до проколу (ISO 13996:1999, IDT)
ДСТУ ISO 13997-2001 - Одяг захисний. Механічні властивості. Визначення опору порізу гострими предметами (ISO 13997:1999, IDT)
—————
розділ 13.340 (див. також індекс)

Источник: 13.340.10

Оде́жда

гигиенические требования. Гигиенические требования к О. зависят от условий ее эксплуатации и характера деятельности человека. При изготовлении О. запрещается использовать материалы, выделяющие химические вещества в количествах, превышающих предельно допустимые значения. Полимерные материалы, предназначенные для О., должны обладать химической стабильностью, т.е. не выделять в окружающую среду при деструкции вследствие старения или воздействия внешних факторов мономеры или другие токсичные для организма вещества. При гигиенической оценке О. исследуют материалы, из которых она изготовлена, и проводят физиолого-гигиеническое изучение экспериментальных и опытных образцов комплектов О. в лабораторных и натурных условиях. При исследовании материалов определяют интенсивность и динамику выделения из них токсических веществ в воздушную среду герметических емкостей и в водную среду, имитирующую пот. Материалы, из которых изготовляется О., могут содержать незаполимеризованные мономеры, а также компоненты различных текстильно-вспомогательных веществ, применяемых для обработки натуральных и синтетических волокон (пропитки, аппреты, замасливатели и др.). Для определения содержания токсических веществ используют современные методы количественного анализа, в т.ч. хроматографические, спектро-фотометрические и др.
При отсутствии сведений о токсических свойствах и характере воздействия на организм отдельных веществ или их комбинаций проводят токсикологическое исследования на экспериментальных животных (крысах, мышах, морских свинках, кроликах). Изучают местнораздражающее, аллергенное, резорбтивное действие с использованием современных биохимических, физиологических, иммунологических, патоморфологических и других методов исследования. Для уточнения возможного влияния химических веществ, содержащихся в материалах, из которых изготавливается О., применяют капельные и компрессные аппликационные пробы на добровольцах.
При оценке материалов, предназначенных для детской О., проводят токсикологические эксперименты на растущих животных с учетом их возрастной реактивности.
При гигиенической оценке материалов для изготовления О. анализируют тепло- и влагопроводиость, гигроскопичность, воздухопроницаемость, а также определяют механические свойства материалов: толщину под нагрузкой, эластичность, растяжимость. Широкое применение полимерных материалов обусловило необходимость гигиенической оценки текстильных материалов на уровень напряженности электростатического поля и срок стенания заряда с этих материалов.
Требования к материалам спецодежды во многом зависят от условий труда, поэтому для ряда производств с агрессивной средой материалы, предназначенные для спецодежды, испытывают на защитную эффективность по отношению к возможным неблагоприятным факторам производственной среды.
При разработке новых видов О., особенно для суровых климатических условий, исследования опытных образцов проводят в два этапа: вначале в лабораторных условиях (в микроклиматических камерах), затем в натурных — при опытной носке. При этом анализируют терморегуляторные реакции организма, а также микроклимат пододежного пространства. Дополнительно отбирают пробы воздуха из пододежного пространства с целью определения в нем токсических веществ.
При гигиенической оценке О. также широко используют анкетные методы, а для прогнозирования теплового состояния организма в О. того или иного типа находят применение компьютерные тепловые модели человека.
Для каждого слоя О. разрабатывают дифференцированные гигиенические требования. Летом одежда не должна затруднять теплоотдачу и испарение пота. Для этой цели рекомендуются материалы с хорошей гигроскопичностью (не менее 7%), воздухопроницаемостью (не менее 330—370 дм3 (м2․с)], невысоким термическим сопротивлением [0,09—0,11 град/ккал/(м2․ч)] и напряженностью электростатического поля. Для лучшего отражения теплового солнечного излучения предпочтительнее использовать светлые материалы. Наилучшими материалами для летней О. являются хлопчатобумажные, льняные натуральные и искусственные — вискозные шелковые ткани, обладающие хорошей воздухопроницаемостью и влагопроводностью с небольшим термическим сопротивлением. Допускается применение материалов из смеси натуральных, вискозных искусственных волокон с синтетическими полиэфирными, причем доля последних не должна превышать 30—40%.
Материалы для теплозащитной О. должны обладать высокими теплоизоляционными свойствами, а ее верхний слой — иметь небольшую воздухопроницаемость для обеспечения защиты от ветра. Для прохладного и холодного времени года рациональной считается О. из плотных, пористых тканей с хорошими теплозащитными свойствами (шерстяных, полушерстяных, хлопчатобумажных с начесом); целесообразно использование О. из смеси вискозы с натуральными (шерстью) и синтетическими волокнами с содержанием в смеси полиэфирных и полиакрилонитрильных волокон (40—45%). В связи с высокой напряженностью электростатического поля в изделиях из смеси шерсти с полиэфирными и полиакрилонитрильными волокнами, содержание последних ограничивают до 10—15%.
Верхнюю О. (костюмы, пальто) изготавливают из материалов значительной толщины и пористости (драп, сукно). Необходимая защита от ветра обеспечивается с помощью прокладок или материалов с низкой воздухопроницаемостью. Целесообразно также применение синтетических материалов для верхнего слоя О., это дает снижение ее массы на 30—40%.
Лучшими тканями для верхнего слоя являются те, которые плохо впитывают влагу и быстро ее отдают, т.е. обладающие наименьшей максимальной и минимальной водоемкостью (скорость испарения влага больше, а время высыхания меньше). Из синтетических материалов наибольшая скорость испарения с поверхности отмечается у лавсана, нитрона и капрона. Для летнего пальто и плащей широко используют полиэфирные, полиамидные, вискозные и ацетатные текстильные материалы. Для придания водоотталкивающих свойств многие из этих тканей обрабатываются специальными пропитками и латексами. Конструкция О. для защиты от холода должна обеспечивать значительную теплоизоляцию и по возможности не допускать утяжеления изделий. Такая одежда не должна также значительно ограничивать движения человека. В связи с этим большая доля теплоизоляции в комплекте теплозащитной О. сосредоточена в области торса. Как правило, зимняя О. многослойная и многопредметная.
Гигиенические требования к О. ребенка значительно строже, чем для О. взрослых. Детская О. должна быть достаточно легкой, т.к. тяжелая О. способствует появлению у ребенка различных искривлений позвоночника и формированию неправильной осанки. В тяжелой неудобной О. ребенок быстро утомляется; тесная О. может вызывать нарушения кровообращения, дыхания.
Необходимо, чтобы выбор материалов для изготовления О. обеспечивал оптимальное сочетание свойств, отвечающих гигиеническим требованиям, предъявляемым к О. детей разного возраста. Для О. детей раннего возраста целесообразно использовать материалы из натуральных волокон (например, хлопка, шерсти); не рекомендуется применение синтетических волокон, а также материалов, обработанных различными пропитками, аппретами.
Специальная одежда является одним из средств индивидуальной защиты и применяется для предотвращения или уменьшения воздействия на работающего опасных и вредных производственных факторов; выдается бесплатно, по установленным нормам. Например, при работе в условиях повышенной температуры воздуха, обусловленной климатом, работающих обеспечивают костюмами из хлопчатобумажной ткани, обладающей высокой воздухопроницаемостью, гигроскопичностью, паропроницаемостью. Для защиты от повышенных температур, обусловленных тепловым излучением, используют комбинированные костюмы, изготовленные из хлопчатобумажных тканей с защитными накладками или полностью из шерстяных и полушерстяных тканей, металлизированных материалов. Наиболее эффективны ткани из шерстяных волокон в смеси с термостойкими (оксалоном, терлоном и др.).
Для защиты от искр расплавленного металла служат комбинированные костюмы из полульняных тканей с защитными накладками. При работе в условиях пониженных температур применяют костюмы с утепляющей подкладкой. Для защиты от нетоксичной пыли предназначены куртки и брюки из хлопчатобумажных тканей плотных структур, имеющих низкую пылепроницаемость. В качестве головного убора используют шлем с пелериной.
Для работы с кислотами предусмотрены костюмы из тканей различного волокнистого состава. При работе с кислотами концентрацией от 60 до 80% (по серной кислоте) используют О. из тканей, содержащих шерсть и полиэфирное волокно, а также из кислотозащитного сукна и полиэфирной ткани с кислотоотталкивающей пропиткой. Для защиты от кислот концентрацией от 20 до 50% наряду с кислотозащитным сукном применяют О. из лавсанохлопковой ткани с кислотозащитной пропиткой. Для защиты от кислот слабой концентрации (до 20%) предназначена в основном О. из хлопчатобумажных молексинов с кислотозащитными пропитками.
Химчистка, стирка, ремонт, Дегазация, Дезактивация, обезвреживание и обеспыливание защитной О. должны производиться предприятиями в сроки, установленные с учетом производственных условий.
Защитная О. военного образца, применяемая в войсках и формированиях ГО, является одним из индивидуальных средств защиты личного состава от поражающего действия отравляющих, радиоактивных веществ, светового излучения, зажигательных веществ, ядовитых технических жидкостей и других агрессивных химических веществ, а также служит при работе в эпидемическом очаге. Защитная О. подразделяется на изолирующую и фильтрующую. Изолирующая защитная О. из прорезиненной ткани или синтетических пленок обеспечивает практически полную изоляцию от окружающей среды и предупреждает поражение людей токсичными и ядовитыми веществами. Она применяется при действиях личного состава на зараженной ОВ, РВ местности, выполнении аварийно-спасательных и специальных работ по дегазации, дезактивации местности, имущества, техники, вооружения, а также при работе с ядовитыми техническими жидкостями и агрессивными веществами. Изолирующей защитной О. является общевойсковой защитный комплект: защитный плащ, защитные чулки, защитные перчатки, легкий защитный костюм или комбинезон. К комбинезону придаются резиновые сапоги и перчатки, а также подшлемник, к костюму — двупалые перчатки и подшлемник. Пребывание человека в изолирующей О. сопровождается резким нарушением теплорегуляции, особенно при высокой температуре окружающего воздуха, что может привести к перегреванию организма (Перегревание организма) и тепловому удару (Тепловой удар). Для предупреждения этих осложнений установлено следующее допустимое время пребывания в изолирующей защитной О.: при температуре 15—19° до 1,5—2 ч; при 20—24° до 40—60 мин; при 25—29° до 30 мин; от 30° и выше не более 20 мин. С целью снижения температуры в подкостюмном пространстве поверх защитной О. надевают костюмы из хлопчатобумажной ткани, которые периодически смачивают водой. За счет испарения воды температура в подкостюмном пространстве снижается, соответственно увеличивается и продолжительность пребывания людей в защитной О. При низких температурах окружающего воздуха изолирующую защитную О. надевают поверх обмундирования. В качестве защитной фильтрующей О. используют импрегнированное обмундирование или белье, т.е. пропитанное специальными веществами, обезвреживающими пары ОВ при фильтрации воздуха через ткань. Фильтрующая О. предназначена для постоянного ношения; после стирки обмундирование и белье нуждаются, как правило, в дополнительной импрегнации. Могут применяться и другие типы специальной защитной О. — противочумный костюм, противоперегрузочный костюм летчиков, легководолазный костюм и др.
Одежда в судебно-медицинском отношении. О. исследуется судебно-медицинским экспертом или врачом, привлеченным для этой цели правоохранительными органами, в процессе осмотра трупа на месте его обнаружения, исследования трупа в морге, при освидетельствовании потерпевших, обвиняемых, подозреваемых или других лиц с целью изучения имеющихся на О. повреждений, изъятия вещественных доказательств (Вещественные доказательства) для последующего лабораторного исследования с помощью биологических и физико-технических методов, идентификации личности (Идентификация личности). На О. могут быть повреждения, позволяющие установить предмет, которым они причинены. Особенности, характер, локализация разрывов, участков истирания, надрывов ткани по шву, разрывов петель помогают выяснить обстоятельства происшествия. На О. могут обнаруживаться компоненты выстрела (частицы пороховых зерен, копоть), отпечатки дульного среза оружия при выстреле в упор, выступающих частей автомобиля или протектора при дорожно-транспортных происшествиях, пятна крови, выделения человека, следы глины, песка, цемента и т.д., иногда позволяющие установить место происшествия или пребывания того или иного лица в определенном месте. При исследовании неопознанных трупов особое внимание уделяют описанию О., наличию на ней фирменных знаков, этикеток, штопок. В необходимых случаях О. подвергают специальным методам исследования. При направлении на лабораторное исследование влажную О. предварительно просушивают, принимают меры для сохранения имеющихся на ней повреждений и загрязнений.
Библиогр.: Афанасьева Р.Ф. Гигиенические основы проектирования одежды для защиты от холода, М., 1977, библиогр.; Городинский С.М. Средства индивидуальной защиты для работ с радиоактивными веществами, М., 1979, библиогр.; Делль Р.А., Афанасьева Р.Ф. и Чубарова З.С. Гигиена одежды, М., 1979; Кустанович С.Д. Исследование повреждений одежды в судебно-медицинской практике, М., 1965; Лабораторные и специальные методы исследования в судебной медицине, под ред. В.И. Пашковой и В.В. Томилина, М., 1975; Минх А.А. Очерки по гигиене физических упражнений и спорта, с. 235, М., 1976; Общая и военная гигиена, под ред. Н.Ф. Кошелева, Л., 1978; Переладова О.А. Гигиена детской одежды, Киев, 1977.

Источник: Оде́жда

Гигие́на труда́ в промы́шленности

Во многих отраслях народного хозяйства ликвидирован тяжелый физический труд, снижены до предельно допустимого уровня концентрации токсических веществ, оптимизированы режимы труда и отдыха. Все это привело к улучшению условий труда на многих промышленных предприятиях и снижению профессиональной заболеваемости.
Однако в ряде случаев даже современные прогрессивные в технологическом и экономическом отношении мероприятия могут обусловить неблагоприятные изменения в состоянии здоровья работающих. Это объясняется целым рядом причин. Создание и внедрение машин большой мощности, возрастание скоростей обработки и резания металлов, механизация тяжелых и трудоемких работ путем использования пневматического и электрического инструмента, широкое внедрение самоходных машин способствуют увеличению уровней шума и вибрации, появлению ультра- и инфразвука. Внедрение в промышленность принципиально новых технологических процессов получения и обработки металлов, сварки, наплавки и резки приводит к повышению уровней электромагнитных волн, появлению лазерного излучения, повышению напряженности электростатического поля и др. Освоение северных и северо-восточных регионов страны создает условия для выполнения различных видов работ при низких температурах. Интенсивная химизация народного хозяйства, внедрение большого количества новых химических веществ приводят к контактам работающих со множеством химических факторов (изолированное, комбинированное и сочетанное воздействие).
Механизация и автоматизация производства, как правило, упрощают и обедняют содержательность трудовых операций при значительном увеличении их числа и ведут к развитию монотонии, снижению двигательной активности человека. Получили распространение малоподвижные профессии, которые по условиям технологии связаны со значительным количеством операций, они сопровождаются напряжением и перенапряжением отдельных мышечных групп и вынужденной позой.
Увеличение скорости функционирования станков, машин, сложность управления различными технологическими операциями и процессами приводят к увеличению психоэмоциональной напряженности трудовой деятельности человека.
Горнорудная и угольная промышленность. Добычу полезных ископаемых производят открытым и подземным способами. Открытая система разработок считается более прогрессивной и в экономическом, и в гигиеническом отношении.
Микроклиматические условия в открытых разработках (карьерах) определяются географическим районом и в основном соответствуют метеорологическим условиям на поверхности. В зимнее время работа может производиться при низких температурах до — 30—40°, а в летний период при высоких температурах — до 40° и более. В подземных выработках может создаваться большая разница температуры в шахтах и наружного воздуха. В рудниках глубиной 1000 м и более наблюдается высокая температура воздуха и влажность.
На всех этапах технологического процесса образуется пыль. Дисперсность пыли очень высока — пылинки размером до 5 мкм (наиболее опасные для организма) составляют более 90%. Содержание свободного диоксида кремния колеблется в широких пределах от 1 до 73—92%. Особенно велико содержание свободного диоксида кремния при добыче полиметаллических руд.
На карьерах и в шахтах воздух может загрязняться смесью газов, наиболее распространенными из которых являются оксид углерода и оксиды азота.
Машины и механизмы, применяемые для разрушения, погрузки, доставки и переработки горнорудного сырья, использование энергии сжатого воздуха и удара являются источниками высоких уровней вибрации и шума. На карьерах труд машинистов, составляющих основную профессиональную группу по управлению горными машинами, характеризуется средней степенью тяжести и напряженности. При подземной добыче руд доля ручного труда остается еще высокой, выполнение основных производственных операций сопровождается значительными энерготратами.
При переработке и обогащении руд рабочие могут подвергаться воздействию аэрозоля сложного состава, шума и вибрации, токсических флотореагентов (аэрозоль, пары, газы), а также неблагоприятных метеорологических условий.
Работающие в угольной промышленности в значительной степени подвергаются воздействию тех же производственных факторов, что и в горнорудной промышленности. Основная производственная вредность — пыль. Количество образующейся пыли определяется влажностью и мощностью пласта, степенью метаморфизма угля и его сопротивляемостью разрушению, интенсивностью выемки, применением противопылевых средств. Патогенные свойства пыли зависят от степени метаморфизма угля. Наиболее патогенной является пыль с высокой стадией метаморфизма, особенно пыль антрацита.
На углеобогатительных фабриках основными вредностями являются Шум и пыль, а на брикетных фабриках — пыль, неблагоприятный микроклимат и полиароматические углеводороды, выделяющиеся в воздух при применении в качестве связующего компонента каменноугольного пека.
В структуре заболеваемости с временной утратой трудоспособности горнорабочих значительный удельный вес занимают болезни органов дыхания, периферической нервной системы (преимущественно за счет пояснично-крестцовых радикулитов), костно-мышечной и сердечно-сосудистой систем, органов пищеварения (язвенная болезнь и хронический гастрит). У лиц, занятых выемкой угля при использовании ручных инструментов, часто встречаются заболевания кожи и подкожной клетчатки.
Преобладающим видом профессиональных заболеваний органов дыхания у работающих в горнорудной и угольной промышленности является пневмокониоз I стадии интерстициальной формы (см. Пневмокониозы). В современных условиях он протекает доброкачественно и медленно, но может прогрессировать. Пылевая экспозиция до развития пневмокониоза составляет 15—24 года. Встречаются хронические бронхиты пылевой этиологии при среднем стаже работы в пылевых условиях до начала заболевания 18—19 лет. Среди профессиональных заболеваний шахтеров наблюдаются Вибрационная болезнь и кохлеарные невриты. У горнорабочих, занятых выемкой угля и подготовительными работами на шахтах с крутыми пластами, выявляются профессиональные заболевания опорно-двигательного аппарата.
Лесная промышленность осуществляет первичную заготовку древесины. Условия труда лесозаготовителей в значительной степени определяются природно-климатическими факторами. В ряде районов, таких как Западная и Восточная Сибирь, Дальний Восток, значительные трудности создаются при работе в условиях очень низкой температуры зимой в сочетании с ветром; в южных районах (Кавказ, Карпаты) — при интенсивной инсоляции без ветра; в европейской части СССР — в условиях оттепелей и интенсивных осадков. Валка деревьев связана с напряжением внимания и значительными энерготратами. Большинство лесозаготовительных машин и механизмов генерируют шум и вибрацию. Воздушная среда загрязняется выхлопными газами, вследствие чего содержание оксида углерода в зоне дыхания вальщика может превышать предельно допустимую концентрацию.
В структуре заболеваемости с временной утратой трудоспособности лесозаготовителей ведущими формами являются болезни органов дыхания, периферической нервной системы, органов пищеварения, кожи и подкожной клетчатки, производственный травматизм, болезни костно-мышечной системы, системы кровообращения, женской половой сферы. При медосмотрах выявляются вегетативный полиневрит, облитерирующий эндартериит, болезни суставов, пояснично-крестцовый радикулит, миозит, крепитирующий тендовагинит предплечья и кисти, пиодермии. Среди профессиональных заболеваний наибольшее значение имеет Вибрационная болезнь.
Деревообрабатывающая промышленность включает различные производства: лесопильные, мебельные, фанерные, спичечные, изготовление древесно-стружечных и древесно-волокнистых плит и др. К числу основных неблагоприятных профессиональных факторов относятся шум и вибрация, создаваемые работой различного типа станков с режущими инструментами и другого оборудования, загрязненность воздуха производственных помещений древесной пылью, парами и газами (формальдегид, аммиак, оксид углерода и др.). Содержащиеся в древесной пыли, особенно в древесине тропических сортов, экстракционные вещества обладают токсическими свойствами. Рабочие многих профессий выполняют интенсивную физическую работу, при этом значительна статическая и динамическая нагрузка на мышцы плечевого пояса.
Значительный удельный вес среди заболеваний с временной утратой трудоспособности занимают острые респираторные заболевания, болезни периферической нервной и костно-мышечной систем. Результаты медицинских обследований указывают на частые поражения верхних конечностей полиморфного характера (вегетативные невралгии, полиневриты, миалгии, миозиты, эпикондилиты), повышение количества гинекологических заболеваний, развитие дерматитов и конъюнктивитов (при контакте с мочевино-формальдегидным клеем). Воздействие формальдегида может явиться причиной бронхиальной астмы.
Машиностроение — комплекс отраслей промышленности, включающий энергетическое, электротехническое машиностроение, станкостроение, инструментальную промышленность, приборостроение, автомобильное, тракторное и сельскохозяйственное машиностроение. Основными цехами являются литейные, кузнечно-прессовые, механические и механосборочные.
В литейном производстве применяется свыше 100 различных технологических процессов изготовления форм и стержней, более 40 видов связующих материалов, около 300 различных противопригарных покрытий. Вредные факторы имеют место на всех этапах литейного производства. Применение химических веществ и полимерных материалов при изготовлении и обработке литьевых форм, а также разнообразных флюсов и легирующих добавок приводит к поступлению в воздух рабочих помещений аэрозоля расплавленных металлов (бериллия, марганца, свинца, хрома и др.), флюсов, химикатов, токсичных паров и газов (фтористого, хлористого и цианистого водорода, оксида углерода, акролеина, фенола, формальдегида, аммиака, углеводородов, в т.ч. ароматических, спиртов, кетонов и др.). Вредными факторами литейного производства являются силикозоопасная пыль, интенсивные теплоизлучения, шум и вибрация, постоянные и переменные магнитные поля, ультразвук и др. около 40% работ относятся к категории тяжелых и очень тяжелых.
В кузнечно-прессовых цехах основными неблагоприятными факторами являются высокая температура воздуха (в теплый период года до 32°), теплоизлучение, шум и вибрация. При применении в качестве топлива угля или нефтепродуктов в воздушную среду выделяются пыль, оксид углерода, сернистый газ, продукты термической деструкции топлива. В случае использования более прогрессивных видов нагрева металлических заготовок и деталей воздушная среда соответствует гигиеническим требованиям. Шум носит импульсный характер, уровень звука может достигать 120—130 дБ (А).
Условия труда в термических цехах характеризуются повышенной температурой воздуха рабочей зоны (на 7—10° выше допустимой), интенсивным теплоизлучением (до 13000 кДж/м2․ч), выделением в воздух рабочей зоны вредных веществ, используемых в качестве закалочной среды (оксида и диоксида углерода, аммиака, расплавов свинца и цианистых солей и др.), или продуктов их термоокислительной деструкции, возможностью воздействия на работающих электромагнитных полей при применении установок токов высокой частоты.
В цехах механической обработки металлов работа на металлорежущих станках характеризуется воздействием на организм пыли, шума, вибрации, применяемых смазочно-охлаждающих жидкостей.
Запыленность воздуха колеблется в пределах 2,2—44,6 мг/м3. Более 90% частиц пыли обрабатываемою материала имеют размер менее 5 мкм. Наибольшее количество пыли образуется при сухом способе шлифования.
Неотъемлемым компонентом работы металлорежущих станков являются смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ) на масляной или водной основе. Широко используют нефтяные минеральные масла и их эмульсии. Количество масляного аэрозоля, загрязняющего воздух рабочей зоны, может достигать десятков миллиграммов на 1 м3. В составе аэрозоля более 95% частиц размером менее 5 мкм. На спецодежде могут сорбироваться компоненты СОЖ: бутан, изобутан, пентан и др. Опасность представляет сульфокрезол, который может проникать через ткань, загрязнять кожу и оказывать общетоксическое действие.
Шум является в основном высоко- и среднечастотным. Наиболее интенсивный шум создают фрезерные станки. Обработка деталей на металлорежущих станках проводится под контролем зрения. Размеры обрабатываемых деталей составляют 0,2—0,3 мм при малой контрастности фона и детали. Для работы станочников характерны продолжительное нахождение в неудобной рабочей позе, сосредоточенное наблюдение, статическая и динамическая нагрузки.
В механосборочных цехах значительный удельный вес занимают сварочные работы. Наибольшее практическое значение имеют дуговые и контактные способы сварки. При ручных и полуавтоматических способах сварки рабочие испытывают значительные статические нагрузки на руки и плечевой пояс. Процессы плазменной сварки и резки металлов сопровождаются воздействием шума. Уровень звука может достигать 100 дБ (А). Машины контактной сварки являются источником магнитных полей промышленной частоты и шума.
Ведущий неблагоприятный профессиональный фактор — сварочный аэрозоль высокой дисперсности. В состав загрязнений воздушной среды могут входить соединения марганца, фтора, трех- и шестивалентного хрома, никеля, оксиды азота, оксид углерода, диоксид кремния и др.
В структуры заболеваемости с временной утратой трудоспособности у литейщиков преобладают болезни органов дыхания, костно-мышечной системы, органов пищеварения, кожи и подкожной клетчатки и системы кровообращения (в сумме более 80% всех случаев временной нетрудоспособности); у рабочих кузнечно-прессовых цехов — простудные заболевания, болезни периферической нервной системы, кожи; у работающих механических цехов — болезни органов дыхания, кожи и заболевания сердечно-сосудистой системы; у сварщиков велика опасность производственного травматизма. Ведущими профессиональными заболеваниями в литейном производстве являются вибрационная болезнь, неврит слухового нерва, пневмокониозы, пылевые бронхиты, заболевания опорно-двигательного аппарата; в кузнечно-прессовых цехах — неврит слухового нерва; в механических цехах — пневмокониозы и хронические пылевые бронхиты; у сварщиков — пневмокониозы и хронические бронхиты, заболевания опорно-двигательного аппарата, периферической нервной системы, дерматозы, хроническая интоксикация марганцем и другими токсичными компонентами сварочного аэрозоля. У сварщиков регистрируется острое профессиональное заболеваниеэлектроофтальмия.
Металлургическая промышленность включает черную и цветную металлургию. Черная металлургия осуществляет выплавку и первичную обработку чугуна и стали. Ведущий неблагоприятный профессиональный фактор — пыль. На фабриках агломерации и железорудных окатышей основными компонентами пыли являются соединения железа, кальция, кремния, в т.ч. свободный диоксид кремния (до 1—2%); частицы до 5 мкм составляют 99%. В коксохимическом производстве в рабочую зону выделяется угольная и коксовая пыль. При выплавке чугуна образуются аэрозоли конденсации и дезинтеграции. Аэрозоль конденсации содержит оксиды железа и графит: выделяющаяся пыль высокодисперсна (частицы до 2 мкм в диаметре составляют 70—99%) В сталеплавильных цехах в составе пыли в зоне обслуживания сталеплавильных печей обнаруживаются оксиды хрома, никеля, марганца и других элементов, а в разливочном отделении образуется аэрозоль конденсации металлов с высокой степенью дисперсности. В производстве огнеупорных материалов наиболее силикозоопасной является пыль в динасовом производстве (содержание кристаллического диоксида кремния 15—30%). В производстве шамотно-графитовых изделий пыль содержит до 60% диоксида кремния и до 40% графита. Работающие на предприятиях черной металлургии могут подвергаться также воздействию газообразных веществ: оксида углерода, сернистого ангидрида, фенола, сероводорода, углеводородов. Метеорологические условия на многих участках характеризуются нагревающим микроклиматом в сочетании с инфракрасным излучением в теплый период года, а в холодный период года — сильным охлаждением производственных помещений; в течение рабочей смены наблюдаются большие перепады температуры. На ряде участков имеет место производственный шум, характеризующийся преимущественно высокими и средними частотами, отмечается общая и локальная вибрация. Наблюдается высокая яркость поверхностей расплавленного и нагретого металла. Многие технологические операции сопряжены с риском травматизма.
Заболеваемость с временной утратой трудоспособности характеризуется повышенным уровнем острых респираторно-вирусных заболеваний, пневмониями, ангиной, болезнями периферической нервной системы (пояснично-крестцовые радикулиты, люмбалгии, невриты, невралгии верхних конечностей), острыми желудочно-кишечными заболеваниями, гнойничковыми поражениями кожи. Среди профессиональных заболеваний металлургов встречаются перегревы, отравления оксидом углерода, интоксикации марганцем, пневмокониозы, бронхиты пылевой этиологии, кохлеарные невриты, вибрационная болезнь.
В цветной металлургии условия труда во многом сходны с условиями труда в черной металлургии. Воздух рабочей зоны загрязняется аэрозолями металлов и их соединений, а также многими газообразными химическими веществами. Так, например, в производстве алюминия опасность для здоровья работающих представляют глиноземсодержащий аэрозоль высокой дисперсности и сложного химического состава, а также соединения фтора, оксид и диоксид углерода, смолистые вещества, в производстве меди — пыль, содержащая железо, медь, диоксид кремния, цинк и другие вещества, сернистый газ, свинец и соединения мышьяка; в производстве свинца — пыль, содержащая оксид свинца, сернистый свинец, кварц, а также сернистый газ, оксиды углерода и азота, в производстве ртути — пыль, пары ртути, капельная ртуть; в производстве цинка — пыль, сернистый ангидрид, пары кислот, а также мышьяк, сурьма, фтор, хлор, свинец, марганец; в производстве никеля — пыль, содержащая кремний, железо, алюминий, серу, никель, кобальт, медь, а также оксид углерода, сернистый газ и другие вещества.
Характер заболеваемости с временной утратой трудоспособности рабочих цветной и черной металлургии практически не различается. Среди хронических профессиональных отравлений наибольший удельный вес занимают отравления соединениями фтора и свинца, среди профессиональных заболеваний — вибрационная болезнь, пневмокониозы, пылевой бронхит, неврит слухового нерва. Работающие в производствах алюминия, никеля, меди и некоторых других металлов подвергаются канцерогенной опасности.
Промышленность строительных материалов и строительное производство (строительство) — отрасли народного хозяйства, функционально тесно связанные между собой. К основным современным строительным материалам относятся цемент, бетон и железобетон. Наряду с ними используются кирпич, известь, керамика, стекло, древесина, асфальтобетон, шифер (асбоцемент), полимерные и другие материалы.
Основными неблагоприятными производственными факторами в промышленности строительных материалов являются пыль, высокая температура и загазованность воздуха, шум и вибрация. Пыль чаще представлена силикатами, реже кварцем. Наиболее неблагоприятные микроклиматические условия создаются на производствах, где применяется высокотемпературный обжиг. На предприятиях по производству полимерных изделий ведущим является химический фактор: при производстве линолеума — формальдегид, фенол, хлористый водород, винилхлорид, пластификаторы, пыль полимеров; при прессовании строительных изделий из полистирола — оксид углерода и стирол; при изготовлении рубероида — сероводород, сернистый газ, оксиды азота и углерода.
В строительстве трудовая деятельность характеризуется отсутствием постоянных рабочих мест, а также необходимостью совмещения близких по характеру профессий и выполнения работ на открытом воздухе. Основными неблагоприятными производственными факторами являются метеорологические условия, физические перегрузки, пыль (цемент, известь, гипс, асбест, нерудные строительные материалы), газы и пары (лакокрасочные материалы, растворители, нефтепродукты, мастики, клеи, смолы), шум и вибрация, генерируемые строительными ручными машинами, нервно-психические перегрузки при работе на высоте, физические перегрузки при подъеме и перемещении тяжестей. При электросварочных и газорезательных работах воздух в основном загрязняется сварочным аэрозолем, оксидами цинка, углерода, марганца, фтористым водородом.
В структуре заболеваемости с временной утратой трудоспособности у строителей преобладают болезни органов дыхания, опорно-двигательного аппарата, периферической нервной системы, кожи. У женщин-строителей, в частности занятых на отделочных работах, отмечается повышение частоты гинекологических заболеваний.
Характерными профессиональными заболеваниями являются бронхит пылевой этиологии и пневмокониоз (у рабочих керамического, стекольного производств, при добыче пильного известняка); асбестоз при добыче, обогащении и переработке асбеста; вибрационная болезнь (у строителей, сборщиков железобетона и др.); кохлеарный неврит (у строителей и рабочих цементных заводов); дерматозы (при контакте с химическими соединениями, цементом, содержащим соединения хрома, никеля, кобальта); эпикондилит, стилоидит, тендовагинит при физических перегрузках. Воздействие асбеста повышает риск развития злокачественных новообразований (преимущественно легких, желудка).
Текстильная промышленность занимается переработкой натуральных (хлопковых, льняных, шерстяных) и химических (вискозных, ацетатных, капроновых) волокон для получения пряжи, тканей и других изделий. Работающие в текстильной промышленности подвергаются воздействию пыли, состав которой зависит от вида перерабатываемого сырья Пыль в хлопчатобумажном, шерстяном и льнопроизводстве — смешанная, с преобладанием органических веществ растительного и животного происхождения; минеральные примеси не превышают 20% от общей массы пыли. При переработке загрязненного сырья пыль является источником загрязнения воздуха микроорганизмами. Чем ниже сортность сырья, тем выше запыленность воздуха. При крашении, белении, аппретировании и др. в воздух рабочей зоны могут выделяться щелочь, уксусная кислота, хлор, формальдегид, оксиды азота.
В прядильных, отделочных и других цехах отмечается повышенная температура воздуха (до 27—30° и выше в теплый период года). В цехах мокрого прядения льна, моечных отделениях шерстяных фабрик повышенная температура воздуха сочетается с высокой (до 96%) относительной влажностью. Многие производственные операции связаны со статическими нагрузками, с перемещением тяжестей, с наклонами, значительными переходами, с длительным напряжением ограниченных мышечных групп, преимущественно кистей и предплечий. Для многостаночного обслуживания характерны напряжение зрения, высокая загруженность производственными операциями (до 95% от времени смены). В прядильном и ткацком производствах имеет место интенсивный шум.
В структуре заболеваемости с временной утратой трудоспособности преобладают болезни органов дыхания, кровообращения и костно-мышечной системы, нервов и периферических ганглиев, кожные болезни, а также гинекологические заболевания.
Среди работающих встречаются профессиональные заболевания: неврит слухового нерва, бронхиальная астма, пылевой бронхит, болезни периферической нервной системы, дерматит. У работниц основных профессий часто выявляются плоскостопие и варикозное расширение вен.
Швейное производство. К числу неблагоприятных факторов относятся пыль, интенсивно выделяющаяся при раскрое и пошиве искусственного меха, химические вещества (нитрил акриловой кислоты, формальдегид, аммиак, оксид и диоксид углерода и др.), повышенная температура воздуха в цехах (до 30° в теплый период года на рабочих местах швей и 32—35° — у гладильных прессов), шум и вибрация, возникающие при работе швейных машин.
Разметка, обмелка и раскрой тканей выполняются стоя, в полусогнутом положении при значительной физической нагрузке. Работа швей-мотористок и швей-ручниц имеет монотонный характер и осуществляется в вынужденном положении — сидя с наклоном туловища вперед. Большинство производственных операций характеризуется значительным напряжением зрения.
В структуре заболеваемости с временной утратой трудоспособности превалируют острые воспалительные заболевания верхних дыхательных путей, болезни сердечно-сосудистой и нервной систем. Отмечается повышенная частота гинекологических заболеваний. Большое напряжение зрения стимулирует развитие близорукости. Наиболее часто регистрируемыми формами профессиональных заболеваний являются вегетативные полиневриты и дерматозы.
В обувном производстве основными операциями являются раскрой деталей верха и низа обуви, сборка заготовок, скрепление отдельных деталей обуви и ее окончательная отделка.
Основными неблагоприятными факторами в раскройных цехах являются напряжение зрения и внимания, физическое напряжение, однообразные, часто повторяемые движения, работа стоя, а также загрязнение воздуха пылью и токсическими веществами, вибрация и шум. Труд работниц заготовочных цехов аналогичен труду швей-мотористок.
Широкое использование полимерных материалов и клеев (наиритового, полиуретанового и др.) приводит к выделению в воздух продуктов термической, термоокислительной деструкции и механодеструкции, растворителей, этиленгликоля, сложных эфиров, бензина, фталатов, формальдегида, спиртов, этилацетата и др.
Ведущими в структуре заболеваемости с временной утратой трудоспособности являются болезни органов дыхания, сердечно-сосудистой и нервной системы, костно-мышечного аппарата, желудочно-кишечного тракта. Характерен повышенный уровень гинекологических заболеваний. Среди профессиональных заболеваний встречаются болезни периферической нервной системы, бронхиальная астма, дерматозы.
Кожевенное производство слагается из отмочно-зольных, дубильных и отделочных процессов, при которых сырье или полуфабрикат обрабатывают физико-химическими, термическими и механическими методами.
На начальных этапах производства на заводах жестких кож сохраняется тяжелый физический труд. На различных участках кожевенных предприятий на работающих могут оказывать воздействие химические вещества: пары аммиака и серусодержащих соединений, фенола, растворителей и др. При шлифовании кожи выделяется пыль, состоящая из волоконец кожи, частиц наждака, краски.
В отмочно-зольных цехах относительная влажность может достигать 75—80%. При понижении температуры наблюдается туманообразование. На рабочих местах сушильщиков и растяжчиков поддерживается повышенная температура воздуха (в теплый период года до 28—30°). Значительное число операций выполняется машинно-ручным способом. Наиболее тяжелый труд — у машинистов-шерстогонов при обработке шкур крупного рогатого скота.
Ведущими в структуре заболеваемости с временной утратой трудоспособности являются острые респираторные заболевания, заболевания сердечно-сосудистой системы (гипертоническая болезнь, ишемическая болезнь сердца), поражения сосудов нижних конечностей.
Среди работающих регистрируются профессиональные заболевания: у аппаратчиков — вегетативные полиневриты и вегетомиозиты; у дубильщиков и красильщиков — дерматиты, у разварщиков хромовых экстрактов и приготовителей известковых растворов — изъязвления носовой перегородки и хронические ринофарингиты.
Добыча и переработка нефти и газа. Большинство месторождений нефти и газа находится в районах с суровым климатом. На работающих при выполнении операций на открытой местности воздействует комплекс неблагоприятных метеорологических факторов (высокие и низкие температуры, солнечная радиация, осадки, пыльные бури и др.). Существенное гигиеническое значение имеют шум, уровень которого особенно высок при бурении (до 96 дБ (А)), общая и локальная вибрация. Вибрация рабочего места на буровых установках относится к низко- и среднечастотной, периодической и случайной. Опасность могут представлять химические вещества (углеводороды, сернистые соединения, в частности сероводород, меркаптаны, оксид углерода, диэтиленгликоль и др.), мелкодисперсная пыль (при бурении и цементаже скважин, гидроразрыве пласта), ионизирующее излучение.
При строительстве буровых установок, бурении, освоении и ремонте нефтяных скважин труд характеризуется как тяжелый и очень тяжелый. Значительно нервно-эмоциональное напряжение в связи с высокой взрыво- и пожароопасностью практически на всех производствах и спецификой ведения работ.
На нефтеперерабатывающих заводах загрязнение воздушной среды химическими. веществами — основной неблагоприятный фактор. Состав загрязнений сложен и разнообразен: это предельные, непредельные и ароматические углеводороды, сероводород, оксид углерода, сернистый газ, а в ряде случаев аммиак, фенол, ацетон, моно- и диэтиламин. Уровень загрязнения воздушной среды химическими веществами на территории современных нефтеперерабатывающих заводов в абсолютном большинстве случаев не превышает установленных ПДК. При ремонтных работах возможно загрязнение кожных покровов и одежды остатками нефтепродуктов (мазутом, гудроном, коксом), серной кислотой, фенолом и др.
Производственный шум — один из важнейших неблагоприятных факторов, воздействующих на рабочих нефтеперерабатывающих заводов. Наиболее интенсивный источник шума — форсунки нагревательных печей. Характерно также влияние переменных температур, связанное с частым перемещением персонала из закрытых помещений на наружные установки.
Наиболее высокий уровень заболеваемости с временной утратой трудоспособности среди работающих на предприятиях по добыче нефти и газа наблюдается у бурильщиков и их помощников. Основное место занимают острые респираторные заболевания, тонзиллит, инфекции кожи и подкожной клетчатки, болезни костно-мышечной системы и органов пищеварения. Структура заболеваемости у нефтепереработчиков практически не отличается от таковой у городского населения.
Характерными профессиональными заболеваниями у буровиков являются вегетативные полиневриты, плечелопаточный периартрит, эпикондилит плеча и др.; у рабочих нефтеперерабатывающих заводов — хронический бронхит, бронхиальная астма, контактный дерматит.
Химическая и нефтехимическая промышленность. Ведущим неблагоприятным фактором является загрязнение токсичными веществами воздуха рабочей зоны, одежды, кожных покровов, а также стен, полов и поверхностей оборудования. Вредные вещества в малых концентрациях могут находиться в воздухе в различных агрегатных состояниях: в виде паров, газов, аэрозолей. При адсорбции газов и паров пылью образуется паро-, газоаэрозольная смесь, оказывающая выраженное биологическое действие.
Типичными являются комбинированный характер воздействия на работающих нескольких химических веществ и их прерывистое действие. На работающих могут оказывать воздействие также физические факторы (шум, вибрация), неблагоприятные метеорологические условия, повышенное нервно-эмоциональное напряжение (у операторов, аппаратчиков). У работающих в химической и нефтехимической промышленности могут возникать профессиональные болезни, связанные с воздействием химических веществ. Для этих болезней не характерны типичные формы острых и хронических интоксикаций, преобладают стертые, слабо выраженные формы. Регистрируются аллергические заболевания (дерматит, экзема, бронхиальная астма). В отдаленном периоде у работавших в контакте с канцерогенными веществами возможно развитие злокачественных новообразований.
Полиграфическая промышленность включает три основных вида производств: формное, печатное и отделочное. В формном производстве рабочие могут подвергаться воздействию свинца, паров кислот, щелочей, солей хрома, канифоли и др. Выделение токсичных веществ практически отсутствует при офсетном способе печати. Во время печатных процессов возможно пыление красок, содержащих вредные для здоровья вещества.
При высоком способе печати работающие могут контактировать со свинецсодержащими сплавами, при глубоком — с органическими растворителями. В переплетно-брошюровочном производстве воздух загрязнен бумажной пылью и компонентами различных клеев. В наборных и печатных цехах отмечается производственный шум. На многих участках значительно повышена температура воздуха.
Трудовая деятельность рабочих полиграфической промышленности связана с постоянным напряжением зрительного анализатора (наборные, корректорские, контрольно-сортировочные и другие работы), монотонностью работ (особенно в печатном производстве), перенапряжением нервно-мышечного аппарата рук (у ручных наборщиков, печатников ролевых машин), гипокинезией (у корректоров, ретушеров, сортировщиков, контролеров).
У работающих регистрируются следующие профессиональные заболевания: свинцовые и другие интоксикации, заболевания опорно-двигательного аппарата (нейромиалгии, нейромиофасциты), кохлеарный неврит, дерматиты.
Радиоэлектронная промышленность. Опасность для здоровья работающих могут представлять используемые в промышленности многообразные материалы и композиции на их основе: соединения свинца, марганца, бария, титана, бора, фосфора, мышьяка, ряд органических растворителей, в частности толуол, четыреххлористый углерод, ацетон, этилен гликоль, некоторые кислоты и др. На ряде участков неблагоприятное воздействие могут оказывать шум, деионизация воздушной среды, зрительное напряжение, высокий темп мелких точных движений, повышенная монотонность труда отсутствие естественного освещения в большинстве помещений производственной радиокерамики.
В производствах радиодеталей у работающих могут развиться такие профессиональные заболевания, как пневмокониоз, полиневрит, дерматит, признаки остеопороза трубчатых костей у работающих в производстве радиокерамики и керамических конденсаторов.
Атомная промышленность включает предприятия по добыче урановой руды, ее гидрометаллургической переработке и получением двуокиси урана, разделительные заводы, где происходит обогащение уран: нуклидом 235U, производства тепловыделяющих элементов, ядерные реакторы, радиохимические заводы по получению плутония и других радионуклидов, переработке отработавшего ядерного топлива.
Основным фактором профессионального воздействия в атомной промышленности являются ионизирующие излучения.
На урановых рудниках возможно воздействие на работающих радионуклидов семейства уран — радий в виде аэрозолей и газа радона (Rn), последний служит источником образования аэрозолей дочерних продуктов (RaA, RaB, RaC), соотношение их с радоном, близкое к равновесному, обусловливает наибольшее облучение верхних дыхательных путей и легких.
Переработка урановых руд и получение солей урана связаны с теми же радиационными факторами, что и добыча урана; помимо этого наблюдается загрязнение воздуха SO2, парами кислот, щелочей. На разделительных заводах возможно поступление в воздух UF6 и HF. В производстве тепловыделяющих элементов из урана, обогащенного изотопом 235U, на радиохимических заводах основным профессиональным фактором являются радиоактивные аэрозоли. Работа ядерного реактора сопровождается интенсивными потоками γ- и n-излучений, а также образованием различных радионуклидов.
В атомной промышленности большая роль принадлежит дозиметрическому и радиометрическому контролю, обязательному использованию средств индивидуальной защиты. Нарушение правил радиационной безопасности может привести к развитию острой или хронической лучевой болезни (Лучевая болезнь).
Предупреждение общих и профессиональных заболеваний является основополагающим принципом гигиены труда. Оно осуществляется с помощью системы социальных, технологических, санитарно-технических, гигиенических, лечебно-профилактических и организационных мероприятий, цель которых — гигиеническая оптимизация производственной среды, физиолого-гигиеническая рационализация трудового процесса, совершенствование медицинского и санитарно-бытового обслуживания рабочих, а также повышение устойчивости организма работающих к неблагоприятным производственным факторам.
Основой оздоровления условий труда и профилактики профессиональных заболеваний служат гигиенические нормативы (см. Нормативы гигиенические) и требования к технологическим процессам и оборудованию, которые разрабатываются на стадии создания опытных и опытно-промышленных установок. В ряду мер, направленных на полное исключение, ослабление или нейтрализацию воздействия неблагоприятных факторов, решающее значение имеет замена вредных и опасных процессов и материалов безопасными или менее опасными, а также гигиеническая стандартизация сырья с целью ограничения содержания в нем примесей, токсичных или способных в процессе обработки образовывать более токсичные промежуточные продукты. Так, запрещено производство и использование в промышленности: β-нафтиламина, 4-аминодифенила и др., контакт с которыми может вызвать у работающих развитие злокачественных новообразований, ограничено применение бензола как растворителя. В производстве магниевого литья в результате замены порошкообразных флюсов практически безвредными фторидами серы оказалось возможным в 100 раз уменьшить выделение таких высокоопасных веществ, как фторид водорода и сернистый ангидрид, а также аэрозоля флюса, содержавшего соли бария, фтора и др. В производстве радиодеталей ограничивается применение свинцово-кадмиевых припоев с содержанием кадмия более 20%. В обувном производстве используются нитритовые латексы с низким содержанием свободного хлоропрена (0,1—0,15%).
Высокую гигиеническую, а во многих случаях и экономическую эффективность имеют использование непрерывных, малостадийных и совмещенных процессов, замкнутых и безотходных циклов производства, внедрение комплексной механизации, автоматизации и дистанционного контроля и управления, применение производственного оборудования и коммуникаций, не допускающих выделения вредных веществ в воздух рабочих помещений и атмосферу заводских площадок. На основных объектах нефтеперерабатывающей промышленности с 1961 по 1981 г. в результате установки более совершенного оборудования и его герметизации концентрации вредных веществ (углеводородов, сероводорода, бензола и др.) снизились в десятки раз и достигли предельно допустимых уровней, а профессиональная заболеваемость снизилась за 25 лет (1961—1985) в 14,5 раза.
Существенное гигиеническое значение имеют рациональная планировка зданий, эффективная вентиляция с учетом особенностей технологического процесса, санитарно-технические мероприятия. например при проектировании предприятий химической промышленности предусматриваются: изоляция вредных процессов с дифференциацией двух зон — технологического оборудования и управления; устройство вентиляции, препятствующей перетеканию токсичных веществ, с преимущественным удалением химических загрязнений в местах их образования или выделения, что позволяет оградить работающих от неблагоприятных воздействий химических агентов. В угольной промышленности реализация санитарно-технических мер борьбы с пылью дала существенные гигиенические результаты: эффективность пылеподавления при пневмогидроорошении составила 90—95%, при изоляции источника пылевыделения пеной — 98—99%, использования встроенных в комбайны или передвижных автономных пылеотсасывающих аппаратов — 90—94%.
Санитарно-бытовое обслуживание и применение средств индивидуальной защиты (одежды, обуви, очков, перчаток, противогазов, респираторов, защитных паст, мазей и др.) являются составной частью профилактики неблагоприятного воздействия профессиональных факторов. Для защиты горнорабочих глубоких шахт от действия избыточного тепла создан индивидуальный пневмокондиционер с охлаждаемым жилетом, который имеет систему регулирования и обеспечивает постоянную температуру под панелью жилета 25—28° и относительную влажность воздуха в пододежном пространстве 40—45%; для защиты от действия низких температур создан костюм с автономным электроподогревом.
Наряду с совершенствованием режимов труда и отдыха организационные мероприятия способствуют улучшению функционального состояния, профилактике утомления и некоторых форм профессиональных заболеваний. На современных предприятиях химической промышленности используется принцип взаимозаменяемости операторов за пультом управления и у оборудования по полусменам. В угольной промышленности уменьшение времени воздействия вибрации, генерируемой ручными механизированными инструментами, достигается при бригадном режиме работы с овладением смежной профессией.
Важное место в системе профилактической деятельности на производстве занимают медицинские мероприятия. При приеме на работу руководствуются перечнем медицинских противопоказаний, приведенных в приказе министра здравоохранения СССР «О проведении предварительных при поступлении на работу и периодических медицинских осмотров трудящихся» (см. Профессиональный отбор). Проведение периодических медосмотров обеспечивает динамическое наблюдение за состоянием здоровья и позволяет выявлять начальные признаки вредного действия профессиональных факторов (см. Медицинский осмотр), что является основой формирования групп повышенного риска для организации целенаправленной лечебно-профилактических работы. Для снижения общей и профессиональной заболеваемости рабочие оздоравливаются в санаториях-профилакториях. На ряде производств, в частности в горнодобывающей, химической и других отраслях промышленности, рабочие обеспечиваются бесплатным лечебно-профилактическим питанием (см. Питание лечебно-профилактическое). Рабочие, контактирующие с химическими веществами, ежедневно получают молоко.
Советское трудовое законодательство в отношении лиц, работающих с неблагоприятными профессиональными факторами, предусматривает ограничение рабочего дня, увеличение длительности ежегодных отпусков, установление повышенных тарифных ставок (заработной платы), предоставление пенсий на льготных условиях (снижение пенсионного возраста, уменьшение требуемого стажа работы для назначения пенсии, увеличение ее размера). На производствах, где имеется повышенная опасность профессиональных заболеваний или действия факторов производственной среды и трудового процесса на генеративные функции организма, не допускается труд женщин и подростков. Беременные женщины со дня установления беременности переводятся на работы вне контакта с вредными профессиональными факторами (см. Охрана труда).
Библиогр.: Алексеев С.В. и Усенко В.Р. Гигиена труда, М., 1988; Руководство по гигиене труда, под ред. Н.Ф. Измерова, т. 1, М., 1987, Руководство по профессиональным заболеваниям, под ред. Н.Ф. Измерова, т. 1—2, М., 1983; Труд и здоровье в развитом социалистическом обществе, под ред. Н.Ф. Измерова, М., 1979.

Источник: Гигие́на труда́ в промы́шленности

Нанотехнология

(Nanotechnology)


Содержание

    Содержание

    1. Определения и терминология

    2. Нанотехнологии: история возникновения и развития

    3. Фундаментальные положения

    - Сканирующая зондовая микроскопия

    - Наноматериалы

    - Наночастицы

    - Самоорганизация наночастиц

    - Проблема образования агломератов

    - Микро- и нанокапсулы

    - Нанотехнологические сенсоры и анализаторы

    4. Применения нанотехнологии

    - Медицина и биология

    - Генерология

    - Промышленность

    - В автомобильной индустрии

    - Сельское хозяйство

    - Экология

    - Освоение космоса

    - Кибернетика

    5. Отношение общества к нанотехнологиям

    Нанотехнология — это 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 атомной структурой путём контролируемого манипулирования отдельными атомами и молекулами.

    Нанотехнология - это технология изучения нанометровых объектов, и работы с объектами порядка нанометра (миллионная доля миллиметра) что сравнимо с размерами отдельных молекул, и атомов.

    Определения и терминология

    В Техническом комитете ISO/ТК 229 под нанотехнологиями подразумевается следующее:

    знание и управление процессами, как правило, в масштабе 1 нм, но не исключающее масштаб менее 100 нм, в одном или более измерениях, когда ввод в действие размерного эффекта (явления) приводит к возможности новых применений;

    использование свойств объектов и материалов в нанометровом масштабе, которые отличаются от свойств свободных атомов или молекул, а также от объемных свойств вещества, состоящего из этих атомов или молекул, для создания более совершенных материалов, приборов, систем, реализующих эти свойства.

    Согласно «Концепции развития в России работ в области нанотехнологий на период до 2010 года» (2004 г.) нанотехнология определяется как совокупность методов и приемов, обеспечивающих возможность контролируемым образом создавать и модифицировать объекты, включающие компоненты с размерами менее 100 нм, хотя бы в одном измерении, и в результате этого получившие принципиально новые качества, позволяющие осуществлять их интеграцию в полноценно функционирующие системы большего масштаба.

    Практический аспект нанотехнологий включает в себя производство устройств и их компонентов, необходимых для создания, обработки и манипуляции атомами, молекулами и наночастицами. Подразумевается, что не обязательно объект должен обладать хоть одним линейным размером менее 100 нм — это могут быть макрообъекты, атомарная структура которых контролируемо создаётся с разрешением на уровне отдельных атомов, либо же содержащие в себе нанообъекты. В более широком смысле этот термин охватывает также методы диагностики, характерологии и исследований таких объектов.

    Нанотехнологии качественно отличаются от традиционных дисциплин, поскольку на таких масштабах привычные, макроскопические технологии обращения с материей часто неприменимы, а микроскопические явления, пренебрежительно слабые на привычных масштабах, становятся намного значительнее: свойства и взаимодействия отдельных атомов и молекул или агрегатов молекул (например, силы Ван-дер-Ваальса), квантовые эффекты.

    Нанотехнология и в особенности молекулярная технология — новые, очень мало исследованные дисциплины. Основные открытия, предсказываемые в этой области, пока не сделаны. Тем не менее, проводимые исследования уже дают практические результаты. Использование в нанотехнологии передовых научных достижений позволяет относить её к высоким технологиям.

    Развитие современной электроники идёт по пути уменьшения размеров устройств. С другой стороны, классические методы производства подходят к своему естественному экономическому и технологическому барьеру, когда размер устройства уменьшается не намного, зато экономические издержки возрастают экспоненциально. Нанотехнология — следующий логический шаг развития электроники и других наукоёмких производств.

    Нанотехнология является логическим продолжением и развитием микротехнологии.

    Микротехнология, совокупность науки, изучающей микрообьекты, и технологий работы с объектами порядка микрометра (тысячная доля миллиметра), стала основой для создания современной микроэлектроники. Сотовые телефоны, компьютеры, интернет, разнообразная бытовая, промышленная и потребительская электроника, всё это неузнаваемо изменило как мир, так и человека.

    Столь же сильно изменит мир и нанотехнология. Нанотехнологии требуют очень больших вычислительных мощностей, чтобы смоделировать поведение атомов, и высокоточных электрических и механических приспособлений, чтобы упорядочить атомы и молекулы разных материалов в новом порядке. Таким образом создается новая материя. Впервые в истории цивилизации создаются материалы с новыми, нужными человеку свойствами. Перечислим только некоторые из них. Это прозрачный и гибкий материал с легкостью пластика и твердостью стали, гибкое пластиковое покрытие, представляющее собой солнечную батарею, материал для электрода электрической батереи, которая в десятки и сотни раз сильнее обычной.

    Даже на современном уровне нанотехнология позволяет получить гибкие пластиковые экраны с толщиной бумажного листа, и яркостью современного монитора, компактную электронику на основе соединений углерода, с размерами и энергоемкостью в сотни раз ниже современных. А ещё нанотехнология это - легкие и гибкие конструктивные и строительные материалы, высокоэффективные фильтры для воздуха и воды, лекарства и косметика, действующие на более глубоком уровне, стремительное удешевление стоимости полета в космос, и многое-многое другое.

    Пока все нанотехнологические материалы стоят очень дорого. Но, как и в случае компьютерной отрасли, массовое производство приведет к резкому уступке в цене. В невидимой борьбе за те прибыли, и влияние, которое даст нанотехнология, основными спекулянтами являются США, Китай, и Россия. Израиль, Европейские страны, и страны Латинской Америки стремительно наращивают свой потенциал в этой области.

    К сожалению, несмотря на наличие хорошей научной базы, и крупных частных капиталов, Украинские научные разработки и прикладные продукты в мире представлены слабо.

    Особую важность для нанотехнологических разработок имеют научные национальные нанотехнологические программы. Более 50 развитых стран объявили о старте собственных нанотехнологических программ.

    Нанотехнологии: история возникновения и развития

    Многие источники, в первую очередь англоязычные, первое упоминание методов, которые впоследствии будут названы нанотехнологией, связывают с известным выступлением Ричарда Фейнмана «Там внизу много места» (англ. «There’s Plenty of Room at the Bottom»), сделанным им в 1959 году в Калифорнийском технологическом институте на ежегодной встрече 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.

    Этот манипулятор он предложил делать следующим способом. Необходимо построить механизм, создававший бы свою копию, только на порядок меньшую. Созданный меньший механизм должен опять создать свою копию, опять на порядок меньшую и так до тех пор, пока размеры механизма не будут соизмеримы с размерами порядка одного атома. При этом необходимо будет делать изменения в устройстве этого механизма, так как силы гравитации, действующие в макромире будут оказывать все меньшее влияние, а силы межмолекулярных взаимодействий и Ван-дер-Ваальсовы силы будут все больше влиять на работу механизма. Последний этап — полученный механизм соберёт свою копию из отдельных атомов. Принципиально число таких копий неограниченно, можно будет за короткое время создать произвольное число таких машин. Эти машины смогут таким же способом, поатомной сборкой собирать макровещи. Это позволит сделать вещи на порядок дешевле — таким роботам (нанороботам) нужно будет дать только необходимое количество молекул и энергию, и написать программу для сборки необходимых предметов. До сих пор никто не смог опровергнуть эту возможность, но и никому пока не удалось создать такие механизмы. Вот как Р. Фейнман описал предполагаемый им манипулятор:

    Я думаю о создании системы с электрическим управлением, в которой используются изготовленные обычным способом «обслуживающие роботы» в виде уменьшенных в четыре раза копий «рук» оператора. Такие микромеханизмы смогут легко выполнять операции в уменьшенном масштабе. Я говорю о крошечных роботах, снабженных серводвигателями и маленькими «руками», которые могут закручивать столь же маленькие болты и гайки, сверлить очень маленькие отверстия и т. д. Короче говоря, они смогут выполнять все работы в масштабе 1:4. Для этого, конечно, сначала следует изготовить необходимые механизмы, инструменты и руки-манипуляторы в одну четвертую обычной величины (на самом деле, ясно, что это означает уменьшение всех поверхностей контакта в 16 раз). На последнем этапе эти устройства будут оборудованы серводвигателями (с уменьшенной в 16 раз мощностью) и присоединены к обычной системе электрического управления. После этого можно будет пользоваться уменьшенными в 16 раз руками-манипуляторами! Сфера применения таких микророботов, а также микромашин может быть довольно широкой — от хирургических операций до транспортирования и переработки радиоактивных материалов. Я надеюсь, что принцип предлагаемой программы, а также связанные с ней неожиданные проблемы и блестящие возможности понятны. Более того, можно задуматься о возможности дальнейшего существенного уменьшения масштабов, что, естественно, потребует дальнейших конструкционных изменений и модификаций (кстати, на определенном этапе, возможно, придется отказаться от «рук» привычной формы), но позволит изготовить новые, значительно более совершенные устройства описанного типа. Ничто не мешает продолжить этот процесс и создать сколько угодно крошечных станков, поскольку не имеется ограничений, связанных с размещением станков или их материалоемкостью. Их объем будет всегда намного меньше объема прототипа. Легко рассчитать, что общий объем 1 млн уменьшенных в 4000 раз станков (а следовательно, и масса используемых для изготовления материалов) будет составлять менее 2 % от объема и массы обычного станка нормальных размеров.

    Понятно, что это сразу снимает и проблему стоимости материалов. В принципе, можно было бы организовать миллионы одинаковых миниатюрных заводиков, на которых крошечные станки непрерывно сверлили бы отверстия, штамповали детали и т. п. По мере уменьшения размеров мы будем постоянно сталкиваться с очень необычными физическими явлениями. Все, с чем приходится встречаться в жизни, зависит от масштабных факторов. Кроме того, существует еще и проблема «слипания» материалов под действием сил межмолекулярного взаимодействия (так называемые силы Ван-дер-Ваальса), которая может приводить к эффектам, необычным для макроскопических масштабов. Например, гайка не будет отделяться от болта после откручивания, а в некоторых случаях будет плотно «приклеиваться» к поверхности и т. д. Существует несколько физических проблем такого типа, о которых следует помнить при проектировании и создании микроскопических механизмов.

    В ходе теоретического исследования данной возможности, появились гипотетические сценарии конца света, которые предполагают, что нанороботы поглотят всю биомассу Земли, выполняя свою программу саморазмножения (так называемая «серая слизь» или «серая жижа»).

    Первые предположения о возможности исследования объектов на атомном уровне можно встретить в книге «Opticks» Исаака Ньютона, вышедшей в 1704 году. В книге Ньютон выражает надежду, что микроскопы будущего когда-нибудь смогут исследовать «тайны корпускул».

    Впервые термин «нанотехнология» употребил Норио Танигути в 1974 году. Он назвал этим термином производство предметов торговли размеров порядка нанометров. В 1980-х годах этот термин использовал Эрик К. Дрекслер, особенно в своей книге «Машины создания: грядёт эра нанотехнологии» («Engines of Creation: The Coming Era of Nanotechnology»), которая вышла в 1986 году. Этим термином он называл новую область науки, которую он исследовал в своей докторской диссертации в Массачусетском Технологическом Институте (МТИ). Результаты своих исследований он впоследствии опубликовал в книге «Nanosystems: Molecular Machinery, Manufacturing, and Computation». Главную роль в его исследованиях играли математические расчёты, поскольку с их помощью до сих пор можно проанализировать предположительные свойства и разработать устройства размеров порядка нанометров.

    В основном сейчас рассматривается возможность механического манипулирования молекулами и создание самовоспроизводящихся манипуляторов для этих целей.

    Как уже было сказано, это позволит многократно удешевить любые существующие продукты и создать принципиально новые, решить все существующие экологические проблемы. Также такие манипуляторы имеют огромный медицинский потенциал: они способны ремонтировать повреждённые клетки человека, что приводит фактически к реальному техническому бессмертию человека. С другой стороны, создание наноманипуляторов может привести к сценарию «серой жижи». Также предполагают возможным сценарий, когда определённая группа людей получает полное управление над таким манипулятором и использует его, чтобы полностью утвердить свою власть над другими людьми. Если этот сценарий осуществится, получится идеальная монополия, которую, по-видимому, невозможно будет уничтожить.

    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.

    Вместе с тем в работе показано, что основы НТ были заложены еще во второй половине XIX века в связи с развитием коллоидной химии. В 1857 г. М. Фарадей впервые получил устойчивые коллоидные растворы (золи) золота, имеющие красный цвет. В 1861 г. Т. Грэму удалось провести коагуляцию золей и превратить их в гели. Он также ввел деление веществ по степени дисперсности структуры на коллоидные (аморфные) и кристаллоидные (кристаллические).

    Кристаллическое или аморфное состояние вещества зависит, прежде всего, от его собственных свойств, а затем от условий, при которых происходит переход в твердое состояние.

    В 1869 г. химик И. Борщов высказал гипотезу, что вещество в зависимости от условий может быть получено и в кристалловидном (склонность к образованию кристаллов), и в коллоидном (аморфном) состоянии. Изменяя соответствующим образом условия перехода вещества в твердое состояние, можно получить в кристаллическом состоянии типично аморфные вещества (каучук, клей, стекло) и, наоборот, в аморфном (стеклообразном) состоянии получить типично кристаллические вещества (металлы и поваренную соль).

    Поскольку в XIX веке для наблюдения объектов и измерения их размеров существовали только оптические микроскопы, которые не позволяли обнаруживать частицы в коллоидных растворах и зерна в коллоидных веществах, то коллоидными назвали вещества с ультравысокой степенью дисперсности, частицы, волокна, зерна и пленки которых нельзя обнаружить в оптические микроскопы, имеющие разрешение 300 нм при использовании белого света и 150 нм при использовании ультрафиолетового излучения.

    В 1892 г. Д. Ивановским была открыта первая биологическая коллоидная частица – вирус мозаичной болезни табака, а в 1901 г. У. Рид выделил первый вирус человека – вирус желтой лихорадки. Следует отметить, что вирусы имеют характерные размеры от 40 до 80 нм.

    В 1903 г. Р. Зигмонди и Р. Зидентопфом был изобретен оптический ультрамикроскоп, имеющий разрешение до 5 нм и позволивший наблюдать коллоидные частицы. Ультрамикроскоп построен на принципе наблюдения в отраженном свете, благодаря чему становятся видимыми более мелкие объекты, чем в обыкновенном микроскопе. С помощью ультрамикроскопа Р. Зигмонди удалось установить, что в коллоидных растворах (золях) золота желтого цвета частицы имеют размеры 20 нм, красного – 40 нм, а синего – 100 нм.

    В 1904 г. П. Веймарном установлено: Между миром молекул и микроскопически видимых частиц существует особая форма вещества с комплексом присущих ей новых физико-химических свойств – ультрадисперсное или коллоидное состояние, образующееся при степени его дисперсности в области 105–107 см-1, в котором пленки имеют толщину, а волокна и частицы – размер в поперечнике в диапазоне 1,0–100 нм.

    Классификация состояния вещества по степени дисперсности приведена в табл.1. Видно, что коллоидное состояние является предельно высокодисперсным или ультрадисперсным состоянием вещества.

    Все дисперсные системы являются гетерогенными, так как состоят из сплошной непрерывной фазы – дисперсионной среды и находящихся в ней раздробленных частиц – дисперсной фазы. Обязательное условие их существования – взаимная нерастворимость дисперсной фазы и дисперсионной среды.

    Коллоидные системы часто называются ультрамикрогетерогенными, чтобы подчеркнуть, что граница раздела фаз в них не может быть обнаружена с помощью оптических микроскопов. Если частицы дисперсной фазы имеют одинаковые размеры, системы называются монодисперсными, а если разные, то – полидисперсными системами.

    Свойства веществ и материалов зависят от их структуры, характеризующейся связанными между собой и влияющими на такие свойства уровнями.

    Первый уровень структуры называется кристаллическим и характеризует пространственное расположение атомов, ионов и молекул в кристаллической решетке твердого тела, на которое может накладываться влияние точечных дефектов (вакансий, атомов в междоузлиях, чужеродных атомов). Точечные дефекты подвижны и во многом определяют диффузионные и электрические свойства материалов, особенно полупроводников.

    Второй уровень связан с присутствием в твердом теле различных линейных и плоскостных дефектов структуры (дислокаций), число которых в единице объема возрастает при механических нагрузках, приводящих к появлению внутренних напряжений в материале. Подобно точечным дефектам дислокации подвижны, а их плотность и способность к перемещению в твердом теле определяют механические свойства материалов, особенно металлов.

    Третий уровень структуры – это объемные дефекты типа пор и капилляров, которые могут создаваться в материалах в процессе их формирования или использования. Они связаны с отсутствием некоторых участков твердого тела.

    Все вещества в твердом состоянии можно разделить на монокристаллические, поликристаллические, аморфные (или нанокристаллические) и молекулярные твердые растворы.

    Если упорядоченное расположение частиц (атомов, молекул или ионов), отражаемое элементарной ячейкой, сохраняется во всем объеме твердого тела, то образуются монокристаллы.

    Если упорядоченность структуры сохраняется в макроскопических (>100 мкм) и микроскопических (>0,1 мкм) участках твердого тела (см.табл. 1), то образуются поликристаллические вещества с так называемыми кристаллитами или зернами кристаллитов соответствующих размеров и пространственно разориентированными друг относительно друга кристаллическими решетками.

    До середины 80-х годов прошлого века считалось, что в аморфных веществах отсутствует упорядоченное расположение частиц. Однако проведенные с помощью высокоразрешающих электронных просвечивающих, сканирующих туннельных и силовых атомных микроскопов исследования, особенно на металлических стеклах, позволили обнаружить у аморфных веществ кристаллиты или зерна с размерами в субстананометровом диапазоне.

    Таким образом, аморфные вещества и материалы характеризуются ультрадисперсной (коллоидной) степенью раздробленности зерен кристаллической фазы, и их можно называть нанокристаллическими.

    В молекулярных твердых растворах, как и в жидких, обычно называемых истинными растворами или просто растворами, распределенное вещество равномерно перемешано с молекулами дисперсионной среды на молекулярном уровне. Поэтому молекулярные твердые и жидкие растворы, не имеющие фаз и поверхностей раздела, являются системами гомогенными.

    Кристаллическое состояние вещества всегда более устойчиво, чем аморфное (нанокристаллическое), поэтому самопроизвольный переход из аморфного состояния в кристаллическое возможен, а обратный – нет. Примером может служить расстекловывание – самопроизвольная кристаллизация стекла при повышенных температурах.

    Дисперсные системы, в том числе коллоидные, классифицируются по степени дисперсности, агрегатному состоянию дисперсной фазы и дисперсионной среды, интенсивности взаимодействия между ними, отсутствию или образованию структур.

    Многообразие коллоидных систем обусловлено тем, что образующие их фазы могут находиться в любом из трех агрегатных состояний; иметь неорганическую, органическую и биологическую природу. В зависимости от агрегатного состояния дисперсной фазы и дисперсионной среды возможны следующие 9 типов дисперсных систем:

    Ж1 – Г2, Ж1 – Ж2, Ж1 – Т2,

    Т1 – Г2, Т1 – Ж2, Т1 – Т2,

    Г1 – Ж2, Г1 – Т2, Т1(Ф1) – Т1(Ф2),

    где Г, Ж и Т – газообразное, жидкое и твердое состояние, а цифры 1 и 2 относятся соответственно к дисперсной фазе и дисперсионной среде. Для последнего типа дисперсной системы Ф1 и Ф2 обозначают разные фазы (полиморфные модификации) твердого состояния одного вещества.

    В газообразной дисперсионной среде могут быть диспергированы только жидкости и твердые тела, так как все газы при не очень высоких давлениях неограниченно растворяются друг в друге.

    Дисперсные системы с газообразной дисперсионной средой называются аэрозолями. Туманы представляют собой аэрозоли с жидкой дисперсной фазой (Ж1 – Г2), а дымы – аэрозоли с твердой дисперсной фазой (Т1 – Г2). Простейшим примером аэрозоля является табачный дым, средний размер твердых частиц которого – 250 нм, тогда как размеры частиц сажи или вулканического пепла могут быть меньше 100 нм, и их аэрозоли относятся к ультрадисперсным (коллоидным) системам.

    В жидкой дисперсионной среде могут быть диспергированы газы, жидкости и твердые тела. Пены – это дисперсия газа в жидкости (Г1 – Ж2). Эмульсии – дисперсные системы, в которых одна жидкость раздроблена в другой, не растворяющей ее жидкости (Ж1 – Ж2). Наибольшее значение для химии и биологии имеют коллоидные системы, в которых дисперсионной средой является жидкая фаза, а дисперсной фазой – твердое вещество (Т1 – Ж2), называемые коллоидными растворами или золями, часто лиозолями. Если дисперсионной средой является вода, то такие золи называются гидрозолями, а если органическая жидкость, то – органозолями. Коллоидные растворы очень важны, так как с ними связаны многие процессы, протекающие в живых организмах.

    В твердой дисперсионной среде могут быть диспергированы газы, жидкости и твердые тела. Системы (Г1 – Т2) называются твердыми пенами или капиллярно дисперсными системами, в которых газ находится в виде отдельных замкнутых ячеек, разделенных твердой дисперсионной средой. К твердым пенам относятся пенопласты, пенобетон, пемза, шлак, металлы с включением газов, различные пористые материалы (активированный уголь, силикагель, древесина), а также мембраны и диафрагмы, фотонно-кристаллические волокна, кожа, бумага, ткани.

    К системе (Ж1 – Т2) относится широкий класс кристаллогидратов – кристаллов, содержащих молекулы кристаллизационной воды. Типичными кристаллогидратами являются многие природные минералы, например гипс CaSO4∙2H2O, карналлит MgCl2∙KCl∙6H2O, алюмокалиевые квасцы KAl(SO4)2·12H2O.

    Большое практическое значение имеют дисперсные системы типа (Т1 – Т2), к которым относятся важнейшие строительные материалы, металлокерамические композиции, некоторые сплавы, эмали, ряд минералов, в частности некоторые драгоценные и полудрагоценные камни, многие горные породы, в которых при застывании магмы выделялись кристаллы.

    Цветные стекла образуются в результате диспергирования в силикатном стекле наночастиц металлов или их оксидов. Эмали – это силикатные стекла с включениями пигментов SnO2, TiO2 и ZrO2, придающих эмалям непрозрачность и окраску.

    Таким образом, под коллоидами понимается не отдельный класс веществ, а особое состояние любого вещества, характеризующееся, прежде всего, определенными размерами частиц. Под наноструктурированием твердого тела следует понимать перевод вещества или материала в коллоидное (ультрадисперсное) состояние, т.е. создание в структуре физических или химических фаз субстананометровых размеров, которые можно рассматривать как своеобразные наночастицы, отделенные от остальной структуры поверхностями раздела.

    Такими наночастицами, кроме механически диспергированных нанопорошков, являются:

    - нанокристаллические зерна;

    - наноразмерные полиморфные фазы;

    - наноразмерные структурные дефекты (наноблоки);

    - поверхностные наноструктуры (ямки, выступы, канавки, стенки);

    - объемные наноструктуры (поры и капилляры);

    - наноразмерные химические фазы из чужеродных атомов или молекул, cформированные на его поверхности или в объеме и имеющие волокнисто- или корпускулярнообразную форму;

    - наноразмерные структуры, образующиеся в результате физического или химического осаждения из газовой или жидкой фазы (фуллерены, углеродные нанотрубки);

    - пленки веществ наноразмерной толщины, сформированные в периодической последовательности;

    - макромолекулы, полимолекулярные ансамбли, молекулярные пленки, молекулярные комплексы типа "хозяин – гость" (наличие распределения по размерам является признаком, отличающим наночастицы от макромолекул); наноразмерные и наноструктурированные биологические структуры (вирусы, протеины, гены, белки, хромосомы, молекулы ДНК и РНК).

    Коллоидное состояние вещества – это качественно особая форма его существования с комплексом присущих ей физико-химических свойств. По этой причине область естествознания, изучающая объективные физические и химические закономерности гетерогенного ультрадисперсного состояния вещества, высокомолекулярных соединений (полимеров, комплексных соединений и молекулярных ансамблей) и межфазовых поверхностей, сформировалась в начале ХХ века в самостоятельную дисциплину – коллоидную химию.

    Быстрое развитие коллоидной химии обусловлено большим значением изучаемых этой наукой явлений и процессов в различных областях человеческой практики. Такие, казалось бы, совершенно различные направления, как жизненные процессы в организмах, образование многих минералов, структура и урожайность почв тесно связаны с коллоидным состоянием вещества. Коллоидная химия является также научной основой индексов пром производства многих материалов.

    По мере развития технических средств формирования и манипулирования нанообъектами, а также методик их исследования в коллоидной химии стали выделяться более специализированные дисциплины, такие как химия полимеров и физическая химия поверхности (конец 1950-х годов), супрамолекулярная химия (конец 1970-х годов).

    Исследование и изучение наноразмерных и наноструктурированных биологических структур (протеинов, генов, хромосом, белков, аминокислот, ДНК, РНК), являющихся предметом биологии ультрадисперсных систем, привело к созданию в 30–50-х годах вирусологии, в 60-х годах молекулярной биологии и в последней четверти ХХ века генетики и иммунохимии.

    Если размеры материала хотя бы в одном измерении меньше критических длин, характеризующих многие физические явления, у такого материала появляются новые уникальные физические и химические свойства квантовомеханической природы, которые изучает и использует для создания новых устройств физика низкоразмерных структур, являющаяся наиболее динамично развивающейся областью современной физики твердого тела.

    Результатом исследований низкоразмерных систем (квантовые ямы, провода и точки) стало открытие принципиально новых явлений – целочисленный и дробный квантовый эффект Холла в двумерном электронном газе, вигнеровская кристаллизация квазидвумерных электронов и дырок, обнаружение новых композитных квазичастиц и электронных возбуждений с дробными зарядами.

    Область коллоидной химии, изучающая процессы деформирования, разрушения и образования материалов и дисперсных структур, выделилась в физико-химическую механику твердых тел и ультрадисперсных структур. Она сформировалась в середине ХХ века благодаря работам академика П. Ребиндера и его школы как новая отрасль знания, пограничная коллоидной химии, молекулярной физике твердого тела, механике материалов и технологии их производства.

    Основной задачей физико-химической механики является создание конструкционных материалов с заданными свойствами и оптимальной для целей их применения структурой.

    Еще одной отраслью, которая изучает и создает элементы, структуры и приборы в субстананометровом диапазоне, является микроэлектроника, в которой можно выделить наноэлектронику (разработка и производство интегральных схем с субстананометровыми размерами элементов – интегральных наносхем (ИНС), молекулярную электронику, функциональную электронику наноструктурированных материалов и наноэлектромеханические системы (НЭМС).

    Суммируя изложенное, а также исходя из анализа, проведенного в работе, можно сформулировать определение НТ: нанотехнология – это контролируемое получение веществ и материалов в коллоидном (ультрадисперсном, наноструктурированном с размерами структурных элементов в диапазоне 1,0–100 нм) состоянии, исследование и измерение их свойств и характеристик и использование их в различных отраслях науки, техники и промышленности.

    Все термины, связанные с созданием и изучением коллоидного (наноструктурированного) уровня структуры материи под брендом "нанотехнология", автоматически получили приставку "нано", хотя до середины 1980-х годов они назывались соответственно: механика, фотоника, кристаллография, химия, биология и электроника ультрадисперсных или коллоидных систем; а предметы их исследования носили названия: ультрадисперсные порошки и композиты, аэро-, гидро- и органозоли, обратимые и необратимые гели, ультрадисперсная керамика и т.д.

    Возникновение интереса к коллоидному состоянию вещества под брендом "нанотехнология" в последние 20 лет обусловлено, во-первых, его уникальными свойствами, а во-вторых, развитием и созданием технологического и контрольно-измерительного оборудования для получения и исследования субстананоразмерного уровня структуры материи: его физики, химии и биологии.

    Вместо открытия новых материалов и явлений в результате счастливого случая или хаотических исследований контролируемый перевод вещества в наноструктурированное (коллоидное) состояние, называемый концепцией нанотехнологии, позволяет делать это систематически. Вместо того чтобы находить наночастицы и наноструктуры с хорошими свойствами с помощью интуиции, знание законов образования и стабилизации ультрадисперсных систем открывает возможность их искусственного конструирования по определенной системе.

    Особенно интересным оказалось приобретение некоторыми хорошо известными веществами совершенно новых свойств при наноразмерах.

    Наноструктурированные (коллоидные) системы, в соответствии с их промежуточным положением между миром атомов и молекул и миром микроскопических и макроскопических тел, могут быть получены двумя основными путями: диспергированием, т.е. измельчением (дроблением) крупных систем, и конденсацией, т.е. образованием наносистем из атомов, молекул, кластеров и наноструктур.

    Методы получения наноструктурированных систем по первому пути называются диспергационными, а по второму – конденсационными. Существуют смешанные методы получения наноструктурированных систем, которые называются соответственно диспергационно-конденсационными и конденсационно-диспергационными.

    В традиционной наноэлектронике при изготовлении интегральных наносхем (ИНС) по классической КМОП-технологии контролируемое наноструктурирование функциональных слоев (ФС) на кремниевых пластинах обеспечивается проекционным (фотошаблоны и наноштампы) масочным (резистивные маски) литографическим паттернированием.

    При этом используется стратегический подход диспергирования или подход "сверху вниз" (top–down), т.е. осуществляется локальное удаление ненужных областей ФС путем их травления. Точность воспроизведения размеров элементов структур в горизонтальной плоскости обеспечивается с помощью резистивных масок, сформированных в процессах литографии.

    В связи с этим, подчеркивая используемый стратегический подход диспергирования или "сверху вниз", традиционную промышленную наноэлектронику удобнее называть Д-наноэлектроникой (D-nanoelectronics).

    Конденсационные методы (нелитографические методы синтеза), использующие для получения наноструктурированных систем подход "снизу вверх" (bottom-up), можно разделить на две группы: традиционные и новые, созданные в рамках последних достижений нанотехнологий.

    Фундаментальные положения

    Сканирующая зондовая микроскопия

    Одним из методов, используемых для изучения нанообъектов, является сканирующая зондовая микроскопия. В рамках сканирующей зондовой микроскопии реализованы как не оптические, так и оптические методики.

    Исследований свойств поверхности с помощью сканирующего зондового микроскопа (СЗМ) проводят на воздухе при атмосферном давлении, вакууме и даже в жидкости. Различные СЗМ методики позволяют изучать как проводящие, так и не проводящие объекты. Кроме того, СЗМ поддерживает совмещение с другими методами исследования, например с классической оптической микроскопией и спектральными методами.

    С помощью сканирующего зондового микроскопа (СЗМ) можно не только увидеть отдельные атомы, но также избирательно воздействовать на них, в частности, перемещать атомы по поверхности. Учёным уже удалось создать двумерные наноструктуры на поверхности, используя данный метод. Например, в исследовательском центре организации IBM, последовательно перемещая атомы ксенонa на поверхности монокристалла никеля, сотрудники смогли выложить три буквы логотипа фирмы, используя 35 атомов ксенона.

    При выполнении подобных манипуляций возникает ряд технических трудностей. В частности, требуется создание условий сверхвысокого вакуума (10−11 тор), необходимо охлаждать подложку и микроскоп до сверхнизких температур (4-10 К), поверхность подложки должна быть атомарно чистой и атомарно гладкой, для чего применяются специальные методы её приготовления. Охлаждение подложки производится с целью уменьшения поверхностной диффузии осаждаемых атомов.

    Наноматериалы

    Наноматериалы - это материалы, структурированные на уровне молекулярных размеров или близком к ним. Структура может быть более или менее регулярной или случайной. Поверхности со случайной наноструктурой могут быть получены обработкой пучками частиц, плазменным травлением и некоторыми другими методами.

    Что касается регулярных структур, то небольшие участки поверхности могут быть структурированы "извне" - например, с помощью зондового сканирующего микроскопа (см. ниже). Однако, достаточно большие (~1 мк2 и больше) участки, а также объёмы вещества могут быть структурированы, видимо, только способом самосборки молекул.

    Самосборка широко распространена в живой природе. Структура всех тканей определяется их самосборкой из клеток; структура клеточных мембран и органоидов определяется самосборкой из отдельных молекул.

    Самосборка молекулярных компонентов разрабатывается как способ построения периодических структур для изготовления наноэлектронных схем, и здесь были достигнуты заметные успехи.

    В медицине материалы с наноструктурированной поверхностью могут использоваться для замены тех или иных тканей. Клетки организма опознают такие материалы как "свои" и прикрепляются к их поверхности.

    В настоящее время достигнуты успехи в изготовлении наноматериала, имитирующего естественную костную ткань. Так, учёные из Северо-западного университета (США) Jeffrey D. Hartgerink, Samuel I. Stupp и другие использовали трехмерную самосборку волокон около 8 нм диаметром, имитирующих естественные волокна коллагена, с последующей минерализацией и образованием нанокристаллов гидроксиапатита, ориентированных вдоль волокон. К полученному материалу хорошо прикреплялись собственные костные клетки, что позволяет использовать его как "клей" или "шпатлёвку" для костной ткани.

    Представляет интерес и разработка материалов которые обладают противоположным свойством: не позволяют клеткам прикрепляться к поверхности. Одним из возможных применений таких материалов могло бы стать изготовление биореакторов для выращивания стволовых клеток. Дело в том, что, прикрепившись к поверхности, стволовая клетка стремится дифференцироваться, образуя те или иные специализированные клетки. Использование материалов с наноразмерной структурой поверхности для управления процессами пролиферации и дифференциации стволовых клеток представляет собой огромное поле для исследований.

    Мембраны с нанопорами могут быть использованы в микрокапсулах для доставки лекарственных средств и для других целей. Так, они могут применяться для фильтрации жидкостей организма от вредных веществ и вирусов. Мембраны могут защищать нанодатчики и другие вживляемые устройства от альбумина и подобных обволакивающих веществ.

    Наночастицы

    Современная тенденция к миниатюризации показала, что вещество может иметь совершенно новые свойства, если взять очень маленькую частицу этого вещества. Частицы, размерами от 1 до 100 нанометров обычно называют «наночастицами». Так, например, оказалось, что наночастицы некоторых материалов имеют очень хорошие каталитические и адсорбционные свойства. Другие материалы показывают удивительные оптические свойства, например, сверхтонкие пленки органических материалов применяют для производства солнечных батарей. Такие батареи, хоть и обладают сравнительно низкой квантовой эффективностью, зато более дёшевы и могут быть механически гибкими. Удается добиться взаимодействия искусственных наночастиц с природными объектами наноразмеров — белками, нуклеиновыми кислотами и др. Тщательно очищенные наночастицы могут самовыстраиваться в определенные структуры. Такая структура содержит строго упорядоченные наночастицы и также зачастую проявляет необычные свойства.

    Нанообъекты делятся на 3 основных класса: трёхмерные частицы, получаемые взрывом проводников, плазменным синтезом, восстановлением тонких плёнок и т. д.; двумерные объекты — плёнки, получаемые методами молекулярного наслаивания, CVD, ALD, методом ионного наслаивания и т. д.; одномерные объекты — вискеры, эти объекты получаются методом молекулярного наслаивания, введением веществ в цилиндрические микропоры и т. д. Также существуют нанокомпозиты — материалы, полученные введением наночастиц в какие-либо матрицы. На данный момент обширное применение получил только метод микролитографии, позволяющий получать на поверхности матриц плоские островковые объекты размером от 50 нм, применяется он в электронике; метод CVD и ALD в основном применяется для создания микронных плёнок. Прочие методы в основном используются в научных целях. В особенности следует отметить методы ионного и молекулярного наслаивания, поскольку с их помощью возможно создание реальных монослоёв.

    Американская организация C-Sixty Inc. Проводит предклинические испытания средств на основе фуллереновых наносфер С60 с упорядоченно расположенными на их поверхности химическими группами. Эти группы могут быть подобраны таким образом, чтобы связываться с заранее выбранными биологическими мишенями. Спектр возможных применений чрезвычайно широк. Он включает борьбу с вирусными заболеваниями такими, как грипп и ВИЧ, онкологическими и нейродегенеративными заболеваниями, остеопорозом, заболеваниями сосудов. Например, наносфера может содержать внутри атом радиоактивного элемента, а на поверхности - группы, позволяющие ей прикрепиться к раковой клетке.

    Подобные разработки проводятся и в Российской Федерации. В Институте экспериментальной медицины (Санкт-Петербург) использовали аддукт фуллерена с поливинилпирролидоном (ПВП). Это соединение хорошо растворимо в воде, а полости в его структуре близки по размерам молекулам С60. Полости легко заполняются молекулами фуллерена, и в результате образуется водорастворимый аддукт с высокой антивирусной активностью. Поскольку сам ПВП не обладает антивирусным действием, вся активность приписывается содержащимся в аддукте молекулам С60.

    В пересчете на фуллерен его эффективная доза составляет примерно 5 мкг/мл, что значительно ниже соответствующего показателя для ремантадина (25 мкг/мл), традиционно используемого в борьбе с вирусом гриппа. В отличие от ремантадина, который наиболее эффективен в ранний период заражения, аддукт С60/ПВП обладает устойчивым действием в течение всего цикла размножения вируса. Другая отличительная особенность сконструированного препарата - его эффективность против вируса гриппа А- и В-типа, в то время как ремантадин действует только на первый тип.

    Наносферы могут использоваться и в диагностике, например, как рентгеноконтрастное вещество, прикрепляющееся к поверхности определенных клеток и показывающее их расположение в организме.

    Особый интерес вызывают дендримеры. Они представляют собой новый тип полимеров, имеющих не привычное линейное, а ветвящееся строение.

    Собственно говоря, первое соединение с такой структурой было получено еще в 50-е годы, а основные методы их синтеза разработаны в основном в 80-е годы. Термин "дендримеры" появился раньше, чем "нанотехнология", и первое время они между собой не ассоциировались. Однако последнее время дендримеры все чаще упоминаются именно в контексте их нанотехнологических (и наномедицинских) применений.

    Это связано с целым рядом особых свойств, которыми обладают дендримерные соединения. Среди них:

    Предсказуемые, контролируемые и воспроизводимые с большой точностью размеры макромолекул;

    Наличие в макромолекулах каналов и пор, имеющих хорошо воспроизводимые формы и размеры;

    Способность к высокоизбирательной инкапсуляции и иммобилизации низкомолекулярных веществ с образованием супрамолекулярных конструкций "гость-хозяин".

    Самоорганизация наночастиц

    Одним из важнейших вопросов, стоящих перед нанотехнологией — как заставить молекулы группироваться определенным способом, самоорганизовываться, чтобы в итоге получить новые материалы или устройства. Этой проблемой занимается раздел химии — супрамолекулярная химия. Она изучает не отдельные молекулы, а взаимодействия между молекулами, которые способны упорядочить молекулы определённым способом, создавая новые вещества и материалы. Обнадёживает то, что в природе действительно существуют подобные системы и осуществляются подобные процессы. Так, известны биополимеры, способные организовываться в особые структуры. Один из примеров — белки, которые не только могут сворачиваться в глобулярную форму, но и образовывать комплексы — структуры, включающие несколько молекул протеинов (белков).

    Уже сейчас существует метод синтеза, использующий специфические свойства молекулы ДНК. Берётся комплементарная ДНК, к одному из концов подсоединяется молекула А или Б. Имеем 2 вещества: ----А и ----Б, где ---- — условное изображение одинарной молекулы ДНК. Теперь, если смешать эти 2 вещества, между двумя одинарными цепочками ДНК образуются водородные связи, которые притянут молекулы А и Б друг к другу. Условно изобразим полученное соединение: ====АБ. Молекула ДНК может быть легко удалена после окончания процесса.

    Проблема образования агломератов

    Частицы размерами порядка нанометров или наночастицы, как их называют в научных кругах, имеют одно свойство, которое очень мешает их использованию. Они могут образовывать агломераты, то есть слипаться друг с другом. Так как наночастицы многообещающи в отраслях производства керамики, металлургии, эту проблему необходимо решать. Одно из возможных решений — использование веществ — дисперсантов, таких как цитрат аммония (водный раствор), имидазолин, олеиновый спирт (нерастворимых в воде). Их можно добавлять в среду, содержащую наночастицы. Подробнее это рассмотрено в источнике "Organic Additives And Ceramic Processing, ", D. J. Shanefield, Kluwer Academic Publ., Boston (англ.).

    Микро- и нанокапсулы

    Для доставки лекарственных средств в нужное место организма могут быть использованы миниатюрные (~1 мк) капсулы с нанопорами. Уже испытываются подобные микрокапсулы для доставки и физиологически регулируемого выделения инсулина при диабете 1-го типа. Использование пор с размером порядка 6 нм позволяет защитить содержимое капсулы от воздействия иммунной системы организма. Это дает возможность помещать в капсулы инсулин-продуцирующие клетки животного, которые иначе были бы отторгнуты организмом.

    Микроскопические капсулы сравнительно простой конструкции могут взять на себя также дублирование и расширение естественных возможностей организма. Примером такой концепции может послужить предложенный Р. Фрейтасом респироцит - искусственный носитель кислорода и двуокиси углерода, значительно превосходящий по своим возможностям как эритроциты крови, так и существующие кровезаменители (например, на основе эмульсий фтороуглеродов). Более подробно возможная конструкция респироцита будет рассмотрена ниже.

    Нанотехнологические сенсоры и анализаторы

    Использование микро- и нанотехнологий позволяет многократно повысить возможности по обнаружению и анализу сверхмалых количеств различных веществ. Одним из вариантов такого рода устройства является "лаборатория на чипе" (lab on a chip. Это пластинка, на поверхности которой упорядоченно размещены рецепторы к нужным веществам, например, антитела. Прикрепление молекулы вещества к рецептору выявляется электрическим путем или по флюоресценции. На одной пластинке могут быть размещены датчики для многих тысяч веществ.

    Такое устройство, способное обнаруживать буквально отдельные молекулы может быть использовано при определении последовательности оснований ДНК или аминокислот (для целей идентификации, выявления генетических или онкологических заболеваний), обнаружения возбудителей инфекционных заболеваний, токсических веществ.

    Устройство размером в несколько миллиметров может быть помещено на поверхности кожи (для анализа веществ, выделяемых с потом) или внутри организма (в полость рта, желудочно-кишечный тракт, под кожу или в мышцу). При этом оно сможет сообщать о состоянии внутренней среды организма, сигнализировать о любых подозрительных изменениях.

    В Институте молекулярной биологии им. Энгельгардта Российской академии наук разработана система, предназначенная для экспресс выявления штамма возбудителя; на одном чипе размещается около сотни флуоресцентных датчиков.

    Интересную идею разрабатывают сразу несколько групп исследователей. Суть ее состоит в том, чтобы "пропустить" молекулу ДНК (или РНК) через нанопору в мембране. Размер поры должен быть таким, чтобы ДНК проходила в "распрямленном" виде, одно основание за другим. Измерение электрического градиента или квантового туннельного тока через пору позволило бы определить, какое основание проходит через нее сейчас. Основанный на таком принципе прибор позволил бы получить полную последовательность ДНК за один проход.

    Применения нанотехнологии

    Медицина и биология

    Станет возможным "внедрение" в живой организм на уровне атомов. Последствия могут быть самыми различными - от "восстановления" вымерших видов до создания новых типов живых существ, биороботов. Создание молекулярных роботов-врачей, которые "жили" бы внутри человеческого организма, устраняя все возникающие повреждения, или предотвращали бы возникновение таковых, включая повреждения генетические.

    Как утверждают ученые из университета штата Мичиган, настанет тот день, когда с помощью нанотехнологий в кровяные клетки человека можно будет встраивать микроскопические датчики, предупреждающие о появлении первых признаков радиационной угрозы или развития болезни.

    На протяжении последних лет сотрудники Центра биологических нанотехнологий под руководством доктора Джеймса Бэйкера работают над созданием микродатчиков, которые будут использоваться для обнаружения в организме раковых клеток и борьбы с этой страшной болезнью.

    Новая методика распознания раковых клеток базируется на вживлении в тело человека крошечных сферических резервуаров, сделанных из синтетических полимеров под названием дендримеры (от греч. dendron - дерево). Эти полимеры были синтезированы в последнее десятилетие и имеют принципиально новое, не цельное строение, которое напоминает структуру кораллов или дерева. Такие полимеры называются сверхразветвленными или каскадными. Те из них, в которых ветвление имеет регулярный характер, и называются дендримерами. В диаметре каждая такая сфера, или наносенсор, достигает всего 5 нанометров - 5 миллиардных частей метра, что позволяет разместить на небольшом участке пространства миллиарды подобных наносенсоров.

    Оказавшись внутри тела, эти крошечные датчики проникнут в лимфоциты - белые кровяные клетки, обеспечивающие защитную реакцию организма против инфекции и других болезнетворных факторов. При иммунном ответе лимфоидных клеток на определенную болезнь или условия окружающей среды - простуду или воздействие радиации, к примеру, - белковая структура клетки изменяется. Каждый наносенсор, покрытый специальными химическими реактивами, при таких изменениях начнет флуоресцировать или светиться.

    Чтобы увидеть это свечение, д-р Бэйкер и его коллеги собираются создать специальное устройство, сканирующее сетчатку глаза. Лазер такого устройства должен засекать свечение лимфоцитов, когда те один за другим проходят сквозь узкие капилляры глазного дна. Если в лимфоцитах находится достаточное количество помеченных сенсоров, то для того, чтобы выявить повреждение клетки, понадобится 15-секундное сканирование, заявляют ученые.

    Сама идея находится пока в состоянии исследования, однако она уже привлекла внимание руководства НАСА, которое выделило на проведение дальнейших исследований 2 млн. Долларов. НАСА заинтересовала возможность создания вышеописанных датчиков, постоянно отслеживающих уровень радиации, которому подвергается космонавт, и появление любых признаков болезни или инфекции в его организме.

    По словам Бэйкера, его команда работала над подобной технологией выявления раковых клеток, однако для завершения исследования пока еще далеко. Пока неясно, например, каким образом можно будет уловить свечение наносенсоров в белых клетках крови, когда вокруг находится огромное количество более темных красных кровяных клеток. Исследователи уже добились определенных успехов на лабораторных опытах с культурами клеток, и уже в этом году планируется испытать новую технологию на животных.

    Ученые из штата Мичиган утверждают, что с помощью нанотехнологий можно будет встраивать микроскопические датчики в кровяные клетки человека, которые будут предупреждать о признаках радиации или развития болезни. Так в США, по предложению NASA, ведется разработка таких наносенсоров. Джейм Бейнер представляет себе «наноборьбу» с космическими излучениями так перед стартом астронавт используя шприц для подкожных инъекций, вводят в кроваток прозрачную жидкость, насыщенную миллионами наночастиц на время полета он вставляет себе в ухо маленькое устройство (наподобие слухового аппарата). В течение полета это устройство будет использовать маленький лазер для поиска светящихся клеток. Это возможно, т.к. клетки проходят по капиллярам барабанной перепонки. По беспроводной связи информация клеток будет передаваться на главный компьютер космического корабля, а затем обрабатывается. В случае чего будут приниматься необходимые меры.

    Все это может воплотиться в реальность примерно через 5-10 лет. А наночастицы ученые используют уже более 5 лет.

    А сейчас, сенсоры тоньше человеческого волоса могут оказаться в 1000 раз чувствительнее стандартных анализов ДНК. Американские ученые, разработавшие эти наносенсоры, полагают, что врачи смогут проводить целый спектр различных анализов, пользуясь лишь одной каплей крови. Одним из преимуществ этой системы является возможность моментально пересылать результаты анализа на карманный компьютер. Исследователи полагают, что на разработку полностью функциональной модели наносенсора, которым смогут воспользоваться врачи в повседневной работе, понадобиться около пяти лет.

    С помощью нанотехнологий медицина сможет не только с любой болезнью, но и предотвращать ее появление, сможет помогать адоптации человека в космосе.

    Когда механизм завершит свою работу, нанодоктора должны будут удалять нанороботов из организма человека. Поэтому опасность того, что «устаревшие нанороботы», оставшиеся в теле человека будут работать неверно, очень мала. Нанороботы должны будут спроектированы так, чтобы избежать сбоев в работе и уменьшить медицинский риск. А как нанороботы будут удалены из тела? Некоторые из них будут способны к самоудалению из организма человека путем естественных каналов. Другие же будут спроектированы таким образом, чтобы их могли удалить медики. Процесс удаления будет зависеть от устройства данного наноробота.

    Считается, что первостепенной опасностью для пациента будет некомпетентность лечащего врача. Но ведь ошибки могут происходить и в неожиданных случаях. Одним из непредвиденных случаев может быть взаимодействие между роботами при их столкновении. Такие неисправности трудно будет определить. Иллюстрацией такого случая может служить работа двух видов нанороботов А и В в организме человека. Если наноробот А будет удалять последствия работы робота В, то это приведет к повторной работе А, и этот процесс будет продолжаться до бесконечности, то есть нанороботы будут исправлять работу друг друга. Чтобы таких ситуаций не возникало лечащий врач должен постоянно следить за работой нанороботов и в случае чего перепрограммировать их. Поэтому квалификация врача является очень важным фактором.

    Как известно, наша иммунная система реагирует на чужеродные тела. Поэтому размер наноробота будет играть важную роль при этом, так же как шероховатость поверхности и подвижность устройства. Утверждается что проблема биосовместимости не очень сложна. Выходом из этой проблемы будет создание роботов на основе алмазоидных материалов. Благодаря сильной поверхностной энергии и алмазоидной поверхности и сильной ее гладкости внешняя оболочка роботов будет химически инертной.

    Нанотехнологии, применяемые в медицине в последнее время

    Уже сейчас нанотехнологии применяются в медицине. Основными областями ее применения являются: технологии диагностики, лекарственные аппараты, протезирование и имплонтанты.

    Ярким примером является открытие профессора Азиза. Людям, страдающим болезнью Паркинсона, через два крошечных отверстия в черепе внедряют в мозг электроды, которые подключены к стимулятору. Примерно через неделю больному вживляют и сам стимулятор в брюшную полость. Регулировать напряжение пациент может сам с помощью переключателя. С болью удается справиться уже в 80 % случаях:

    У кого-то боль исчезает совсем, у кого-то затихает. Через метод глубокой стимуляции мозга прошло около четырех десятков людей.

    Многие коллеги Азиза говорят, что этот метод не эффективен и может иметь негативные последствия. Профессор же убежден, что метод действенен. Ни то ни другое сейчас не доказано. Мне кажется надо верить лишь сорока пациентам, которые избавились от невыносимой боли. И снова захотели жить. И если уже 8 лет этот метод практикуется и не сказывается негативно на здоровье больных, почему бы тогда не расширить его применение.

    Еще одним революционным открытием является биочип – небольшая пластинка с нанесенными на нее в определенном порядке молекулами ДНК или белка, применяемые для биохимических анализов. Принцип работы биочипа прост. На пластиковую пластинку наносят определенные последовательности участков расщепленной ДНК. При анализе на чип помещают исследуемый материал. Если он содержит такую же гинетическую информацию, то они сцепливаются. В результате чего можно наблюдать. Преимуществом биочипов являются большое количество биологических тестов со значительной экономией исследуемого материала, реактивов, трудозатрат и время на проведение анализа.

    Генерология

    Достижение личного бессмертия людей за счет внедрения в организм молекулярных роботов, предотвращающих старение клеток, а также перестройки и "облагораживания" тканей человеческого организма. Оживление и излечение тех безнадежно больных людей, которые были заморожены в настоящее время методами крионики. Прогнозируемый срок реализации: третья - четвертая четверти XXI века.

    Промышленность

    Замена традиционных методов производства сборкой молекулярными роботами предметов потребления непосредственно из атомов и молекул. Вплоть до персональных синтезаторов и копирующих устройств, позволяющих изготовить любой предмет. Первые практические результаты могут быть получены в начале XXI века.

    Графен. В октябре 2004 года в Манчестерском университете было создано небольшое количество материала, названного графен. Роберт Фрейтас предполагает, что этот материал может служить подложкой для создания алмазных механосинтетических устройств.

    Новый процессор Intel. 19 июня 2007 года фирма Intel начала выпускать обычные и многоядерные процессоры, содержащие наименьший структурный элемент размерами примерно 45 нм. В дальнейшем организация намерена достичь размеров структурных элементов до 5 нм. В дальнейшем фирма намерена перейти на новые материалы, такие как квантовые точки, полимерные пленки и нанотрубки. Основной конкурент Intel – AMD, во второй половине 2008 года запустит процессоры, выполненные по 45-нм техпроцессу.

    Антенна-осциллятор. 9 февраля 2005 года сообщается, что в лаборатории Бостонского университета была получена антенна-осциллятор размерами порядка 1 мкм. Это устройство насчитывает 5 миллиардов атомов и способно осциллировать с частотой 1,49 гигагерц. Это позволит передавать с ее помощью большие объемы информации.

    Наноаккумулятор. В начале 2005 года организация Altair Nanotechnologies (США) объявила о создании инновационного материала для электродов литий-ионных аккумуляторов. Аккумуляторы с особыми электродами имеют время зарядки 10-15 минут. В феврале 2006 года фирма начала производство аккумуляторов на своём заводе в Индиане.

    Новые топливные элементы для портативной техники. Был разработан водородный топливный элемент “Casio”. Топливный элемент вдвое легче литиевого аккумулятора. Время автономной работы больше в 3 раза. Уже появились первые образцы данного устройства. Ожидается его серийное производство в скором будущем.

    Бронежилет. Австралийские ученые предложили изготавливать жилеты из материалов на основе углеродных нанотрубок. Последние обладают пулеотталкивающим свойством – под воздействием пули тоненькие трубки прогибаются, а затем восстанавливают форму с отдачей энергии.

    Молекулярный автомобиль обзавелся мотором (2006 г.). Особенно важным в области наномеханики можно считать создание нано-багги Джеймсом Туром из университета Райса. Эта молекулярная машина ездит по атомам золотой подложки с помощью световой энергии. Правда, у молекулярного автомобиля пока что нет заднего хода и рулевого управления и колеса из фуллеренов (С60 молекулы углерода, напоминающие футбольный мяч), но зато он состоит всего из 300 атомов золота и имеет собственный автономный мотор. Наномашины настолько малы (их размер составляет 3-4 нанометра), что 20 тыс. устройств можно поместить на торце человеческого волоса. Научный мир высоко оценивает работы Джеймса, так как до сих пор никому не удавалось создать движущуюся наносистему такой сложности.

    Двигатель внутреннего сгорания из двух молекул (2006 г.). Японскими же учеными удалось синтезировать новый тип наномотора, который приводится в движение светом. В работе двух молекул используется принцип работы кривошипно-шатунного механизма совместно с поршнем, только на атомарном уровне. Решение проблемы передачи и превращения разных видов энергии одна в другую в наноразмерном диапазоне - один из открытых вопросов наномеханики, поэтому достижения японских ученых могут пригодиться при разработке наноробототехники. Первая рабочая микросхема на нанотрубке (2006 г.). Американским ученым из IBM удалось впервые в мире создать полнофункциональную интегральную микросхему на основе углеродной нанотрубки, способную работать на терагерцевых частотах. Наноустройство работает на частоте, которая в 100 тыс. раз больше, нежели у предыдущих нанотрубочных чипов. Флэш-память на основе нанотрубок (2006 г.). Нанотрубочная электроника становится "теплой", и это позволит ей скорее выйти на потребительский рынок. Группе исследователей удалось создать флэш-память на основе нанотрубок. Устройство пока еще не является полноценным коммерческим продуктом, но ученые надеются, что их исследования приведут к разработке новых типов архитектуры молекулярной памяти и позволят наладить массовый выпуск таких электронных устройств. Новая флэш-ячейка - это своеобразный «бутерброд», состоящий из нанотрубок, композита и кремниевой подложки. Его толщина всего несколько нанометров. Естественно, память, изготовленная на основе «нанобутерброда» будет гораздо более миниатюрной, чем современные аналоги.

    Создан самый быстрый полевой нанотранзистор (2006 г.). Это уникальное устройство, созданное учеными из Гарварда, состоит из германиево/кремниевого ядра и кремниевых нанострун. По мнению экспертов, это самый совершенный полевой транзистор, который когда-либо был создан. Ge/Si нанострунный полевой транзистор быстрее в 3-4 раза, чем любые современные кремниевые. Дисплеи-невидимки появятся уже в 2008 году (2006 г.). Исследования по созданию «невидимой» электроники ведутся давно, но до сих пор ученым не удавалось создать материал для транзисторов, который был бы «невидимым» и в то же время обеспечивал высокую скорость работы. Теперь же учеными созданы прозрачные транзисторы, которые могут совмещаться с такими технологиями, как органические светодиоды, жидкокристаллические панели и электролюминесцентные дисплеи, которые широко используются для изготовления телевизоров, мониторов, ноутбуков и сотовых телефонов. По словам исследователей, опытные образцы мониторов на прозрачных транзисторах появятся в течение ближайших 12-18 месяцев.

    "Святой Грааль" от электроники. В 2006 появился новый класс полупроводниковых устройств, в которые можно интегрировать наномагниты методом точного размещения атомов металла на материал, из которого формируется подложка чипа. Таким образом ученые надеются получить контроль на атомном уровне за архитектурой чипа и произвести объединение предприятий нескольких ключевых компонентов компьютеров (процессор, память, жесткий диск) в одно устройство. Объединение предприятий этих устройств компьютеров в одно позволит уменьшить энергопотребление и увеличит скорость обработки информации. В перспективе данная технология может привести к появлению на рынке мультимедийные устройств с одним чипом, в котором будет "вся" вычислительная электроника и память. Это и "одноразовые" электронные книги, и различные мобильные мультимедийные игры, и просто "умная пыль". О массовом производстве подобных чипов пока речи нет - ученые разместили несколько атомов с помощью зонда сканирующего туннельного микроскопа (СТМ), "вынув" предварительно атомы материала подложки.

    "Жидкая броня" защитит лучше кевлара? (2006 г.). На вооружении США вскоре может появиться обмундирование нового типа, которое по своим защитным свойствам и эргономическим характеристикам превосходит современные кевларовые аналоги. Эффект сверхзащиты достигается благодаря специальному пакету из кевлара, наполненному раствором сверхтвердых наночастиц в неиспаряющейся жидкости. Как только происходит механическое давление высокой энергии на кевларовую оболочку, наночастицы собираются в кластеры, изменяя при этом структуру раствора жидкости, который превращается в твердый композит. И недавно американский холдинг-производитель солдатского обмундирования и бронежилетов U. S. Armor Holdings лицензировал технологию «жидкого бронежилета» и планирует начать его массовое производство в конце этого года.

    Нанотехнологии в текстильной промышленности

    Волна нанотехнологий показала огромный успех в текстильной и швейной промышленности, которые, как правило, очень традиционны.

    Целому ряд продуктов нанотех текстиля уже присутствует на рынке. Примеры отраслей, где нанотехнологии широко используются, это спортивная промышленность, средства по уходу за кожей, косметика и одежда, а также технологии для лучшей защиты в экстремальных условиях. Использование нанотехнологий позволяют текстильной промышленности стать многофункциональной и производят ткани со специальными качествами, в том числе антибактериальные, УФ-защитные, легкие чистые, водоотталкивающие, грязиестойкие. Во многих случаях позволяют экономить ресурсы в производстве.

    Возможно, одним из наиболее широко признанных из современных достижений нанотехнологий является купальный костюм, в котором плавает олимпийский чемпион Майкл Фелпс, на счету которого несколько мировых рекордов. На этот костюме есть тонкий слой, нанесенный плазменным методом, для отражения молекул воды, помогающий плавать с минимальным сопротивлением.

    Одним из применений нанотехнологий в текстильной промышленности являются полимерные материалы для изготовления обычного волокна, такие как полиэстер, полиамид и полипропилен на наноуровне. Нановолокна имеют хорошие свойства, такие как высокая площадь поверхности, малый диаметр волокна, хорошую фильтрацию и высокую проницаемостью.

    Существует значительный потенциал для выгодных применений нанотехнологий в текстильной промышленности. Удачное применение нанотехнологий может быть использовано для достижения повышения производительности текстильной промышленности. Нанотехнологии преодолевают ограниченное применение традиционных методов, чтобы придать определенные качества текстильным материалам. Нет сомнений, что в ближайшие несколько лет нанотехнологии будут проникать во все сферы текстильной промышленности. Однако, есть еще много факторов, которые надо принять во внимание до промышленной коммерциализации нанопродуктов. Помимо стоимости, ключевым моментом является вопрос о последствиях неконтролируемого выброса наночастиц. В целом, состояние исследований в области здравоохранения и окружающей среды могут быть представлены как предполагающее, что ограничены текущим результатами исследований. В будущем сотрудничество междисциплинарные исследования приведут к значительным достижениям в текстильной промышленности.

    Нанотехнологии в автопрома

    Сегодня нанотехнологии внедряют несколько крупнейших производителей, но к 2010 году их будут использовать все автомобилестроители и большинство их поставщиков. 70 ведущих мировых автомобилестроителей, включая Renault, General Motors, BMW, Toyota, Audi, Ford, Volkswagen, Mercedes-Benz, Opel, Ferrari, MAN, FIAT, Volvo, Hyundai, Honda, Nissan, Chrysler, Jaguar, Porsche, Peugeot, Saab, Rover, Citroen, Huachangcar, Mazda, Alfa Romeo, Asia Motors, Mitsubishi, Vauxhall, Subaru и др., провели совместное исследование возможностей применения нанотехнологий в автомобилях с 2002 до 2015 года.

    Нанотехнологии обещают целый ряд выгод от широкомасштабного внедрения в массовое производство автомобилей. Так буквально каждый узел или компонент в конструкции автомобиля может быть в значительной степени усовершенствован при помощи нанотехнологий.

    Одним из наиболее перспективных и многообещающих направлений применения (в том числе коммерческого) достижений современной нанотехнологии является область наноматериалов и электронных устройств.

    Уже существуют легко очищающиеся и водоотталкивающие покрытия для материалов, основанные на использовании диоксида кремния.

    В форме наночастиц это вещество приобретает новые свойства, в частности, высокую поверхностную энергию, что и позволяет частицам SiO2 при высыхании коллоидного раствора прочно присоединяться к различным поверхностям, в первую очередь к родственному им по составу стеклу, образуя, тем самым, сплошной слой наноразмерных выступов.

    Покрытие из наночастиц кремнезема делает обработанную поверхность гидрофобный - на поверхности с плёнкой из SiO2 капля воды касается субстрата лишь немногими точками, что во много раз уменьшает Ван-дер-ваальсовые силы и позволяет силам поверхностного натяжения жидкости сжать каплю в шарик, который легко скатывается по наклоненному стеклу, унося с собой накопившуюся грязь.

    В силу наноразмерной толщины, такие покрытия совершенно невидимы, а благодаря биоинертности кремнезема - безвредны для человека и окружающей среды. Они устойчивы к ультрафиолету и выдерживают температуры до 400 °C, а действие водоотталкивающего эффекта длится в течение 4 месяцев.

    Несколько зарубежных фирм уже выпускают подобные покрытия в промышленных масштабах. На российском рынке их продукцию представляет эксклюзивный дистрибутор - организация Nanotechnology News Network.

    Что касается в прямом понимании самоочищающихся поверхностей, то такая технология основана на использовании диоксида титана. Принцип действия материала с таким покрытием заключается в следующем.

    При попадании ультрафиолетового излучения на нанопокрытие из TiO2 происходит фотокаталитическая реакция. В ходе этой реакции испускаются отрицательно заряженные частицы - электроны, а на их месте остаются положительно заряженные дырки. Благодаря появлению комбинации плюсов и минусов на поверхности, покрытой катализатором, содержащиеся в воздухе молекулы воды превращаются в сильные окислители - радикалы гидроокиси (HO), которые в свою очередь окисляют и расщепляют грязь, а также нейтрализуют различные запахи и убивают микроорганизмы.

    Кроме покрытий для стекол также разработаны и выпускаются составы с аналогичным действием для тканей, металла, пластика, керамики - и все они имеют потенциал для применения в Автопромышленности.

    Из серийных моделей автомобилей гидрофобное покрытие наносится на боковые стекла Nissan Terrano II. Оно не создает полноценный водоотталкивающий эффект, но уменьшает пятно контакта поверхности с каплями воды, благодаря чему во время дождя стекло остается вполне прозрачным.

    По некоторым сообщениям Концерн BMW работает над созданием самоочищающихся покрытий на основе нанопорошков.

    Фирма Mercedes-Benz с конца 2003 года выпускает модели А, С, E, S, CL, SL, SLK покрытых новым поколением прозрачных лаков, изготовленных с использованием нанотехнологии. В состав верхнего слоя такого лакокрасочного покрытия вводят наноскопические керамические частицы. По утверждению создателей, новое лакокрасочное покрытие защищает кузов от царапин в три раза эффективнее, чем обычный лак.

    По результатам испытаний оказалось, что покрытые лаком нового типа машины сохраняют блеск на 40% сильнее, чем покрашенные обычной краской.

    Новое лаковое покрытие не только защищает кузов от механических повреждений, но еще и полностью отвечает требованиям Mercedes относительно устойчивости к воздействию химических элементов, находящихся в воздухе.

    В настоящее время с использованием нанотехнологических подходов уже производятся высокоэффективные антифрикционные и противоизносные покрытия для автотранспорта. Так российский Концерн "наноиндустрия" наладил серийное производство ремонтно-восстановительного состава "нанотехнология". Состав предназначен для обработки механических деталей, испытывающих трение - двигали, трансмиссия.

    При применении состав позволяет создавать модифицированный высокоуглеродистый железосиликатный защитный слой (МВЗС) толщиной 0,1-1,5 мм в областях интенсивного трения металлических поверхностей, что дает возможность избирательной компенсации амортизации мест трения и контакта деталей за счет образования в этих местах нового модифицированного поверхностного слоя. Использование РВС позволяет увеличивать ресурс работы узлов и деталей в 2-3 раза за счет замены плановых ремонтов предупредительной обработкой, снижает вибрации и шум, на 70-80% снижает токсичность выхлопа автомобиля без применения каких-либо других мер.

    В аэрокосмической промышленности уже широко применяется семейство наноструктурированных аэрогелей. Так кремниевый аэрогель - лучший в мире твердый теплоизолятор, когда-либо обнаруженный или полученный. Для промышленности он представляет интерес, так как обладает высокой термической изоляцией - до 800° С (2,5-сантиметровый лист из силиконового аэрогеля надежно защищает руку человека от огня паяльной лампы) и акустической изоляцией - скорость звука при прохождении через аэрогель составляет лишь 100 м/сек. Развитие нанотехнологии позволит снизить исходная стоимость производства аэрогелей и сделает этот вид материалов доступным для применения в различных отраслях промышленности, в том числе автомобильной.

    Большие перспективы имеются в улучшении электронных компонентов автомобиля с помощью нанотехнологий. Так МикроЭлектроМеханические системы (MEMS) уже расширяют стандартную технологию микроэлектроники, позволяет объединять в одной микросхеме элементы, обеспечивающие как механическое перемещение физических частей, так и электронов в электрической схеме.

    Это позволяет вместо раздельного производства микроактуаторов и сенсоров, делать их в виде интегрированного в микросхему единого изделия. При этом для их производства используется уже апробированная традиционная технология производства интегральных микросхем и полупроводников.

    Идею подвижного кремния (еще так называют MEMS) прекрасно иллюстрируют MEMS-акселерометры, которые уже широко используются в качестве сенсоров автомобильных подушек безопасности.

    Вращающиеся акселерометры также используются для расширения возможностей антиблокировочных систем автомобиля (ABS). Кроме того, в автомобилях MEMS находят применение в датчиках продольных и поперечных ускорений, датчиках крена и т.д. Определяя положение кузова, они служат источником информации для работы различных электронных систем стабилизации и контроля курсовой устойчивости. Также MEMS представляют интерес для создания датчиков давления, температуры. В дорогих автомобилях количество датчиков и сенсоров на основе MEMS-технологии может составлять до нескольких десятков штук.

    Кроме измерения ускорений и детектирования перемещений, MEMS используется в системах GPS-навигации.

    История развития MEMS насчитывает более сорока лет, но широкое практическое распространение эти системы получили только с середины 90-ых годов прошлого века. В настоящее время уже идет речь о развитии NEMS - NanoElectroMechanical Systems. В результате эволюции MEMS происходит уменьшение до нано размеров механических компонентов систем, снижается их масса, при этом увеличивается их резонансная частота и уменьшается константы взаимодействия, что сказывается на значительном повышении функциональности данного рода устройств. Точность измерения перемещения у лучших образцов таких устройств составляет 10 нанометров.

    Развитие нанотехнологий обещает массовое распространение новых конструкционных материалов с порою уникальными свойствами и характеристиками. Наибольший интерес для инженеров и исследователей представляют углеродные материалы, из которых в настоящее время наиболее изученными, а также наиболее перспективными для целей практического применения являются углеродные нанотрубки (УНТ). Они обладают самым широким набором уникальных свойств, делающих их чрезвычайно перспективными для использования, в том числе в автомобилестроении.

    Баллистический характер электропроводности УНТ (электроны движутся, как бы скользя по поверхности, не встречая препятствий) позволит создавать высокоэффективные электропроводящие узлы различных машин и механизмов, в том числе автомобилей.

    Углеродные нанотрубки уже находят применение в конструкции современных автомобилей. Например, инженеры организации Toyota добавляет композиционный материал на основе УНТ в пластиковые бамперы и дверные панели своих автомобилей. Помимо повышения прочности и снижения массы, пластик со смолой из УНТ становится электропроводным, и его можно покрывать теми же красками с электрическим нанесением, что и металлические детали.

    Электронные системы все более тесно интегрируются в конструкцию автомобиля. Существует тенденция дальнейшего расширения использования электроники в автомобилях с одновременным усовершенствованием самой полупроводниковой техники и появлении наноэлектроники и молекулярной электроники.

    Нанотранзисторы, в том числе с нанотрубками в конструкции будут обладать рядом улучшенных характеристик и бесспорных преимуществ по сравнению с традиционными кремниевыми:

    Повышенное быстродействие;

    термо - и радиационная стойкость;

    миниатюрность;

    низкое энергопотребление и как следствие - незначительное тепловыделение при работе.

    Большой интерес представляют нанотехнологии для создания перспективных автомобилей на топливных элементах.

    С помощью нанотрубок предполагается решить проблему надежного и безопасного хранения водорода на борту транспортного средства, так как наряду с металлами и жидкостями углеродные нанотрубки могут заполняться газообразными веществами и связывать большое его количество.

    Работы по использованию УНТ для хранения водорода поводят и сами автопроизводители. Так Toyota начала разработку технологии производства легкие и компактные баков для хранения водородного топлива, используя УНТ.

    Нанотрубки перспективны для усовершенствования конструкции самих топливных элементов. В процессе роста УНТ и УНВ (углеродных нановолокон) образуются случайным образом ориентированные спиралевидные нанотрубки, что приводит к образованию значительного количества полостей и пустот нанометрового размера. В результате удельная поверхность материала нанотрубок достигает значений около 600 м2/г. Столь высокая удельная поверхность открывает возможность их использования прежде всего в фильтрах и подложках катализаторов топливных элементов.

    Китайские и американские ученые совместно разработали нанолампочку, в которой нитью накаливания служит не вольфрамовая проволочка, а углеродные нанотрубки. Лампочка с УНТ более экономичная - при равном напряжении она испускает больше света.

    Сейчас конструкторы "гибридных" автомобилей уже сталкиваются с потребностью в компактных, легких и высокоемких аккумуляторных батареях. Стоит напомнить, что ставшие традиционными кислотные аккумуляторы не годятся, в силу большой массы, громоздкости, экологической "небезупречности". С ростом парка гибридов, а также с массовым появлением водородных автомобилей на ТЭ потребность в автономных источниках хранения электрической энергии возрастет еще больше. Нанотехнологии предлагают ряд решений данной проблемы.

    В силу того, что большинство автомобилей будущего будет работать на электрической тяге, гораздо больший интерес станет представлять использование фотоэлементов в конструкции автомобиля. В этом отношении нанотехнология позволяет создавать долговечные, ультратонкие и гибкие преобразователи солнечного света. Кроме того, использование нанотехнологических принципов позволит получать солнечные панели с КПД до 80-90%.

    Кроме конструкции автомобиля, измениться структура самой автомобильной индустрии.

    Так с появлением автоматизированной молекулярной нанотехнологии получит новое развитие уже наметившаяся тенденция - разделение функций разработки/проектирования автомобилей и их производства с окончательным закреплением приоритета за первой из перечисленных двух функций. Собственно в будущем автомобильные концерны будут только разрабатывать конструкции тех или иных моделей автомобилей для последующей продажи права на их производство методами поатомной сборки сторонним организациям.

    Тем самым не автомобиль будет товаром, а информация об особенности его конструкции, что будет полностью соответствовать модели новой экономической формации, где единственным предметом обмена станет информация.

    Сами же автомобили станут:

    доступными (нанотехнологические методы производства позволяют создавать товары и услуги с низкой исходной стоимостью; в автомобилях будущего основной составляющей цены будет являться "брэнд");

    комфортными (более совершенная работа механических частей, улучшенная шумо- и вибро- изоляция на основе наноструктурированных материалов, эргономичный салон);

    эффективными (повышения средней скорости движения автомобилей, повышение КПД использования энергии, необходимой для перевозки людей и грузов);

    интеллектуальными (широкое внедрение информационных систем во все узлы и компоненты автомобилей, принятие автомобилем все больших функций водителя на себя);

    безопасными для человека и окружающей среды (новые, экологически чистые силовые установки, в том числе на топливных элементах, качественно новый уровень пассивной и активной безопасности для обитателей салона и пешеходов, широкое использование в конструкции авто биодеградируемых материалов, а с созданием дисассемблеров - возможность 100% утилизации устаревших автомобилей).

    Сельское хозяйство

    Замена "естественных машин" для производства пищи (растений и животных) их искусственными аналогами - комплексами из молекулярных роботов. Они будут воспроизводить те же химические процессы, что происходят в живом организме, однако более коротким и эффективным путем. Например, из цепочки "почва - углекислый газ - фотосинтез - трава - корова - молоко" будут удалены все лишние звенья. Останется "почва - углекислый газ - молоко (творог, масло, мясо - все, что угодно)". Подобное "сельское хозяйство" не будет зависеть от погодных условий и не будет нуждаться в тяжелом физическом труде. А производительности его хватит, чтобы решить продовольственную проблему раз и навсегда. По разным оценкам, первые такие комплексы будут созданы во второй - четвертой четвертях XXI века.

    Биологические наночипы помогут проводить диагностику соматических и инфекционных заболеваний, в том числе видовую идентификацию возбудителей особо опасных инфекций и токсинов получены материалы с наночастицами серебра, обладающие антибактериальными свойствами. Они применимы в медицине для борьбы со стафилококками и другими бактериями в виде красок, бесхлорных средств дезинфекции, перевязочных материалов, лака для покрытия катетеров и т.д. Такие материалы используют в сельском хозяйстве, например в доильных аппаратах, решают проблему загрязнения фильтров любых кондиционеров.

    Направления использования нанотехнологий в сельском хозяйстве связаны с воспроизводством сельскохозяйственных видов, переработкой конечной продукции и улучшением ее качества. Нанотехнологии уже используют для обеззараживания воздуха и различных материалов, в том числе кормов и конечной продукции животноводства; обработки семян и урожая в целях его сохранения. Их применяют при стимуляции роста растений; лечении животных; улучшении качества кормов. Есть опыт внедрения этих технологий для уменьшения энергоемкости производства, оптимизации методов обработки сырья и увеличения выхода конечной продукции; разработки новых упаковочных материалов, позволяющих долго сохранять конечную продукцию.

    Большинство из них связано с пищевой промышленностью, с использованием наноматериалов для упаковки пищи или определения и, в отдельных случаях, нейтрализации опасных токсинов, аллергенов или патогенов. Развиваются проекты по созданию и улучшению пищевых добавок, получению растительного масла с нанодобавками, которые препятствуют поступлению холестерина в кровь млекопитающих.

    Другие направлены на развитие более эффективных и средосберегающих агротехнологий. Например, использование наноматериалов для очистки вод в агроэкосистемах. Или их применение для переработки отходов растениеводства в этанол. В животноводстве разрабатывают методы использования нанодобавок в целях уменьшения доз ростовых факторов и гормонов, нейтрализации патогенов на ранних стадиях их контакта с животными.

    Большие надежды в применении нанотехнологий обнаруживаются и в агропромышленном комплексе. Увеличение производства и качества переработки сельскохозяйственного сырья, увеличение ресурса работы спецтехники, повышения сроков хранения, получение высококачественной пищевой продукции и кормов - все эти задачи агробизнеса могут решить нанотехнологии.

    Употребление нанотехнологий в овощеводстве.

    Мониторинг разработанных нанотехнологических процессов и наноматериалов подтверждает, что применение нанопрепаратов в растениеводстве обеспечивает повышение устойчивости к неблагоприятным погодным условиям и увеличение выхода готовой продукции. Почти для всех технических и продовольственных культур - картофеля, зерновых, овощных, плодово-ягодных, хлопка и льна показатели урожая увеличились в 1,5-2 раза. Нанотехнологии уже активно внедряются при послеуборочной обработке подсолнечника, табака и картофеля, хранении яблок в регулируемых средах, озонировании воздушной среды.

    В свете последних открытий нанотехнологий была изучена биологическая роль кремния в живых организмах и изучена биологическая активность органических соединений кремния - силатранов. Силатраны, являющиеся клеточным образованием и содержащие кремний, оказывают физиологическое действие на живые организмы на всех этапах эволюционного развития от микроорганизмов до человека. Применение кремнеорганических биостимуляторов в растениеводстве позволяет повысить холодостойкость, выносливость к жаре и засухе, помогает благополучно выйти из стрессовых погодных ситуаций (возвратные заморозки, резкие перепады температуры и т. д.), усиливает защитные функции растений к болезням и вредителям. Препараты снимают угнетающее, седативное действие химических реагентов по защите растений при комплексных обработках. Суперсовременное направление нанобиотехнологии (нанотехнологии в биологии) в растениеводстве - это создание культурных растений, особенно устойчивых к насекомым вредителям.

    Нанотехнологии в животноводстве

    В животноводстве нанотехнологии целесообразно использовать в технологических процессах, где они дают вспомогательное превосходство. При формировании микроклимата в помещениях, где содержатся животные и птицы, их использование позволяет заменить энергоемкую приточно-вытяжную систему вентиляции электрохимической очисткой воздуха с обеспечением нормативных параметров микроклимата: температура, влажность, газовый состав, микробиообсемененность, запыленность, скорость движения воздуха, устранение запахов с сохранением тепловыделений животных. Российские ученые применяют на практике экологически чистую нанотехнологию электроконсервирования силосной массы зеленых кормов электроактивированным консервантом. Делается это взамен дорогостоящих органических кислот, требующих соблюдения строгих мер техники безопасности. Такая новая нанотехнология повышает сохранность кормов до 95%. В животноводстве и птицеводстве при приготовлении кормов нанотехнологии обеспечивают повышение продуктивности в 1, 5-3 раза, сопротивляемость стрессам, и падеж уменьшается в 2 раза. Наноустройства, которые могут имплантироваться в растения, животных, позволяют автоматизировать многие процессы и передавать в реальном времени необходимые данные.

    Нанотехнологии в переработке агропродукции

    Новая наноэлектротехнология комбинированной сушки зерна основана на том, что в нагретом зерне создается избыточное давление влаги при температуре ниже температуры кипения воды. Вследствие этого ускоряется фильтрационный перенос влаги из зерновки на поверхность в капельножидком состоянии. С поверхности влага выпаривается горячим воздухом. Затрата энергии на сушку зерна по сравнению с традиционной конвективной сокращается в 1, 3 раза и более, снижаются микроповреждения семян до 6%, их посевные качества улучшаются на 5%. Для низкотемпературной досушки и обеззараживания зерна дополнительно использовали озон, что уменьшило количество бактерий в 24 раза и снизило в 1, 5 раза энергозатраты.

    Применительно к АПК внедрение нанотехнологий сулит увеличение объемов сельскохозяйственной продукции и повышение ее качества. Нанотехнологии могут быть применены в различных отраслях АПК: растениеводство, ветеринарная медицина, животноводство, переработка продуктов жизнедеятельности животных и отходов сельхозпродукции, переработка, хранение, упаковка сельскохозяйственной продукции.

    Например, в настоящее время в животноводстве успешно применяются наночастицы серебра в фильтрах и других деталях оборудования молочной промышленности для ингибирования процессов брожения и скисания молока. Наночастицы железа и других микроэлементов включают в состав премиксов для повышения жизнестойкости животных и их продуктивности. Нанотехнологии применяются при упаковке и хранении пищевых продуктов.

    При помощи наночастиц серебра, обладающих активных антимикробным действием, можно эффективно дезинфицировать различные виды продуктов. Активно сегодня применяются ДНК-технологии, которые позволяют выявить гены, ассоциированные с хозяйственно-ценными признаками, устойчивости к стрессам, инфекционным болезням, а также гены носители рецессивных мутаций – генетических аномалий. В целом вся молекулярная биология может быть названа нанотехнологией.

    За рубежом наноиндустрия стремительно развивается. Например, с конца 90-х годов прошлого столетия с использованием молекулярной биологии ведется анализ племенной ценности животных в США, в Канаде, в странах Евро союза. По данным агентства "Сьянтифика", зафиксировано 150 случаев применения нанотехнологий в пищевой промышленности по всему миру. Другое аналитическое агентство "Хельмут Кайзер" предсказывает, что вклад нанотехнологий в производство продуктов питания к 2010 году в США составит порядка 20 миллиардов долларов. Так, например, правительство США инвестирует до 1,2 миллиардов долларов в программу внедрения нанотехнологий в сельское хозяйство. Российскими учеными уже сделан большой вклад в развитие нанотехнологий. У нас есть очень серьезные разработки, не только в области АПК, о которых, я частично упомянул, но и в других отраслях экономики.

    Любая новация имеет свой путь развития, свою цепочку становления. В настоящее время трудно оценить дохода от внедрения нанотехнологий в АПК, однако можно с уверенностью сказать, что это внедрение позволит интенсифицировать сельское хозяйство и повысить конкурентоспособность животноводческой продукции.

    Экология

    Полное устранение вредного влияния деятельности человека на окружающую среду. Во-первых, за счет насыщения экосферы молекулярными роботами-санитарами, превращающими отходы деятельности человека в исходное сырье, а во-вторых, за счет перевода промышленности и сельского хозяйства на безотходные нанотехнологические методы. Прогнозируемый срок реализации: середина XXI века.

    Проблема экологии занимала человечество с давних времён. А с ростом прогресса, соответственно, загрязнением окружающей среды, проблемы экологии становятся всё более важными. В последнее время их всё чаще пытаются решить с помощью нанотехнологий. Нанотехнология - это область науки и техники, которая занимается совокупностью теоретических и практических методов исследования, анализом и синтезом и методами изготовления и применения продукции, которая имеет заданную атомную структуру. Производство таких продуктов осуществляется контролируемым манипулированием отдельными молекулами и атомами. Применение нанотехнологий помогает значительно снизить загрязнение окружающей среды. Методы нанотехнологии применяют в самых разных областях во многих странах мира.

    Занимаются этой наукой и в Российской Федерации - в последнее время она применяется всё чаще. Уже имеется немало достижений в нанотехнологиях, которые помогают уменьшить вредное влияние на окружающую среду: например, эта наука даёт новые возможности переработки мусора, очистки воды, определения ртути и так далее. Дальнейшие исследования дадут новые результаты, а, значит, и новые возможности. В наше время развитие науки нанотехнологии, а также промышленности, с ней связанной, показывает на развитость государства. Однако нанотехнология - новая наука, и, несмотря на свои преимущества и достоинства, вызывает и опасения. Впрочем, у любой медали всегда две стороны. Поэтому, несмотря на множество явного положительного влияния нанотехнологий на жизнь современных людей, наночастицы могут наносить и вред, используясь в некоторых отраслях.

    Нанотехнологии в наши дни используются почти во всех сферах современной жизни. Наночастицы используются, например, даже в косметике и парфюмерии. Так, наночастицы оксида титана содержатся в некоторых солнцезащитных кремах. Эти наночастицы поглощают излучение ультрафиолета с большой эффективностью, что, несомненно, делают такие кремы куда более эффективными, чем обычные. Однако впоследствии были проведены исследования, которые показали, что, например, углеродные нанотрубки оказывали губительное воздействие на крыс. Углеродные нанотрубки, попадая в лёгкие крыс, вызывали сильные нарушения, а затем разносились кровью по организму. Или, например, были изобретены носки, содержащие наночастицы серебра. Таким образом, носки не приобретают неприятный запах. Но исследования показали, что при стирке эти наночастицы попадают в воду, в которой могут вызвать сильные нарушения работы мозга и функций размножения организмов, живущих в воде.

    Так как практически все канализационные воды попадают в природные водоёмы, это может нанести вред не только организмам, живущих в них, но и людям. Главная проблема в том, что наночастицы проникают сквозь абсолютно все очистительные фильтры, которые существуют на наш день. Поэтому, так как использование нанотехнологий становится всё более активным, произойдёт и некоторая революция в экологии. Будут создаваться специальные фильтры, задерживающие наночастицы. И, конечно, практически все новые технологии (разработки) чаще всего в первую очередь применяются в военной отрасли. Если применять нанотрубки при создании взрывчатых веществ, то, во-первых, это обеспечит огромную силу взрыва, во-вторых, нанотрубки, рассеивающиеся в воздухе, могут нарушать работу органов и клеток людей. Впрочем, страшилки можно рассказывать про любое новое явление. Так как нанотехнологии видимо облегчают жизнь человека, то можно предположить, что, во-первых, нанотехнологии будут использовать не во всех отраслях, а только в тех, где это необходимо. И, во-вторых, вскоре негативное влияние наночастиц будет изучено и будут придуманы новые методы защиты.

    Освоение космоса

    По-видимому, освоению космоса "обычным" порядком будет предшествовать освоение его нанороботами. Огромная армия роботов-молекул будет выпущена в околоземное космическое пространство и подготовит его для заселения человеком - сделает пригодными для обитания Луну, астероиды, ближайшие планеты, соорудит из "подручных материалов" (метеоритов, комет) космические станции. Это будет намного дешевле и безопаснее существующих ныне методов.

    Космос — это не только уникальная лаборатория, где создаются новые материалы и исследуется Вселенная. Космос — это еще и арена будущего распространения человечества, точнее — постчеловечества. Это материал, из которого в далеком будущем мы сможем творить СВОЮ Вселенную.

    В XX-и веке мы вырвались в космос, обрели планетарное и космическое сознание. Мы превзошли себя. Это было одним из самых первых сверхчеловеческих, трангсуманистических деяний Человека. И вот прошло почти полвека с полета первого спутника. Что же мы имеем сейчас? Какие перспективы раскрывают нам последние достижения исследователей?

    К началу XXI-го века сотни людей побывали в космосе; человек высадился на Луне, автоматические аппараты побывали на многих планетах Солнечной системы, астероидах и кометах. Автоматический зонд Вояджер-1 пролетел более 14 миллиардов километров и приближается к границе Солнечной системы. В изучении космоса уже активно используются современные роботы, а также искусственный интеллект, хотя ему пока редко доверяют дорогие аппараты. В последние годы были найдены десятки планет, обращающихся вокруг других звёзд, обнаружены крупные объекты в поясе Купера (за орбитой Плутона), сверхмощные телескопы заглянули в глубины космоса более чем на 10 млрд световых лет (и на столько же лет в прошлое Вселенной).

    Помимо знания о Вселенной, освоение космоса дало огромные практические результаты. С самого начала спутниковая фотография использовалась для изучения Земли, мониторинга окружающей среды, промышленных объектов. К 2002 году развитие телекоммуникаций сделало огромный объём спутниковых снимков всей уголков нашей планеты доступным каждому с помощью программы Google Earth.

    Спутниковые коммуникации широко используются для телевизионной, Интернет и телефонной связи. Космические системы позиционирования используются самолётами, морскими судами, автомобилями и туристами.

    Человечество уже выросло из своей колыбели — без космоса наша жизнь уже немыслима. Поэтому сегодня многие страны начинают собственные космические программы, а в начале 21 века началось и частное освоение космоса. В 2001 году отправился на орбиту первый космический турист Деннис Тито. В 2004 в рамках соревнования X-Prize совершил суборбитальный полёт (на высоту 112 км) космолёт многоразового использования SpaceShipOne, созданный независимыми разработчиками. В 2005 году начато строительство частных космодромов в Мохаве (США), Рас Аль Хаймах (ОАЭ) и Сингапуре. На ближайшие годы планируется огромное расширение туризма (Virgin Galactic планирует отправить на космические круизы 7000 человек до 2013 года, благодаря доступной цене в 200 тыс. долл.). Владелец крупнейшей сети мотелей Роберт Биголоу планирует открыть первый орбитальный отель Skywalker уже в 2010 году.

    Всё это и намного большее станет возможным с появлением нового пути в космос, более эффективного даже, чем современные корабли многоразового использования. С участием NASA разрабатываются планы строительства космического лифта! Ввиду малой силы притяжения Луны, строительство такого лифта из точек Лагранжа (Л-1 или Л-2), где уравновешены силы тяготения Луны, Земли и Солнца, до поверхности Луны возможно даже с помощью сегодняшних технологий! Потребуется лишь кабель из свехпрочного волокна «M5», общим весом 7 тонн, который может быть поднят в космос за один запуск.

    Строительство такого лифта на Земле потребует более совершенных материалов, при этом, по расчётам, углеродные нанотрубки будут достаточно прочными для этих целей. Необходимые технологии могут быть разработаны в течение 10—15 лет. Но когда космический лифт будет построен, стоимость вывода грузов на орбиту упадёт до десятков долларов за килограмм. Вероятно, сразу же после появления первого лифта по экватору будут возведены новые, потом их усовершенствуют, и они будут представлять собой уже не несколько тонких лент, а ажурные башни с сооружениями на промежуточных уровнях. Возможно. что через какое-то время на уровне геостационарной орбиты будет создано целое кольцо — гигантская орбитальная космическая станция, подобная описанной А. Кларком в «Одиссее-3000».

    Также сейчас серьезно рассматриваются планы (НАСА) по добыче ресурсов на Луне и астероидах. Один из видов полезных ископаемых, добыча которого в космосе может быть экономически оправдана — это гелий-3. На Земле его нет, на Луне он присутствует в избытке (собранный Луной из солнечного ветра за миллиарды лет). А он, в то же время, является отличным топливом для термоядерной энергетики. При этом, чтобы обеспечить всей нашей планете потребление энергии в масштабах 2005 года, потребуется в год доставлять на Землю лишь 100 тонн гелия-3!

    Независимо от экономических перспектив, вопросы строительства обитаемых баз на Луне и Марсе остаются на повестке дня. Китай собирается построить первую базу на Луне, Россия и США стремятся к Марсу. Постепенное улучшение технологий делает эти проекты всё более реальными.

    Теперь о двигателях. В начале космической эры мы использовали ракетные двигатели. С тех пор предлагалось много альтернатив, но пока они не стали доминирующими. В будущем для полётов внутри Солнечной системы будут использовать ионные двигатели. Уже сейчас они обеспечивают необычайно высокую эффективность. Для подъёма на орбиту могут найти применение лазерные двигатели. Когда космический лифт будет построен, он заменит ракеты в этой области.

    Еще пример.В 1958-м году был разработан проект «Орион»: проект космического корабля, взлетающего с поверхности Земли с помощью взрывов ядерных микробомб. Но запрет на взрыв ядерных устройств в атмосфере, вступивший в силу в 1963 году, положил конец этому проекту. В данный момент существует проект космического корабля подобного типа «Прометей», который планируется отправить на Марс.

    Также для полёта к звёздам могут быть использованы атомные и фотонные двигатели, позволяющие путешествовать на околосветовых скоростях. Однако, если это физически возможно, то Сверхразум будущего наверняка найдёт способ обхода светового барьера, например, за счёт использования червоточин, сжатия пространства или других способов.

    Тут надо заметить, что вряд ли простое открытие, изучение или колонизация новых миров останутся важными для сверхцивилизаций. Ведь компьютерные технологии сделают возможной симуляцию всего богатства возможностей триллионов звёздных систем в рамках компьютеров-генераторов виртуальной реальности. Первый шаг на этом пути будет сделан в ближайшие годы с выходом компьютерной игры Spore. Поэтому, вероятно, что отношение Сверхразума к далёким звёздам будет более прагматичным.

    Прежде чем что-либо использовать, надо до этого долететь. Весьма вероятно, что эту задачу возьмут на себя так называемые зонды Фон-Неймана: разумные самовоспроизводящиеся корабли-автоматы, способные, долетев до цели, изучить её, передать информацию и создать сотни своих копий, которые будут отправлены к новым звёздам. Подобная децентрализация может оказаться намного эффективнее романтичных звёздных экспедиций homo sapiens с роботами-помошниками, описываемых научной фантастикой.

    Развитие ракетостроения закладывает исследовательскую и зкспериментальную базу для будущего, скорее всего, постсингулярного сверхтехнологического прорыва в ближний, а затем и в дальний космос. Но каковы перспективы для жизни людей в космосе? Мы видим три кардинально различные возможности: терраформинг, адаптация человека к условиям космоса и перестройка космической материи в компьютрониум. Рассмотрим их все.

    Уже сейчас существуют проекты терраформинга Марса. Перестройка поверхности других планеты может быть осуществлена с помощью искусственных микроорганизмов или нанороботов, создающих атмосферу, защитный слой озона, почву, реки и моря... Сверхразум сможет даже создать устройство — назовем его условно «Генезис» — способное сделать планету обитаемой в течение нескольких дней или месяцев.

    Однако, возможна и другая альтернатива: развитие автотрофности человека, его самодостаточности и независимости от окружающей среды. Достижимые с помощью нанотехнологий изменения сделают возможной жизнь человека (как в физическом теле, так и внутри компьютерных систем) в условиях вакуума и сверхвысоких давлений, сверхвысоких радиации и гравитации, сверхнизких или сверхвысоких температур, то есть, практически везде, кроме, разве что, Солнца.

    Если же человек откажется от привычных нам форм существования, то самым эффективным сценарием может оказаться разборка планет солнечной системы и перестройка всей материи в сверхмощные компьютеры, объединённые в единую сеть. Гипотетическое вещество, обеспечивающее максимальную вычислительную мощность на единицу массы называется компьютрониум (computronium). Если отказаться от идеи создать в космосе комфортную для человека среду, то даже существование внутри Солнца может оказаться возможным для Сверхразума: ведь везде, где могут существовать упорядоченные структуры, могут и идти вычисления, а значит — существовать сознание. Любопытно, что, говоря о пределах вычислительной мощности, учёные обычно описывают шары раскалённой плазмы — объекты, весьма напоминающие внутренность Солнца.

    Какими бы путями ни шло освоение космоса, постчеловечество не откажется от космической экспансии. Ведь Сверхразум не является имманентно планетарным. Ему чуждо это разделение, поскольку физических ограничений на жизнь в космосе для него нет. И он обязательно будет заниматься космическим мегастроительством, превращать косную космическую материю в разумную.

    Возможно, это произойдет так. После освоения планет солнечной системы мы построим увеличивающую наши территориальные возможности мегаконструкцию, например, гигантские космические города. Поскольку мы ожидаем развитие самых различных типов постлюдей, то примерно в этот период часть постличностей будет преобразовывать ближайшие к Солнцу (и более богатые солнечной энергией) планеты в «мозги-матрёшки», другая же, более похожая на своих предков (то есть, нас), возможно, будет занята строительством мега-миров (таких как «мир-кольцо») между орбитами Земли и Марса. Газовые гиганты будут разобраны, а составляющее их вещество использовано для наших целей. Через какое-то время, чтобы максимально эффективно использовать энергию Солнца, вокруг Солнечной системы будет воздвигнута сфера Дайсона.

    В более далёком будущем Сверхразум займётся галактическими проектами. Такими, как добыча энергии из черных дыр, подъем вещества из активных звёзд, включение и выключение звёзд, создание червоточин в пространстве для преодоления светового барьера.

    А когда Вселенский Разум исчерпает возможности нашего Универсума, придет время создания новых дочерних вселенных. Практическая ценность дочерних вселенных в том, чтобы обеспечить действительно бесконечное существование разума, перенося его из умирающих вселенных во вновь создаваемые. Однако, согласно некоторым моделям, бесконечно долгое субъективное существование можно обеспечить и в рамках нашей вселенной.

    Кибернетика

    Произойдет переход от ныне существующих планарных структур к объемным микросхемам, размеры активных элементов уменьшаться до размеров молекул. Рабочие частоты компьютеров достигнут терагерцовых величин. Получат распространение схемные решения на нейроноподобных элементах. Появится быстродействующая долговременная память на белковых молекулах, емкость которой будет измеряться терабайтами. Станет возможным "переселение" человеческого интеллекта в компьютер. Прогнозируемый срок реализации: первая - вторая четверть XXI века.

    Институтом Молекулярного Производства (IMM) разработан предварительный дизайн наноманипулятора с атомарной точностью. Как только будет получена система "нанокомпьютер - наноманипулятор" (эксперты прогнозируют это в 2010-2020 гг.), можно будет программно произвести еще один такой же комплекс - он соберет свой аналог по заданной программе, без непосредственного вмешательства человека. Бактерии, используя репликативные свойства ДНК, способны развиваться за считанные часы от нескольких особей до миллионов. Таким образом, получение ассемблеров в массовом масштабе не потребует никаких издержек со стороны, кроме обеспечения их энергией и сырьем.

    На основе системы "нанокомпьютер - наноманипулятор" можно будет организовать сборочные автоматизированные комплексы, способные собирать любые макроскопические объекты по заранее снятой либо разработанной трехмерной сетке расположения атомов. Фирма Xerox в настоящее время ведет интенсивные исследования в области нанотехнологий, что наводит на мысль о ее стремлении создать в будущем дубликаторы материи. Комплекс роботов будет разбирать на атомы исходный объект, а другой комплекс будет создавать копию, идентичную, вплоть до отдельных атомов, оригиналу (эксперты прогнозируют это в 2020-2030 гг.). Это позволит упразднить имеющийся в настоящее время комплекс фабрик, производящих продукцию с помощью "объемной" технологии, достаточно будет спроектировать в компьютеризированной системе любой товар - и он будет собран и размножен сборочным комплексом.

    Станет возможным автоматическое строительство орбитальных систем, самособирающихся колоний на Луне и Марсе, любых строений в мировом океане, на поверхности земли и в воздухе (эксперты прогнозируют это в 2050 гг.). Возможность самосборки может привести к решению глобальных вопросов человечества: проблемы нехватки пищи, жилья и энергии. Благодаря нанотехнологиям существенно изменится конструирование машин и механизмов - многие части упростятся вследствие новых технологий (разработок) сборки, многие станут ненужными. Это позволит конструировать машины и механизмы, ранее недоступные человеку из-за отсутствия технологий сборки и конструирования. Эти механизмы будут состоять, по сути дела, из одной очень сложной детали.

    С помощью механоэлектрических нанопреобразователей можно будет преобразовывать любые виды энергии с большим КПД и создать эффективные устройства для получения электричества из солнечного излучения с КПД около 90%. Утилизация отходов и глобальный контроль за системами типа "recycling" позволит существенно увеличить сырьевые запасы человечества. Станут возможными глобальный экологический контроль, погодный контроль благодаря системе взаимодействующих нанороботов, работающих синхронно.

    Биотехнологии и компьютерная техника, вероятно, получат большее развитие благодаря нанотехнологиям. С развитием наномедицинских роботов станет возможным отдаление человеческой смерти на неопределенный срок. Также не будет проблем с перестройкой человеческого тела для качественного увеличения естественных способностей. Возможно также обеспечение организма энергией, независимо от того, употреблялось что-либо в пищу или нет.

    Компьютерная техника трансформируется в единую глобальную информационную сеть огромной производительности, причем каждый человек будет иметь возможность быть терминалом - через непосредственный доступ к головному мозгу и органам чувств. Область материаловедения существенно изменится - появятся "умные" материалы, способные к мультимедиа-общению с пользователем. Также появятся материалы сверхпрочные, сверхлегкие и негорючие.

    Что касается сырьевой проблемы, то для постройки большинства объектов нанороботы будут использовать несколько самых распространенных типов атомов: углерод, водород, кремний, азот, кислород, сера, и др. в меньшем количестве. С освоением человечеством других планет проблема сырьевого снабжения будет решена.

    Таким образом, на основании прогнозов, нанотехнологии обещают радикальное преобразование как современного производства и связанных с ним технологий, так и человеческой жизни в целом. Нанотехнологии произведут такую же революцию в манипулировании материей, какую произвели компьютеры в манипулировании информацией. Они повлияют на мир больше, чем открытие электричества.

    Отношение общества к нанотехнологиям

    Прогресс в области нанотехнологий вызвал определенный общественный резонанс.

    Отношение общества к нанотехнологиям изучалось ВЦИОМ и европейской службой «Евробарометр».

    Ряд исследователей указывают на то, что негативное отношение к нанотехнологии у неспециалистов может быть связано с религиозностью, а также из-за опасений, связанных с токсичностью наноматериалов.

    Реакция мирового сообщества на развитие нанотехнологий

    C 2005 года функционирует организованная CRN международная рабочая группа, изучающая социальные последствия развития нанотехнологий.

    В октябре 2006 года Международным Советом по нанотехнологиям выпущена обзорная статья, в которой, в частности, говорилось о необходимости ограничения распространения информации по нанотехнологическим исследованиям в целях безопасности.

    Компания «Гринпис» требует полного запрета исследований в области нанотехнологий.

    Тема последствий развития нанотехнологий становится объектом философских исследований. Так, о перспективах развития нанотехнологий говорилось на прошедшей в 2007 году международной футурологической конференции Transvision, организованной WTA.

    Реакция российского общества на развитие нанотехнологий

    26 апреля 2007 года бывший президент Российской Федерации Владимир Путин в послании Федеральному Собранию назвал нанотехнологии «наиболее приоритетным направлением развития науки и техники».

    По мнению Путина, для большинства россиян нанотехнологии сегодня — «некая абстракция вроде атомной энергии в 30-е годы».

    О необходимости развития нанотехнологий заявляет ряд российских общественных организаций.

    По сообщениям СМИ, представители Российского трансгуманистического движения акцентировали внимание на развитии нанотехнологического производства на круглом столе «Влияние науки на политическую ситуацию в Российской Федерации. Взгляд в будущее», состоявшегося 21 марта 2007 года в Государственной Думе РФ.

    8 октября 2008 года было создано «Нанотехнологическое общество Российской Федерации», в задачи которого входит «просвещение российского общества в области нанотехнологий и формирование благоприятного общественного мнения в пользу нанотехнологического развития страны»

    6 октября 2009 года президент Дмитрий Анатольевич Медведев на открытии Международного форума по нанотехнологиям в Москве заявил: «Главное, чтобы не произошло по известному сценарию — всемирная экономика начинает расти, экспортный потенциал возрастает, и никакие нанотехнологии не нужны и можно дальше продавать энергоносители. Этот сценарий был бы для нашей страны просто губительным. Все мы должны сделать так, чтобы нанотехнологии стали одной из мощнейших отраслей экономики. Именно к такому сценарию развития я вас призываю», — подчеркнул Д.Медведев, обращаясь к участникам форума.

    При этом президент особо отметил, что «пока эта (государственная) поддержка (бизнеса) носит безалаберный характер, пока мы не смогли ухватить суть этой работы, надо наладить эту работу». Д. Медведев также подчеркнул, что Роснано до 2015 года на эти цели будет выделено 318 млрд рублей.

    Д. Медведев предложил Минобрнауки увеличить количество специальностей в связи с развитием потребности в квалифицированных кадров для нанотехнологий, а также создать госзаказ на новации и открыть «зеленый коридор» для экспортирования высокотехнологичных товаров.

    Нанотехнологии в искусстве

    Ряд произведений американской художницы Наташи Вита-Мор касается нанотехнологической тематики.

    Нанороботам и их роли в социальном прогрессе посвящена композиция «Nanobots» российской группы Re-Zone.

    Нанотехнологии в фантастике

    В широко известном произведении русского писателя Н. Лескова «Левша» (1881 год) есть любопытный фрагмент: Если бы, — говорит, — был лучше мелкоскоп, который в пять миллионов увеличивает, так вы изволили бы, — говорит, — увидать, что на каждой подковинке мастерово имя выставлено: какой русский мастер ту подковку делал Н. Лесков «Левша»

    Увеличение в 5 000 000 раз обеспечивают современные электронные и атомно-силовые микроскопы, считающиеся основными инструментами нанотехнологий. Таким образом, литературного героя Левшу можно считать первым в истории «нанотехнологом».

    Изложенные Фейнманом в лекции 1959 г. «Там внизу много места» идеи о способах создания и применения наноманипуляторов совпадают практически текстуально с фантастическим рассказом известного советского писателя Бориса Житкова «Микроруки», опубликованным в 1931.

    Некоторые отрицательные последствия неконтролируемого развития нанотехнологий описаны в произведениях М. Крайтона («Рой»), С. Лема («Осмотр на месте» и «Мир на Земле»), С. Лукьяненко («Нечего делить»), С. Кинг («Серая дрянь»).

    Главный герой романа «Трансчеловек» Ю.Никитина — руководитель нанотехнологической корпорации и первый человек, испытавший на себе действие медицинских нанороботов.

    В научно-фантастическом сериале «Звёздные врата: Атлантида» упоминается раса «репликаторов», возникшая в результате неудавшегося опыта Древних с использованием и описанием различных вариантов применения нанотехнологий.

    Источники

    ru.wikipedia.org Википедия – свободная энциклопедия

    delftechnology.com Портал новейших нанотехнологий

    popnano.ru Популярные нанотехнологии

    price.od.ua прайс-лист Зона

    nano.com.ua Украинский сайт нанотехнологий

    enecsis.ru нанотехнологии вчера, сегодня, завтра

    gradusnik.ru Градусник.РУ

    medlinks.ru Вся медицина в интернете

    nanoforce.org.ua Портал о нанотехнологиях

    orange.strf.ru Наука и технологии Российской Федерации

    nanofab.asia нанотехнологии в Казахстане

    nanoveko.ru/ нанотехнологии в экологии

    transhumanism-russia.ru Российское трансгуманистическое движение

    Источник: http://forexaw.com/

    Источник: Нанотехнология