Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

2009. március 18.Gábor Dénes Klub. 2009. március 18.Gábor Dénes Klub Utak a mikro- és a nanotechnológia felé Gyulai József MTA Műszaki Fizikai és Anyagtudományi.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "2009. március 18.Gábor Dénes Klub. 2009. március 18.Gábor Dénes Klub Utak a mikro- és a nanotechnológia felé Gyulai József MTA Műszaki Fizikai és Anyagtudományi."— Előadás másolata:

1 2009. március 18.Gábor Dénes Klub

2 2009. március 18.Gábor Dénes Klub Utak a mikro- és a nanotechnológia felé Gyulai József MTA Műszaki Fizikai és Anyagtudományi Kutatóintézet

3 2009. március 18.Gábor Dénes Klub Vázlat A Credo-m EU kitekintés, NMP, ICT,… A nanotechnológia módszerei Néhány általam látott gond –A megbízhatóság kérdése… –A biomimetika és gondjai Végső motto: "Spaceship Earth“ Következtetések

4 2009. március 18.Gábor Dénes Klub Az alapkérdés a XXI. században: az energia, -előállítás, -gazdálkodás az emberi életkor nyújtása…hmmm? Az "írástudók" tudhatják csak a megoldást megtalálni: minden technológiát át kell gondolni, hogy –azonos feladatot kevesebb energiával, anyaggal, –zárt termelési-fogyasztási folyamatokat létrehozni. A fejlett országokban az 1$ GDP megtermeléséhez szükséges energia évi 5-6%-kal csökken Felelősségünk, hogy a fejlődő országokba ne száműzzük a „rossz” technológiákat Az idejében való elfogadtatás: a politika, társadalom érettsége…

5 2009. március 18.Gábor Dénes Klub A Credo-m: a "multidiszciplina"... Olyasmit várok az élettudományokban, mint ami a kémiával történt 1930 táján: a fizika, matematika, elektronikus méréstechnika „kémiává” szervült Azaz, a XXI. század "biológiája" jobban fog hasonlítani a XX. század fizikájára, kémiájára, informatikájára, mint az akkori-mai biológiára… De: a paradigmaváltást én két szinten is vágyom: –nem csak a fizikai-kémiai metodikák bevitele, alkalmazása az élő rendszerekre, amely ismert, –hanem az élettelen természettudományok gondolkodásmódjának, azaz az első elvekre való visszavezetésnek a célul tűzése

6 2009. március 18.Gábor Dénes Klub EU kitekintés, NMP, ICT,… Rálátásom az NMP-re van, ami „inter-szektoriális” : –Health, –Food, –Security, –Space, –ICT, –Energy, –Environment ésTransport.

7 2009. március 18.Gábor Dénes Klub A válságból való kikecmergés, 2010 után… A lisszaboni célok mentén: –Lakosság, –Üzleti szféra, –infrastruktúra & energia Innováció a gyártásban, Építőiparban, Automobil szektorban. –R&D Megvalósítás PPP konstrukcióban: –A jövő gyára - "Factories of the future", –Energiahatékony épületek - "Energy efficient buildings" –„zöld” autó - "Green cars".

8 2009. március 18.Gábor Dénes Klub Célok - továbbiak Magas hozzáadott értékű termékek és technológiák, amelyek megfelelnek a fogyasztói igényeknek, valamint a –Növekedés, –Népegészségügy, –Foglalkoztatási biztonság, –Környezetvédelem és a –Társadalmi értékeknek és elvárásoknak. Fenntarthatósági meggondolások (egyensúlyos gazdasági növekedés, társadalmi jólét és környezetvédelem) A Környezetvédelem, azaz a klímaváltozás, a források ritkulása egyszerre korlát és kihívás

9 2009. március 18.Gábor Dénes Klub Az ETP European Technology Platform (ETPs) mintegy 30 stratégiai témában definiál kutatásokat. Az NMP szempontjából a versenyképesség, innováció és fenntarthatóság integrálása a cél

10 2009. március 18.Gábor Dénes Klub Példák a várható irányokra Nanotudomány és nanotechnológia –“zöld nanotechnológia", –Termoelektromos energia-konverzió, –Új bányászati technológiák, –Nanorészecskék és veszélyek, stb. Anyagok, –tervezett szerves-szervetlen hibridek (elektronika, fotonika) –Vázszerkezetek bioaktív anyagoknak (szerv-regeneráció), Kémiai anyagoknak (membránok katalitikus reaktoroknak) –Magashőmérsékletű szupravezetők, stb. Új gyártástechnológiák, PPPk megsegítése –„A jövő gyára " –„Energia-hatékony épületek” –„Zöld gépkocsi”

11 2009. március 18.Gábor Dénes Klub Az irányok integrálása Nanotechnologia-alapú megoldások –Rákellenes megoldások –Sokparaméterű szenzorok –Tervezett tulajdonságú termékek –Szál-alapú termékek Az integrációban segítenek a tervezett –ERAnet-ek, valamint az –European Technology Platformok (ETPs).

12 2009. március 18.Gábor Dénes Klub A pályázati formák Változatlanok: –Collaborative Projects: Small or medium scale focused research projects and Large scale integrating projects –Coordination and Support Actions A KKV-k minden pályázati formában részt vehetnek Lesznek azonban dedikált kiírások is.

13 2009. március 18.Gábor Dénes Klub Az ipari célszektorok A gyártás és a kémiai ipar a fő terület, de látszólag hagyományosabb területek is számba jönnek, mert ezek a csúcstechnológia irányába fejlődnek: –Építőipar –Textil, stb. Az EU vezető szerepét is jelentő technológiai területek is megmaradnak: –Elektronika –Fotonika –Orvosi eszközök, stb. A gyártás és építőipar főleg a PPP konstrukcióban lesz támogatott.

14 2009. március 18.Gábor Dénes Klub A nanotechnológia elvi súlypontjai A nanotechnológia társadalmi elfogadtatása ennek etikájában a „Best practices” kimunkálása A nanoanyagok valósidejű karakterizálására alkalmas új elvű eszközök A „zöld nanotechnológia” révén anyagok, ill. komponensek helyettesítése

15 2009. március 18.Gábor Dénes Klub Felfutó területek Nanotechnológiai elvű termoelektromos energia- konverterek Nanotechnológiai elvű energiahatékony hőszigetelő rendszerek Nanorészecskék kockázati tényezőinek referenciái Az elektronika és fotonika szerves-szervetlen hibrid anyagai Szövet-regeneráció bioaktív szerkezeti elemei Katalitikus reaktorok új anyagai, membránok Hatékony energiatároló anyagok Nanotechnológiai elvű rákkutatási eszközök (felismerés, diagnózis, terápia)

16 2009. március 18.Gábor Dénes Klub A kémia és a „nano” A kémikusok, főleg a kolloidkémikusok gyakran mondják, hogy ők mindig is nanotechnológiát csináltak. Ez majdnem a teljes igazság: korábban azonban nem volt fontos, hogy a terméket a reaktorban molekulánként meg lehessen találni. Ma – „valódi” nano-alkalmazásoknál – címezhetőnek kell lennie minden egyes molekulának – nagy kihívás a kémiának Én, pl. a katalízist úgy vizualizálom, hogy a katalizátor atom – a maga elektronszerkezetével, üres d-, f-héjaival létrehoz egy olyan dinamikus elektromágneses teret, amelybe ha ‘betévednek’ az atomok, ionizálódnak és vegyülnek.

17 2009. március 18.Gábor Dénes Klub A nanotechnológia módszerei A pásztázó szondás módszerek mint kísérleti preparatív technika: egyes atomok rendezése – ezzel indult, de ez termelére alkalmatlan Az önszerveződés: a természettörvények, ha tudják, eljuttatják az atomokat az egyensúlyi állapotba – amolyan "laissez-passer"– azaz "magától" épül a kívánt szerkezet De ezzel vannak gondok – pl. a termikus zaj, azaz az épülő szerkezet inherens hibákkal alakul ki! Ami vagy tolerálható, vagy nem (teljesen)…

18 2009. március 18.Gábor Dénes Klub Mérnöki gondolkodás a biológiában - kevesebb antropomorfizmus Pl. a stressz protein Megtalálja a sérült fehérjét, hogyan? megméri, hogyan? Átadja a saját testének egy részét – milyen energetika vezérli? Tudjuk, csak atomi erők szerepelhetnek Én ennek megértését tekintem a biológia új életének

19 2009. március 18.Gábor Dénes Klub Vagy a megbízhatóság kérdése… A mikroelektronikai eszközök mintegy művelet esetén téveszthetnek egyet – ami még redundáns szervezéssel javítható is, A gyógyszeripar megbízhatósági kritériumai kemények, de néhány ppb felesleges molekula aligha okoz gondot. A nanoelektronikai eszközök előállításában használt önszerveződő folyamatokban a képződött molekulát címzetten meg kell tudni találni… új precizitási lépcsőfok A mai nanotechnológia inkább „laborszint”, még adós az „ipari” megbízhatósággal De ez nem egyszerű:

20 2009. március 18.Gábor Dénes Klub Paradigmaváltás a nanotudományban Mai műszaki ipar Terv, kísérlet Gyártás TQM –tolerancia, –elfogad, kidob Mikroelektronika biztonsága Kontrollált redundancia Nanovilágban Pásztázó szondák, ill. önszerveződés TQM, de hogyan? Jó az élővilág modellje? ‘Gyorsított evolúció'? –a mutáció a mai “majdnem” selejt? –kiválasztódás felgyorsítva? A gyógyszer-jellegű TQM rendben Kontrollálatlan (?) redundancia

21 2009. március 18.Gábor Dénes Klub Megbizhatóság (Swiss Fed. Labs for Matls Testing and Res.) A nem-skálázó fizikai folyamatok – tömeg és hődiffúzió, elektromos vezetőképesség, reakciókinetika, korróziós folyamatok, stb. Fáradás, súrlódás, fáradás, javítási mechanizmusok mások az atomi és molekuláris léptékben. Redundancia, a kvantumállapotok korrelációja is kvantumstatisztika- és hulláminterferencia-függő Modellezés, kutatásigényes Hibatűrő megoldások igénye

22 2009. március 18.Gábor Dénes Klub Biomimetika és gondjai A nano tanulni kíván a természettől. De nem egyszerű: az evolúció mindig némileg másra optimált! Bioüzemanyag: a fotoszintézis „túlprocesszálja” a napenergiát – cellulózzá. –Így a napelemmel, szélerőművel való összevetésnél a már tárolt energia (hidrogén, stb.) kinyerésével kell hasonlítani, ami még ront a bioetanol hatásfokán. A pókháló vs. kevlar: egyetlen fizikai paraméterben van különbség köztük, a lassú, ill. gyors deformáció munkájában. Ettől jó az egyik légyfogásra, ill. golyóálló mellénynek a másik. A van der Waals erők természetbeni szerepe. A fotonikus kristályok a természeti „színekben”?

23 2009. március 18.Gábor Dénes Klub Van der Waals erők – soxorozva Sima felülethez tapadás –gekkó: 20N erő – szemben a 43 g saját tömeggel –ugrópók: szőrszál a nyolc lábon elbírja a saját súlyának 170-szeresét van der Waals-erő (nemrég volt Nature cikk: hogyan választja el magát?) A nanotudomány igyekszik ellesni, megvalósítani: “spidar”…

24 2009. március 18.Gábor Dénes Klub A forgómozgás és az evolúció E.Coli baktérium csillója ford./perc, proton-ugrás, nanomotor Adenotrifoszfát, ATP, átalakítása nanomotorrá (Cornell) El tudjuk-e tanulni ezt a bottom up "gyártást"?

25 2009. március 18.Gábor Dénes Klub Operating Manual for Spaceship Earth - Buckminster Fuller (1969) Biosphere, Montreal, 1967

26 2009. március 18.Gábor Dénes Klub Végső motto: "Spaceship Earth" "One outstandingly important fact regarding Spaceship Earth, and that is that no instruction book came with it…" Operating Manual for Spaceship Earth - the architect Buckminster Fuller (1969)

27 2009. március 18.Gábor Dénes Klub Következtetések Reciklizálható és bottom up technológiák, az önszerveződés bűvszó – kihívás a fizikának, kémiának Az energia-igény redukciója, a megújuló energiaforrások arányának nem-piaci növelése Álmom a "szemétdomb", ahol a hulladékok a Nap hatására visszaalakulnak nyersanyaggá… Társadalmi elfogadtatás: –a társadalom és a politika érettsége... –A humaniórák és – kinek-kinek – a hit tehetik ezt a világot élhetővé


Letölteni ppt "2009. március 18.Gábor Dénes Klub. 2009. március 18.Gábor Dénes Klub Utak a mikro- és a nanotechnológia felé Gyulai József MTA Műszaki Fizikai és Anyagtudományi."

Hasonló előadás


Google Hirdetések