Химическая термодинамика. 6

Федеральное агентство по образованию РФ    

        

 

 

 

 

 

 

                             Курсовая работа

                                                         По химии

                                     

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                                   Выполнила: 

                                                                                                     Проверила: 

 

 

 

 

 

 

                                                                Казань 2010

                                                  СОДЕРЖАНИЕ

1. Введение                                                                     
2. Химическая термодинамика
1. Внутренняя энергия
2. Энтальпия
3. Энтропия
4. Энергия Гиббса
3. Кинетика химических реакций
1. Скорость химической реакции
2. Влияние концентрации реагентов. Основной закон кинетики
3. Влияние температуры
4. Влияние катализатора
4. Гидролиз солей
5. Строение коллоидных частиц
6. Нанотехнологии
1. Новейшие достижения нанотехнологий в мире
2. Открытия в области нанотехнологий в России в 2010 году
7. Список используемой литературы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                             ВВЕДЕНИЕ

     Химия и строительство, две обширные и древние области деятельности человека, в течение многих веков развиваются в тесном контакте, взаимопроникая друг в друга. Можно с уверенностью сказать, что характерная особенность строительства – это быстрое освоение и продуктивное использование всего нового, что появлялось в химической науке. Современное развитие строительства трудно представить себе без использования продукции химической промышленности: применения и внедрения новых конструкционных полимерных материалов, пластических масс, синтетических волокон, каучуков, вяжущих и отделочных веществ и многих других полезных продуктов большой и малой химии.

     Техника строительства реконструируется по направлению не только интенсификации и модернизации самих процессов строительного производства, но и повышения значимости роли химических и физико-химичесных разделах химии в строительстве, таких процессов. Внедрение таких процессов, как склеивание, сварка, формование, – это результат химизации строительства. Использование быстротвердеющих бетонов и растворов стало возможным после тщательного и продуктивного исследования химических реакций их компонентов. Применение вяжущих веществ совершенствуется в ходе изучения процессов, реализующихся при их твердении.

     В курсовой работе нет возможности подробно остановиться на всех аспектах использования химических веществ и материалов в строительстве, однако некоторые основополагающие разделы строительной химии важно рассмотреть более подробно.

 

 

 

 

 

 

 

 

1.                         ХИМИЧЕСКАЯ ТЕРМОДИНАМИКА

     Химическая термодинамика - область химии, изучающая энергетику химических процессов, возможности и условия самопроизвольного протекания химических реакций, а также условия установления химического равновесия. Объектом изучения термодинамики является система, т.е. тело или совокупность тел, состоящих из множества молекул или атомов, образующих различные химические вещества, мысленно или фактически обособленных от окружающей среды.

     Термодинамические системы делятся на гомогенные (однородные) и гетерогенные (неоднородные). Гомогенные системы, в отличие от гетерогенных, не имеют поверхности раздела между отдельными участками, т.е. являются однофазными.  Примером гомогенных систем служат смеси газов, истинные растворы (жидкие или твердые) и др. Гетерогенные системы состоят из несколько фаз, например: лёд ↔ вода, лёд ↔ вода ↔ пар и др.

     В ходе различных превращений система переходит из одного энергетического состояния в другое. То или иное состояние системы определяется или характеризуется термодинамическими параметрами: объемом, давлением, температурой и концентрацией.

     При анализе химических процессов наиболее часто используют следующие термодинамические функции состояния системы:

внутренняя энергия U и её изменение ΔU при V-const;

энтальпия (теплосодержание) H и её изменение ΔH при P-const;

энтропия  S и её изменение ΔS;

энергия Гиббса G и её изменение ΔG при P-const и T-const.

     Для функций состояния системы характерно то, что их изменение в химической реакции определяется только начальным и конечным состоянием системы и не зависит от пути или способа протекания процесса.

ВНУТРЕННЯЯ  ЭНЕРГИЯ

     Внутренняя энергия системы (U)- это полная энергия системы, включающая кинетическую энергию всех видов движения молекул, атомов, ядер, электронов и других структурных единиц, а также потенциальную энергию взаимодействия и др., кроме кинетической и потенциальной энергии всей системы как целого по отношению к другим системам.

ΔU = U2 − U1.

     Все изменения подчиняются закону сохранения энергии: Энергия не исчезает бесследно и не возникает ни из чего, а лишь переходит из одной формы в другую в эквивалентных количествах.

     При переходе неизолированной системы из одного состояния в другое, изменение её внутренней энергии осуществляется путём обмена с окружающей средой. Основными формами обмена являются совершение работы и выделение или поглощение теплоты. На этом основан первый закон термодинамики, который устанавливает соотношение между теплотой (Q), работой (А) и изменением внутренней энергии системы (ΔU).

     Qр = ΔU + А - это первый закон термодинамики: Сумма изменений внутренней энергии и совершенной системой работы равна сообщенной ей теплоте.

ЭНТАЛЬПИЯ

     Для того, чтобы сделать возможным проведение термохимических расчётов, вводят специальные понятия − энтальпия (теплота) образования вещества и энтальпия (теплота) сгорания вещества. Энтальпия (теплота) образования вещества – это тепловой эффект реакции образования одного моль данного сложного вещества из соответствующих простых веществ, устойчивых при данных условиях.

     В основе термохимических расчётов реакций лежит закон Гесса: Тепловой эффект реакции (ΔНр) не зависит от пути её протекания, а определяется только природой и физическим состоянием исходных веществ и конечных продуктов.

ΔНр=ΣΔНобр. конеч. прод. - ΣΔНобр. исх. прод.

     Если в системе имеет место химическая реакция, то её протекание, как известно, будет сопровождаться выделением или поглощением энергии в виде теплоты. В тех случаях, когда теплота выделяется, ΔН< 0, реакции называются экзотермическими , а когда тепло поглощается, ΔН> 0 – эндотермическими.

ЭНТРОПИЯ

     Энтропия есть мера молекулярного беспорядка, представляющая логарифмическое выражение термодинамической вероятности состояния системы. Энтропия зависит от всех видов движения частиц, составляющих систему, их количества, числа степеней свободы, агрегатного состояния и возрастает с повышением температуры. Поэтому в процессах, вызываемых увеличением движения частиц, т.е. при нагревании, испарении, плавлении, разрыве связей между атомами и т.п., энтропия возрастает. Наоборот, упрочнение связей, охлаждение, конденсация, кристаллизация, полимеризация, т.е. процессы, связанные с упорядочением системы, сопровождаются уменьшением энтропии. Энтропия пропорциональна также массе вещества. Её обычно относят к одному моль вещества и выражают в Дж/моль⋅К.

ΔS = Σ S конеч. прод. - Σ S исх. прод.

 

     Отрицательное значение энтропии реакции ΔSр< 0 означает, что беспорядок в системе уменьшается, а положительное значение ΔSр> 0 значит, что беспорядок в системе увеличивается.

 

ЭНЕРГИЯ ГИББСА

     В качестве критерия для определения направления самопроизвольного протекания химических процессов (при р=const) используется изменение энергии Гиббса ΔG или ΔG = G2 – G1.

     В зависимости от знака её изменения, возможны три случая.

1. ΔG< 0, реакция термодинамически возможна.

При постоянной температуре  и давлении химические реакции протекают  самопроизвольно только в направлении  уменьшения энергии Гиббса в системе (ΔG< 0).

2. ΔG > 0, реакция термодинамически невозможна;

3. ΔG = 0, термодинамически возможны как прямая, так и обратная реакция. Установление химического равновесия.

Энергия Гиббса связана с  энтальпией, энтропией и температурой следующим образом: ΔG = ΔН – ТΔS

     Стандартная энергия Гиббса образования простых веществ условно принимается равной нулю.

     Энергия Гиббса является функцией состояния системы. Поэтому её изменение в ходе той или иной химической реакции зависит только от природы, физического или агрегатного состояния исходных веществ и продуктов реакции, их количества и не зависит от промежуточных стадий реакции или от того, каким путем данная реакционная система достигла конечного состояния, т.е.  ΔG = Σ ΔG конеч. прод. – Σ ΔG исх. прод.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.                   КИНЕТИКА ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ

     Химическая кинетика или кинетика химических реакций — раздел физической химии, изучающий закономерности протекания химических реакций во времени, зависимости этих закономерностей от внешних условий, а также механизмы химических превращений.

Скорость  химической реакции

     Важнейшей количественной характеристикой протекания химической реакции во времени является скорость реакции. Скорость химической реакции — изменение концентрации реагирующих веществ в единице времени.

     Скорость гомогенных реакций, протекающих в однородной среде между веществами, образующими одну фазу, а следовательно, во всём объёме реакционной системы (взаимодействие в жидких растворах) больше скорости гетерогенных, протекающих в неоднородной среде между веществами, находящимися в разных фазах, и, следовательно, только на границе раздела фаз (коррозия металлов).

     На практике для определения скорости реакции строят экспериментальные кривые изменения концентрации какого-либо из веществ во времени, называемые кинетическими кривыми (рис.1).

    

                                                            Рис.1

     Скорость химической реакции зависит от различных факторов: природы реагирующих веществ, их концентрации, температуры, давления среды, в которой проводится реакция, присутствия катализаторов, ингибиторов и др.

 

Влияние концентрации реагентов. Основной закон кинетики

     Зависимость скорости реакции от концентрации реагентов известна давно и подтверждается огромным числом экспериментальных данных. Для большинства химических реакций эта зависимость составляет суть основного закона кинетики: Скорость реакции в каждый момент времени пропорциональна произведению концентраций взаимодействующих веществ, возведённых в некоторую степень.

     ϑ = К · [A]  · [B]  · [D]  · [F]     - это уравнение называется кинетическим уравнением реакции.

     Коэффициент К называется константой скорости реакции, его величина не зависит от концентрации, но может принимать самые различные значения в зависимости от природы реагентов и температуры. [A]  , [B]  , [D]  , [F]   - конценрации веществ; a,b,d,f  – стехиометрические коэффициенты.

Влияние температуры

     Известно, что скорость химических реакций очень чувствительна к изменению температуры и увеличивается с её ростом. С увеличением температуры увеличивается число активных молекул, энергия которых растет, а следовательно они способны преодолеть энергетический баланс.

     Впервые количественная зависимость скорости реакции от температуры была установлена Я.Вант-Гоффом ориентировочно в 1884 г. и известна, как правило Вант-Гоффа: При повышении температуры на каждые 10 градусов, скорость реакции возрастает от двух до четырёх раз.

 

ϑ =ϑ ⋅ γ             , где ϑ0 и ϑ1 – скорость реакции при температурах Т0 и Т1, соответственно; γ - температурный коэффициент реакции, принимающий для большинства реакций значения 2-4.

Влияние катализатора

     Катализатор – это вещество, увеличивающее скорость химической реакции и остающееся после её окончания химически неизменным.

     Поскольку катализатор после реакции остаётся в неизменном состоянии и количестве, то он не является источником свободной энергии и потому изменяет скорость только термодинамически возможных реакций (ΔG<0).

     Сущность катализа состоит в снижении общего энергетического барьера процесса. Реакция в присутствии катализатора протекает по пути с меньшей энергией активации, а потому с большей скоростью.

     Механизм действия катализатора заключается в том, сначала он  взаимодействует с одним из реагирующих веществ с образованием некоторого промежуточного активированного комплекса (ПАК), который затем реагирует с другим компонентом, образуя продукты реакции и регенерируя катализатор:   А + В −кат-р→ АВ.

                         A + K → AK   (ПАК)

                       AK + B → AKB

     В зависимости от однородности системы, в которой протекает процесс катализа, различают гомогенный и гетерогенный катализ. Катализаторы могут обладать избирательностью и повышать выход не всех, а только отдельных продуктов реакции.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.                                          ГИДРОЛИЗ СОЛЕЙ

 

     Соли – это ионные соединения, при попадании в воду они диссоциируют на ионы. В водном растворе эти ионы гидратированы – окружены молекулами воды. Обнаружено, что водные растворы многих солей имеют не нейтральную среду, а либо слабокислую, либо щелочную. Объяснение этого – взаимодействие ионов соли с водой. Этот процесс называется гидролизом.

 

     По отношению к воде соли можно разделить на 4 группы:

     1) Соль, образованная сильным основанием и сильной кислотой - НЕ ГИДРОЛИЗУЕТСЯ, в растворе только диссоциирует на ионы. Среда нейтральная.

 

ПРИМЕР: Не гидролизуются  соли - NaCl, KNO₃, RbBr, Cs₂SO₄, KClO₃, и т.п.

В растворе эти соли только диссоциируют:

Cs₂SO₄ à 2Cs⁺+SO₄^2-

 

     2) Соль, образованная сильным основанием и слабой кислотой - гидролиз ПО АНИОНУ. Анион слабой кислоты отрывает от воды ионы водорода, связывает их. В растворе образуется  избыток ионов ОН^-  - среда щелочная.

 

ПРИМЕР: Гидролизу по аниону подвергаются соли - Na₂S, KF, K₃PO₄, Na₂CO₃, Cs₂SO₃, KCN, KClO, и кислые соли этих кислот.

K₃PO₄ – соль, образованная слабой кислотой и сильным основанием. Гидролизуется фосфат-анион.

 K₃PO₄ + Н₂О  ⇄ К₂НРО₄ + КОН  

PO₄^3- + НОН ⇄ НРО₄^2-+ОН^-

(это первая ступень  гидролиза, остальные 2 идут в  очень малой степени)

     3) Соль, образованная слабым основанием и сильной кислотой - гидролиз ПО КАТИОНУ. Катион слабого основания отрывает от воды ион ОН^-, связывает его. В растворе остаётся  избыток ионов H⁺ - среда кислая.

 

ПРИМЕР:  Гидролизу по катиону подвергаются соли - CuCl₂, NH₄Cl, Al(NO₄)₃, Cr₂(SO₄)₃ .

CuSO₄ – соль, образованная слабым основанием и сильной кислотой. Гидролизуется катион меди:

2CuSO₄+2H₂O ⇄ (CuOH)₂SO₄ + H₂SO₄

Cu⁺² + НОН ⇄ CuOH⁺ +H⁺

 

     4) Соль, образованная слабым основанием и слабой кислотой – ПОЛНЫЙ ГИДРОЛИЗ СОЛИ - гидролиз ПО КАТИОНУ И ПО АНИОНУ.  Водные растворы таких солей могут иметь нейтральную, кислую или щелочную реакцию в зависимости от констант диссоциации образующихся кислот и оснований.

Если какие-либо из продуктов  выделяются в виде осадка или газа, то гидролиз необратимый, если оба продукта гидролиза остаются в растворе - гидролиз обратимый.

 

ПРИМЕР: Гидролизуются соли –

• Al₂S₃,Cr₂S₃(необратимо):

      Al₂S₃  + H₂O  à  Al(OH)₃¯ + H₂S­

 

• NH₄F, CH₃COONH₄(обратимо)

            NH₄F + H₂O ⇄NH₄OH  +  HF

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.                          СТРОЕНИЕ КОЛЛОИДНЫХ ЧАСТИЦ

     Коллоидные системы состоят из дисперсной фазы и дисперсионной среды. Частицу дисперсной фазы вместе с окружающим ее двойным электрическим слоем называют мицеллой. Мицелла – сложное структурное образование, состоящее из агрегата, потенциалопределяющих ионов и противоионов.

     Внутреннюю часть мицеллы составляет агрегат основного вещества. Как правило, агрегат состоит из большого числа молекул или атомов кристаллического или аморфного строения. Агрегат электронейтрален, но обладает большой адсорбционной способностью и способен адсорбировать на своей поверхности ионы из раствора – потенциалопределяющие ионы (ПОИ).

     Агрегат вместе с потенциалопределяющими ионами составляет ядро мицеллы. Ядро мицеллы, обладающее большим зарядом, притягивает ионы противоположного заряда – противоионы (ПИ) из раствора.

     Часть противоионов находится в непосредственной близости от ядра, прочно связана с ним за счет адсорбционных и электростатических сил, и образует плотную часть двойного электрического слоя (адсорбционный слой).

     Ядро с противоионами плотной части двойного электрического слоя образуют гранулу или коллоидную частицу.

     Знак заряда коллоидной частицы определяется знаком заряда потенциалопределяющих ионов. Коллоидную частицу (гранулу) окружают противоионы диффузного слоя – остальная часть противоионов, подвергающихся броуновскому движению и менее прочно связанных с ядром. В целом образуется мицелла. Мицелла в отличие от коллоидной частицы электронейтральна.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.                                         НАНОТЕХНОЛОГИИ

     Нанотехнология — междисциплинарная область фундаментальной и прикладной науки и техники, имеющая дело с совокупностью теоретического обоснования, практических методов исследования, анализа и синтеза, а также методов производства и применения продуктов с заданной атомарной структурой путём контролируемого манипулирования отдельными атомами и молекулами.

     Впервые термин «нанотехнология» применил Норио Танигучи, инженер из Токийского университета, в 1974 г. в статье, которая посвящалась обработке материалов. Прошло еще 20 лет, прежде чем термин был введен в широкий научный оборот. Сегодня нанотехнологии являются одной из наиболее интенсивно развивающихся областей науки в самых разных отраслях.

     Часто употребляемое определение нанотехнологии как комплекса методов работы с объектами размером менее 100 нанометров недостаточно точно описывает как объект, так и отличие нанотехнологии от традиционных технологий и научных дисциплин. Объекты нанотехнологий, с одной стороны, могут иметь характеристические размеры указанного диапазона:

- наночастицы, нанопорошки (объекты, у которых три характеристических размера находятся в диапазоне до 100 нм);

- нанотрубки, нановолокна (объекты, у которых два характеристических размера находятся в диапазоне до 100 нм);

- наноплёнки (объекты, у которых один характеристический размер находится в диапазоне до 100 нм).

     С другой стороны, объектами нанотехнологий могут быть макроскопические объекты, атомарная структура которых контролируемо создаётся с разрешением на уровне отдельных атомов.

     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, квантовые эффекты.

     В практическом аспекте это технологии производства устройств и их компонентов, необходимых для создания, обработки и манипуляции атомами, молекулами и частицами, размеры которых находятся в пределах от 1 до 100 нанометров. Однако, нанотехнология сейчас находится в начальной стадии развития, поскольку основные открытия, предсказываемые в этой области, пока не сделаны. Тем не менее проводимые исследования уже дают практические результаты. Использование в нанотехнологии передовых научных результатов позволяет относить её к высоким технологиям.

     При работе с такими малыми размерами проявляются квантовые эффекты и эффекты межмолекулярных взаимодействий, такие как Ван-дер-Ваальсовы взаимодействия. Нанотехнология и, в особенности, молекулярная технология - новые области, очень мало исследованные. 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 затраты возрастают экспоненциально. Нанотехнология - следующий логический шаг развития электроники и других наукоёмких производств.

     Новейшие достижения нанотехнологий в мире

Наноматериалы

     Материалы, разработанные на основе наночастиц с уникальными характеристиками, вытекающими из микроскопических размеров их составляющих.

     Фуллерены – молекулярные соединения, принадлежащие классу аллотропных форм углерода (другие — алмаз, карбин и графит) и представляющие собой выпуклые замкнутые многогранники, составленные из чётного числа трёхкоординированных атомов углерода.

     Графен – монослой атомов углерода, полученный в октябре 2004 года в Манчестерском университете (The University Of Manchester). Графен можно использовать, как детектор молекул (NO2), позволяющий детектировать приход и уход единичных молекул. Графен обладает высокой подвижностью при комнатной температуре, благодаря чему как только решат проблему формирования запрещённой зоны в этом полуметалле, обсуждают графен как перспективный материал, который заменит кремний в интегральных микросхемах.

     Наноаккумуляторы – в начале 2005 года компания Altair Nanotechnologies (США) объявила о создании инновационного нанотехнологического материала для электродов литий-ионных аккумуляторов. Аккумуляторы с Li4Ti5O12 электродами имеют время зарядки 10-15 минут. В феврале 2006 года компания начала производство аккумуляторов на своём заводе в Индиане. В марте 2006 Altairnano и компания Boshart Engineering заключили соглашение о совместном создании электромобиля. В мае 2006 успешно завершились испытания автомобильных наноаккумуляторов. В июле 2006 Altair Nanotechnologies получила первый заказ на поставку литий-ионных аккумуляторов для электромобилей.

Наномедицина  и химическая промышленность

     Направление в современной медицине, основанное на использовании уникальных свойств наноматериалов и нанообъектов для отслеживания, конструирования и изменения биологических систем человека на наномолекулярном уровне.

     ДНК-нанотехнологии – используют специфические основы молекул ДНК и нуклеиновых кислот для создания на их основе четко заданных структур.

     Промышленный синтез молекул лекарств и фармакологических препаратов четко определенной формы (бис-пептиды).

Компьютеры и  микроэлектроника

     Центральные процессоры – 15 октября 2007 года компания Intel заявила о разработке нового прототипа процессора, содержащего наименьший структурный элемент размерами примерно 45 нм. В дальнейшем компания намерена достичь размеров структурных элементов до 5 нм. Основной конкурент Intel, компания AMD, также давно использует для производства своих процессоров нанотехнологические процессы, разработанные совместно с компанией IBM. Характерным отличием от разработок Intel является применение дополнительного изолирующего слоя SOI, препятствующего утечке тока за счет дополнительной изоляции структур, формирующих транзистор. Уже существуют рабочие образцы процессоров с транзисторами размером 45 нм и опытные образцы на 32 нм;

     Жесткие диски – в 2007 году Питер Грюнберг и Альберт Ферт получили Нобелевскую премию по физике за открытие GMR-эффекта, позволяющего производить запись данных на жестких дисках с атомарной плотностью информации;

     Атомно-силовой микроскоп – сканирующий зондовый микроскоп высокого разрешения, основанный на взаимодействии иглы кантилевера (зонда) с поверхностью исследуемого образца. Обычно под взаимодействием понимается притяжение или отталкивание кантилевера от поверхности из-за сил Ван-дер Ваальса. Но при использованиии специальных кантилеверов можно изучать электрические и магнитные свойства поверхности. В отличие от сканирующего туннельного микроскопа (СТМ), может исследовать как проводящие, так и непроводящие поверхности даже через слой жидкости, что позволяет работать с органическими молекулами (ДНК). Пространственное разрешение атомно-силового микроскопа зависит от размера кантилевера и кривизны его острия. Разрешение достигает атомарного по горизонтали и существенно превышает его по вертикали;

     Антенна-осциллятор – 9 февраля 2005 года в лаборатории Бостонского университета была получена антенна-осциллятор размерами порядка 1 мкм. Это устройство насчитывает 5000 миллионов атомов и способно осциллировать с частотой 1,49 гигагерц, что позволяет передавать с ее помощью огромные объемы информации;

     Плазмоны — коллективные колебания свободных электронов в металле. Характерной особенностью возбуждения плазмонов можно считать так называемый плазмонный резонанс, впервые предсказанный Ми в начале XX века. Длина волны плазмонного резонанса, например, для сферической частицы серебра диаметром 50 нм составляет примерно 400 нм, что указывает на возможность регистрации наночастиц далеко за границами дифракционного предела (длина волны излучения много больше размеров частицы). В начале 2000-го года, благодаря быстрому прогрессу в технологии изготовления частиц наноразмеров, был дан толчок к развитию новой области нанотехнологии — наноплазмонике. Оказалось возможным передавать электромагнитное излучение вдоль цепочки металлических наночастиц с помощью возбуждения плазмонных колебаний.

Робототехника

     Молекулярные роторы – синтетические наноразмерные двигатели, способные генерировать крутящий момент при приложении к ним достаточного количества энергии;

     Нанороботы – роботы, созданные из наноматериалов и размером сопоставимые с молекулой, обладающие функциями движения, обработки и передачи информации, исполнения программ. Нанороботы, способные к созданию своих копий, т.е. самовоспроизводству, называются репликаторами. Возможность создания нанороботов рассмотрел в своей книге «Машины создания» американский учёный Эрик Дрекслер. В настоящее время уже созданы электромеханические наноустройства, ограниченно способные к передвижению, которые можно считать прототипами нанороботов;

     Молекулярные пропеллеры – наноразмерные молекулы в форме винта, способные совершать вращательные движения благодаря своей специальной форме, аналогичной форме макроскопического винта;