Метод и устройство управления потоком ионов

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОМУ ПАТЕНТУ Дата публикации и выдачи патента МЕТОД И УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ПОТОКОМ ИОНОВ Метод управления потоком ионов заключается в том, что поток ионов вводят внутрь во входное отверстие, закрепленное крепительным элементом неподвижного конца гибкой нанотрубки,при этом выходное отверстие свободного конца гибкой нанотрубки физически перемещают действующими электрическими, электромагнитными или электромеханическими средствами по осям системы координат, как минимум в одном направлении, в границах области движения свободного конца и при этом изменяют пространствен- ную позицию выходного отверстия свободного конца нанотрубки, при этом целенаправленно посылают введенные ионы и выводят их в любую заданную точку, находящуюся в области движения выходного отверстия свободного конца нанотрубки, и тем самым осуществляют ионное управление потоком. Устройство для реализации вышеописанного метода включает в себя поток ионов, нанотрубку, крепительный элемент нанотрубки, закрепленный конец нанотрубки, свободный конец нанотрубки, вход, ввод в отверстие закрепленного конца нанотрубки, выход, вывод из отверстия свободного конца нанотрубки,электрическое напряжение, как минимум один или несколько элементов электронного управления,сигналы управления, элементы электрической или электромагнитной системы, отклоняющей,перемещающей свободный конец гибкой нанотрубки по осям кординат, как минимум в одном направлении, подложка для моделирования, нанесения ионов, рабочий стол, при этом свободный конец гибкой нанотрубки имеет постояный заряд или магнит, при этом гибкая нанотрубка полая внутри и имеет как минимум один незакрепленный свободный конец, который без физического контакта находится в зоне воздействия одного или нескольких электродов. 015719 Техническая область Метод и устройство управления потоком ионов принадлежат к области наномеханики, промышленного нанотехнологического производства, в частности, наноэлектроники. Технический уровень Известны метод и устройства, несущие поток ионов и при помощи которых направление потока в нужную точку производят вручную или механически. Неподвижно зафиксированным транспортным крючком для переноса ионов микроиглы цепляют одиночный ион, частицу и перемещают вместе с жестко установленным концом устройства в соответствующую точку в границах области возможного движения. Известны, например, в частности наноиглы. Известные решения управления потоком ионов, устройства которых в эксплуатации малоэффективны, обладают примитивной и громоздкой конструкцией, трудоемкие в использовании, дороги в себестоимости, малонадежны, обладают ограниченным возможностями, в том числе медленны и неточны. Цель изобретения Целью настоящего изобретения является расширение возможностей известных методов управления ионным потоком и устройств их осуществления, создание новых возможностей моделирования материалов с новыми свойствами, повышение эффективности скорости, качества, надежности наноразмерного моделирования, уменьшение себестоимости и повышение эффективности в принципе. Для достижения указанной цели при перемещении и моделировании ионов отказались от использования наноигл и от управляемой передвижной рабочей поверхности. Вместо этого, авторы предположили направить поток ионов в нужную точку моделирования вместе с выходным отверстием иононесущего канала свободного конца полой нанотрубки. Эта техническая задача решается настоящим изобретением, сущность которого принципиально представляет собой управление потоком ионов следующим образом - ионы вводят во входное отверстие,внутрь гибкой нанотрубки, при этом выходное отверстие свободного конца гибкой нанотрубки физически перемещают действующими исполнительными элементами в границах области движения свободного конца и изнутри нанотрубки выводят ионы в любую заданную точку. Для этого в качестве исполнительных элементов используют действующие средства управления и отклонения, при этом отклоняют и перемещают выходное отверстие свободного конца гибкой нанотрубки как минимум в одном направлении или, при необходимости, перемещают в трех измерениях по осям системы координат XYZ и при этом выходное отверстие свободного конца гибкой нанотрубки отклоняют и перемещают несколькими вариантами системы отклонения, в частности с применением электрических или электромагнитных средств отклонения. Таким образом, технический результат достигается посредством ввода ионного потока в закрепленный конец нанотрубки и управления при этом свободным концом гибкой нанотрубки, при этом пространственное отклонение ее выходящего отверстия в физическом пространстве, с помощью системы отклоняющих элементов, которые по 1 варианту электрического отклонения, в частности, представляют собой электроды, а по 2 варианту электромагнитного отклонения, в частности, представляют собой электромагниты. Таким образом, устройство осуществления метода содержит отклоняющую систему, состоящую из одного или нескольких электродов или из одного или нескольких пар электромагнитов. Электроды и электромагниты отличаются друг от друга своими физическими свойствами, но каждый из которых успешно примененим в настоящем изобретении для достижения технического результата и эффективно выполняет свои задачи в отдельно для него поставленных целях и условиях и поэтому они представляют собой самостоятельно полноценные различные варианты элементов отклоняющей системы, при помощи которых перемещают свободный конец гибкой нанотрубки и, как результат,управляют ионным потоком, выходящим из нее. Вариант 1. К нанотрубке, при этом по варианту 1 с электрической системой отклонения прикладывают постоянное электрическое напряжение, заряд и внутрь ее входного отверстия, при этом вводят и посылают поток ионов в любую заданую точку, расположенную в области движения свободного конца выходного отверстия нанотрубки. Электрические поля возникают из элементов отклонения, в частности из электродов при командной подаче на них электрического тока, чем воздействуют на незакрепленный конец нанотрубки, к которой приложено постоянное электрическое напряжение, заряд. При этом электродами воздействуют на свободный конец нанотрубки и целенаправленно отклоняют его в горизонтальной плоскости его свободного движения, в результате чего управляют выходом потока ионов из выходного отверстия свободного конца нанотрубки в определенные точки пространства или входом из этих точек. Для достижения указанной цели при управлении потоком ионов, как видно из вышеописанного, отказались от использования наноигл и от управляемой передвижной рабочей поверхности. Вместо этого поток ионов направляется в нужную точку вместе с выходным отверстием иононесущего канала свободного конца нанотрубки, к которой при этом прикладывают постоянное электрическое-1 015719 напряжение. При этом свободный конец нанотрубки без физического контакта окружают системой отклонения,включающей в себя один или несколько, в частности по варианту 1, находящихся в горизонтальной плоскости пару вертикальных и пару горизонтальных электродов. Электроды должны быть действующими и при этом могут быть любой формы. Электрическое поле, полученное с электродов, управляет движениями гибкого свободного конца нанотрубки, который при этом свободно перемещается в горизонтальной плоскости пространства по области движения ее гибкого конца, позволяя, таким образом, конструировать материалы, новые по своей ионной структуре, также в виде более простого примера позволяет формировать ионым потоком программно заданные наноэлектронные схемы, например, наноразмерные радиолампы. Метод управления потоком ионов по варианту 1, являющийся объектом данного изобретения, состоит в том, что из любого известного ионного источника ионый поток 1 подают во входящее отверстие 5 В закрепленного конца 5 А, как минимум одной нанотрубки 2, которая несет электрический заряд, для этого, в частности, к ней подводят электрическое напряжение U2 или создают оболочку с необходимыми электрическими свойствами. Нанотрубку 2 для этого укрепляют крепительным элементом 4, при этом свободный конец 5 а гибкой нанотрубки 2, несущую внутри своей полости этот поток ионнов 1, физически перемещают в пространстве по области движения 6. При этом направляют и останавливают ее выходное отверстие 5 а свободного конца нанотрубки в заранее заданой точке области движения 6, для этого подают командные импульсы-сигналы Is1, Is2 с элементов электронного управления R1, R2; Т 1,Т 2 на элементы отклоняющей системы 3 А, 3 а; 3 В, 3b,которыми в границах области движения 6 отклоняют свободный конец нанотрубки 5 а с выходным, выводным отверстием 5 в. В итоге, как результат, управляют ионным потоком 1, при этом целенаправленно посылают введеные ионы в любую заданную точку находящуюся в области движения 6 свободного конца нанотрубки 5 а(фиг. 1) При этом для осуществления этого метода, устройство управления потоком ионов (фиг. 2) в частности по варианту 1, включает в себя поток ионов 1, нанотрубку 2, крепительный элемент, нанотрубки 4,закрепленный конец нанотрубки 5 А, свободный конец нанотрубки 5 а, вход, ввод в отверстие закрепленного конца нанотрубки 5 В, выход, вывод из отверстия свободного конца нанотрубки 5 в, заряд, электрическое напряжение для управления нанотрубкой U2, как минимум один или несколько элементов электронного управления R1, R2; Т 1, Т 2, сигналы управления Isl, ls2; элементы отклоняющей системы 3 А,3 а; 3 В; 3 в; подложку для конструирования, формирования, нанесения ионов Р, рабочий стол S, лазерный излучатель L, луч лазера L1, картридж K, ионный материал IM, облако ионного испарения содержащее ионы Im, поляризуещее электрическое напряжение U1, поверхностный электрод В. При этом нанотрубка 2, это как минимум одна полая углеродная или белковая трубка наноразмеров,которая имеет один или несклолько слоев оболочек с различными свойствами, в частности, при использовании трубчатых вирусов в качестве ионовода, их корпус покрывают металлом, создавая, в частности,золотую оболочку. При этом также нанотрубка 2 - это как минимум одна колоссальная углеродная нанотрубка с гигантским диаметром от 40 до 150 мкм При этом корпус картриджа K технологически открыт, любым действующим способом, для вхождения внутрь его, лазерного луча L1 из лазерного илучателя L, для испарения ионного материала IM,расположенного внутри катриджа K, как минимум по одному от каждого L, L1, IM. При этом корпус картриджа K технологически открыт для введения и закрепления внутри его любым действующим способом, как минимум одной нанотрубки 2. Вариант 2. К нанотрубке при этом по варианту 2 с электромагнитной системой отклонения придают свойства магнита, при этом магнитное поле N-CEBEP-S-ЮГ распалагают вдоль тела свободного конца гибкой нанотрубки, при этом внутрь ее входного отверстия вводят поток ионов и посылают его в любую заданную точку, расположенную в области движения свободного конца выходного отверстия нанотрубки. Элетромагнитная система отклонения представляет собой, в частности, один или несколько электромагнитов, которые состоят из катушки на сердечнике и на которые подают электрическое напряжение, при этом у катушки меняют магнитное поле, которым воздействуют на магнит свободного конца нанотрубки и целенаправленно отклоняют его в горизонтальной плоскости его свободного движения, в результате чего управляют выходом потока ионов из выходного отверстия свободного конца нанотрубки в определенные точки пространства или входом из этих точек. Для достижения указанной цели при управлении потоком ионов, как видно из вышеописанного, отказались от использования наноигл и от управляемой передвижной рабочей поверхности. Вместо этого поток ионов направляется в нужную точку вместе с выходным отверстием иононесущего канала свободного конца нанотрубки. При этом свободный конец нанотрубки без физического контакта окружают системой отклонения,-2 015719 включающей в себя один или несколько, в частности по варианту 2, находящихся в горизонтальной плоскости пару вертикальных и пару горизонтальных электромагнитов. Электромагниты должны быть действующими и при этом могут быть любой формы. При этом нанотрубка 2 - это как минимум одна полая углеродная или белковая трубка наноразмеров, которая имеет один или несклолько слоев, оболочек с различными свойствами, в частности при использовании трубчатых вирусов в качестве ионовода их корпус покрывают металлом, создавая, в частности, золотую оболочку. При этом также нанотрубка 2 - это как минимум одна колоссальная углеродная нанотрубка с гигантским диаметром от 40 до 150 мкм При этом корпус картриджа K технологически открыт любым действующим способом для вхождения внутрь его лазерного луча L1 из лазерного илучателя L, для испарения ионного материала IM, расположенного внутри катриджа K как минимум по одному от каждого L, L1, IM. При этом корпус картриджа К технологически открыт для введения и закрепления внутри его любым действующим способом как минимум одной нанотрубки 2. Перечень чертежей На фиг. 1 приведена принципиальная конструкция устройства для осуществления сущности изобретения; на фиг. 2 - вариант 1 электрической системы отклонения устройства управления ионным потоком; на фиг. 3 - вариант 2 электромагнитной системы отклонения устройства управления ионным потоком; на фиг. 4 - схема взаимодействия элементов конструкции устройства с электрической системой отклонения; на фиг. 5 - схема взаимодействия элементов конструкции устройства с электромагнитной системой отклонения; на фиг. 6 - схема узла взаимодействия электрического напряжения с выходящими из нанотрубки ионами для преоброзования их в атомы при электромагнитной системе отклонения; на фиг. 7 - схема устройства управления потоком ионов в совокупности с системой перемещения всей конструкции по оси Z относительно подложки; на фиг. 8 - схема устройства управления потоком ионов как элемента конструкции поворотного станка карусельного типа. Пример осуществления изобретения Метод управления потоком ионов осуществляют (фиг. 1) следующим образом - поток ионов 1 вводят внутрь, во входное отверстие 5 В закрепленного крепительным элементом 4 конца 5 А гибкой полой нанотрубки 2, при этом выходное отверстие 5 в свободного конца 5 а гибкой нанотрубки 2 физически перемещают действующими исполнительными элементами как минимум в одном, в частности в трех измерениях по осям системы координат XYZ, в границах области движения свободного конца и изнутри нанотрубки целенаправлено выводят поток ионов в любую заданную точку области движения. Метод управления потоком ионов осуществляют устройством, которое работает следующим образом. Лазерный излучатель L лучом лазера L1 испаряет ионный материал IM, закрепленный внутри камеры прозрачного блока-картриджа K, и преобразовывает его в ионное облако Im (фиг. 4, 5). Ионное облако Im разделяется поляризующим электрическим напряжением U1 на отдельные ионы,которые собираются возле поверхностного электрода В. Полярность и величина напряжения U1 зависят от типа ионов. Сила давления ионного облака Im в камере картриджа K вводит ионы испаренного ионного материала IM во входное отверстие 5 В закрепенного конца нанотрубки 5 А, зафиксированного крепительным элементом 4 в нижней части камеры картриджа K. Сила давленния также проталкивает ионы по внутренней полости к выходному отверстию 5 в свободного конца нанотрубки 5 а, которая расположена в заданнй точке области движения 6 над столом S с подложкой Р. Вариант 1. При этом к нанотрубке 2, в частности как вариант 1, прикладывают, подводят электрическое напряжение U2, и свободный конец 5 а которой без физического контакта окружен электродами (фиг. 2 АА, фиг. 4), 3 А, 3 а, 3 В, 3b, которые соеденены с элементами управления R1, R2, T1, T2 электрические импульсы от которых изменяют электрическое напряжение на электродах по команде импульсных сигналовIs1, Is2 . При этом эти изменяющиеся напряжения взаимодействуют с зарядом на нанотрубке 2 и отклоняют ее свободный конец 5 а, физически перемещая его выходное отверстие 5 в по пространству в границах области движения 6 свободного конца 5 а нанотрубки 2. При этом заряд и его полярность на нанотрубке 2 относительно стола S, в частности, создают электрическое напряжение U2. При этом на подложку Р наносят рабочий материал Im, ионы которого при необходимости преобра-3 015719 зовывают в атомы ImA, для этого воздействуют (фиг. 6) на ионы электрическим напряжением U2, при этом полярность и величина напряжения U2 зависят от типа ионов и требований поставленной задачи,таким образом, управляют потоком ионов Im или потоком атомов ImA, который выводят из выходного отверстия свободного конца гибкой нанотрубки и целенаправленно (фиг. 7) моделируют модель при необходимости в трех измерениях по осям системы координат XYZ или по плоскости расставляют на подложке Р, которую располагают на металлическом столе S, которые при трехмерном моделировании моделей могут входить в конструкции поворотного станка карусельного типа.(фиг. 8) как неподвижные элементы. При этом положение свободного конца нанотрубки 5 а определяют по разности потенциалов на элементах отклоняющей системы, в частности на электродах 3 А, 3 а, 3 В, 3b. При этом полярность электрических напряжений U1,U2 на устройстве определяют ионным материалом IM, в зависимости от того, что наносят на подложку анионы или катионы. При этом при необходимости моделируют сложносоставную модель в трех измерениях по осям системы координат XYZ, для этого, в частности могут использовать поворотные многоярусные станки карусельного типа (фиг. 8), содержащие повортный подъемный ярус 7, направляющие движения по осиZ подъемного яруса 8, поворотный фиксированный ярус 9, элетромотор 10, высокоточный червячный шестереночный механизм 11. При их помощи выбирают необходимый картридж, который спускают-поднимают и слоями вставляют неоходимые ионы в моделируемый объект, основание которого располагают на подложке Р, которую устанавливают на металлическом столе S, которые в виде станины для многоярусных вращающихся картриджей. Устройство управления потоком ионов в применении варианта 1 содержит (фиг. 4) картридж K, лазерный излучатель L, луч излучателя L1, ионный материал IM, облако ионов Im, поляризующее напряжение U1, поверхностный электрод В, поток ионнов 1, нанотрубку с постоянным электрическим зарядом, напряжением 2, крепительный элемент нанотрубки 4, закрепленный конец нанотрубки 5 А, свободный конец нанотрубки 5 а, вход, ввод в отверстие закрепленного конца нанотрубки 5 В, выход, вывод из отверстия свободного конца нанотрубки 5 в, переменное электрическое напряжение для управления нанотрубкой U2, как минимум один или несколько элементов электронного управления R1, R2, T1, T2, сигналы управления Is1, Is2, элементы электрической отклоняющей системы (фиг. 4) 3 А, 3, 3 В, 3b и (фиг. 7) 10, 11 перемещающие отверстие свободного конца нанотрубки 5 в по осям XYZ, подложку Р для моделирования, нанесения ионов, рабочий стол S. Вариант 2. Также к нанотрубке 2, в частности как вариант 2 (фиг. 3 А-А), придают свойства магнита, при этом магнитное поле N-CEBEP-S-ЮГ распалагают вдоль тела свободного конца полой нанотрубки 5 а, при этом внутрь ее входного отверстия 5 В вводят поток ионов 1 и посылают его в любую заданную точку,расположенную в области движения 6 свободного конца 5 а выходного отверстия 5 в нанотрубки 2, свободный конец 5 а которой без физического контакта окружен электромагнитами (фиг. 5 А-А) 3 А, 3 а, 3 В,3b, которые соеденены с элементами управляющего напряжения U3A, U3 а, U3 В, U3b. При этом (фиг. 5 А-А) эти изменяющиеся напряжения U3A, U3 а, U3 В, U3b меняют магнитное поле катушек электромагнитов 3 А, 3 а, 3 В, 3b, которым воздействуют на магнит N-CEBEP-S-ЮГ на свободном конце 5 а нанотрубки 2 и отклоняют ее свободный конец 5 а, физически перемещая его выходное отверстие 5 в по пространству в границах области движения 6 свободного конца нанотрубки 5 а. При этом на подложку Р наносят рабочий материал Im, ионы которого при необходимости преобразовывают в атомы ImA, для этого воздействуют (фиг. 6) на ионы электрическим напряжением U2, при этом полярность и величина напряжения U2 зависят от типа ионов и требований поставленной задачи,таким образом, управляют потоком ионов Im или потоком атомов ImA, который выводят из выходного отверстия свободного конца гибкой нанотрубки и целенаправленно (фиг. 7) моделируют модель при невверхобходимости послойно в трех измерениях по осям системы координат XYZ, перемещают вниз или по плоскости расставляют на подложке Р, которую располагают на металлическом столе S,который как элемент может входить в конструкции поворотного станка карусельного типа (фиг. 8). При этом полярность и величина напряжения U2 зависят от типа ионов. При этом полярность электрических напряжений U1, U2, U3 на устройстве определяется ионным материалом IM в зависимости от того, что наносят на подложку - анионы или катионы. При этом при необходимости моделируют сложносоставную модель, в трех измерениях по осям системы координат XYZ, для этого, в частности, могут использовать поворотные многоярусные станки карусельного типа (фиг. 8), содержащие повортный подъемный ярус 7, направляющие движения по осиZ подъемного яруса 8, поворотный фиксированный ярус 9, электромотор 10, высокоточный червячный шестереночный механизм 11. При их помощи выбирают необходимый картридж, который спускают-поднимают и слоями встав-4 015719 ляют неоходимые ионы в моделируемый объект, основание которого располагают на подложке Р, которую устанавливают на металлическом столе S, которые в виде станины для многоярусных вращающихся картриджей. В итоге, как результат, достигают управления ионным потоком в трехмерном направлении. Устройство управления потоком ионов в применении варианта 2 содержит (фиг. 5) картридж K, лазерный излучатель L, луч излучателя L1, ионный материал IM, облако ионов Im, поляризующее напряжение U1, поверхностный электрод В, поток ионов 1, нанотрубку с постоянным электрическим зарядом,напряжением 2, крепительный элемент нанотрубки 4, закрепленный конец нанотрубки 5 А, свободный конец нанотрубки 5 а, несущий магнит N-CEBEP-S-ЮГ, вход, ввод в отверстие закрепленного конца нанотрубки 5 В, выход, вывод из отверстия свободного конца нанотрубки 5B, переменное электрическое напряжение U2, управляющее электрическое напряжение U3A, U3 а, U3 В, U3b, элементы электромагнитной отклоняющей системы (фиг. 5), в частности электромагниты 3 А, 3 а, 3 В, 3b и (фиг. 7) 10, 11, перемещающие отверстие свободного конца нанотрубки 5B по осям XYZ, подложка Р для моделирования, нанесения ионов, рабочий стол S. В частности, в рамках рассматриваемого примера устройства после нанесения на подложку атомов ионного материала и расставив при этом их в нужных местах, производится смена картриджа и к ранее установленным атомам расставляют по нужным местам атомы уже другого ионного материала. Количество картриджей при этом варианте устройства зависит от физического состава материалов конструируемого изделия. Таким образом, авторы предлагают новый метод управления потоком ионов, который осуществляется путем отклонения перемещения пространственной позиции свободного конца гибкой нанотрубки,которая несет поток ионов. Данный метод управления потоком ионов и устройство его осуществления, являющиеся объектом данного изобретения, могут быть промышленно использованы в наноэлектронике, на химическом производстве, в медицине, в военной технике, в фотографии и прочих областях физики и химии. Для метода управления ионным потоком применяется любая известная нанотрубка, в частности наноконус, или другая белковая или углеродная каркасная структуры. Вместо уже известных методов управления потоком ионов и связанных с такими методами устройств данное изобретение позволяет использовать новый более простой метод и новые устройства эффективно упрощенной конструкции, с меньшей потребностью в дорогостоящих материалах, меньшей себестоимости, эффективно обладающие большей скоростью работы, продуктивностью и большей точностью. Использование данного изобретения, например, в наноэлектронике позволяет создавать многоэтажным объемным способом архитектурную ионную структуру послойно создаваемого объекта любой сложности свойств, в частности наноразмерные объмные ячейки компьютерной памяти, наноразмерные радиолампы и, что наиболее важно, подключить к процессу создания нанообъектов программное обеспечение. Доступность к построению ионной структуры в 3-х измерениях открывает новые возможности для исследователей и технологов. Материаловеды теперь могут моделировать не только по поверхности, но формировать также морфологию многослойных структур. С помощью данного изобретения технолог может моделировать послойно объект, при желании послойно изменяя его свойства. Таким образом, данное изобретение является идеальным средством для ионной инплантации, моделирования структурных свойств поликристаллических объектов и установления соответствия их строения с заданными теоретическими моделями. Этот метод и устройство управления ионным потоком открывают новые возможности в различных промышленных областях, где для дальнейшего прогресса требуется создание 3-мерных структур или функциональных блоков с нанометровыми размерами. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ управления потоком ионов, в котором поток ионов вводят внутрь во входное отверстие закрепленного крепежным элементом неподвижного конца гибкой нанотрубки, у которой свободный конец, содержащий выходное отверстие, физически перемещают посредством электрических, электромагнитных или электромеханических средств в пространстве по меньшей мере в одном направлении в границах области движения свободного конца для изменения пространственной позиции выходного отверстия, при этом введенные внутрь нанотрубки ионы выводятся в заранее заданную точку, находящуюся в области движения выходного отверстия свободного конца нанотрубки. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что по меньшей мере одна нанотрубка изначально обладает постоянным электрическим зарядом или к ней подводят электрическое напряжение, а для изменения пространственного положения подают переменные электрические импульсы-сигналы с элементов электронного управления на элементы отклоняющей системы, которыми создают переменное электрическое поле, воздействующее на постоянный электрический заряд нанотрубки, чем отклоняют ее свободный конец, при этом нанотрубка представляет собой полую углеродную или белковую трубку, которая имеет-5 015719 один или несколько слоев в виде оболочек с различными свойствами. 3. Способ по п.1 или 2, в котором используют лазерный излучатель для испарения ионного материала, закрепленного внутри камеры блока-картриджа для формирования ионного облака, при этом ионное облако разделяют поляризующим электрическим напряжением на отдельные ионы, которые собирают возле поверхностного электрода, а далее под действием силы давления ионного облака в камере картриджа вводят ионы испаренного материала во входное отверстие закрепленного в нижней части камеры картриджа конца нанотрубки и проталкивают ионы по внутренней полости к выходному отверстию, при этом к нанотрубке прикладывают постоянное электрическое напряжение, а ее свободный конец окружают без физического контакта электродами, которые соединяют с элементами управления, электрическими импульсами которых изменяют электрическое напряжение на электродах для отклонения ее свободного конца, при этом электрическое напряжение создает заряд на нанотрубке относительно стола, а полярность электрических напряжений на картридже зависит от того, что наносят на подложку - анионы или катионы. 4. Способ по любому из пп.1, 2, 3, отличающийся тем, что слоями моделируют модель в трех измерениях по осям системы координат XYZ, для этого используют электрические или электромагнитные средства отклонения выходного отверстия свободного конца гибкой нанотрубки, которое перемещают вперед-назад, вправо-влево и вверх-вниз, при этом используют поворотные многоярусные станки карусельного типа, содержащие поворотный подъемный ярус, направляющие движения по оси Z подъемного яруса, поворотный фиксированный ярус, электромотор, высокоточный червячный шестереночный механизм, при этом выбирают необходимый картридж, который спускают-поднимают, выводят и слоями вставляют необходимые ионы в моделируемый объект, основание которого располагают на подложке,которую устанавливают на металлическом столе, и как результат, достигают управления ионным потоком в трехмерном направлении. 5. Устройство для осуществления способа по пп.1, 2, 3, включающее подложку для моделирования и нанесения ионов, рабочий стол, по меньшей мере одну нанотрубку с постоянным электрическим зарядом или средством приложения к ней напряжения, крепежный элемент, фиксирующий вводное отверстие нанотрубки, средство создания переменного электрического напряжения для управления нанотрубкой, по меньшей мере один электрод, по меньшей мере один источник сигнала управления, при этом свободный конец нанотрубки без физического контакта находится в зоне воздействия одного или нескольких электродов. 6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что содержит один или несколько элементов электронного управления. 7. Устройство по любому из пп.5 и 6, отличающееся тем, что нанотрубка имеет вид наноконуса, нанооболочки или наноспирали и изготовлена из углерода или имеет вид коаксиального нанокабеля, оболочка-изолятор которого представляет собой пленку из оксида металла, или представляет собой полую белковую нанотрубку, такую как трубчатый вирус, оболочка которого покрыта пленкой из оксида металла и состоит по меньшей мере из одного слоя.