Объективно разобраться в том, что такое эти самые нанотехнологии и что они нам обещают, помогает кандидат физико-математических наук Сергей СЛЮСАРЕНКО.
Маленький, да удаленький
«Нано» (от греч.nanos- карлик) приставка, которая используется для обозначения малых единиц. Чаще всего эта приставка встречается при обозначении линейных размеров.
Физики многие годы спокойно оперировали такого рода единицами в своих работах – измеряли расстояния в нанометрах, время – в наносекундах и напряжение – в нановольтах. Так что в самой приставке «нано» нет ничего экзотического. Термин же «нанотехнология» ввел в обиход японец Норио Танигучи в 1974 году. Он предложил называть так технологии, оперирующие размерами менее одного микрона. Все надежды были связаны с тем, что при переходе на такой уровень точности появится возможность не только получать сверхминиатюрные объекты, но и воздействовать на вещество уже на атомарном уровне, что не только позволит создавать новые, невероятные материалы, но изменит само понятие об окружающем мире.
Инструмент для атомов
Первый серьезный шаг в появлении нанотехнологий сделан в 1986 году, когда был создан так называемый атомно-силовой микроскоп (atomic forces microscope – AFM). Принцип его работы основан на использовании сил, действующих между атомами вещества. Именно с помощью АFМ удалось сначала передвинуть отдельный атом на поверхности образца, а потом и создать их комбинацию. Впервые люди смогли не только наблюдать за атомами, но и управлять ими! Появилась возможность, манипулируя щупом AFM, создать цепочку из атомов – молекулу – с любыми заданными параметрами. Казалось, человечество стоит уже в двух шагах от новой эры всеобщего благоденствия.…
Но оказалось, что создавать новое вещество, двигая один за другим атомы, – чертовски малоэффективная и трудная работа. И все же с помощью атомного силового микроскопа химики научились синтезировать сначала фуллерены – молекулы-сферы, состоящие из атомов углерода, а потом и знаменитые нанотрубки – гигантские молекулы, «собранные» тоже из атомов углерода, но таким образом, что молекула имеет вид трубки с толщиной стенки в единицы нанометров и длинной в сотни. Уникальные свойства таких молекул позволили ученым надеяться на создание сверхпрочных композитных материалов, состоящих из этих трубок, а также новых электронных приборов.
Впрочем, сегодняшние достижения нанотехнологий не слишком будоражат воображение. А вот завтрашние…Тут стоит рассмотреть каждое из находящихся на слуху направлений в области «нанороботостроительства», чтобы, наконец, отделить правду от чистого вымысла.
Что есть и что будет
Так что же такое настоящие нанотехнологии?
Корпорация «Интель»: процессор Core 2 Duo собран по технологии, позволяющей создавать элементы величиной 65 нанометров. Это истинная нанотехнология. Исследовательские группы всего мира ведут работы над созданием электронных компонент с еще меньшими размерами, более того – с трехмерной компоновкой элементов, что позволит резко – в 300 раз! – увеличить мощность процессоров.
Медики и биофизики работают над способами контроля ДНК – возможности вычленять из молекулы ДНК отдельные участки и заменять их другими. Это прямой путь к борьбе с наследственными и опухолевыми болезнями.
Материаловеды создают на основе углеродных нанотрубок композитные материалы, способные выдерживать громадные нагрузки и адские температуры.
Фармацевты, используя нанотехнологии, создают лекарственные препараты, работающие на самых тонких механизмах обмена веществ.
Так что нас ждет в будущем? Новые неснашиваемые ткани и сверхпрочные колеса для автомобилей, «Умные» лекарства и многое другое.
Сергей СЛЮСАРЕНКО, кандидат физико-математических наук
По материалам газеты "Оракул"