Линки доступности

Двадцатый наноюбилей

  • Александр Амзин

28 сентября 1989 года член научного общества IBM Дон Эйглер первым в истории человечества сдвинул одиночный атом. Этот эксперимент позволил совершить научный прорыв и положил начало нанотехнологиям в современном их понимании.

Дата начала нанотехнологической революции до некоторой степени условна. Так, более эффектный эксперимент Эйглер провел 11 ноября того же года, выложив при помощи сканирующего туннельного микроскопа надпись "IBM", состоящую из 35 атомов ксенона.

Стоит отметить, что формально историю нанотехнологий можно отсчитывать с 29 декабря 1959 года, когда на возможность манипулирования отдельными атомами и молекулами указал американский физик Ричард Фейнман. Если же углубляться еще больше в прошлое, то до некоторой степени и выплавка стали, и вулканизация резины являются примерами применения нанотехнологий.

Нанотехнологии применяются в десятках отраслей, однако самым заметным направлением их развития, несомненно, является микроэлектроника. Считается, что приставку «нано» можно применить к той сфере деятельности, которая оперирует длинами в сотню нанометров и менее. Создатели процессоров уже несколько лет назад прошли этот рубеж.

Так, в середине сентября 2009 года ведущий производитель чипов – компания Intel начала производство процессоров, основанных на 32-нанометровой технологии. Это решение сопровождается огромными затратами, так как требует смены и модернизации оборудования. В случае Intel за возможность оперировать элементами размером в 32 нанометра придется заплатить семь миллиардов долларов.

В конечном счете, чем меньше размеры, с которыми надо работать, тем это выгоднее. В случае микропроцессоров уменьшение размеров ведет к удешевлению производства и снижению энергопотребления.

Несмотря на то, что прошло уже двадцать лет, и нанотехнологии можно встретить повсеместно, их развитие только начинается. Сейчас они используются для разработки новых лекарств и проведения химических экспериментов; создания новых материалов с улучшенными свойствами и экологически чистых энергетических систем; для утилизации аккумуляторов и очистки металлов от примесей.

Все это промышленность. Бытовые нанотехнологии пока не так распространены, хотя уже и появились первые, порой неожиданные образцы их применения.

Уже существуют продукты питания, использующие нанотехнологии (так как приставка «нано» в моде, сотни товаров используют ее, но лишь единицы действительно можно назвать продуктом нанотехнологий). Например, в масло добавляют витаминные нанокапли, лучше проникающие в организм через пищеварительную систему, а в напитках специальные наночастицы отвечают за улучшение вкуса без излишнего использования сахара.

Следующие очки, которые, возможно вы купите, могут быть покрыты ультратонкой полимерной пленкой, надежно защищающей линзы как от царапин, так и от солнечных бликов.

Одежда с использованием нанотехнологий меньше пачкается, не бьется током, не промокает и не мнется. К тому времени, как она получит большое распространение, ученые наверняка придадут ей дополнительные свойства.

На одежде, очках и пище наноперспективы, естественно, не заканчиваются. Еще в 1986 году, за три года до исторического передвижения атома, теоретик нанотехнологий Эрик Дрекслер предположил, что далекое будущее нанотехнологий лежит в области создания молекулярных автоматов, которые не только способны выполнять заданные создателями функции, но и строить фабрики по производству самих себя.

Массовое применение молекулярных автоматов даст человечеству почти неограниченные возможности. Дело в том, что мы сами являемся набором таких автоматов – из них состоят наши клетки.

От нанотехнологий ждут не только хорошего. Если бы человечество завтра проснулось в мире победившего «нано», то неизвестно, как на здоровье людей влияли бы свободные наночастицы, получающиеся в результате массового нанопроизводства. Их малый размер сильно меняет их свойства и ученые пока только изучают вопрос о том, что будет, если такие частицы попадут в организм. Соответствующая наука называется нанотоксикологией.

Другим опасным следствием широкого применения нанотехнологий может стать загрязнение окружающей среды, или так называемое нанозагрязнение. Если опасные наночастицы попадут в воздух, от получившейся взвеси могут пострадать не только люди, но и животные, и растения. Эти частицы не существуют в природе; отфильтровать их очень сложно (хотя работы над нанофильтрами идут); абсолютно неизвестно, как они повлияют на экологическую обстановку.

К сожалению, бурное развитие нанотехнологий породило новую картину возможного конца света – концепцию так называемой серой слизи. Согласно этому сценарию, нанороботы могут выйти из-под контроля и начать неконтролируемое самовоспроизводство.

Так как для строительства себе подобных они будут использовать находящиеся под рукой материалы, то сначала волна наноботов сотрет с лица Земли все, что превосходит по размерам несколько сот нанометров. Затем планета покроется тонкой пленкой, а нижний слой наномашин будет все дальше вгрызаться в поверхность.

Если считать 28 сентября днем открытия нанотехнологий, то день неконтролируемого деления молекулярных автоматов вполне может ознаменовать собой закрытия как нанотехнологий, так и всего человечества.

XS
SM
MD
LG