Или погубит его — есть варианты
Слово «нанотехнологии» в России следовало бы признать самым модным в конце «нулевых» годов 21-го века. С ним может конкурировать лишь пресловутая «модернизация», но о ней говорят меньше и неохотнее. Тогда как эти самые «нано» все активнее вторгаются в нашу жизнь — и не только в образе отца ваучеров и могильщика РАО ЕЭС Анатолия Чубайса, но и в совершенно прикладных «нанокерамике» и «нанокосметике», загадочных «нанотрубках» и поражающих воображение «нанороботах». Так о чем, собственно, речь?
Наверняка есть в России люди (и таких немало!), искренне уверенные, что нанотехнологии были придуманы отечественными чиновниками, чтобы активнее осваивать средства из федерального бюджета. На самом деле, конечно, это не совсем так. Точнее, совсем не так. Впервые о них заговорили еще в 1960 году, когда американец Ричард Фейман в своей лекции, прочитанной в Калифорнийском технологическом институте, рассказал о технологической возможности манипулирования отдельными молекулами. Кстати, «нано» означает одну миллиардную долю чего-нибудь, а размеры молекул как раз измеряются в нанометрах.
Самый яркий такой пример — если слона уменьшить до размера микроба (а это 5000 нанометров!), то блоха у такого слона на спине (вместе с ним уменьшенная), как раз и оказалась бы размером в один нанометр. А если до нанометра уменьшился бы рост человека, то толщина обычного листа бумаги казалась бы нам такой, как здание в 170 километров высотой для нормального человека. Не умещается в голове, правда?
И все-таки мы, русские, можем утверждать, что нанотехнологии открыли именно в нашей стране. Ведь еще в 19-м веке Николай Лесков написал свою фантастическую историю про Левшу, который подковал блоху и сообщил, что увидеть это можно только в «мелкоскоп, который в пять миллионов увеличивает». А именно современные электронные и атомно-силовые микроскопы с увеличением в 5 миллионов раз и считаются основными инструментами нанотехнологий. Представляете?
Нано вокруг нас
Если приглядеться внимательно, то нанотехнологии легко можно встретить в живой природе, например. Скажем, цветок лотоса считается символом чистоты, поскольку на его листьях никогда не остается капель грязи, даже после сильного дождя. А ведь все от того, что эти листья покрыты крошечными наростами высотой от 5 до 10 микрон, которые усеяны нановолосками с особыми водоотталкивающими свойствами.
Или взять чудо-ящерицу геккона, который может карабкаться по абсолютно ровной (скажем, стеклянной) вертикальной поверхности с помощью особых присосок на пальцах. Такое сцепление с поверхностью ему обеспечивают те же нановолоски, которые приклеиваются к стеклу на молекулярном уровне. Между прочим, ученые уже создали похожие нанолипучки и утверждают, что недалек тот день, когда человек подобно геккону сможет ходить не только по стенам, но и по потолку.
Ну а если копнуть вглубь и вспомнить основы анатомии, то окажется, что практически все белки человеческого организма, которые и обеспечивают наше существование, синтезируются с помощью рибосом из аминокислот. При этом по своим размерам аминокислоты играют роль наносырья, белковые молекулы — нанопродукции, а рибосомы — нанофабрики. Представляете, какие перспективы в биологии открывает перед человеком прорыв на наноуровень?
Нано было
Сами того не ведая, люди работали с нанотехнологиями с древних времен. Скажем, стекло для витражей издревле подкрашивалось с помощью коллоидного золота, которое сегодня мы бы назвали взвесью наночастиц золота. А знаменитые дамасские клинки отличались особой прочностью, потому что содержали в себе те самые углеродные нанотрубки, которые сегодня позволяют превращать алюминий в титан, а пластик — в броню!
Впервые люди смогли увидеть нанообъекты всего 70 лет назад, когда был создан первый электронный микроскоп. Тогда, правда, в него разглядывали вирусы. А в 1952 году советские ученые первыми в мире открыли нанотрубки — углеродные микроструктуры, которые образовывались в саже электродуговых свечей. Диаметр одной такой нанотрубки составлял около 100 нанометров. Впрочем, то открытие осталось незамеченным, и настоящая популярность к нанотрубкам пришла только в 90-е годы ХХ века.
В конце прошлого века ученые уже всерьез занялись изучением наночастиц и предсказывали им самое грандиозное будущее. Впрочем, дальше теоретических споров дело не шло, и только на рубеже 20-21-го веков началось первое, осторожное освоение нанотехнологий.
Нано есть
Уже сегодня рынок нанопродукции оценивается в 200 миллиардов долларов в год! При этом на научные исследования нанотехнологий ежегодно в мире расходуется около 15 миллиардов долларов. На практике наночастицы применяются сразу в нескольких отраслях.
В энергетике с их помощью усовершенствуют батареи, причем как солнечные, так и обычные пальчиковые. Применение нанотехнологий позволяет увеличить эффективность преобразования солнечной энергии в электрическую в 2 раза — с 15 до 35 %. А литий-ионные аккумуляторы, содержащие наночастицы и нанопористые материалы, почти полностью заряжаются всего за минуту, тогда как их обычные предшественники тратят на это несколько часов!
В электронике с помощью нанотехнологий людям удалось построить микросхемы размером менее 50 нанометров (в 100 раз меньше микроба!). С помощью таких элементов производители интернет-устройств и мобильных телефонов добиваются невиданной производительности при минимальных размерах. И, кстати, гибкие дисплеи и электронные газеты — тоже отсюда.
В медицине ученые научились не только производить лекарства в виде наночастиц, упакованных в нанокапсулы, но и доставлять их прямо в пораженные клетки, в сотни раз увеличивая эффективность лечения. Уже начат выпуск наноцемента для костей, который не только сращивает самые сложные переломы, но служит каркасом для наращивания естественной костной ткани. Кроме того, разработаны специальные нанодатчики, способные диагностировать заболевания на молекулярном уровне, а значит, уничтожать их в зародыше, не позволяя развиться до смертельно опасного уровня.
Нано будет
Ну а что ждет человечество в будущем при успешном развитии нанотехнологий, и представить себе невозможно. Что там наномодифицированные материалы или наноэлектроника! Ученые мечтают об управляемом механосинтезе, который с помощью специальных наноманипуляторов позволит конструировать из молекул и атомов любые вещества! Заводы и фабрики в их современном понимании канут в лету — машины, механизмы, дома будут вырастать как по мановению волшебной палочки.
Да что там машины и механизмы — нанороботы смогут создавать органические продукты, обеспечивая человечество едой и навсегда решив проблему голода на Земле. Они же смогут полностью утилизировать отходы, разбирая ненужные продукты на атомы и молекулы и снова составляя их в нужном порядке для образования полезных веществ. Это снимет с повестки дня проблему исчерпаемости ресурсов: нефть, вода, кислород — что угодно будет вырабатываться с помощью нанороботов!
Смогут ли нанороботы создавать людей? Вряд ли. Но уж заниматься перестройкой человеческого тела, заменяя изношенные ткани вновь созданными и выращивая биоимплантаты, совместимые с нервными тканями человека, — точно смогут. А это сделает жизнь людей практически бесконечной, отодвигая смерть на неопределенный срок. Конечно, все это пока только в мечтах и теориях, но прорывы науки на этом направлении заставляют поверить — светлое будущее не за горами.
Нано нас погубит?
Впрочем, пока оптимисты строят далекоидущие планы, пессимисты предрекают человечеству гибель от развития нанотехнологий. Так называемая «теория серой слизи» является одним из сценариев конца света! Он предполагает, что те самые нанороботы, которые должны служить людям, в один ужасный день, выполняя программу саморазмножения, поглотят всю биомассу Земли и растворятся в космосе.
Причиной выхода нанороботов из-под контроля может стать как случайная мутация самореплицирующихся машин, так и диверсия какого-нибудь злого гения или суперкомпьютера, который решит уничтожить человечество. Нельзя исключать и традиционный для истории Земли человеческий фактор — когда кто-то допустит ошибку в расчетах, которая приведет к катастрофическим последствиям.
Успокаивает здесь то же, что и огорчало в мечтах о светлом завтра нанотехнологий, — этот сценарий может сбыться в столь отдаленном будущем, что никому из читателей угрожать просто не может. На нашу долю остается нанокосметика для ногтей, нанокерамика для машин, ну и РОСНАНО, с его талантом превращать мегабюджеты в невидимые глазу наночастицы.
Аркадий Баташев, «Вечерний Красноярск» № 40 (281)
В подготовке материала использована информация сайтов Wikipedia.ru, Rusnano.com и Nanonewsnet.ru
