ЭПОХА “НАНО-”

Эра нанотехнологий началась в 1981 году, когда два инженера из швейцарского филиала корпорации IBM - Герд Бинниг инрих Рорер - изобрели сканирующий туннельный микроскоп. Этот микроскоп был устроен довольно просто: сверхтонкая игла, на которую подано небольшое напряжение, движется над поверхностью материала. При этом с острия иглы на поверхность туннелируют (просачиваются) электроны, вследствие чего возникает электрический небольшой ток, величина которого зависит от расстояния между иглой и поверхностью. Таким образом, измеряя колебания этого тока на поверхности материала, и можно “увидеть” единичные атомы. Собственно, с этими измерениями и связано само название нанотехнологий: “нано-” - это десять в минус девятой степени, то есть один нанометр - это примерный размер одного атома, пишет  sunhome

Потом, уже в ходе экспериментов, выяснилось, что с помощью туннельного микроскопа можно не только “рассматривать” атомы, но и воздействовать на них - “подцепить” атом и поместить его в нужное место. То есть у физиков появилась теоретическая возможность манипулировать атомами, собирать из них, словно из кирпичиков, любой предмет, любое вещество.

ШЕСТЬ ТЕХНИЧЕСКИХ РЕВОЛЮЦИЙ ПРОШЛОГО

1. ОГОНЬ. 30 тысяч лет назад человек сделал первый шаг к прогрессу - научился добывать и поддерживать огонь.

2. КОЛЕСО. 4 тысячи лет до н.э. в районе Месопотамии впервые появился прототип колеса - основа гончарного круга. А дальше: повозка, мельница, водяное колесо и блок - вот далеко не полный перечень устройств, в основе которых лежит колесо.

3. ТКАЦКИЙ СТАНОК. В 5-м тысячелетии до н.э. люди впервые научились делать ткань - первый искусcтвенный материал, который не встречается в природе.

4. БРОНЗА . 3 тысячи лет назад до н.э. люди перешли от каменных орудий к металлическим, появилось рудное и шахтное дело.

5. ПАРОВАЯ МАШИНА. В 1769 году англичанин Джеймс Уатт получил патент на изобретение первой в мире паровой машины. Началась эпоха научно-технического развития.

6. АТОМНАЯ ЭНЕРГИЯ. 16 июня 1945 года на атомном полигоне в пустыне Аламогордо в штате Нью-Мексико был произведен первый на Земле атомный взрыв.

ЖИВЫЕ МАШИНЫ

Большинство ученых сходится на том, что адаптация техногенной человеческой цивилизации к нуждам живой природы произойдет, когда появятся первые “ассемблеры” - самовоспроизводящиеся, то есть практически “живые” нанороботы, способные, следуя компьютерным программам, “выращивать” из отдельных атомов какие-либо материалы или сложные машины.

Вот как описывает предприятие будущего по производству двигателей ракет профессор Эрик Дрекслер в своей книге “Машины создания”, признанной Библии нанотеха: “В центре стоит огромный чан, залитый густой молочной жидкостью, - смесь органических растворителей и растворенных веществ, в которой плавают нанокомпьютеры и “ассемблеры” с хранящимися планами будущей конструкции. Одно нажатие кнопки, и по воле центрального компьютера из жидкости начинает расти нечто вроде кристалла, состоящего из роботов-ассемблеров, которые точно знают свое место в конструкции. Постепенно жидкость становится все более прозрачной, а кристалл все больше обретает форму двигателя. Наконец жидкость заканчивается, крышка открывается - и внутри чана возвышается готовый двигатель. Его создание потребовало менее дня и никаких человеческих усилий”.

Вещи, созданные наномашинами, будут “умными” сами по себе. Мало того, что они смогут видеть, слышать и думать. На базе нанотехники ничего не стоит создавать предметы и конструкции, изменяющие свою форму и свойства. К примеру, автомобиль сможет увеличивать салон и “выращивать” дополнительные сиденья, чтобы разместить больше пассажиров. Потребуется только энергия.

Естественно, полностью изменится и производство продуктов питания. Сельское хозяйство и животноводческие фермы вытеснят нанозаводы по производству пищи, уже приготовленной и без холестерина...

Впрочем, проблема холестерина и других вредных веществ уже никого не будет волновать, ведь все болезни будут лечиться на молекулярном уровне. Осуществлять “молекулярную хирургию” будут так называемые молекулярные роботы, например полуорганические: управляющее устройство на кремниевой основе, а все остальное - молекулы органики, обладающие заданными свойствами, их введут вам внутривенно вместе с физиологическим раствором. И они займутся механическим воздействием на клеточные структуры, чтобы лечить их или изменять в зависимости от ситуации.

НАНОТЕХНОЛОГИИ СЕГОДНЯ

Выпуск DVD-дисков - матрица для производства этих дисков.

Выпуск микропроцессоров для мобильных коммуникаторов.

Создание оружия нового поколения.

Создание серебряных нанопокрытий, уничтожающих 99,9% микробов.

Косметика - наночастицы предотвращают различные аллергические реакции, задерживают попадание в поры пыли.

Одежда - новые полимерные материалы с нанопорами, которые в 20 раз лучше сохраняют тепло.

Спорт - так, нанопокрытие для теннисных мячей помогает лучше преодолевать сопротивление воздуха.

Краска с добавлением наноматериалов уменьшает вероятность налипания какой-либо грязи на поверхности.

ЛЮДИ ПОД ВЛАСТЬЮ КОМПЬЮТЕРА

Но самое главное, что в этом будущем бесповоротно изменится и сам человек. Пустив в свой мир нанороботов, человечество сольется с окружающим миром в единый разумный компьютер, и каждый человек в нем будет одновременно частью и целым. Исчезнут многие профессии, поменяются социальные роли, изменятся все ценности человека...

“Концепция создания такой “разумной среды обитания” основана на том, что сотни и тысячи компьютеров объединяются в единую сеть для решения каких-либо сложных вычислительных задач, - утверждает Алан Юстас, вице-президент по разработкам и исследованиям компании Google. - Пока что такая сеть существует лишь в виде кластера из нескольких сотен компьютеров, который был создан по инициативе компаний IBM и Google. Но, думаю, скоро такие кластеры придут и в повседневную жизнь. Так, уже в следующем десятилетии около 70 процентов населения планеты будет иметь мобильный доступ в Интернет на самых высоких скоростях. Возросшее число пользователей и разнообразие взаимодействий не только увеличат информационные потоки в Сети, они также предоставят возможность для формирования “искусственного интеллекта” - симбиоза человеческого разума и миллионов компьютерных самообучающихся систем будущего, которые будут изучать алгоритмы человеческого мышления и реакций, особенности коллективного поведения миллиардов людей. Точно так же миллионы мобильных компьютеров смогут стать и новым способом получения информации для этого “вселенского разума”. Уже сегодня можно сделать так, чтобы отчеты о дорожном трафике и пробках были основаны не на показаниях полиции, а на плотности, скорости и направлении движения телефонов и соответственно их владельцев, которые застряли в пробках”.

ПЯТЬ НАПРАВЛЕНИЙ НАНОТЕХА

1. НАНОЭНЕРГЕТИКА. Создание альтернативных технологий получения энергии на основе водорода и термоядерных реакций синтеза.

2. НАНОКИБЕРНЕТИКА. Создание нанороботов и ассемблеров - основы нанотехнологий будущего.

3. НАНОМЕДИЦИНА. Производство лекарств нового поколения для лечения заболеваний на клеточном уровне.

4. НАНОЭЛЕКТРОНИКА. Создание компьютерных систем и процессоров на основе биотехнологий, например, используя молекулярные ячейки искусственного белкового кристалла.

5. НАНОМАТЕРИАЛЫ. Конструирование искусственных материалов с заданными свойствами, к примеру углеродных нанотрубок, которые по прочности превышают сталь в 60 раз.

ТЕОРИЯ “СЕРОЙ СЛИЗИ”

Впрочем, существует ряд скептиков, которые опасаются, что из нанотехнологической революции ничего хорошего не выйдет. Так, уже сегодня нанотехнологии привели к созданию нового поколения термобарических бомб из нанотермита - порошка из наноштырей оксида меди и наночастиц алюминия. При взрыве такие бомбы порождают ураганную взрывную волну, распространяющуюся со скоростью, в три раза превышающей скорость звука. Военные прочат нанобомбам большое будущее - по мощи они ничуть не уступают атомному оружию, только без вредных последствий в виде радиации.

Между тем даже термобарические бомбы могут показаться невинной забавой по сравнению с бомбами-ассемблерами. Нанороботов можно запрограммировать на простое воспроизведение. Два робота превратятся в четыре, затем их станет восемь, затем - шестнадцать, а потом все в эпицентре действия такой бомбы превратится в так называемую серую слизь из размножившихся наномеханизмов. В итоге человечество будет вынуждено создать других роботов для уничтожения ассемблеров, и гонка вооружений снова пойдет по кругу...

Однако адепты наномира уверены, что сама концепция “разумной среды” полностью исключит возможность какой-либо войны в будущем. И то сказать, зачем одной части “живого компьютера” воевать с другой?!

 

Герман Арминов

МНЕНИЕ ЭКСПЕРТА

Михаил Ковальчук, директор Научного центра “Курчатовский институт” и заместитель председателя Правительственного совета по нанотехнологиям:

- Мы живем в эпоху новой научно-технологической революции - нанотехнологической. Радикальное изменение принципа создания материалов ведет к смене фундамента развития всех без исключения отраслей экономики постиндустриального общества. Атомно-молекулярное конструирование позволяет “складывать” ровно столько материала, сколько нужно, причем с уже заданными свойствами и параметрами, не тратя при этом огромного количества энергии, сведя до минимума производство отходов, минимизировав физический труд.

До сих пор, создавая какие-то технические системы, мы постоянно копировали себя, пытались усовершенствовать то, что дано нам природой. Например, подъемный кран - это фактическая имитация руки. В оптических приборах мы имитируем человеческое зрение, в акустических - слух. Начав разработку интегральных схем полупроводниковой микроэлектроники, создатели компьютеров принимали за образец человеческий мозг. Но сегодня мы пришли к новому этапу - теперь возможно перейти от технического копирования устройства человека на основе относительно простых неорганических материалов к воспроизведению систем живой природы, используя нанобиотехнологии. То есть мы адаптируем нашу цивилизацию к живому миру.

 

 

 

 

 

 

E-NEWS