Áèáëèîòåêà

Òåîëîãèÿ

Êîíôåññèè

Èíîñòðàííûå ÿçûêè

Äðóãèå ïðîåêòû







Âàø êîììåíòàðèé î êíèãå

Áîáðîâñêèé Ñ. Ñêîëüêî æå ìåñòà òàì, âíèçó?

Íàíîòåõíîëîãèè: îò îòðèöàíèÿ äî ïðèçíàíèÿ – çà ÷åòûðå ãîäà

Íàíîòåõíîëîãèÿ, ïîäðàçóìåâàþùàÿ âîçìîæíîñòü ìàíèïóëÿöèè îòäåëüíûìè ìîëåêóëàìè è àòîìàìè âåùåñòâà, – óíèêàëüíàÿ îáëàñòü íàóêè. Àâòîðèòåòíûå ó÷åíûå, òðàäèöèîííî ñêåïòè÷åñêè îòíîñÿùèåñÿ êî âñåì íåîáû÷íûì è ìàëîèññëåäîâàííûì âåÿíèÿì, îáû÷íî ñäåðæàííî îöåíèâàþò ïåðñïåêòèâû ðàçâèòèÿ ðàçëè÷íûõ îáëàñòåé çíàíèé, êàê ïðàâèëî, ðåäêî çàíèìàþòñÿ ïðîãíîçàìè è êðàéíå íåîõîòíî ìåíÿþò ñâîè âçãëÿäû. Òàê áûëî â èñòîðèè ïðàêòè÷åñêè âñåõ åñòåñòâåííîíàó÷íûõ äèñöèïëèí, è òåì óäèâèòåëüíåå ïåðåìåíà â îòíîøåíèè íàó÷íûõ êðóãîâ ê íàíîòåõíîëîãèÿì. Âïëîòü äî 1998 ã., êîãäà ïîÿâèëñÿ ïåðâûé òðàíçèñòîð íàíîìàñøòàáà, ïðàêòè÷åñêèå âîçìîæíîñòè ïðèìåíåíèÿ íàíîòåõíîëîãèé â àêàäåìè÷åñêèõ êðóãàõ ñ÷èòàëèñü ôàíòàñòèêîé. Çàòåì, áóêâàëüíî â òå÷åíèå äâóõ-òðåõ ëåò, ó÷åíûå ìóæè ñìåíèëè ãíåâ íà ìèëîñòü, è â êà÷åñòâå âîçìîæíûõ ñðîêîâ ïîÿâëåíèÿ ïåðâûõ ïðèêëàäíûõ íàíîïðîåêòîâ óæå íàçûâàëèñü áëèæàéøèå 15–30 ëåò. Îäíàêî ïðîøëî âñåãî ÷åòûðå ãîäà, è ìèð çàõëåñòíóëà âîëíà ñîîáùåíèé î ðàáîòàþùèõ íàíîóñòðîéñòâàõ, ñîáðàííûõ èç îòäåëüíûõ ìîëåêóë èëè äàæå àòîìîâ, è íîâûõ ìàòåðèàëàõ, ñîçäàííûõ ñ ïîìîùüþ íàíîòåõíîëîãèé. Ñåãîäíÿ ïîäîáíûå íîâîñòè âîñïðèíèìàþòñÿ êàê ðÿäîâûå è î÷åâèäíûå.

Ñ ÷åì ñâÿçàíà òàêàÿ ïåðåìåíà? Ïðåæäå âñåãî ñî ñòðåìèòåëüíûì ðîñòîì èíâåñòèöèé â íàíîòåõíîëîãèè, êîòîðûå áûñòðî ïðèâåëè ê ïåðâûì ñåíñàöèîííûì äîñòèæåíèÿì, à òàêæå ñ âåñüìà çàìàí÷èâûìè ïåðñïåêòèâàìè, îáðèñîâàííûìè èçâåñòíûìè ôóòóðîëîãàìè. Âåäü íàíîìåõàíèçìû òåîðåòè÷åñêè ìîãóò ñîáèðàòü ëþáûå âåùè èç ïðîèçâîëüíîãî ïîäðó÷íîãî ìàòåðèàëà, ÷òî ïðèâåäåò ê ìàññîâîìó èçîáèëèþ, à íàíîóñòðîéñòâà, çàïóùåííûå â îðãàíèçì ÷åëîâåêà, ñïîñîáíû ñëåäèòü çà ôóíêöèîíèðîâàíèåì êëåòîê è êîððåêòèðîâàòü õîä èõ æèçíåäåÿòåëüíîñòè â ñëó÷àå ðàçëè÷íûõ îòêëîíåíèé îò çàäàííûõ çíà÷åíèé, â ðåçóëüòàòå ÷åãî ÷åëîâåê íèêîãäà íå áóäåò áîëåòü è ñìîæåò æèòü âå÷íî.

Ðåêëàìíàÿ øóìèõà ïîäòîëêíóëà èíâåñòîðîâ ê áîëåå àêòèâíûì äåéñòâèÿì, âëîæåíèÿ áûñòðî ïðèíåñëè íîâûå çàõâàòûâàþùèå ðåçóëüòàòû. Òàêîé ñàìîðàñêðó÷èâàþùèéñÿ ïðîöåññ ïðèâåë ê òîìó, ÷òî â 2003 ã. ñóììàðíûå ðàñõîäû ãîñóäàðñòâåííûõ ñòðóêòóð è ÷àñòíûõ êîìïàíèé íà íàíîòåõíîëîãèè äîñòèãëè 6 ìëðä. äîëë. Åùå â 1998 ã. îáúåì ýòèõ èíâåñòèöèé áûë íà äâà ïîðÿäêà ìåíüøå!

Â ÑØÀ Íàöèîíàëüíàÿ íàíîòåõíîëîãè÷åñêàÿ èíèöèàòèâà (NNI) ñòàðòîâàëà â 2000 ã. Ïåðâîíà÷àëüíî íà èññëåäîâàíèÿ áûëî âûäåëåíî 270 ìëí. äîëë., â òåêóùåì ãîäó àìåðèêàíñêèå íàíîòåõíîëîãèè îñâîèëè óæå 770 ìëí. áþäæåòíûõ äåíåã, íà ñëåäóþùèé ãîä îæèäàåòñÿ ôèíàíñèðîâàíèå â ðàçìåðå 849 ìëí. äîëë., à â áëèæàéøèå òðè ãîäà âëîæåíèÿ ñîñòàâÿò 2,4 ìëðä. äîëë. Áîëüøàÿ ÷àñòü ýòèõ èíâåñòèöèé ïîñòóïàåò â Íàöèîíàëüíûé íàó÷íûé ôîíä ÑØÀ, ìèíèñòåðñòâà îáîðîíû è ýíåðãåòèêè. Êèòàé â ïðîøëîì ãîäó èçðàñõîäîâàë íà íàíîèññëåäîâàíèÿ 200 ìëí. äîëë., ßïîíèÿ – 750 ìëí., à â ýòîì ãîäó åå èíâåñòèöèè â íàíîòåõíîëîãèè äîñòèãíóò ìèëëèàðäà äîëëàðîâ.

 2003 ã. ãîñóäàðñòâà âñåõ ñòðàí ìèðà ïîòðàòèëè íà íàíîíàóêó 2 ìëðä. äîëë., â ðåçóëüòàòå ÷åãî äàííàÿ íàó÷íàÿ îáëàñòü ñòàëà ñàìîé ôèíàíñèðóåìîé. Íåìàëîâàæíî, ÷òî ñôåðà íàíîòåõíîëîãèé óäîáíà äëÿ èíâåñòèöèé, òàê êàê â íåé äåéñòâóåò îãðàíè÷åííîå ÷èñëî íàóêîåìêèõ êîìàíä ïî íåáîëüøîìó ïåðå÷íþ ïðîðûâíûõ íàïðàâëåíèé. Íî ïîêà óñèëèÿ ñïåöèàëèñòîâ ñîñðåäîòî÷åíû íà ñîçäàíèè è ñîâåðøåíñòâîâàíèè ñðåäñòâ íàíîïðîèçâîäñòâà – ñëîæíûõ ïðîãðàììíî-àïïàðàòíûõ êîìïëåêñîâ, àêòèâíî èñïîëüçóþùèõ äîñòèæåíèÿ èñêóññòâåííîãî èíòåëëåêòà è óïðîùàþùèõ ïðîåêòèðîâàíèå è âèçóàëèçàöèþ ðàáîòû íàíîìåõàíèçìîâ, ïîä÷èíÿþùèõñÿ íåëèíåéíîé ëîãèêå ôèçèêè ÷àñòèö.

Íî èíâåñòèöèè äåëàþòñÿ, êîíå÷íî, â ðàñ÷åòå íà îùóòèìóþ îòäà÷ó. È îíà íå çà ãîðàìè. Ïî äàííûì àíãëèéñêîãî ìèíèñòåðñòâà òîðãîâëè, â 2005 ã. ñïðîñ íà óñëóãè ðûíêà íàíîòåõíîëîãèé äîñòèãíåò 100 ìëðä. äîëë., à ê 2015-ìó âûðàñòåò â 10 ðàç, ïîñëå ÷åãî òåìïû ðîñòà çíà÷èòåëüíî ñíèçÿòñÿ.  ýòîé ñôåðå ê òîìó âðåìåíè áóäåò çàäåéñòâîâàíî 2 ìëí. ðàáîòíèêîâ.

Óæå ñ 2006 ã. äîëæíà ðåçêî âîçðàñòè ïðàêòè÷åñêàÿ îòäà÷à îò ñåãîäíÿøíèõ íàðàáîòîê. ×åðåç 3–5 ëåò íà÷íåòñÿ àêòèâíûé äåëåæ ðûíêà, à ïåðåäåë åãî çàêîí÷èòñÿ ê 2010–2015 ãã. Ïðîãíîçèðóåìûé ðàçäåë ðûíêà ìåæäó ïðîìûøëåííûìè íàïðàâëåíèÿìè ïîêàçàí â òàáë. 1, à ìåæäó ñòðàíàìè – â òàáë. 2.

Òàáë. 1. Ðàçäåë ðûíêà íàíîòåõíîëîãèé ïî íàïðàâëåíèÿìÍàïðàâëåíèå Äîëÿ ðûíêà, %

Íàïðàâëåíèå

Äîëÿ ðûíêà, %

Íîâûå ìàòåðèàëû

30–35

Ïîëóïðîâîäíèêè

18–25

Óñòðîéñòâà õðàíåíèÿ äàííûõ

15–20

Áèîòåõíîëîãèè

9–14

Ïîëèìåðû

8–12

Ýëåêòðîõèìèÿ

3–5

Îïòèêà

2–4

Òàáë. 2. Ðàçäåë ðûíêà íàíîòåõíîëîãèé ïî ñòðàíàìÑòðàíà Äîëÿ ðûíêà, %

Ñòðàíà

Äîëÿ ðûíêà, %

ÑØÀ

40–45

ßïîíèÿ

25–30

Åâðîïà

15–20

Àçèÿ

5–10

Èñòî÷íèê: "International Strategy for Nanotechnology Research and Development", U.S. National Science Foundation, 2001

Ïî àêòèâíîñòè íàó÷íûõ èññëåäîâàíèé ïåðâûå ïÿòü ìåñò çàíèìàþò ÑØÀ, ßïîíèÿ, Êèòàé, Ãåðìàíèÿ è Ôðàíöèÿ. À Êèòàéñêèé íàó÷íî-òåõíè÷åñêèé óíèâåðñèòåò ïî ÷èñëó ïóáëèêàöèé â ýòîé îáëàñòè äåðæèò âòîðîå ìåñòî ñëåäîì çà Êàëèôîðíèéñêèì.  ÊÍÐ òîëüêî ñ 2000 ã. îòêðûëèñü 600 êîìïàíèé, çàíèìàþùèõñÿ íàíîòåõíîëîãèÿìè.

Øèìîí Ïåðåñ, ëèäåð Ïàðòèè òðóäà Èçðàèëÿ è åå áûâøèé ïðåìüåð-ìèíèñòð, ïîñåòèë ýòîé îñåíüþ ïðîøåäøèé â ÑØÀ Âñåìèðíûé íàíîýêîíîìè÷åñêèé êîíãðåññ, ãäå ïðîñèë èíâåñòîðîâ âûäåëèòü åãî ñòðàíå 300 ìëí. äîëë. íà íàíîèíèöèàòèâó.  ïîñëåäíèé ðàç ñõîæóþ àêòèâíîñòü ã-í Ïåðåñ ïðîÿâèë 45 ëåò íàçàä â îòíîøåíèè ðàáîò Èçðàèëÿ íàä ÿäåðíûì îðóæèåì.

Äàâàéòå ïîçíàêîìèìñÿ ñ íàíîòåõíîëîãèÿìè ïîáëèæå. ×òîáû ïîëó÷èòü ïðåäñòàâëåíèå î ïîòåíöèàëå äàííîãî íàïðàâëåíèÿ, âçãëÿíåì íà èñòîðèþ è ñåãîäíÿøíåå ñîñòîÿíèå ýòîé íàóêè, à òàêæå óçíàåì ìíåíèå âåäóùèõ ýêñïåðòîâ î åå áëèæàéøåì è îòäàëåííîì áóäóùåì.

Èç èñòîðèè íàíîòåõíîëîãèé

Îäèí íàíîìåòð (îò ãðå÷åñêîãî "íàíî" – êàðëèê) ðàâåí îäíîé ìèëëèàðäíîé ÷àñòè ìåòðà. Íà ýòîì ðàññòîÿíèè ìîæíî âïëîòíóþ ðàñïîëîæèòü ïðèìåðíî 10 àòîìîâ. Ïîæàëóé, ïåðâûì ó÷åíûì, èñïîëüçîâàâøèì ýòó åäèíèöó èçìåðåíèÿ, áûë Àëüáåðò Ýéíøòåéí, êîòîðûé â 1905 ã. òåîðåòè÷åñêè äîêàçàë, ÷òî ðàçìåð ìîëåêóëû ñàõàðà ðàâåí îäíîìó íàíîìåòðó. Íî òîëüêî ÷åðåç 26 ëåò íåìåöêèå ôèçèêè Ýðíñò Ðóñêà, ïîëó÷èâøèé Íîáåëåâñêóþ ïðåìèþ â 1986 ã., è Ìàêñ Êíîëë ñîçäàëè ýëåêòðîííûé ìèêðîñêîï, îáåñïå÷èâàþùèé 15-êðàòíîå óâåëè÷åíèå (ìåíüøå, ÷åì ñóùåñòâîâàâøèå òîãäà îïòè÷åñêèå ìèêðîñêîïû), îí è ñòàë ïðîîáðàçîì íîâîãî ïîêîëåíèÿ ïîäîáíûõ óñòðîéñòâ, ïîçâîëèâøèõ çàãëÿíóòü â íàíîìèð.

1932 ãîä. Ãîëëàíäñêèé ïðîôåññîð Ôðèö Öåðíèêå, Íîáåëåâñêèé ëàóðåàò 1953 ã., èçîáðåë ôàçîâî-êîíòðàñòíûé ìèêðîñêîï – âàðèàíò îïòè÷åñêîãî ìèêðîñêîïà, óëó÷øàâøèé êà÷åñòâî ïîêàçà äåòàëåé èçîáðàæåíèÿ, è èññëåäîâàë ñ åãî ïîìîùüþ æèâûå êëåòêè (ðàíåå äëÿ ýòîãî ïðèõîäèëîñü ïðèìåíÿòü êðàñèòåëè, óáèâàâøèå æèâûå òêàíè). Èíòåðåñíî, ÷òî Öåðíèêå ïðåäëàãàë ñâîå èçîáðåòåíèå ôèðìå "Öåéñ", íî ìåíåäæåðû íå îñîçíàëè åãî ïåðñïåêòèâíîñòè, õîòÿ ñåãîäíÿ òàêèå ìèêðîñêîïû àêòèâíî ïðèìåíÿþòñÿ â ìåäèöèíå.

1939 ãîä. Êîìïàíèÿ Siemens, â êîòîðîé ðàáîòàë Ðóñêà, âûïóñòèëà ïåðâûé êîììåð÷åñêèé ýëåêòðîííûé ìèêðîñêîï ñ ðàçðåøàþùåé ñïîñîáíîñòüþ 10 íì.

Äíåì ðîæäåíèÿ íàíîòåõíîëîãèé ñ÷èòàåòñÿ 29 äåêàáðÿ 1959 ã. Ïðîôåññîð Êàëèôîðíèéñêîãî òåõíîëîãè÷åñêîãî èíñòèòóòà Ðè÷àðä Ôåéíìàí (Íîáåëåâñêèé ëàóðåàò 1965 ã.) â ñâîåé ëåêöèè "Êàê ìíîãî ìåñòà òàì, âíèçó" ("There’s plenty of room at the bottom"), ïðî÷èòàííîé ïåðåä Àìåðèêàíñêèì ôèçè÷åñêèì îáùåñòâîì, îòìåòèë âîçìîæíîñòü èñïîëüçîâàíèÿ àòîìîâ â êà÷åñòâå ñòðîèòåëüíûõ ÷àñòèö.

1966 ãîä. Àìåðèêàíñêèé ôèçèê Ðàññåë ßíã, ðàáîòàâøèé â Íàöèîíàëüíîì áþðî ñòàíäàðòîâ, ïðèäóìàë ïüåçîäâèãàòåëü, ïðèìåíÿåìûé ñåãîäíÿ â ñêàíèðóþùèõ òóííåëüíûõ ìèêðîñêîïàõ è äëÿ ïîçèöèîíèðîâàíèÿ íàíîèíñòðóìåíòîâ ñ òî÷íîñòüþ äî 0,01 àíãñòðåì (1 íàíîìåòð = 10 àíãñòðåì).

1968 ãîä. Èñïîëíèòåëüíûé âèöå-ïðåçèäåíò êîìïàíèè Bell Àëüôðåä ×î è ñîòðóäíèê åå îòäåëåíèÿ ïî èññëåäîâàíèÿì ïîëóïðîâîäíèêîâ Äæîí Àðòóð îáîñíîâàëè òåîðåòè÷åñêóþ âîçìîæíîñòü èñïîëüçîâàíèÿ íàíîòåõíîëîãèé â ðåøåíèè çàäà÷ îáðàáîòêè ïîâåðõíîñòåé è äîñòèæåíèÿ àòîìíîé òî÷íîñòè ïðè ñîçäàíèè ýëåêòðîííûõ ïðèáîðîâ.

1971 ãîä. Ðàññåë ßíã âûäâèíóë èäåþ ïðèáîðà Topografiner, ïîñëóæèâøåãî ïðîîáðàçîì çîíäîâîãî ìèêðîñêîïà. Ñòîëü äëèòåëüíûå ñðîêè ðàçðàáîòêè ïîäîáíûõ óñòðîéñòâ îáúÿñíÿþòñÿ òåì, ÷òî íàáëþäåíèå çà àòîìàðíûìè ñòðóêòóðàìè ïðèâîäèò ê èçìåíåíèþ èõ ñîñòîÿíèÿ, ïîýòîìó òðåáîâàëèñü êà÷åñòâåííî íîâûå ïîäõîäû, íå ðàçðóøàþùèå èññëåäóåìîå âåùåñòâî.

Ïðàâäà, âñêîðå ðàáîòû íàä Topografiner áûëè ïðåêðàùåíû, è ïðèçíàíèå ê ßíãó ïðèøëî òîëüêî â 1979 ã., ïîñëå ÷åãî îí ïîëó÷èë ìíîæåñòâî íàãðàä.

1974 ãîä. ßïîíñêèé ôèçèê Íîðèî Òàíèãó÷è, ðàáîòàâøèé â Òîêèéñêîì óíèâåðñèòåòå, ïðåäëîæèë òåðìèí "íàíîòåõíîëîãèè" (ïðîöåññ ðàçäåëåíèÿ, ñáîðêè è èçìåíåíèÿ ìàòåðèàëîâ ïóòåì âîçäåéñòâèÿ íà íèõ îäíèì àòîìîì èëè îäíîé ìîëåêóëîé), áûñòðî çàâîåâàâøèé ïîïóëÿðíîñòü â íàó÷íûõ êðóãàõ.

1982 ãîä.  Öþðèõñêîì èññëåäîâàòåëüñêîì öåíòðå IBM ôèçèêè Ãåðä Áèííèã è Ãåíðèõ Ðîðåð (Íîáåëåâñêèå ëàóðåàòû 1986 ã. âìåñòå ñ Ýðíñòîì Ðóñêîé) ñîçäàëè ñêàíèðóþùèé òóííåëüíûé ìèêðîñêîï (ÑÒÌ), ïîçâîëÿþùèé ñòðîèòü òðåõìåðíóþ êàðòèíó ðàñïîëîæåíèÿ àòîìîâ íà ïîâåðõíîñòÿõ ïðîâîäÿùèõ ìàòåðèàëîâ. ÑÒÌ äåéñòâîâàë ïî ïðèíöèïó, ñõîæåìó ñ çàëîæåííûì â Topografiner, íî øâåéöàðöû ñîçäàëè åãî íåçàâèñèìî îò ßíãà, äîáèâøèñü çíà÷èòåëüíî áîëüøåé ðàçðåøàþùåé ñïîñîáíîñòè è ðàñïîçíàâ îòäåëüíûå àòîìû â êàëüöèåâî-èðèäèåâî-îëîâÿííûõ êðèñòàëëàõ. Ãëàâíîé ïðîáëåìîé â èññëåäîâàíèè áûëè ôîíîâûå ïîìåõè – îñòðèå ìèêðîñêîïà, ïîçèöèîíèðîâàâøååñÿ ñ òî÷íîñòüþ äî äîëåé àòîìà, ñáèâàëîñü îò ìàëåéøèõ øóìîâ è âèáðàöèé íà óëèöå.

1985 ãîä. Òðîå àìåðèêàíñêèõ õèìèêîâ: ïðîôåññîð Ðàéññêîãî óíèâåðñèòåòà Ðè÷àðä Ñìýëëè, à òàêæå Ðîáåðò Êàðë è Õýðîëüä Êðîòî (Íîáåëåâñêèå ëàóðåàòû 1996 ã.) îòêðûëè ôóëëåðåíû – ìîëåêóëû, ñîñòîÿùèå èç 60 àòîìîâ óãëåðîäà, ðàñïîëîæåííûõ â ôîðìå ñôåðû. Ýòè ó÷åíûå òàêæå âïåðâûå ñóìåëè èçìåðèòü îáúåêò ðàçìåðîì 1 íì.

1986 ãîä. Ãåðä Áèííèã ðàçðàáîòàë ñêàíèðóþùèé àòîìíî-ñèëîâîé çîíäîâûé ìèêðîñêîï, ïîçâîëèâøèé íàêîíåö âèçóàëèçèðîâàòü àòîìû ëþáûõ ìàòåðèàëîâ (íå òîëüêî ïðîâîäÿùèõ), à òàêæå ìàíèïóëèðîâàòü èìè.

1986 ãîä. Àìåðèêàíñêèé ó÷åíûé Ýðèê Äðåêñëåð, ðàáîòàâøèé â ëàáîðàòîðèè èñêóññòâåííîãî èíòåëëåêòà Ìàññà÷óñåòñêîãî òåõíîëîãè÷åñêîãî èíñòèòóòà, íàïèñàë êíèãó "Ìàøèíû ñîçèäàíèÿ" ("Engines of Creation"), â êîòîðîé âûäâèíóë êîíöåïöèþ óíèâåðñàëüíûõ ìîëåêóëÿðíûõ ðîáîòîâ, ðàáîòàþùèõ ïî çàäàííîé ïðîãðàììå è ñîáèðàþùèõ ÷òî óãîäíî (â òîì ÷èñëå è ñåáå ïîäîáíûõ) èç ïîäðó÷íûõ ìîëåêóë. Ýòà èäåÿ áûëà, âèäèìî, íàâåÿíà Äðåêñëåðó åãî îñíîâíîé äåÿòåëüíîñòüþ – â çàäà÷àõ èñêóññòâåííîãî èíòåëëåêòà èäåÿ ñàìîâîñïðîèçâîäÿùèõñÿ óñòðîéñòâ âñòðå÷àåòñÿ ïîñòîÿííî. Ó÷åíûé óæå òîãäà äîâîëüíî òî÷íî ïðåäñêàçàë íåìàëî ãðÿäóùèõ äîñòèæåíèé íàíîòåõíîëîãèé, è íà÷èíàÿ ñ 1989 ã. åãî ïðîãíîçû ñáûâàþòñÿ, ïðè÷åì íåðåäêî ñî çíà÷èòåëüíûì îïåðåæåíèåì ñðîêîâ.

1987–1988 ãã.  ÍÈÈ "Äåëüòà" ïîä ðóêîâîäñòâîì Ï. Í. Ëóñêèíîâè÷à çàðàáîòàëà ïåðâàÿ ðîññèéñêàÿ íàíîòåõíîëîãè÷åñêàÿ óñòàíîâêà, îñóùåñòâëÿâøàÿ íàïðàâëåííûé óõîä ÷àñòèö ñ îñòðèÿ çîíäà ìèêðîñêîïà ïîä âëèÿíèåì íàãðåâà.

1989 ãîä. Ó÷åíûå Äîíàëüä Ýéãëåð è Ýðõàðä Øâåöåð èç Êàëèôîðíèéñêîãî íàó÷íîãî öåíòðà IBM ñóìåëè âûëîæèòü 35 àòîìàìè êñåíîíà íà êðèñòàëëå íèêåëÿ íàçâàíèå ñâîåé êîìïàíèè. Äëÿ ïåðâîãî â ìèðå öåëåâîãî ïåðåíîñà îòäåëüíûõ àòîìîâ â íîâîå ìåñòî îíè èñïîëüçîâàëè ÑÒÌ ïðîèçâîäñòâà IBM. Ïðàâäà, òàêàÿ íàäïèñü ïðîñóùåñòâîâàëà íåäîëãî – àòîìû áûñòðî ðàçáåæàëèñü ñ ïîâåðõíîñòè. Íî ñàì ôàêò íàëè÷èÿ ïîñòîðîííåãî àòîìà â ìîëåêóëÿðíîé ñòðóêòóðå íåêîòîðîãî âåùåñòâà îòêðûâàë ïîòåíöèàëüíóþ âîçìîæíîñòü ñîçäàíèÿ ìîëåêóëÿðíûõ àâòîìàòîâ, òðàêòóþùèõ íàëè÷èå èëè îòñóòñòâèå òàêîãî àòîìà â íåêîòîðîé ïîçèöèè êàê ëîãè÷åñêîå ñîñòîÿíèå.

1991 ãîä. ßïîíñêèé ïðîôåññîð Ñóìèî Ëèäæèìà, ðàáîòàâøèé â êîìïàíèè NEC, èñïîëüçîâàë ôóëëåðåíû äëÿ ñîçäàíèÿ óãëåðîäíûõ òðóáîê (èëè íàíîòðóáîê) äèàìåòðîì 0,8 íì. Íà èõ îñíîâå â íàøå âðåìÿ âûïóñêàþòñÿ ìàòåðèàëû â ñòî ðàç ïðî÷íåå ñòàëè. Îñòàâàëîñü íàó÷èòüñÿ äåëàòü òàêèå òðóáêè êàê ìîæíî áîëåå äëèííûìè – èõ ðàçìåðû îêàçàëèñü íàïðÿìóþ ñâÿçàíû ñ ïðî÷íîñòüþ èçãîòàâëèâàåìûõ âåùåñòâ. Êðîìå òîãî, îòêðûëàñü âîçìîæíîñòü ñîáèðàòü èç íàíîòðóáîê ðàçëè÷íûå íàíîìåõàíèçìû ñ çàöåïàìè è øåñòåðåíêàìè.

Êîìïüþòåðùèê Óîððåí Ðîáèíåò è õèìèê Ñòýí Óèëüÿìñ, ñîòðóäíèêè óíèâåðñèòåòà Ñåâåðíîé Êàðîëèíû, èçãîòîâèëè íàíîìàíèïóëÿòîð – ðîáîò ðàçìåðîì ñ ÷åëîâåêà, ñîñòûêîâàííûé ñ àòîìíûì ìèêðîñêîïîì è óïðàâëÿåìûé ÷åðåç èíòåðôåéñ âèðòóàëüíîé ðåàëüíîñòè. Îïåðàòîð, ìàíèïóëèðóÿ îòäåëüíûìè àòîìàìè, ñ åãî ïîìîùüþ ìîã ôèçè÷åñêè îùóùàòü ìíîãîêðàòíî óñèëåííóþ îòäà÷ó îò ìîäèôèöèðóåìîãî âåùåñòâà, ÷òî çíà÷èòåëüíî óñêîðÿëî ðàáîòó. Ïûòàòüñÿ äåëàòü ïðèêëàäíûå íàíîóñòðîéñòâà áåç òàêîãî êîìïëåêñà äî òîãî âðåìåíè áûëî íåìûñëèìî.

1991 ãîä. Â ÑØÀ çàðàáîòàëà ïåðâàÿ íàíîòåõíîëîãè÷åñêàÿ ïðîãðàììà Íàöèîíàëüíîãî íàó÷íîãî ôîíäà. Àíàëîãè÷íîé äåÿòåëüíîñòüþ îçàáîòèëîñü è ïðàâèòåëüñòâî ßïîíèè. À âîò â Åâðîïå ñåðüåçíàÿ ïîääåðæêà òàêèõ èññëåäîâàíèé íà ãîñóäàðñòâåííîì óðîâíå íà÷àëàñü òîëüêî ñ 1997 ã.

1997 ãîä. Ýðèê Äðåêñëåð îáúÿâèë, ÷òî ê 2020 ã. ñòàíåò âîçìîæíîé ïðîìûøëåííàÿ ñáîðêà íàíîóñòðîéñòâ èç îòäåëüíûõ àòîìîâ. Äî ñåãî âðåìåíè ïî÷òè âñå åãî ïðîãíîçû ñáûâàëèñü ñ îïåðåæåíèåì.

1998 ãîä. Ñèç Äåêêåð, ãîëëàíäñêèé ïðîôåññîð Òåõíè÷åñêîãî óíèâåðñèòåòà ã. Äåëôòñà, ñîçäàë òðàíçèñòîð íà îñíîâå íàíîòðóáîê, èñïîëüçóÿ èõ â êà÷åñòâå ìîëåêóë. Äëÿ ýòîãî åìó ïðèøëîñü ïåðâûì â ìèðå èçìåðèòü ýëåêòðè÷åñêóþ ïðîâîäèìîñòü òàêîé ìîëåêóëû.

Ïîÿâèëèñü òåõíîëîãèè ñîçäàíèÿ íàíîòðóáîê äëèíîé 300 íì.

 ßïîíèè çàïóùåíà ïðîãðàììà "Astroboy" ïî ðàçâèòèþ íàíîýëåêòðîíèêè, ñïîñîáíîé ðàáîòàòü â óñëîâèÿõ êîñìè÷åñêîãî õîëîäà è ïðè æàðå â òûñÿ÷è ãðàäóñîâ.

1999 ãîä. Àìåðèêàíñêèå ó÷åíûå – ïðîôåññîð ôèçèêè Ìàðê Ðèä (Éåëüñêèé óíèâåðñèòåò) è ïðîôåññîð õèìèè Äæåéìñ Òóð (Ðàéññêèé óíèâåðñèòåò) – ðàçðàáîòàëè åäèíûå ïðèíöèïû ìàíèïóëÿöèè êàê îäíîé ìîëåêóëîé, òàê è èõ öåïî÷êîé.

2000 ãîä. Íåìåöêèé ôèçèê Ôðàíö Ãèññèáë ðàçãëÿäåë â êðåìíèè ñóáàòîìíûå ÷àñòèöû.

Åãî êîëëåãà Ðîáåðò Ìàãåðëå ïðåäëîæèë òåõíîëîãèþ íàíîòîìîãðàôèè – ñîçäàíèÿ òðåõìåðíîé êàðòèíû âíóòðåííåãî ñòðîåíèÿ âåùåñòâà ñ ðàçðåøåíèåì 100 íì. Ïðîåêò ôèíàíñèðîâàëà êîìïàíèÿ Volkswagen.

Ïðàâèòåëüñòâî ÑØÀ îòêðûëî Íàöèîíàëüíóþ íàíîòåõíîëîãè÷åñêóþ èíèöèàòèâó (NNI).  áþäæåòå ÑØÀ íà ýòî íàïðàâëåíèå âûäåëåíî 270 ìëí. äîëë., êîììåð÷åñêèå êîìïàíèè âëîæèëè â íåãî â 10 ðàç áîëüøå.

2001 ãîä. Ðåàëüíîå ôèíàíñèðîâàíèå NNI ïðåâûñèëî çàïëàíèðîâàííîå (422 ìëí. äîëë.) íà 42 ìëí.

2002 ãîä. Ñèç Äåêêåð ñîåäèíèë óãëåðîäíóþ òðóáêó ñ ÄÍÊ, ïîëó÷èâ åäèíûé íàíîìåõàíèçì.

Ôèíàíñèðîâàíèå NNI ñîñòàâèëî 697 ìëí. äîëë. (íà 97 ìëí. áîëüøå ïëàíà).

2003 ãîä. Ïðîôåññîð Ôåíã Ëüþ èç óíèâåðñèòåòà Þòû, èñïîëüçóÿ íàðàáîòêè Ôðàíöà Ãèññèáëà, ñ ïîìîùüþ àòîìíîãî ìèêðîñêîïà ïîñòðîèë îáðàçû îðáèò ýëåêòðîíîâ ïóòåì àíàëèçà èõ âîçìóùåíèÿ ïðè äâèæåíèè âîêðóã ÿäðà.

Íà NNI îòïóùåíî 770 ìëí. äîëë. Â áþäæåòå NNI 2004 ã. çàëîæåíà ñóììà 849 ìëí. äîëë.

Ñîâðåìåííîå ñîñòîÿíèå ðûíêà íàíîòåõíîëîãèé

Ñåãîäíÿøíèé óðîâåíü çðåëîñòè íàíîòåõíîëîãèé ïðèìåðíî ñîîòâåòñòâóåò óðîâíþ çðåëîñòè ÈÒ 60-õ ãîäîâ XX âåêà. Ïðàâäà, ïî ñêîðîñòè âçðîñëåíèÿ íàíîïîäõîäû çíà÷èòåëüíî îïåðåæàþò ñâîèõ èíôîðìàöèîííûõ "êîëëåã". Òåêóùèå äîñòèæåíèÿ ïîêà âåñüìà ðàçðîçíåííû è íå ñèñòåìàòèçèðîâàíû. Íàèáîëåå çíà÷èòåëüíûõ ïðèêëàäíûõ óñïåõîâ äîáèëèñü, êîíå÷íî, ïðîèçâîäèòåëè ìèêðîýëåêòðîíèêè. Êðîìå òîãî, â ñàìîå áëèæàéøåå âðåìÿ îæèäàåòñÿ íà÷àëî ìàññîâîãî è äåøåâîãî ïðîèçâîäñòâà íàíîòðóáîê, ÷òî îêàæåò ñòèìóëèðóþùåå âëèÿíèå íà âûïóñê íîâûõ ìàòåðèàëîâ, îòëè÷àþùèõñÿ ïîâûøåííîé ïðî÷íîñòüþ è ëåãêîñòüþ. Âåäóùèå êîñìåòè÷åñêèå è ôàðìàöåâòè÷åñêèå ôèðìû òàêæå íà÷èíàþò ïåðåõîä ê íàíîòåõíîëîãèÿì. Ïðàâäà, èçãîòàâëèâàåìûå ñ èõ ïîìîùüþ ïðåïàðàòû ïîêà îñòàþòñÿ ñàìûìè äîðîãèìè â ñâîèõ êàòåãîðèÿõ.

È â äðóãèõ îáëàñòÿõ ïðîìûøëåííîñòè äîñòèæåíèÿ åäèíè÷íû, õîòÿ íåò íèêàêèõ ïðèíöèïèàëüíûõ ïðåïÿòñòâèé ê ìàñøòàáíîìó èñïîëüçîâàíèþ íàíîðåøåíèé – äåëî òîëüêî çà ñîâåðøåíñòâîâàíèåì òåõíîëîãè÷åñêèõ ïðîöåññîâ, íà ÷òî óéäåò òðè – ïÿòü ëåò.

Ýëåêòðîíèêà

Ñîáñòâåííûå íàíîïðîãðàììû ðàçâèâàþò ïðàêòè÷åñêè âñå âåäóùèå ðàçðàáîò÷èêè ýëåêòðîíèêè – IBM, Hewlett-Packard, Hitachi, Lucent, Mitsubishi, Motorola, NEC, 3M è äð. Ñïåöèàëèñòû Intel ñîâìåñòíî ñ ó÷åíûìè óíèâåðñèòåòà Áåðêëè ïðîäåìîíñòðèðîâàëè îäíîýëåêòðîííûé òðàíçèñòîð íà áàçå îòêðûòûõ íîáåëåâñêèìè ëàóðåàòàìè Ðè÷àðäîì Ñìýëëè, Ðîáåðòîì Êàðëîì è Õýðîëüäîì Êðîòî ôóëëåðåíîâ (ìîëåêóë óãëåðîäà Ñ60), ñëóæàùèõ ñåãîäíÿ îñíîâîé óãëåðîäíûõ íàíîòðóáîê. À â ðÿäå ÿïîíñêèõ ôèðì óæå ïðîåêòèðóþòñÿ îäíîýëåêòðîííûå ëîãè÷åñêèå ñõåìû.

Íîáåëåâñêèé ëàóðåàò Ãåðä Áèííèã, àâòîð ñêàíèðóþùåãî òóííåëüíîãî ìèêðîñêîïà è ñîòðóäíèê èññëåäîâàòåëüñêîãî èíñòèòóòà IBM, ïðåäëîæèë íåñêîëüêî ëåò íàçàä òåõíîëîãèþ ìèëëèïåäîâ (millipede). Îí îáðàòèë âíèìàíèå íà ñïîñîáíîñòü ñèëîâîãî ìèêðîñêîïà ôîðìèðîâàòü â ïîëèìåðàõ ÿìêè íàíîðàçìåðà, íàëè÷èå êîòîðûõ â îïðåäåëåííûõ òî÷êàõ âåùåñòâà ìîæíî òðàêòîâàòü êàê åäèíè÷íîå çíà÷åíèå áèòà. Áèííèã, ñòàðàÿñü ïðèñïîñîáèòü ìèëëèïåäû ê íóæäàì ïðîìûøëåííîñòè, íàó÷èëñÿ îäíîâðåìåííî ñêàíèðîâàòü ìíîæåñòâî òàêèõ ÿìîê.  ðåçóëüòàòå íûíåøíþþ ïëîòíîñòü çàïèñè äàííûõ íà æåñòêèõ äèñêàõ (100 Ãá íà 1 êâ. ñì) IBM îáåùàåò ïîâûñèòü â äåñÿòêè ðàç ñ ïîìîùüþ íåñêîëüêèõ ñîòåí ïàðàëëåëüíî ðàáîòàþùèõ íàíîçîíäîâ. À â êîìïàíèè Hitachi îòðàáàòûâàåòñÿ òåõíîëîãèÿ ñìåíû ïîëÿðíîñòè íàíîìàãíèòîâ, êîäèðóþùèõ áèòû. Ê 2010 ã. ñ åå ïîìîùüþ ïëîòíîñòü çàïèñè äàííûõ ìîæíî áóäåò óâåëè÷èòü â 100 ðàç.

Çíà÷èòåëüíîå âíèìàíèå íàíîòåõíîëîãè óäåëÿþò íàïðàâëåíèþ ìèêðîýëåêòðîìåõàíèêè MEMS (Micro-ElectroMechanical Systems) – ìèíèàòþðíûì ïðîìûøëåííûì ñèñòåìàì, îáúåäèíåííûì ñ ÷èïàìè. Ïî îöåíêàì NEXUS (Åâðîïåéñêàÿ àññîöèàöèÿ MEMS-ïðîèçâîäèòåëåé), MEMS-ðûíîê âûðàñòåò ñ 240 ìëí. äîëë. â 1996 ã. äî 690 ìëí. äîëë. ê 2005-ìó.

 ýòîì ãîäó ñòàëî èçâåñòíî î ïåðåãîâîðàõ ïðåäñòàâèòåëåé êîìïàíèé Intel, AMD è Apple ñ ðóêîâîäñòâîì ôèðìû Cooligy, âûïóñêàþùåé MEMS-ñèñòåìû âîäÿíîãî îõëàæäåíèÿ ïðîöåññîðîâ. Ïðåäëîæåííûé Cooligy ýëåêòðîêèíåòè÷åñêèé MEMS-íàíîñ ïðîãîíÿåò âîäó ïî ìèêðîêàíàëàì ïðîöåññîðà, ñíèìàÿ â ÷åòûðå ðàçà áîëüøå òåïëîâîé ýíåðãèè (1 êÂò), íåæåëè ñóùåñòâóþùèå ñèñòåìû âîçäóøíîãî îõëàæäåíèÿ.

Âîåííîå íàó÷íîå àãåíòñòâî DARPA íà áàçå MEMS ãîòîâèò ìèêðîñàìîëåò äëèíîé 15 ñì è ìàññîé 50 ã, ñïîñîáíûé äåðæàòüñÿ â âîçäóõå 60 ìèí, ïîäíèìàòüñÿ íà âûñîòó 10 êì è äâèãàòüñÿ ñî ñêîðîñòüþ 30 êì/÷. Îí îáîðóäîâàí âèäåî- è èíôðàêðàñíîé êàìåðàìè è ðàäàðîì, à åãî áîðòîâîé ìèêðîêîìïüþòåð îáåñïå÷èâàåò ñàìîñòîÿòåëüíîå äâèæåíèå ïî çàäàííîìó ìàðøðóòó.

Íî íà ñìåíó íåäàâíî ïîÿâèâøåìóñÿ òåðìèíó MEMS óæå ñïåøèò íîâûé – NEMS (íàíîýëåêòðîìåõàíèêà), è MEMS-ïðîèçâîäèòåëè îáåùàþò íà áàçå íàíîòåõíîëîãèé âûïóñòèòü ÷åðåç ãîä-äâà óìíûå ðàäèîäàò÷èêè RFID ñ ìèêðîàíòåííàìè.

Ýíåðãåòèêà

Ó÷åíûå óíèâåðñèòåòà ã. Òóëñà (øò. Îêëàõîìà) èçîáðåëè áàòàðåè ðàçìåðîì 1 ìêì, êîòîðûå ïðåêðàñíî ïîäîéäóò äëÿ ïèòàíèÿ êðîõîòíûõ ðîáîòîâ.  íàó÷íûõ èíñòèòóòàõ ðÿäà ñòðàí ïðîõîäÿò ôèíàëüíûå ñòàäèè ýêñïåðèìåíòîâ ïî ñîçäàíèþ óãëåðîäíûõ ýëåêòðîäîâ íà îñíîâå îäíîñòåííûõ íàíîðîæêîâ (îñîáîé ðàçíîâèäíîñòè íàíîòðóáîê) äëÿ ìåòàíîëîâûõ òîïëèâíûõ ýëåìåíòîâ, ñïîñîáíûõ îáåñïå÷èâàòü äåñÿòêè ÷àñîâ íåïðåðûâíîé ðàáîòû íîóòáóêîâ è ìîáèëüíûõ òåëåôîíîâ.

Íàíî÷àñòè÷êè ðàçíûõ ìàòåðèàëîâ ñëóæàò îòëè÷íûì êàòàëèçàòîðîì. Òàê, äîáàâëåííîå â ñûðóþ íåôòü íàíîçîëîòî çíà÷èòåëüíî ïîâûøàåò êà÷åñòâî ïðîöåññà åå î÷èñòêè. À ïðèñàäêà ê òîïëèâó íà îñíîâå óãëåðîäíûõ òðóáîê ïðèâîäèò ê åãî áîëåå ïîëíîé óòèëèçàöèè, ñíèæàÿ ê òîìó æå óðîâåíü âðåäíûõ âûáðîñîâ.

 óíèâåðñèòåòå Áåðêëè çàïóùåí ýëåêòðè÷åñêèé îäíîëîïàñòíûé ðîòîð ðàçìåðîì 300 íì. Ëîïàñòü ïðèêðåïëåíà ê âàëó, ñäåëàííîìó èç óãëåðîäíîé òðóáêè.

Ìåäèöèíà

Íà ñìåíó ïðîåêòó "Ãåíîì ÷åëîâåêà" ïðèøåë ïðîåêò "Ãåíîì ýïèòàêñèàëüíîãî ñëîÿ ÷åëîâåêà", ôèêñèðóþùèé õèìè÷åñêèå ïðîöåññû, ñïîñîáíûå çàïóñêàòü èëè îñòàíàâëèâàòü ðàáîòó ðàçëè÷íûõ ÷åëîâå÷åñêèõ ãåíîâ. Òàêóþ ðàáîòó ìîæíî âûïîëíèòü òîëüêî íà áàçå ñîâðåìåííûõ íàíîäîñòèæåíèé. À Ìèíçäðàâó Ðîññèè ñ ïîìîùüþ íàíîòåõíîëîãèé óäàëîñü ðàñøèôðîâàòü ãåíåòè÷åñêèé êîä âèðóñà àòèïè÷íîé ïíåâìîíèè, ïîëó÷åííîãî ó åäèíñòâåííîãî çàáîëåâøåãî åþ ðîññèéñêîãî ãðàæäàíèíà.

 óíèâåðñèòåòå Ëîñ-Àíäæåëåñà ñîçäàí çîíä, ñîñòîÿùèé èç îäíîé ìîëåêóëû äëèíîé 20 íì è ñïîñîáíûé îáðàçîâûâàòü âðåìåííûå ñâÿçè ñ îòäåëüíûìè ó÷àñòêàìè ìîëåêóëû ÄÍÊ. Ñòðóêòóðó ÄÍÊ ìîæíî ïðè ýòîì ôèêñèðîâàòü â ïðîöåññå òîìîãðàôè÷åñêîãî ñêàíèðîâàíèÿ îáðàçöîâ ðàñòâîðîâ, ñîäåðæàùèõ òàêèå ìîëåêóëÿðíûå êîìïëåêñû. Èíñòèòóò àíàëèòè÷åñêîãî ïðèáîðîñòðîåíèÿ ÐÀÍ ðàçðàáîòàë ÄÍÊ-àíàëèçàòîð "Íàíîôîð 03-Ñ", îïðåäåëÿþùèé ïîñëåäîâàòåëüíîñòè ìîëåêóë è âûïîëíÿþùèé ôðàãìåíòíûé àíàëèç ÄÍÊ ñ ðàçðåøåíèåì â îäèí íóêëåîòèä.

Êîìïàíèÿ Rutgers òðóäèòñÿ íàä íàíîìîòîðîì (ïðîåêò Viral Protein Nano Motor) äëÿ óñòðîéñòâà, ïåðåìåùàþùåãîñÿ ïî êðîâåíîñíîé ñèñòåìå ÷åëîâåêà è âîññòàíàâëèâàþùåãî ïîâðåæäåííóþ êëåòî÷íóþ ñòðóêòóðó. Ñåãîäíÿ âñå êðóïíåéøèå ôàðìàöåâòè÷åñêèå êîìïàíèè çàíèìàþòñÿ ñîçäàíèåì ñèñòåì êëåòî÷íîé äîñòàâêè ëåêàðñòâ, ïîäðàçóìåâàþùèõ ïåðåíîñ íàíîðîáîòàìè öåëåáíûõ ìîëåêóë ïðÿìî ê âðåäîíîñíûì áàêòåðèÿì.

Ïîìîãëè íàíîòåõíîëîãèè è áèîëîãàì. Ñ èõ ïîìîùüþ àâñòðàëèéñêèé ãåîëîã Ôèëèïïà Óèíå ñìîãëà âûÿâèòü áàêòåðèè ðàçìåðîì 100 íì (òàê íàçûâàåìûå íàíîáû) â îáðàçöàõ, ïðîëåæàâøèõ â ãðóíòå ñîòíè ìèëëèîíîâ ëåò. Ðàíåå ñ÷èòàëîñü, ÷òî æèâàÿ êëåòêà íå ìîæåò ïîääåðæèâàòü íîðìàëüíûé îáìåí âåùåñòâ, åñëè åå ðàçìåð íå ïðåâûøàåò 200 íì. Íî îêàçàëîñü, ÷òî íàíîáû îòëè÷íî æèâóò è ðàçìíîæàþòñÿ – ïðàâäà, òîëüêî â êîëëåêòèâå.  êîëîíèè íàíîáîâ ðàçëè÷íûå ãðóïïû áàêòåðèé áåðóò íà ñåáÿ ðàçíûå ôóíêöèè ïî ïîääåðæàíèþ îáùåé æèçíåäåÿòåëüíîñòè.

Ïðîìûøëåííîñòü

Êîíöåðí BMW ðàçðàáàòûâàåò íà áàçå íàíîïîðîøêîâ ñàìîî÷èùàþùèåñÿ àâòîìîáèëüíûå ïîâåðõíîñòè, à â Audi òàêèå ïîðîøêè ïðèìåíÿþòñÿ äëÿ ñîçäàíèÿ ïðî÷íûõ çåðêàë è îòðàæàòåëåé, ñòîéêèõ ê öàðàïèíàì. Ïðîöåññîðû Intel è AMD ïîëèðóþòñÿ íàíîïîðîøêîì, ÷òî ïîçâîëÿåò èçáåæàòü çàãðÿçíåíèÿ ïîâåðõíîñòè ìèêðîñêîïè÷åñêèìè ïûëèíêàìè. Àêòèâíî èñïîëüçóþòñÿ íàíîïîðîøêè ïðè èçãîòîâëåíèè DVD-äèñêîâ.

 Êàëèôîðíèéñêîì óíèâåðñèòåòå ñîçäàíà ëåãêàÿ ïåíà, ñîäåðæàùàÿ íàíî÷àñòè÷êè ñòåêëà è ïðåâðàùàþùàÿñÿ ïîñëå çàòâåðäåâàíèÿ â âûñîêîïðî÷íûé ìàòåðèàë. Äðóãàÿ íàõîäêà ýòèõ ó÷åíûõ, – ìàòåðèàë, ïîâåðõíîñòü êîòîðîãî ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ìíîæåñòâî èãë äëèíîé íåñêîëüêî íàíîìåòðîâ, – áóäåò ïðèìåíÿòüñÿ äëÿ ïîêðûòèÿ êîðïóñîâ ïîäâîäíûõ ëîäîê. Îí ïîçâîëèò ñíèçèòü óðîâåíü òðåíèÿ êîðïóñà î âîäó è ñäåëàåò ñóáìàðèíû áåñøóìíûìè. À åùå îäíî äîñòèæåíèå êàëèôîðíèéöåâ, èñòî÷íèê êîãåðåíòíîãî èçëó÷åíèÿ íà áàçå îäíîãî àòîìà öåçèÿ, óïðîñòèò óïðàâëåíèå áóäóùèìè êâàíòîâûìè êîìïüþòåðàìè.

Ó÷åíûå èç ðîññèéñêîãî Èíñòèòóòà îáùåé ôèçèêè ÐÀÍ è Èíñòèòóòà íàíîòåõíîëîãèé Ìåæäóíàðîäíîãî ôîíäà "Êîíâåðñèÿ" âûðàñòèëè íà ïîâåðõíîñòè àëþìèíèÿ ñ õðîìîâûì ïîêðûòèåì ñ ïîìîùüþ óñòàíîâêè íàíîëèòîãðàôèè "Ëó÷-2" óãëåðîäíûå îáúåêòû ðàçìåðîì 3 íì.

 Ïðèíñòîíñêîì óíèâåðñèòåòå ðàçðàáîòàí äåôîðìèðóåìûé ýëåêòðîïðîâîäíèê, êîòîðûé ìîæíî ðàñòÿãèâàòü â äâà ðàçà (äî ñèõ ïîð ëó÷øèå ýëàñòè÷íûå ïðîâîäÿùèå ìàòåðèàëû ðàñòÿãèâàëèñü íà 5–10%). Îí ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ïðîâîäÿùèé ñëîé èç çîëîòà òîëùèíîé 25 íì. Òåïåðü ïîÿâëÿåòñÿ âîçìîæíîñòü ñîçäàâàòü ïåðåíîñíûå íàäóâíûå êîìïüþòåðíûå ñåòè è êîæó äëÿ ðîáîòîâ, ñïîñîáíóþ ïåðåäàâàòü "îùóùåíèÿ" è óïðîùàþùóþ óïðàâëåíèå ïåðèôåðèéíûìè ñèñòåìàìè.

Ïîêà íàèáîëåå âîñòðåáîâàííûì òîâàðîì íà ðûíêå íàíîìàòåðèàëîâ îñòàþòñÿ óãëåðîäíûå òðóáêè. Êîìïàíèÿ Carbon Nanotechnologies ïðîäàåò èõ ïî öåíå 500 äîëë. çà 1 ã, à â äåíü îíà èçãîòàâëèâàåò îêîëî 1 êã òðóáîê. Íåáîëüøèå îáúåìû ïðîèçâîäñòâà îáúÿñíÿþòñÿ íå òîëüêî îãðàíè÷åííûìè ìîùíîñòÿìè. Ôèðìû, âûïóñêàþùèå òîâàðû ìàññîâîãî ñïðîñà, íå ñïåøàò èñïîëüçîâàòü íàíîòðóáêè ïðåæäå âñåãî ïîòîìó, ÷òî èõ ïîêà íåëüçÿ çàêóïàòü â áîëüøèõ êîëè÷åñòâàõ. Íî òàêîé çàìêíóòûé êðóã áóäåò ðàçîðâàí óæå â áëèæàéøèå 2–3 ãîäà, êîãäà îáúåì ïðîèçâîäñòâà óãëåðîäíûõ òðóáîê âûðàñòåò â ñîòíè ðàç.

Îñîáîå âíèìàíèå íàíîòåõíîëîãè óäåëÿþò êðèñòàëëîãðàôèè. Äåëî â òîì, ÷òî ðó÷íàÿ ñáîðêà îäíîãî íàíîóñòðîéñòâà èç àòîìîâ ìîæåò ïîòðåáîâàòü íåñêîëüêèõ ëåò, à äî ïîÿâëåíèÿ ìîëåêóëÿðíûõ ðîáîòîâ-ñáîðùèêîâ åùå äàëåêî. Ïîýòîìó íåìàëî èññëåäîâàíèé íàïðàâëåíî íà ïîèñê òåõíîëîãèé âûðàùèâàíèÿ íàíîìàòåðèàëîâ è íàíîóñòðîéñòâ â âèäå êðèñòàëëîâ, êîòîðûå ê òîìó æå ïî äîñòèæåíèè îïðåäåëåííîãî ðàçìåðà ìîãóò ðàñïàäàòüñÿ íà ìíîæåñòâî êîïèé ñ èäåíòè÷íîé ñòðóêòóðîé.

Èíñòèòóò êðèñòàëëîãðàôèè ÐÀÍ ïðåäñòàâèë òåõíîëîãèþ óïðàâëÿåìîãî âûðàùèâàíèÿ íèòåâèäíûõ êðèñòàëëîâ êðåìíèÿ (òàê íàçûâàåìûå îñòðèéíûå íàíîñòðóêòóðû), çà ðóáåæîì ïîêà îòñóòñòâóþùóþ. Ðàäèóñ çàêðóãëåíèÿ íà âåðøèíàõ êðèñòàëëîâ ñîñòàâëÿåò âñåãî 2 íì, ÷òî ïîçâîëÿåò èñïîëüçîâàòü èõ â íàíîýëåêòðîíèêå êàê òî÷å÷íûå èñòî÷íèêè ýëåêòðîíîâ â ëó÷åâûõ ïðèáîðàõ. Åùå îäèí ïðîåêò ÈÊ ÐÀÍ – ïîäãîòîâêà òðåêîâûõ íàíîìåìáðàí ñ ïîðàìè 50–5000 íì, ïðèìåíÿåìûõ â ïðîåêòàõ âûäåëåíèÿ âèðóñîâ, òîíêîé î÷èñòêè âîçäóõà èëè æèäêîñòè è âî ìíîæåñòâå äðóãèõ çàäà÷.

À ñîçäàâàåìûé â ÈÊ ÐÀÍ êîìïüþòåðíûé ïðîãðàììíûé êîìïëåêñ BARD (áàçîâûé àíàëèç ðåôëåêòîìåòðè÷åñêèõ äàííûõ) ïîçâîëèò îïðåäåëÿòü ýëåêòðîííóþ ñòðóêòóðó òîíêèõ (â òîì ÷èñëå íàíî-) ïëåíîê, àíàëèçèðóÿ ðàçëè÷íûå âèäû ðàññåèâàåìîãî èìè èçëó÷åíèÿ. Ïðîèçâîäèòåëè, çíàÿ äåòàëüíóþ ñòðóêòóðó íàíîïëåíîê, ñìîãóò âûïóñêàòü èõ ïðîìûøëåííûå îáðàçöû âûñîêîãî êà÷åñòâà.

Áóäóùåå ðûíêà íàíîòåõíîëîãèé

Ìèëëèàðäíûå èíâåñòèöèè â íàíîòåõíîëîãèè ñâÿçàíû ñ ïîÿâëåíèåì ó ÷åëîâå÷åñòâà øàíñà ðåøèòü âñå êëþ÷åâûå ïðîáëåìû ñîâðåìåííîñòè. Ãåíåòè÷åñêè ìîäèôèöèðîâàííûå ðàñòåíèÿ è æèâîòíûå, ðàñòóùèå íå ïî äíÿì, à ïî ÷àñàì, ïîáåäÿò ïðîáëåìó ãîëîäà íà ïëàíåòå. Íàíîðîáîòû ñìîãóò ñîáèðàòü â íåîãðàíè÷åííûõ êîëè÷åñòâàõ ëþáûå ïðåäìåòû ïåðâîé íåîáõîäèìîñòè èç ïðîèçâîëüíûõ ïîäðó÷íûõ ìàòåðèàëîâ. Èçáàâëåíèå îò ãîëîäà è ïëîõèõ óñëîâèé æèçíè ïîçâîëèò ïðàâèòåëüñòâàì ñîñðåäîòî÷èòüñÿ íà ïîâûøåíèè êóëüòóðíîãî óðîâíÿ, à ñðåäíåå îáðàçîâàíèå ñòàíåò äîñòóïíî âñåì äåòÿì çåìëè. Ìåäèêè ñ ïîìîùüþ ãåííîé èíæåíåðèè è ìîëåêóëÿðíûõ àâòîìàòîâ, ñïîñîáíûõ ñëåäèòü çà ñîñòîÿíèåì êëåòîê ÷åëîâå÷åñêîãî òåëà è ïðè íåîáõîäèìîñòè ðåìîíòèðîâàòü èõ, ðàññ÷èòûâàþò ñêàçàòü "íåò" áîëåçíÿì, à âîçìîæíî, è ñìåðòè. Óäàñòñÿ îñòàíîâèòü ãèáåëü ìíîæåñòâà ïðèðîäíûõ ðåñóðñîâ è âîññòàíîâèòü óòðà÷åííûå âèäû æèâîòíûõ è ðàñòåíèé, ñîçäàâ èõ êëîíû. Ïðåêðàòèòñÿ çàãðÿçíåíèå ïëàíåòû – íàíîðîáîòû ñìîãóò ïåðåðàáîòàòü ëþáûå îòõîäû, ïåðåâîäÿ èõ â óäîáðåíèå èëè ýíåðãîðåñóðñû. Ïîÿâèòñÿ âîçìîæíîñòü áåçîïàñíûõ êîñìè÷åñêèõ ïóòåøåñòâèé, à çàòåì Çåìëÿ è âñÿ Ñîëíå÷íàÿ ñèñòåìà áóäóò ïðåîáðàçîâàíû âî áëàãî ÷åëîâå÷åñòâà. Âñå ýòî ñîãëàñíî âåñüìà àâòîðèòåòíûì ïðîãíîçàì âïîëíå ðåàëüíî, "íàíî-ðàé" íà Çåìëå ìîæåò íàñòóïèòü óæå â ïåðâîé ïîëîâèíå íûíåøíåãî âåêà. Âåäü ìàññîâîå ðàñïðîñòðàíåíèå äîñòèæåíèé, îñíîâàííûõ íà íàíîòåõíîëîãèÿõ, íà÷íåòñÿ ÷åðåç 10 ëåò.

Íî, ê ñîæàëåíèþ, â äîâåñîê êî ìíîæåñòâó ïðèêëàäíûõ âûãîä çåìíàÿ öèâèëèçàöèÿ ìîæåò ïîëó÷èòü íå ìåíüøèå ñîöèàëüíûå ïðîáëåìû. Äâà äåñÿòèëåòèÿ ïðàêòè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé – ýòî êðàéíå ìàëî äëÿ çðåëîñòè íàó÷íîãî íàïðàâëåíèÿ, ïîýòîìó îòíîøåíèå îáùåñòâà ê íàíîòåõíîëîãèÿì ñåãîäíÿ î÷åíü íåîäíîçíà÷íî. Âïîëíå âîçìîæíî, ÷òî ñ ïîìîùüþ íàíîòåõíîëîãèé áîãàòûå ñòàíóò åùå áîãà÷å è ñìîãóò æèòü âå÷íî. À ïðåäñòàâèòåëè îñòàëüíîé ÷àñòè ÷åëîâå÷åñòâà, ïîëó÷èâ îò ýëèòû áåñïëàòíûé êóñîê õëåáà è íàáîð ïðåäìåòîâ ïåðâîé íåîáõîäèìîñòè, òàê è îñòàíóòñÿ ëþäüìè âòîðîãî ñîðòà, æèâóùèìè ïîä ãëîáàëüíûì êîíòðîëåì ÍàíîÁðàòà. Âñå íàíîòåõíîëîãè÷åñêèå äîñòèæåíèÿ ïàòåíòóþòñÿ, ïîýòîìó äîñòóï ê íèì ñåðüåçíî îãðàíè÷åí óæå ñåãîäíÿ.  êàêîì íàïðàâëåíèè ñâåðíåò ÷åëîâå÷åñòâî ïîä âëèÿíèåì çàâîðàæèâàþùèõ íàíîäîñòèæåíèé, ñòàíåò ïîíÿòíî äîñòàòî÷íî áûñòðî.

Î ñåðîé è çåëåíîé ñëèçè

Ïîòåíöèàëüíóþ îïàñíîñòü íàíîòåõíîëîãèé îòìå÷àþò ìíîãèå èçâåñòíûå ýêñïåðòû. Òàê, óæå óïîìèíàâøèéñÿ Ýðèê Äðåêñëåð, äèðåêòîð Èíñòèòóòà ïðåäâèäåíèÿ (Foresight Institute – âåäóùàÿ íàíîòåõíîëîãè÷åñêàÿ îðãàíèçàöèÿ ÑØÀ, ôèíàíñèðóþùàÿ èññëåäîâàíèÿ è àêòèâíî çàíèìàþùàÿñÿ ïðîïàãàíäîé äàííîãî íàïðàâëåíèÿ), âûäâèíóë êîíöåïöèþ ñåðîé ñëèçè, çàâåðøàþùóþ ñóùåñòâîâàíèå ÷åëîâå÷åñòâà. Ñîãëàñíî ýòîé êîíöåïöèè óíèâåðñàëüíûå ìîëåêóëÿðíûå ñàìîñáîðùèêè, îáó÷åííûå äåëàòü èç ïîäðó÷íûõ ìàòåðèàëîâ ñåáå ïîäîáíûå êîïèè, åäâà áóäó÷è ñîçäàííûìè, òóò æå ïðèìóòñÿ çà îêðóæàþùóþ ñðåäó, íà÷íóò øòàìïîâàòü ñâîè êëîíû èç äîñòóïíûõ ìîëåêóë è â êîíöå êîíöîâ âñþ Âñåëåííóþ ïðåâðàòÿò â îäíîîáðàçíóþ ñåðóþ ìàññó, ñîñòîÿùóþ òîëüêî èç íàíîðîáîòîâ. Ýòîé òî÷êè çðåíèÿ ïðèäåðæèâàåòñÿ, â ÷àñòíîñòè, Áèëë Äæîé, îäèí èç îñíîâàòåëåé Sun: îí íåîäíîêðàòíî âûñêàçûâàëñÿ îá îïàñíîñòè íàíîòåõíîëîãèé.

À åñëè ðàáîòó ñàìîðåïëèêàòîðîâ óäàñòñÿ êîíòðîëèðîâàòü, òî òîãäà îíè îêàæóòñÿ èäåàëüíûì îðóæèåì. Íî â ëþáîì ñëó÷àå èç-çà òîãî, ÷òî ôóíêöèîíèðîâàíèå âñåõ óñòðîéñòâ ìèêðîìèðà íîñèò âåðîÿòíîñòíûé õàðàêòåð, âñåãäà âîçìîæíû ìóòàöèè ìèêðîàâòîìàòîâ ïîä âëèÿíèåì íåïðåäñêàçóåìûõ âíåøíèõ âîçäåéñòâèé, ïðèâîäÿùèå ê îòêàçó îò âûïîëíåíèÿ çàäàííîé ïðîãðàììû è ðàçðóøèòåëüíîìó ïîâåäåíèþ.

Ïîêà êîíöåïöèÿ ñåðîé ñëèçè íå âûäåðæèâàåò ïðîñòîé êðèòèêè. Âåäü äëÿ ñàìîñáîðêè íàíîðîáîòó íóæíû ïàëüöû-ìàíèïóëÿòîðû, ñîâðåìåííûå àíàëîãè êîòîðûõ (ìèêðîýëåìåíòû ìîäèôèöèðîâàííûõ àòîìíûõ ìèêðîñêîïîâ) çíà÷èòåëüíî ïðåâîñõîäÿò ðàçìåðû àòîìîâ, ÷òî â ïðèíöèïå íå ïîçâîëÿåò ñîçäàâàòü àâòîíîìíûå ñáîðùèêè íàíîðàçìåðîâ. Êðîìå òîãî, òàêèå ìàíèïóëÿòîðû âåñüìà íåñîâåðøåííû: ê íèì "ïðèëèïàþò" ïîñòîðîííèå àòîìû, è ïîêà íåÿñíî, êàê èçáàâèòüñÿ îò âñåõ ýòèõ ïîáî÷íûõ ýôôåêòîâ. Íåïîíÿòíî òàêæå, îòêóäà ïîäîáíûì ðîáîòàì áðàòü ýíåðãèþ è êàê îíà áóäåò ðàññåèâàòüñÿ â ðåçóëüòàòå ìàñøòàáíûõ ìîëåêóëÿðíûõ ïðåîáðàçîâàíèé. Ïîêà ÷òî èäåÿ ñåðîé ñëèçè (â òîì âèäå, â êàêîì îíà ñôîðìóëèðîâàíà) ïðîòèâîðå÷èò çàêîíàì òåðìîäèíàìèêè. Âïðî÷åì, òåîðåòè÷åñêàÿ âîçìîæíîñòü ñîçäàíèÿ ñàìîñáîðùèêîâ îñòàåòñÿ, è òî, ÷òî êàæåòñÿ ñîâåðøåííî íåðåàëüíûì ñåãîäíÿ, çàâòðà âïîëíå ìîæåò ñòàòü îáûäåííîñòüþ. Ïîêàçàòåëüíî, ÷òî â 2003 ã. îäèí èç ïðèçîâ Èíñòèòóòà ìîëåêóëÿðíîãî ïðîèçâîäñòâà (IMM), ðàáîòà êîòîðîãî ôèíàíñèðóåòñÿ Èíñòèòóòîì ïðåäâèäåíèÿ, áûë ïðèñóæäåí çà òåîðåòè÷åñêèå ðàçðàáîòêè ïî ñîçäàíèþ ñòðàæåé, ñïîñîáíûõ êîíòðîëèðîâàòü äåÿòåëüíîñòü ñàìîðåïëèêàòîðîâ.

Áîëåå âåðîÿòíà äðóãàÿ ïðîáëåìà – êîíöåïöèÿ çåëåíîé ñëèçè. Ó÷åíûå ïðåäóïðåæäàþò, ÷òî ñóùåñòâóåò ðåàëüíàÿ âîçìîæíîñòü ñîçäàíèÿ ðàçðóøèòåëüíûõ âèðóñîâ è áàêòåðèé, êîòîðûå, áûñòðî ðàçìíîæàÿñü, ïðîñòî óíè÷òîæàò âñþ æèçíü íà ïëàíåòå, ðàçîáðàâ áåëêîâûå ñòðóêòóðû íà îòäåëüíûå ìîëåêóëû.  òåõíîëîãè÷åñêîì ïëàíå ýòà çàäà÷à ïðîùå – âèðóñû ìîãóò ïîëüçîâàòüñÿ ñòðîèòåëüíûì ìàòåðèàëîì è ãîòîâûìè ýíåðãîðåñóðñàìè êëåòîê. Òàê, â íîÿáðå 2003 ã. ïîÿâèëîñü ñîîáùåíèå î òîì, êàê ó÷åíûå Èíñòèòóòà àëüòåðíàòèâíûõ áèîëîãè÷åñêèõ èñòî÷íèêîâ ýíåðãèè (ã. Ðîêâèëë, øò. Ìýðèëýíä) ñîáðàëè çà 14 äíåé òî÷íóþ æèâóþ êîïèþ âèðóñà PhiX èç êîììåð÷åñêè äîñòóïíûõ ìàòåðèàëîâ (â 2002 ã. ãðóïïà àìåðèêàíñêèõ ó÷åíûõ ñîçäàëà òàêèì æå ñïîñîáîì ïîëèâèðóñ, íî ïîòðàòèëà íà ðàáîòó òðè ãîäà). PhiX èçâåñòåí òåì, ÷òî ñòàë ïåðâûì çåìíûì ñóùåñòâîì, ãåíåòè÷åñêèé êîä êîòîðîãî áûë ðàñøèôðîâàí â 1978 ã. Åãî ãåíîì ñîñòîèò èç 5386 ýëåìåíòîâ, ïðè÷åì ó÷åíûå ñîñòûêîâûâàëè èõ âðó÷íóþ. Äàëåå îíè íàìåðåíû ñêîíñòðóèðîâàòü ñ íóëÿ èñêóññòâåííóþ áàêòåðèþ è ïîïðîáîâàòü àâòîìàòèçèðîâàòü òåõíîëîãèþ ñáîðêè ÄÍÊ, ÷òîáû â áóäóùåì ñîçäàâàòü áîëåå ñëîæíûå æèâûå îðãàíèçìû. Äàííûé ïðîåêò âûçâàë íåîäîáðèòåëüíûå êîììåíòàðèè ïðåäñòàâèòåëåé ÖÐÓ, îïàñàþùèõñÿ, ÷òî òåõíîëîãèè ðàçðàáîòêè âèðóñîâ ñòàíóò äîñòóïíû ñòðàíàì, ïîääåðæèâàþùèì ãëîáàëüíûé òåððîðèçì.

Íàíîòåõíîëîãèè òàÿò è äðóãèå îïàñíîñòè.  2002 ã. àìåðèêàíñêîå Àãåíòñòâî ïî çàùèòå îêðóæàþùåé ñðåäû (EPA), ÍÀÑÀ è ìåæäóíàðîäíàÿ íåïðàâèòåëüñòâåííàÿ ãðóïïà ïî çàùèòå ïðàâ ÷åëîâåêà â òåõíîëîãè÷åñêóþ ýðó ETC Group ïî ðåçóëüòàòàì ñîâìåñòíîãî èññëåäîâàíèÿ ñîîáùèëè, ÷òî âäûõàíèå íàíîòðóáîê (íà ñåãîäíÿ áàçîâîãî ñòðîèòåëüíîãî íàíîìàòåðèàëà), êîòîðîìó ñëó÷àéíî îêàçàëàñü ïîäâåðæåííîé ãðóïïà àñòðîíàâòîâ, ïðèâîäèò ê çàáîëåâàíèþ ëåãêèõ. Òàêèå óãëåðîäíûå òðóáêè âåñüìà ñõîæè ïî íåãàòèâíîìó âîçäåéñòâèþ ñ îáû÷íîé ñàæåé. Êðîìå òîãî, ÷àñòèöû íàíîóñòðîéñòâ ëåãêî ìîãóò ïðîíèêàòü â êëåòêè ÷åðåç ïîðû èõ ñòåíîê è íàêàïëèâàòüñÿ â îðãàíàõ. Ïîñëåäñòâèÿ òàêîãî çàøëàêîâûâàíèÿ ïîêà íåÿñíû, íî âðÿä ëè îíè áóäóò ïîçèòèâíûìè.

Âûçûâàþò îïðåäåëåííóþ òðåâîãó äîñòèæåíèÿ â ñôåðå ãåííûõ ìàíèïóëÿöèé. Íàèáîëåå àêòèâíûå ñòîðîííèêè ýòîãî íàïðàâëåíèÿ âûäâèíóëè èäåþ "íîðìàëüíîãî ÷åëîâå÷åñêîãî ãåíîòèïà", ðàçäåëÿþùóþ êàê îòäåëüíûõ ëþäåé, òàê è öåëûå ðàñû íà "ïðàâèëüíûå" è "íåïðàâèëüíûå". Ïî íåêîòîðûì ïðîãíîçàì, óæå â 2020 ã. îòáîð ñîòðóäíèêîâ íà âàæíûå êîðïîðàòèâíûå ïîçèöèè â ðàçâèòûõ ñòðàíàõ áóäåò ïðîèñõîäèòü ïîñëå àíàëèçà ÄÍÊ íà íàëè÷èå îòêëîíåíèé â çäîðîâüå, à â 2025 ã. ê òàêîé ïðîâåðêå äîáàâèòñÿ ïðîöåäóðà èññëåäîâàíèÿ õèìè÷åñêèõ ïðîöåññîâ ìîçãà, ïîçâîëÿþùàÿ âûÿâèòü ïðåäðàñïîëîæåííîñòü ÷åëîâåêà ê àíòèñîöèàëüíîìó è, ìîæåò áûòü, àíòèêîðïîðàòèâíîìó ïîâåäåíèþ.

Íå ðåøåíî ñåãîäíÿ è ìíîæåñòâî ýòè÷åñêèõ ïðîáëåì. Îáùåèçâåñòíî íåãàòèâíîå îòíîøåíèå æèòåëåé ìíîãèõ ñòðàí ê ãåíåòè÷åñêè ìîäèôèöèðîâàííîé ïèùå (äàæå åñëè îíà ïîçâîëÿåò ýòèì ãîñóäàðñòâàì èçáàâèòüñÿ îò ãîëîäà), ê òðàíñïëàíòàöèè îðãàíîâ (äàæå åñëè îíè áóäóò âûðàùèâàòüñÿ èñêóññòâåííî) è ò. ä. Ãëàâíûì ïðåïÿòñòâèåì íà ïóòè íàíîòåõíîëîãèé îñòàåòñÿ ñàì ÷åëîâåê.

Âîçìîæíîñòè íàíîòåõíîëîãèé

Ïðàêòè÷åñêîå âîïëîùåíèå ïåðå÷èñëåííûõ äàëåå ïðîãíîçîâ îæèäàåòñÿ â ïåðèîä äî 2060 ã., õîòÿ ñ 2025 ã. âîçìîæíà è áîëåå ðàííÿÿ ðåàëèçàöèÿ îòäåëüíûõ ïóíêòîâ. Òàêèå îöåíêè âûäâèãàåò íåìàëîå êîëè÷åñòâî ýêñïåðòîâ. Ïîêà èõ ïðîãíîçû ïðîäîëæàþò âåñüìà òî÷íî ñáûâàòüñÿ, è íå âèäíî ïðè÷èí, ñïîñîáíûõ ýòèì ïðîãíîçàì ïîìåøàòü. Ìíîãîå çàâèñèò ïðåæäå âñåãî îò äîñòóïíîñòè âû÷èñëèòåëüíûõ ðåñóðñîâ, íåîáõîäèìûõ äëÿ ìîäåëèðîâàíèÿ íàíîòåõíîëîãè÷åñêèõ ïðîöåññîâ.

Âîçìîæíîñòè íàíîòåõíîëîãèé, êîòîðûå áóäóò äîñòóïíû ÷åëîâå÷åñòâó ÷åðåç 50–60 ëåò, òàêîâû:
ïðîãðàììèðóåìîå ïîçèöèîíèðîâàíèå ìîëåêóë ñ òî÷íîñòüþ 0,1 íì;
ðàáîòà íàíîóñòðîéñòâà ñ ÷àñòîòîé 1 ÃÃö;
ìîëåêóëÿðíàÿ ñáîðêà ñî ñêîðîñòüþ 1 ìëí. îïåðàöèé â ñåêóíäó íà 1 íàíîóñòðîéñòâî;
ïðîèçâîäñòâî 1 êã ïðîèçâîëüíî çàäàííîãî ìàòåðèàëà êîëëåêòèâîì íàíîóñòðîéñòâ çà 2–3 ÷àñà;
ïðîìûøëåííûå ñèñòåìû, ñïîñîáíûå óäâàèâàòü îáúåìû ïðîèçâîäñòâà êàæäûå 10 000 ñåêóíä;
ñîçäàíèå êîìïàêòíûõ íàíîêîìïüþòåðîâ ïðîèçâîäèòåëüíîñòüþ 10 000 Òôëîïñ íà 1 Âò ïîòðåáëÿåìîé ìîùíîñòè.

Ïåðåõîä ê ïðîèçâîäñòâó ÎÇÓ íà áàçå óãëåðîäíûõ òðóáîê îæèäàåòñÿ óæå â ñëåäóþùåì ãîäó. Êîìïàíèè Nanosys è In-Q-Tel (ïîñëåäíÿÿ ôèíàíñèðóåòñÿ ÖÐÓ è çàíèìàåòñÿ ðèñêîâàííûìè òåõíîëîãè÷åñêèìè ïðîåêòàìè) âçÿëèñü çà ðàçðàáîòêó íåîðãàíè÷åñêèõ ïîëóïðîâîäíèêîâûõ íàíîñòðóêòóð. Òàêèå íàíîñòðóêòóðû, ðàçâèâàåìûå íà îñíîâå òåîðèè êâàíòîâûõ òî÷åê, ïîçâîëÿò ñîçäàòü êâàíòîâûå ëàçåðû, îäíîýëåêòðîííûå òðàíçèñòîðû è ò. ä.

 áëèæàéøèå æå ïàðó äåñÿòèëåòèé íàíîòåõíîëîãè îáåùàþò âûïóñòèòü íà ìàññîâûé ðûíîê óñòðîéñòâà õðàíåíèÿ îäíîãî òåðàáàéòà èíôîðìàöèè (ñîäåðæèìîå áèáëèîòåêè Êîíãðåññà ÑØÀ) íà íîñèòåëå ðàçìåðîì 1 ñì3 è ïðîöåññîðû ïðîèçâîäèòåëüíîñòüþ îäíà òûñÿ÷à òåðàôëîïñ. Òàêèå ðåñóðñû áóäóò âîñòðåáîâàíû â ñèñòåìàõ èíòåëëåêòóàëüíîé îáðàáîòêè ñèãíàëîâ, ðàñïîçíàâàíèÿ ðå÷è, îðãàíèçàöèè âûñîêîêà÷åñòâåííîé áåñïðîâîäíîé ñâÿçè è â ðàçëè÷íûõ âîåííûõ ïðèëîæåíèÿõ. Îæèäàåòñÿ òàêæå, ÷òî òåðàôëîïñíûå ìàøèíû ñìîãóò â ðåàëüíîì âðåìåíè ïðåäñêàçûâàòü ïîãîäó.  ñåðåäèíå âòîðîãî äåñÿòèëåòèÿ ïîÿâÿòñÿ ïåðâûå ìîëåêóëÿðíûå êîìïüþòåðû, à âîò êâàíòîâûå âû÷èñëèòåëüíûå ñèñòåìû ïîêà ïî-ïðåæíåìó îñòàíóòñÿ â ôàçå èññëåäîâàíèé.

Ñóùåñòâåííî èçìåíèòñÿ ñòðóêòóðà ðûíêà ëåêàðñòâ, îáúåì êîòîðîãî òîëüêî â ÑØÀ ñîñòàâëÿåò 380 ìëðä. äîëë.  íàñòîÿùåå âðåìÿ äîëÿ ôàðìàêîëîãè÷åñêèõ ôèðì, èñïîëüçóþùèõ íàíîòåõíîëîãèè, ðàâíÿåòñÿ 1%, à âîò ÷åðåç 10–15 ëåò èõ ïðîöåíò âîçðàñòåò äî 50%. Ñèñòåìû öåëåâîãî êëåòî÷íîãî âîçäåéñòâèÿ ïîÿâÿòñÿ â ïðîäàæå ÷åðåç 5–7 ëåò, à ìíîæåñòâî ëåêàðñòâ, ïîëó÷åííûõ íàíîòåõíîëîãè÷åñêèì ñïîñîáîì, íàõîäÿòñÿ ñåãîäíÿ ëèáî íà ýòàïå ïðîåêòèðîâàíèÿ, ëèáî íà ñàìûõ ðàííèõ ñòàäèÿõ êëèíè÷åñêèõ èñïûòàíèé. Íî óæå ÷åðåç 3–5 ëåò ñóïåðêîìïüþòåðû ïðîèçâîäèòåëüíîñòüþ 1 ïåòàôëîïñ ñìîäåëèðóþò ðàáîòó áåëêîâ è ïðîöåññ ïðîåêòèðîâàíèÿ íîâûõ ëåêàðñòâ ñóùåñòâåííî óñêîðèòñÿ. À â 20-õ ãîäàõ áóäåò îòðàáîòàíà òåõíîëîãèÿ íàïðàâëåííîé ýâîëþöèè áåëêîâûõ ïðåïàðàòîâ, êîòîðàÿ ïîçâîëèò ãîòîâèòü ëåêàðñòâà òî÷å÷íîãî âîçäåéñòâèÿ, íå èìåþùèå ïîáî÷íûõ ýôôåêòîâ.

Ïðîèçîéäóò ýâîëþöèîííûå èçìåíåíèÿ è â ìèðîâîé ýíåðãåòèêå. Ñâåðõïðî÷íàÿ òåïëîñòîéêàÿ ñòàëü, ñîäåðæàùàÿ óãëåðîäíûå òðóáêè, ê 2005 ã. ñóùåñòâåííî ïîäåøåâååò è áóäåò àêòèâíî èñïîëüçîâàòüñÿ â îáîðóäîâàíèè òåïëîâûõ ýëåêòðîñòàíöèé (ÒÝÑ), áëàãîäàðÿ ÷åìó îíî ñìîæåò ðàáîòàòü ïðè áîëåå âûñîêèõ òåìïåðàòóðàõ.  ðåçóëüòàòå ïîâûñèòñÿ ÊÏÄ ÒÝÑ è ñíèçèòñÿ óðîâåíü âðåäíûõ âûáðîñîâ. Õîðîøèå òåïëîèçîëèðóþùèå ñâîéñòâà íîâûõ ìàòåðèàëîâ ñ íàíîäîáàâêàìè ïîçâîëÿò àâòîïðîèçâîäèòåëÿì óæå â 2010 ã. íàëàäèòü âûïóñê àâòîìîáèëåé, ãäå ýëåêòðè÷åñòâî äëÿ ïèòàíèÿ âñåé áîðòîâîé ýëåêòðîíèêè áóäåò âûðàáàòûâàòüñÿ çà ñ÷åò óòèëèçàöèè âûðàáàòûâàåìîãî ìàøèíîé òåïëà. À íà áàçå íîâûõ ïîëèìåðîâ íà÷íåòñÿ ìàññîâûé âûïóñê êîìïàêòíûõ è ýôôåêòèâíûõ ñîëíå÷íûõ áàòàðåé.

Ïðàâèòåëüñòâî Âåëèêîáðèòàíèè âûäåëèëî 66 ìëí. äîëë. (ê êîòîðûì äîáàâèëîñü 200 ìëí. äîëë. îò ÷àñòíûõ èíâåñòîðîâ) íà ñòðîèòåëüñòâî Éîðêøèðñêîé ýëåêòðîñòàíöèè, êîòîðàÿ áóäåò ðàáîòàòü íà áèîìàññå (ñåíå è äðåâåñèíå). Çàòåì ñåòü òàêèõ ñòàíöèé íàìå÷åíî ðàçâåðíóòü ïî âñåé Àíãëèè. Ìàññîâàÿ âûðóáêà äåðåâüåâ äëÿ ýòîé öåëè ñåãîäíÿ íåâîçìîæíà, íî â 2010 ã. îæèäàåòñÿ âûâåäåíèå ãåíåòè÷åñêè ìîäèôèöèðîâàííûõ ïîðîä ðàñòåíèé ñ âûñîêîé ñêîðîñòüþ ðîñòà. Îíè ìîãóò ñòàòü íîâûì âèäîì òîïëèâà äëÿ ïîäîáíûõ ýíåðãîñòðóêòóð.

ßïîíèÿ âî âòîðîì äåñÿòèëåòèè íàìåðåíà ïîëíîñòüþ îòêàçàòüñÿ îò èìïîðòà íåôòè. Åå ñïåöèàëèñòû ðàññ÷èòûâàþò äîáðàòüñÿ äî îãðîìíûõ çàïàñîâ çàìîðîæåííîãî íàòóðàëüíîãî ãàçà (ãàçîãèäðàòà) íà äíå îêåàíà è âîññòàíàâëèâàòü åãî ñ ïîìîùüþ îðãàíè÷åñêèõ íàíîêàòàëèçàòîðîâ. À ðîññèéñêèé "Ãàçïðîì" îáåùàåò òàêèì ñïîñîáîì óâåëè÷èòü ñâîè çàïàñû ãàçà â 50 ðàç çà ñ÷åò ýêñïëóàòàöèè ìåñòîðîæäåíèé ãàçîãèäðàòà â îêåàíàõ è çîíàõ âå÷íîé ìåðçëîòû.

Îæèäàåòñÿ ìàññîâîå ðàñïðîñòðàíåíèå èñòî÷íèêîâ ïèòàíèÿ âûñîêîé åìêîñòè. Ìåòàíîëîâûå òîïëèâíûå ýëåìåíòû, ïðîöåññ ïðîèçâîäñòâà êîòîðûõ îñíîâàí íà íàíîòåõíîëîãèÿõ, ïîÿâÿòñÿ óæå â áëèæàéøèå ãîäû, íî ñðîê èõ ñëóæáû ñîñòàâèò îêîëî 50 ÷àñîâ. À ê 2020 ã. âîçìîæåí âûïóñê ÿäåðíûõ èñòî÷íèêîâ ïèòàíèÿ äëÿ ìîáèëüíûõ óñòðîéñòâ, â îñíîâå êîòîðûõ áóäóò çàëîæåíû íàíîêîíäåíñàòîðû. Òàêèå óñòðîéñòâà ñìîãóò ðàáîòàòü áåç ïåðåçàðÿäêè 50 ëåò. Òîëüêî çà ñ÷åò ïåðåâîäà áûòîâîé òåõíèêè íà ïîäîáíûå èñòî÷íèêè óäàñòñÿ ñýêîíîìèòü 10% ìèðîâûõ ýíåðãîðåñóðñîâ.

Ñìû÷êà ñî ñìåæíûìè îáëàñòÿìè

 ãëîáàëüíîì ïëàíå íàìå÷àåòñÿ ñìû÷êà íàíî-, ðîáîòî- è áèîòåõíè÷åñêîãî íàïðàâëåíèé ñ èññëåäîâàíèÿìè èñêóññòâåííîãî èíòåëëåêòà. Åùå â 2001 ã. Íàöèîíàëüíûé íàó÷íûé ôîíä ÑØÀ ïðîâåë ìàñøòàáíîå îáñóæäåíèå âîçìîæíûõ íàïðàâëåíèé ñòûêîâêè ýòèõ íàó÷íûõ îáëàñòåé. À â êîíöå íîÿáðÿ 2003 ã. Ñåíàò ÑØÀ íàïðàâèë íà ïîäïèñü ïðåçèäåíòó àêò î íàíîòåõíîëîãè÷åñêèõ ðàçðàáîòêàõ è èññëåäîâàíèÿõ XXI âåêà, êîòîðûì îòêðûâàåòñÿ Íàöèîíàëüíàÿ íàíîòåõíîëîãè÷åñêàÿ ïðîãðàììà ÑØÀ, íàïðàâëåííàÿ íà êîîðäèíàöèþ ìåæäèñöèïëèíàðíûõ èññëåäîâàíèé. Åå êîîðäèíàòîðîì âûñòóïèò Èíñòèòóò ñòàíäàðòîâ è òåõíîëîãèé NIST. Íà áëèæàéøèå ÷åòûðå ãîäà ó÷àñòíèêè ïðîãðàììû ïîëó÷àò 3,7 ìëðä. äîëë.  Íàöèîíàëüíûé íàó÷íûé ôîíä óéäåò 1,7 ìëðä., â Ìèíèñòåðñòâî ýíåðãåòèêè – 1,4 ìëðä., îñòàëüíàÿ ñóììà ïîñòóïèò â ðàñïîðÿæåíèå ÍÀÑÀ, NIST è Àãåíòñòâà ïî çàùèòå îêðóæàþùåé ñðåäû. Àêò çàäàåò êëþ÷åâûå íàïðàâëåíèÿ èíâåñòèöèé, òðåáóåò âûðàáîòàòü ôóíäàìåíòàëüíîå ïîíèìàíèå ïîòåíöèàëà òåõíîëîãèé ìàíèïóëèðîâàíèÿ íàíîîáúåêòàìè è ýòè÷åñêèå ñòàíäàðòû èññëåäîâàíèé, ñîçäàòü ñåòü íàíîòåõíîëîãè÷åñêèõ öåíòðîâ ïî âñåé ñòðàíå è îáåñïå÷èòü ëèäåðñòâî ÑØÀ â ýòîé îáëàñòè; îí ïîääåðæèâàåò íà÷èíàþùèå êîìïàíèè è ïðåäëàãàåò ñïîñîáû îðãàíèçàöèè ýôôåêòèâíîãî îáó÷åíèÿ è ïîäãîòîâêè ñïåöèàëèñòîâ.  ðàçäåëå äîêóìåíòà, îïðåäåëÿþùåãî íàèáîëåå îòâåòñòâåííûå íàïðàâëåíèÿ íàíîòåõíîëîãèé, íà ïåðâîì ìåñòå ðàñïîëîæèëèñü èññëåäîâàíèÿ ïî ñàìîñáîðùèêàì. Îñîáîå âíèìàíèå óäåëåíî âîçìîæíîñòÿì ïðèìåíåíèÿ íàíîòåõíîëîãèé â øèôðîâàíèè, îáîðîííûõ çàäà÷àõ è èñêóññòâåííîì èíòåëëåêòå.

Ñåãîäíÿ îòêðûâàþòñÿ øèðîêèå âîçìîæíîñòè äëÿ ýêñïåðèìåíòîâ ñ íàíîòåõíîëîãèÿìè íà ñòûêå ñàìûõ ðàçíûõ íàó÷íûõ íàïðàâëåíèé, è î ìíîæåñòâå óäèâèòåëüíûõ íàõîäîê â ýòîé ñôåðå ìû ñ âàìè óçíàåì â ñàìîå áëèæàéøåå âðåìÿ.

 ñòàòüå èñïîëüçîâàíû ïðîãíîçû èç äîêóìåíòà "International Strategy for Nanotechnology Research and Development" 2001 ã. (Êîìèòåò ïî íàóêå è òåõíîëîãèÿì Ïðàâèòåëüñòâà ÑØÀ, nano.gov) è îò÷åòà 2003 ã. "Future Technologies, Today’s Choices" Ëîíäîíñêîãî óíèâåðñèòåòà, ïîäãîòîâèâøåãî åãî ïî çàêàçó GreenPeace, à òàêæå ìàòåðèàëû Èíñòèòóòà ïðåäâèäåíèÿ (foresight.com).

Ñòàòüÿ îïóáëèêîâàíà â PC Week/RE ¹ 44 îò 25.11.2003 ã., ñòð. 52, è ¹ 45 îò 02.12.2003 ã., ñòð. 55.
© 2003 Ziff-Davis Inc. http://pcweek.ru

Âàø êîììåíòàðèé î êíèãå
Îáðàòíî â ðàçäåë Íàóêà

Ñïèñîê òåãîâ:
ñòðóêòóðà ðûíêà 











 





Íàâåðõ

sitemap:
Âñå ïðàâà íà êíèãè ïðèíàäëåæàò èõ àâòîðàì. Åñëè Âû àâòîð òîé èëè èíîé êíèãè è íå æåëàåòå, ÷òîáû êíèãà áûëà îïóáëèêîâàíà íà ýòîì ñàéòå, ñîîáùèòå íàì.