Що таке нанотехнології?

Nános - це по-грецьки «карлик». Один нанометр - мільярдна частина метра. Нанотехнологіями називають методи створення об'єктів з характерними розмірами менше 100 нанометрів, тобто менше однієї десятимільйонна метра, або однієї тисячної міліметра. Безумовно, це прорив, оскільки технологічний розвиток людина починала з метрових технологій - такий характерний розмір мають перші знаряддя праці. Потім чоловік рушив відразу в дві сторони - і збільшення, і зменшення масштабів створюваних ним об'єктів. З одного боку, він будував досить великі споруди. Мабуть, це можна назвати гектометрові або кілометровими технологіями, так як найбільші споруди мають розміри в кілька сотень метрів. Наприклад, Останкінська вежа у висоту досягає 540 м.

З іншого боку, людина стала робити і мініатюрні предмети і з прецизійної точністю обробляти матеріали. Якщо характеризувати сучасну точність, то виходить, що в наші дні людина впевнено працює в області мікрометрових технологій. Один мікрометр - це одна мільйонна частина метра, або 1000 нанометрів. Таким чином, коли говорять про нанотехнології, мова йде про додаткове, більш ніж десятикратному зменшенні розмірів виготовлених об'єктів. Здавалося б, ну і що? Подумаєш, в десять разів. Не вперше. Однак такий масштаб відповідальності людство приміряє вперше.

Чи є в природі об'єкти таких малих розмірів? Є! Весь живий світ на Землі створено на основі нанотехнологій. Все живе, як відомо, складається з клітин, характерний розмір яких становить 10 мікрометрів, тобто 10 000 нанометрів. Усередині клітини є безліч важливих для її роботи органоїдів, найскладніших по влаштуванню і функцій структур, які як раз і мають такі розміри - від десятків до сотень нанометрів, в масштабах яких збирається працювати нанотехнологія. Мова, отже, йде про створення чогось порівнянного з життям на Землі, створеної природою.

В принципі, завдання побудови таких мініатюрних систем - аналогів машин і механізмів - вирішена. За допомогою техніки атомно-силової мікроскопії можна сконструювати, буквально скласти з окремих атомів, як із цеглинок, будь-яку задану систему з будь-якими властивостями, необхідними для вирішення найрізноманітніших завдань - від лікування людей до освоєння космосу. Таке конструювання НЕ буде дуже простим, так як фізичні і хімічні закономірності в наноструктурних об'єктах принципово відрізняються від закономірностей, поведінки окремого атома або середовища, що складається з великого числа атомів. Ці особливості вивчаються, і немає сумнівів, що методи створення наноструктурних механізмів будуть удосконалюватися.

Далі виникає проблема масового виробництва таких об'єктів, яка вирішена природою, вміє розмножувати клітини поділом, і не вирішена людиною, але є теоретичні припущення. Це означає, що рано чи пізно людство навчиться виробляти наноустройства в необхідних кількостях.

Однак найголовніше, що за пропонованими способам тиражування такі наносистеми можуть стати здатними до самостійного розвитку, як розвивалося життя на Землі, і немає гарантій, що ми зможемо управляти цим новим еквівалентом життя, або, якщо хочете, нової альтернативної життям.

Користь деяких з вже реалізованих наноустройств, зокрема широко відомих нанотрубок, очевидна. І у людства достатньо часу, щоб подумати, де слід зупинитися.

Владимир Антонец
Простые вопросы. Книга, похожая на энциклопедию

Зміст