На этот прорыв с 2007 года наши соседи направили уже миллиарды долларов. Есть определенные успехи. Каким боком будет причастна к этому процессу Украина, пока толком никому не известно. Но, как говорится, дай-то Бог. Дело, несомненно, стоящее. Попробуем хоть немного сами разобраться, что же представляют собой такие технологии?
Новые технологии – это то, что продвигает человечество на его пути к прогрессу. Технологии определяют качество жизни каждого из нас и мощь государства, в котором мы живем. Считается, что зарождение многих технологий, которые мы используем до сих пор, произошло на рубеже XVIII-XIX веков, когда на смену ручному труду пришли тепловые двигатели – сначала в текстильной, а затем и в других отраслях промышленности. Этот скачкообразный переход к машинному производству обычно называют промышленной революцией. Промышленная революция привела не только к массовому применению машин, но и к изменению всей структуры общества – произошла трансформация аграрного общества в индустриальное. В результате резко выросли производительность труда и уровень жизни людей.
Промышленная революция, начавшись в текстильной отрасли, подтолкнула развитие технологий железнодорожного сообщения. В свою очередь, дальнейший рост перевозок различных товаров был невозможен без новых технологий автомобилестроения. Так, каждая новая технология всегда вызывает рождение и развитие смежных.
Вторая мировая война способствовала рождению новых технологий – информационных. И поэтому период времени, в который мы живем, называют информационной революцией. Начало ее совпало с развитием компьютерных технологий, без которых жизнь современного человека кажется немыслимой. Развитие же компьютерных технологий всегда было связано с миниатюризацией элементов электронных схем. В настоящее время размер одного логического элемента (транзистора) компьютерной схемы составляет около 10-7 м, и ученые полагают, что дальнейшая миниатюризация элементов компьютера возможна только тогда, когда будут разработаны специальные технологии, получившие названия «нанотехнологии».
Получается, что «нанотехнология – междисциплинарная область фундаментальной и прикладной науки и техники, имеющая дело с совокупностью теоретического обоснования, практических методов исследования, анализа и синтеза, а также методов производства и применения продуктов с заданной атомарной структурой путем контролируемого манипулирования отдельными атомами и молекулами». Поняли хоть что-нибудь из этой зауми? Мы тоже. Поэтому попробуем подойти с другого бока.
Современная тенденция к миниатюризации показала, что вещество может иметь совершенно новые свойства, если взять его маленькую частицу. Частицы, размерами от 1 до 100 нанометров обычно называют «наночастицами». Так, например, оказалось, что наночастицы некоторых материалов имеют очень хорошие каталитические (ускоряющие химические реакции) и адсорбционные (поглощение вещества из газовой или жидкой среды) свойства. Другие материалы показывают удивительные оптические свойства. Например, сверхтонкие пленки органических материалов применяют для производства солнечных батарей. Такие батареи хотя и обладают сравнительно низкой квантовой эффективностью, зато более дешевы и могут быть механически гибкими. Удается добиться взаимодействия искусственных наночастиц с природными объектами наноразмеров – белками, нуклеиновыми кислотами и прочими. Тщательно очищенные наночастицы могут самовыстраиваться в определенные структуры. Такая структура содержит строго упорядоченные наночастицы и также зачастую проявляет необычные свойства.
Таким образом, на наших глазах фантастика становится реальностью. Люди научились перемещать отдельные атомы и складывать из них, как из кубиков, устройства и механизмы необычайно малых размеров и поэтому невидимые обычным глазом. Так и появилась целая отрасль знаний – нанотехнологии, впитавшая в себя самые новые достижения физики, химии и биологии. Ученые-нанотехнологи работают с ничтожно малыми объектами, размеры которых измеряются в нанометрах. Нанотехнология – не просто количественный, а качественный скачок от работы с веществом к манипуляции отдельными атомами.
В переводе с греческого слово «нано» означает карлик. Один нанометр (нм) – это одна миллиардная часть метра (10-9). Размер объектов, с которыми работают нанотехнологи, лежит в диапазоне от 0,1 до 100 нм. Большинство атомов имеют диаметр от 0,1 до 0,2 нм, а толщина нитей ДНК – около 2 нм. Диаметр эритроцитов – 7000 нм, а толщина человеческого волоса – 80000 нм. Нанометр во столько же раз меньше одного метра, во сколько толщина пальца меньше диаметра Земли.
Нил Гомозов.