Нанотехнологии — что это?

В это трудно поверить, но придёт время (и оно уже не за горами), когда по нашему заказу, прямо у нас дома будут изготавливаться любые вещи, любые продукты, все, чего пожелаем. Мир стоит на пороге грандиозного технологического прорыва, который коренным образом изменит не только технику, экономику, но и всю окружающую жизнь.

Фото:  нанотехнологии — интересные факты

Приглашение в наномир

29 декабря 1959 года на Рождественском обеде Американского физического общества знаменитый американский физик Ричард Фейнман выступил с лекцией под странным названием: «Внизу полным-полно места»(!). В ней прозвучала мысль о манипуляции отдельными атомами и молекулами и о возможности искусственно создавать вещества и объекты, собирая их атом за атомом и молекула за молекулой.
Управляя положением атомов, можно синтезировать любые вещества и превращать один химический элемент в другой. «Пока мы вынуждены пользоваться атомарными структурами, которые предлагает нам природа, — говорил учёный, — но в принципе физик мог бы получить любое вещество по заданной ему химической формуле. Никакой физический закон не мешает нам делать это».
Другими словами. Ричард Фейнман предлагал использовать атомы как строительный материал вроде мельчайших невидимых простым глазом кирпичиков. «Там внизу, в мире атомов, много свободного места, — заявил он, — там ждут нас невообразимые открытия».
Строго говоря, идея Ричарда Фейнмана не была абсолютно новой. Задолго до него, ещё в Средние века, алхимики пытались превратить свинец в золото и научиться изменять состав химических элементов. Но манипулировать атомами и молекулами, формировать из них мельчайшие частицы, названные позже наночастицами, в те далёкие времена науке было не под силу.

Что такое «нано»?

Греческое слово «нанос» переводится как «гном», «карлик». От этого слова и произошла приставка «нано», означающая одну миллиардную часть меры длины. К примеру, один нанометр меньше метра в один миллиард раз! Вообразить такую малую величину практически невозможно. Мы привыкли к другим размерам, называемым макроскопическими.
Опыты показывают, что наш глаз без микроскопа способен разглядеть объект размером не менее 10 тысяч нанометров. Где уж тут увидеть микроорганизмы, не говоря об атомах и молекулах?
Размер атома водорода, самого маленького атома из всех, — около десятой доли нанометра. Нанонаука занимается изучением частиц размером от одного до 100 нанометров.
Мир наночастиц — особый, совершенно отличный от привычного нам большого, макромира. При наноразмерах основные, фундаментальные химические, физические, электрические, оптические свойства веществ меняются. Объясняется это тем, что при измельчении до наноразмеров общая поверхность частиц увеличивается в миллионы раз! Вместе с этим возрастёт и химическая активность вещества. Оно будет плавиться уже при другой температуре, иначе проводить электричество, изменится его твёрдость, оптические свойства. Но самое интересное, что вступит в права совсем другая физика — квантовая.

Удивительные частицы

Кто же не знает, что вода, «обработанная — серебром, может храниться годами и даже становиться целебной? При этом, уничтожая микробы и вирусы, серебряные наночастицы не повреждают человеческий организм! И самое замечательное, что с течением времени эти частицы никуда не исчезают, а их защитная сила остаётся прежней.
Давно возник вопрос: нельзя ли с помощью наночастиц серебра усилить действенность различных косметических и гигиенических средств? Оказалось, что можно. Появились зубная паста, кремы и шампуни с серебряными наночастицами, лучше очищающими и сильнее смягчающими кожу.
Было выяснено также, что ткань, в которую добавлены наночастицы серебра, сама становится дезинфицирующей. Значит, если из такой ткани сшить медицинские халаты, то они всегда будут оставаться стерильными. Да и не только они. Из подобной наноткани можно изготавливать больничное бельё, полотенца, занавески. Очень важно, что при стирке этих вещей наночастицы не вымываются.
Химическое соединение цинка с кислородом отличается тем, что его наночастицы способны поглощать различные виды электромагнитного излучения. Стекла солнечных очков с наночастицами оксида цинка защищают наши глаза от ультрафиолетовых лучей. А одежда, изготовленная из материалов с теми же частицами, послужит преградой не только для ультрафиолетовых лучей, но и защитит от перегрева.

Ассемблеры Эрика Дрекслера

Нанотехнология стала наукой и обрела большое будущее после работ американского учёного Эрика Дрекслера. В своей книге «Машины созидания» он писал: «Если атомы упорядочены одним способом, то образуются почва, воздух, вода. Если атомы упорядочены другим способом, получается спелая земляника».
Мы гордимся нашими достижениями, однако наши космические корабли всё ещё грубы, компьютеры недостаточно умны, а молекулы в нашем организме постепенно приходят в беспорядок. И Дрекслер предложил своё средство для управления атомами.
По его мнению, таким средством должны стать машинки наноскопических размеров. Учёный назвал их ассемблерами, что в переводе с английского означает «сборщики». Можно назвать их и по-другому — нанороботами. Они — подвижны, и, подобно большим роботам, имеют механические руки (манипуляторы).
Чтобы дать представление о том, насколько крошечными будут ассемблеры, достаточно сказать, что тысяча подобных машинок могла бы свободно разместиться на точке в тексте этой статьи!
Нанороботы должны действовать без участия человека, по заданной программе. Поскольку число атомов огромно, то и ассемблеров потребуется множество — миллиарды, а быть может, и триллионы. Изготовлением своих «собратьев» будут заниматься специальные роботы.
Манипулируя атомами, ассемблеры смогут превратить любые вещества в какой угодно материал или даже в… живое существо! Попав в организм человека с помощью обычного укола, они остановят процесс старения клеток. Эти невидимые простым глазом машины-универсалы изменят работу заводов и фабрик. Все, что теперь люди делают из природных материалов — автомобили, компьютеры, одежда, все это они будут собирать из атомов и молекул!
Огромные перемены произойдут и в сельском хозяйстве. Ассемблеры тоже изменят его до неузнаваемости. Уже не потребуется выращивать растения и разводить животных. Зачем, если проще произвести продукты питания при помощи ассемблеров непосредственно из атомов? Полученные продукты ничем не будут отличаться от естественных.

Бунт нанороботов

Нанотехнология позволила осуществить многое из того, о чём раньше и мечтать было невозможно. Однако она может принести и вред. Самую большую тревогу вызывает угроза всемирной катастрофы, которую создатель ассемблеров Эрик Дрекслер назвал «нашествием серой слизи». Под этим бедствием подразумевается бесчисленная масса ассемблеров, вышедших из-под контроля человека и начавших быстро и лавинообразно размножаться!
Страшно представить себе мир, изуродованный армией взбунтовавшихся ассемблеров. С огромной скоростью они начали бы использовать в качестве строительного материала здания, автомобили, животных, растений и даже людей!
Как показывают расчёты, для истребления всего, что есть на нашей планете, нанороботам понадобилось бы лишь несколько часов! Для противодействия этому ужасному сценарию у человечества просто не хватит времени. Через считанные часы вся наша планета будет покрыта слоем серой слизи!
Однако не все учёные разделяют эти опасения. Они говорят, что такого быть не может, поскольку создать столь злобных устройств в бесчисленных копиях просто не удастся. Ведь даже природа за долгий срок своего существования не смогла сотворить ничего подобного.

Журнал: Тайны 20-го века №26, июль 2010 года
Рубрика: Взгляд в будущее
Автор: Геннадий Черненко

Метки: Тайны 20 века, атом, наука, нанотехнология, частица, молекула



Telegram-канал Багира Гуру


Исторический сайт Багира Гуру; 2010 —