Современная наука ставит и решает задачи, о которых пока не прочитать в самых смелых фантастических романах и рассказах. О них мало известно большинству читателей, следящих за научно-популярной литературой: некоторые научные направления развиваются настолько быстро, что новые знания, новые практические возможности и новые технологии появляются быстрее, чем произведения популяризаторов. Одним из таких бурно развивающихся научных направлений, которое до самого недавнего времени оставалось за рамками практических исследований, но поставившим на переломе веков задачи национального масштаба, стала нанотехнология.
30 мая 2001 г. в Российском химико-технологическом университете им. Д.И.Менделеева под руководством академика П.Д.Саркисова состоялся однодневный семинар, посвященный нанотехнологии. Об интересе к теме говорит то, что в работе семинара приняли участие заместитель министра науки, промышленности и технологии Г.Ф.Терещенко, академики Н.Т.Кузнецов, И.И.Моисеев, В.В.Осико, В.Я.Шевченко, известный немецкий ученый А.Мюллер из Билефельдского университета, многие профессора, преподаватели, научные работники, аспиранты и студенты.
Редакция обратилась к участнику семинара профессору Э.Г.Ракову с просьбой рассказать о нанотехнологии. В статье частично использованы материалы лекций, прочитанных студентам в 2000–2001 гг.
Наука начинается с определений
Нам знакомы такие понятия, как микроколичество (масса веществ, измеряемая микрограммами), микроанализ (анализ микроколичеств), микроэлектроника (упрощенно: электронные устройства с наименьшим размером отдельных деталей в микрометры или доли микрометров). Приставка «микро-» в числах означает миллионную долю.
Аналогичных терминов с приставкой «нано-» (миллиардная доля) нет, приставка чаще всего употребляется в числах. Однако если вспомнить, что размер отдельных несложных молекул определяется нанометрами, можно понять, какие объекты интересуют нанотехнологию.
Нанотехнология пересекается с различными научными и инженерными дисциплинами, единое ее определение дать трудно, и под ней понимают близкие, но все же отличающиеся области. Вот лишь некоторые определения:
– миниатюризация технологии: проектирование и изготовление разумных миниатюрных машин, запрограммированных на выполнение определенных задач;
– искусство манипулирования материалами в атомном и молекулярном масштабах, особенно для создания микроскопических устройств (роботов);
– способность производить объекты и структуры буквально атом за атомом, подобно процессам в клетках живых организмов.
Встречается классификация нанотехнологии с выделением трех направлений: «мокрого», «сухого» и компьютерного.
Под «мокрой» нанотехнологией понимают изучение биологических систем, которые существуют предпочтительно в водной среде и включают генетический материал, мембраны, ферменты (биокатализаторы) и другие компоненты клеток. Такие структуры нанометрового размера, как известно, возникли и развиваются в результате эволюции организмов.
... |