Меньше… бывает! Не все можно увидеть своими глазами

Ученые уже знают, как получать молоко из травы, без коровы. Оказывается, с помощью нанотехнологий возможно и не такое. Нанотехнологии имеют дело с процессами, которые протекают в пространственных областях крошечных, нанометровых размеров. Только представьте, что нанометр равен одной миллиардной метра. Для сравнения, диаметр человеческого волоса – около восьмидесяти тысяч нанометров.

Некоторое время назад ученые выяснили, что невидимые глазу наносистемы обладают особыми свойствами. Сейчас с помощью наночастиц фильтруют воду и другие жидкости, производят материалы для заживления ожогов и ран, одежду, которую и не запачкаешь, и не помнешь, стекла для автомобилей и самолетов, на которые не оседает грязь. И все же до сих пор у наносистем много секретов. Около 20 тысяч ученых по всему миру продолжают исследования в этой области: значит, не миновать новых изобретений. По прогнозам журнала «Сайнтифик Америкэн», уже недолго осталось ждать медицинских устройств размером с почтовую марку. Наложишь такое на рану: оно исследует кровь, поставит диагноз и впрыснет внутрь необходимое лекарство. Кроме того, уже существуют опытные образцы наноконтейнеров для прицельной доставки медикаментов к пораженным органам и наноизлучатели для борьбы с раковыми опухолями.

Кстати, «наноновинок» от ученых ожидают не только мединдустрия, но и другие промышленные отрасли. Уже известно, что наночастицы платины в выхлопной трубе автомобиля справляются с токсичными загрязнителями лучше, чем обычные платиновые катализаторы. А однослойные и многослойные графитовые цилиндры (углеродные нанотрубки) великолепно проводят электричество и поэтому могут стать заменой медным проводам.

Нанотехнологии имеют и блестящее военное будущее. Военные исследования в мире ведутся по следующим основным направлениям: ученые ломают голову над технологиями создания и противодействия «невидимости» (самолеты-невидимки), самовосстанавливающимися системами, с помощью которых можно автоматически чинить поврежденную поверхность танка или самолета, энергетическими ресурсами, средствами связи, а также устройствами обнаружения химических и биологических загрязнений. Предполагается, что в 2008 году появятся первые боевые наномеханизмы.

Особые надежды на нанотехнологии возлагают специалисты в области электроники и информационных технологий. В 1965 году инженеры-электронщики могли уместить на одном чипе лишь тридцать транзисторов. В настоящее время один чип содержит около сорока миллионов транзисторов величиной 130 – 180 нанометров, и есть сообщения о транзисторе размером 90 нанометров. Напомним, что чем меньше нанометр, тем он ценнее. Этот процесс позволил сделать электронную и компьютерную технику доступной для большинства потребителей: в 60-е годы ХХ века один транзистор стоил в США около доллара, сегодня за эти деньги можно приобрести пятьдесят миллионов транзисторов.

В том же1965 году специалист в области физической химии Гордон Мур предсказал, что число транзисторов на чипе можно будет удваивать каждые восемнадцать месяцев. На протяжении нескольких десятилетий этот прогноз доказал свою точность. В ближайшем будущем производители должны создать транзистор величиной не более девяти нанометров. По прогнозу Международного консорциума полупроводниковых компаний, это станет возможным к 2016 году.

В настоящее время, по данным доклада консультативного совета по проблемам науки и технологии при президенте США, Америка является мировым лидером в области нанотехнологий. На долю Штатов приходится четверть мировых инвестиций в эту сферу. США также в числе первых по количеству присужденных патентов за нанотехнологические разработки. В общей сложности американские специалисты держат две трети таких патентов, выданных в последние годы. Только в 2003 году ученые и инженеры из США получили около тысячи нанотехнологических патентов. Не удивительно, ведь в декабре 2003 года Конгресс США принял особый закон «Нанотехнологические исследования и разработки ХХI века», в котором предусматривалось увеличение ассигнований на подобные проекты. В 2004 году из федерального бюджета США на развитие нанотехнологий было выделено около 1 миллиарда 240 миллионов долларов (для сравнения, в 2001 году – 464 миллиона). Эти исследования также активно финансируются за счет бюджетов отдельных штатов, которые в общей сложности направили на эти цели порядка 400 миллионов долларов. Еще больше средств расходует американский бизнес – без малого 2 миллиарда. Пятая часть этой суммы приходится на биотехнологические фирмы, столько же – на электронные, восемнадцать процентов – на химическую промышленность, по восемь процентов – на аэрокосмическую индустрию и энергетику.

Стоит отметить, что конкуренция в сфере нанотехнологий в последние годы обостряется: страны Евросоюза, Япония и Китай не хотят отставать от Америки и в настоящее время ежегодно выделяют на эти программы приблизительно по 900 миллионов бюджетных денег, что ненамного меньше американских федеральных расходов. Суммарный уровень инвестиций частных корпораций из других стран на эти цели в настоящее время уже несколько превышает аналогичные затраты американских компаний.