МИКРОСКОПИЧЕСКИЙ СКАЧОК

06 июня 2001, 10:08
Михаил Висенc
naukahotmail.ru
Хотя нанотехнологии и касаются материи тонкой и неуловимой, их бурное развитие заставит в свою очередь бурно развиваться и медицину, и военное дело, и даже космические технологии.
Объединенном институте ядерных исследований недавно состоялось присуждение премий за научные работы в 2000 году. В области научно-технических прикладных исследований первую премию получила группа В.Реутова за разработку новых подходов к нанотехнологиям, от достижений которых зависит будущий облик и функциональные возможности практически всего того, что нас окружает в повседневной жизни.

Новые сверхминиатюрные приборы смогут выполнять самые неожиданные задания. Ученые нескольких американских университетов проверяют с помощью компьютерного моделирования возможность создания в ближайшие месяцы биологического робота. Это будет микрокапсула, похожая на подлодку и способная нести порцию лекарства. Двигателем в снаряде должна выступить бактерия сальмонеллы, обладающая завидной подвижностью и жизнеспособностью. Такая "микро-скорая" могла бы не только улучшить качество диагностики многих заболеваний, но и реализовать мечту врачей о создании лекарств точечного действия, которые воздействовали бы на отдельные клетки, не затрагивая соседние.

В то же время, биофизики и инженеры из Корнельского университета продвинулись в разработке гибридных устройств размером с вирус, имеющих бимолекулярный двигатель со сверхмалым металлическим "пропеллером". Источником энергии служит аденозинтрифосфат (АТФ) - вещество, питающее живые клетки. Предполагается, что в будущем можно будет создать бимолекулярные двигатели, использующие не энергию АТФ, а энергию фотонов. Скорее всего, эти механизмы будут обладать собственным компьютером и сенсорными свойствами, что позволит им производить самосборку внутри человеческой клетки.

В середине января мировые СМИ сообщали о том, что двум группам американских ученых, в составе которых были и российские исследователи, удалось полностью остановить луч света. Но пресса не заметила еще одно важное достижение, связанное со светом. Венгерские физики сумели заставить частицы света - фотоны - выполнять механическую работу. Они построили систему пропеллеров и шестеренок диаметром в несколько долей миллиметра, которые крутились под воздействием луча лазера. По словам одного из участников эксперимента Петера Галаджи, это - "прямое подтверждение того, что свет может служить источником механической энергии для микроскопических двигателей".

Специалисты по нанотехнологиям разрабатывают также приспособления для точного контроля над окружающей средой. Исследователи Национальных лабораторий им. Сандиа и Университета штата Нью-Мексико создали наноструктуры, способные менять свой цвет в зависимости от окружающей температуры, давления, химического состава и прочих условий. Использование таких устройств позволит производить высокоточные измерительные приборы, которые будут стоить намного дешевле обычных бытовых термометров, барометров и других датчиков. Эти наноаппараты заинтересовали НАСА, чьи специалисты полагают, что они могут быть применены для контроля над состоянием будущего жилья, скажем, на Марсе. Жильем могли бы стать надуваемые жилые конструкции из прочных мембран. Материалами, созданные в лабораториях им. Сандиа, могли бы предупреждать о повреждениях мембран от метеоритов или песчаных бурь.

Говоря о применении нанотехнологий для защиты окружающей среды, можно упомянуть о работе, опять-таки финансируемой армией США, по созданию наноструктур для очистки различных сред от токсичных веществ. По данным агентства ЮПИ, если микроскопические структуры окажутся эффективными, они могут стать компонентами защитных кремов, волокон, из которых будут шить военную одежду, или специальных очистительных фильтров. В данном случае используется огромная поглощающая поверхность наночастиц. Так, 5-10 грамм таких материалов имеют поверхность, равную площади футбольного поля.

Следует сказать, что в США существует целая президентская программа развития нанотехнологий. Значительную роль в ней играют военные исследования, руководимые недавно созданным "Исследовательским центром по нанотехнологиям для солдат". По словам доктора Денниса МакБрайда из Университета Центральной Флориды, одним из направлений этой программы является разработка методов интеграции "биологически усовершенствованных солдат", оснащенных миниатюрными, но сверхмощными компьютерами. "Вполне возможно, - говорит МакБрайд, - что будущий солдат будет носить вместо очков некое устройство, позволяющее ему видеть человека и одновременно воспринимать полное досье на него".

Хоть все это и звучит очень серьезно и убедительно, тем не менее, подобные исследования находятся на начальной, романтической стадии. Пока что идет борьба между различными проектами за финансирование, поэтому каждый вовсю старается себя разрекламировать. Трудно вообразить, какой технологический скачок ждет человечество, если даже малая часть из обещанного реализуется. Представьте себе, как будет рябить в глазах у солдата будущего, когда он будет одновременно целиться и видеть досье на своего противника.

fast>Скорее всего, эти механизмы будут обладать собственным компьютером и сенсорными свойствами

Современные компьютеры и их будущие потомки на многие годы вперед строятся на транзисторах. Сегодня их минимальный размер находится на уровне сотни нанометров. С нанотрубками его можно довести до десятка нанометров. Но это ОДИН транзистор, а в компьютере их должно быть минимум сотни тысяч. Плюс I/O. Плюс батарейка. Размеры и вес по меркам нанотехнологии гигантские, так что на компьютер на борту этого нанозонда я бы не расчитывал.

fast>Но пресса не заметила еще одно важное достижение, связанное со светом. Венгерские физики сумели заставить частицы света - фотоны - выполнять механическую работу.

Нам ещё в школе показывали крылатку, крутящуюся от солнечного света - what's the big deal?