Нанотехнологии: настоящее и будущее

Г. Т. Черненко, 2018

В это трудно поверить, но придет время (и оно уже не за горами), когда по нашему заказу, на наших глазах, прямо у нас дома будут изготавливаться любые вещи, любые продукты, все, чего пожелаем. Похоже на сказку. Но реальностью, былью ее сделают нанонаука и нанотехнологии. Они развиваются стремительно и уже многого достигли. Мы еще просто до конца не осознали, что мир стоит на пороге грандиозного технологического прорыва, который коренным образом изменит не только технику, экономику, но и всю окружающую жизнь. По-другому станут работать фабрики и заводы. Возможно, уже не понадобится выращивать зерно в полях, а яблоки в садах. Все, что мы едим, будет изготавливаться искусственно, причем по качеству, по вкусу эта еда ничем не будет отличаться от натуральных продуктов. Совершенно другой – надежной и эффективной – станет медицина. Мы будем лечиться совсем не так, как сегодня. Нанотехнологии, заверяют ученые, сделают людей долгожителями, а быть может, и бессмертными. Человечество вышло в космос и успешно осваивает его. Теперь наступило время пойти и в обратном направлении, освоить другое, не менее таинственное пространство.

© В. А. Карачёв, текст, оформление обложки, иллюстрации, 2011–2018

© В. А. Карачёв, составление серии, 2000–2018

* * *

В это трудно поверить, но придет время (и оно уже не за горами), когда по нашему заказу, на наших глазах, прямо у нас дома будут изготавливаться любые вещи, любые продукты, все, чего пожелаем. Похоже на сказку. Но реальностью, былью ее сделают нанонаука и нанотехнологии.

Они развиваются стремительно и уже многого достигли. Мы еще просто до конца не осознали, что мир стоит на пороге грандиозного технологического прорыва, который коренным образом изменит не только технику, экономику, но и всю окружающую жизнь.

По-другому станут работать фабрики и заводы. Возможно, уже не понадобится выращивать зерно в полях, а яблоки в садах. Все, что мы едим, будет изготавливаться искусственно, причем по качеству, по вкусу эта еда ничем не будет отличаться от натуральных продуктов.

Совершенно другой — надежной и эффективной — станет медицина. Мы будем лечиться совсем не так, как сегодня. Нанотехнологии, заверяют ученые, сделают людей долгожителями, а быть может, и бессмертными.

Человечество вышло в космос и успешно осваивает его. Теперь наступило время пойти и в обратном направлении, освоить другое, не менее таинственное пространство.

Приглашение в наномир

Ричард Фейнман, знаменитый американский ученый, лауреат Нобелевской премии, был известен не только своими выдающимися открытиями в квантовой физике, но и необычными для физика увлечениями. Великолепный ударник, он играл в джазе на бразильских барабанах не хуже опытных профессионалов. Ричард прекрасно рисовал и занимался расшифровкой рукописей майя.

А еще он очень любил разгадывать хитроумные головоломки. Например, обожал открывать без ключа замки в сейфах. И чем замок был сложнее, тем большее удовлетворение испытывал этот ученый-взломщик.

Его, уже известного физика, пригласили в Лос-Аламос, секретную лабораторию, в которой американские ученые напряженно работали над созданием атомной бомбы. Однажды шутки ради он вскрыл сейф, в котором хранились сверхсекретные расчеты, оставил там записку с надписью «Я тут побывал» и захлопнул стальную дверцу. Легко представить, как переполошились секретные службы, когда нашли эту записку.

Одну из своих автобиографических книг ученый назвал так: «Вы, конечно, шутите, мистер Фейнман?». Вот почему, когда он объявил о, казалось, совершенно фантастической идее, многие подумали, что знаменитый физик просто шутит.

Отец нанотехнологий физик Ричард Фейнман

Произошло это 29 декабря 1959 года на рождественском обеде Американского физического общества в Калифорнийском технологическом институте. Профессор Ричард Фейнман выступил там с лекцией под странным названием «Внизу полным-полно места». В ней прозвучала мысль о манипуляции отдельными атомами и молекулами, о возможности искусственно создавать вещества и объекты, собирая их атом за атомом, молекула за молекулой.

Фейнман говорил о жалобах некоторых ученых на то, что они якобы опоздали родиться, что в физике уже не осталось места для новых великих открытий. Сам он считал иначе.

Управляя положением атомов, можно получить, синтезировать любые вещества. «Пока мы вынуждены пользоваться, — говорил ученый, — атомарными структурами, которые предлагает нам природа. Но в принципе физик мог бы получить любое вещество по заданной ему химической формуле. Никакой физический закон не мешает нам сделать это».

Другими словами, Ричард Фейнман предлагал использовать атомы как некий строительный материал, вроде мельчайших кирпичиков или крохотных деталек, невидимых невооруженным глазом.

Осуществить эту идею в то время мешало лишь одно: не было еще приборов, которые позволили бы заглянуть в мир атомов и молекул и воздействовать на них. Такие приборы, в том числе сверхсильные микроскопы, нужно создать как можно скорее, призывал ученый. Там, «внизу», в мире атомов много свободного места, смело заявил он, там исследователей ждут невообразимые находки и открытия.