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.

Таинственные частицы

Строго говоря, идея Ричарда Фейнмана не была абсолютно новой. Задолго до него, еще в Средние века алхимики пытались превратить один металл в другой, точнее говоря, свинец в золото, научиться изменять состав химических элементов.

Золота они так и не получили, но открыли рецепты многих очень полезных и нужных веществ: красителей, лекарств, сплавов. Манипулировать атомами и молекулами, формировать из них мельчайшие частицы, названные позже наночастицами, в те далекие времена науке было еще не под силу.

Зато их с легкостью производила сама природа. Известно, что аборигены (коренные жители) Австралии, люди почти первобытные, для раскрашивания своих лиц устрашающими боевыми узорами использовали краски, в которых, как показали современные исследования, содержались наночастицы. Именно они делали краски яркими и стойкими.

Древние египтяне и греки несколько тысяч лет назад использовали вещество с наночастицами — минерал галенит, соединение на основе свинца. Это вещество древнеегипетские и древнегреческие красавицы применяли для окрашивания волос. Наночастицы галенита легко проникают внутрь волос и окрашивают их в черный цвет.

Австралийцы рисовали узоры на лицах красками, содержавшими природные наночастицы

Древнеегипетские красавицы красили волосы галенитом — веществом с наночастицами

Долгое время никто даже не подозревал, что наночастицы образуются и в самом обыкновенном мыльном растворе. Эти частицы, мицеллы (в переводе с латинского «крошечки»), придают мылу столь сильные моющие и дезинфицирующие свойства.

Средневековые мастера, изготавливавшие стекла для витражей соборов и замков, заметили, что крохотные частички золота меняют цвет в зависимости от своих размеров. Они могут быть зелеными, оранжевыми, красными, пурпурными. Добавляя эти частички в стекольную массу, можно получить разноцветные стекла изумительной красоты.

То же самое происходило, если золотые частички подмешивали в глазурь, которой покрывали затем дорогие изделия. Старинные мастера умели создавать истинные произведения искусства, но объяснить, почему изменяется цвет золотых частичек, они не смогли бы.

В лаборатории алхимика, ищущего рецепт превращения свинца в золото

Или вот еще один пример. В Карелии, вблизи Онежского озера царь Петр I повелел создать курорт Марциальные воды, первый в России. Целебная сила этих вод была давно известна. Но только сотни лет спустя после основания курорта удалось выяснить причину целебности марциальной, или шунгитовой, воды.

Причина же состоит в том, что на воду источника воздействует залегающий здесь минерал шунгит, содержащий природные наночастицы. Они-то и делают воду полезной для здоровья.

Любопытно, что шунгит, как полагают ученые, образовался в давние-предавние времена в результате падения огромного метеорита. Сильнейший удар космической глыбы о землю породил и минерал шунгит, и чудодейственные частицы.