Что такое нанотехнологии

Сейчас о нанотехнологиях берутся рассуждать все кому не лень. Оптимисты говорят, что они помогут решить старые проблемы человечества. Пессимисты утверждают, что, напротив, породят такой клубок новых противоречий, по сравнению с которыми старые покажутся мелкими и незначительными. Правы, похоже, и те, и другие.

Что такое нанотехнологии

Слово "нанотехнологии" сегодня применяется к процессам, которые манипулируют материей на молекулярном уровне, а то и ниже. Если волос человека имеет средний диаметр 30 микрон, то наноструктуры — это те объекты, один из размеров которых составляет меньше 100 нанометров, то есть в тысячу раз меньше.

Все началось в 1959 году, когда всемирно известный американский физик Ричард Фейман прочитал в Калифорнийском технологическом институте лекцию под названием "Внизу полным-полно места". Внизу — в смысле, на уровне атомов и молекул. Тогда все, что предсказал Фейман — ажурные города в космосе, доставка грузов на орбиту при помощи длиннейших и прочнейших мономорлекулярных нитей, вечная жизнь или как минимум вечное здоровье — казалось просто ненаучной фантастикой.

Но вот в 80-х годах прошлого века были созданы так называемые сканирующие зондовые микроскопы, которые позволили различать отдельные атомы. Сейчас в руках ученых находятся технологические инструменты (синхротронное излучение, разные виды спектроскопии и т. д.), которые позволяют этими атомами манипулировать.

В первую очередь от нанотехнологий ждут новых невиданных материалов с заданными свойствами. Причем, с практически с любыми заданными свойствами. То есть сначала надо будет определить, что именно мы хотим получить на выходе, а затем с помощью конструирования из отдельных атомов и молекул можно будет создать искомый продукт.

Причем складывать головоломку из наночастиц будет не слесарь-сборщик в белом халате с университетским дипломом. Все это будет проходить путем так называемой атомной сборки. Вернее, самосборки, когда атомы и молекулы будут выстраиваться в нужной конфигурации, подчиняясь заложенной в них программе.

Ведутся эксперименты с углеродными нанотрубками (в 6 раз прочнее стали и во столько же раз легче), кремниевыми нитями, алмазными волокнами и другиеми гибкими материалами с огромной прочностью на разрыв. На одной такой ниточке можно будет подвесить слона, а на тысяче — мост через любую реку, а то и пролив. Например, между Европой и Америкой.

Растянутые на орбите пленочные зеркала будут собирать и направлять солнечную энергию в районы холодного климата. В результате этого Россия из страны рискованного земледелия сможет превратиться в сельхозпроизводителя, снимающего со своих тучных нив по три урожая в год.

Предполагаются, естественно, не одни только благостные перспективы. При помощи нанотехнологий можно будет получить, допустим, пистолет, который не обнаруживают детекторы оружия в аэропортах. Или взрывчатку, на которую не реагируют служебные собаки. Да что там собаки…

В организм человека любым способом вводим грамм 50 жидкости без цвета, вкуса и запаха. Жертва чувствует легкое недомогание и не знает, что внутри у нее готовятся к последней атаке миллионы нанороботов. В момент встречи с целью атаки (бизнесмен, министр, президент) невидимые убийцы выделяют в кровь хозяина, допустим, водород, который при соединении с атмосферным кислородом образует гремучий газ… Человек и знать не будет, что стал террористом-смертником.

Применение нанотехнологий

Самые захватывающие перспективы перед нанотехнологиями открываются в области здравоохранения. Грубо говоря, с их помощью можно будет ремонтировать тело человека. По сосудам будут ползать одни нанороботы, срезающие холестериновые бляшки, а по кишкам — другие, отстреливающие глистов и врачующие язву. Онкологические заболевания практически на любой стадии можно будет вылечить одной таблеткой — наночастицы смогут адресно проникать в раковые клетки и убивать их изнутри.

Уже сейчас нанотехнологии активно используются в стоматологии — самые современные пломбирующие материалы на Западе производятся на основе наноматериалов. Есть свои успехи и у российских наномедиков. Давно известно, что содержащийся в моркови каротин жизненно необходим организму. Увы, он плохо усваивается, ибо растворяется только в жирах (поэтому морковь на Руси издавна принято употреблять со сметаной). Естественено, это полумера — каротин все равно усваивается максимум на 5%. Но нанотехнологии позволили создать водорастворимую форму каротина, усвояемую на 100 %. Достаточно нескольких капель…

Через 15 — 20 лет станет возможным выращивание донорских органов… в собственноморганизме. Это наконец-то снимет проблему очереди на пересадку сердцам, почек и печени, во время стояния в которой умирает до трети пациентов. Над теми, кому пересадили органы, перестанет висеть дамоклов меч отторжения чужого органа (пока что люди с пересаженными органами обречены по гроб жизни принимать весьма вредные иммуносупрессанты).

Суммируя все вышесказанное можно предположить, что лет через 50 человек сможет жить настолько долго, насколько захочет. Чем такое положение со здоровьем отличается от бессмертия и отличается ли — пусть решают потомки. Пока же не совсем понятно, сможет ли современное общество принять такое бессмертие? Ведь совершенно ясно, что первыми бессмертными станут не те, кто этого достоин, а те, у кого есть на это средства.

И это не последнее преимущество нанотехнологий, которое несет в себе вполне ощутимые проблемы. Вот еще одно: через пару-тройку десятилетий в распоряжении медицины скорее всего появятся лекарства от всех известных вирусов и бактерий. Но одновременно, наверняка искусственно будут созданы невиданные ранее микробы и токсины. Как вам понравится, например, микроб с летальностью бубонной чумы и вирулентностью банального ОРЗ?

Нанотехнологии в армии

Опыт последних двух тысяч лет человеческого развития доказал, что лучшие достижения гения в первую очередь находят применение в военном деле. Так было и с порохом, и с паровой машиной, и с атомной энергией. Так будет и с нанотехнологиями.

Собственно говоря, с ними это уже происходит. Армия США выделила грант размером в 50 миллионов долларов для разработки экипировки и вооружения солдата будущего. В идеале — сделать из человека, обмундирования и оружия симбиоз, элементы которого тесно связаны между собой.

Уже сейчас видны первые контуры такого универсального солдата. Бронежилет толщиной всего несколько миллиметров будет облегать его наподобие водолазного костюма. Исследователи хотят создать его на основе паутины. При попадании пули в ткани бронежилета мгновенно начнутся процессы, сходные с поляризацией — все силы наноткани будут брошены на поглощение энергии пули, попавшей в военнослужащего. При этом сам костюм не только не будет пробит — солдат будет избавлен и от гематом (синяков), которыми зачастую кончается попадание пули в современный керамический, стальной или кевларовый бронежилет.

В это же "солдатское хэбэ" будут встроены медицинские сенсоры. При ранении, если таковое все-таки случится, костюм остановит кровь и введет обезболивающее. При переломе наложит шину и сообщит в медсанбат. Вес снаряжения солдата за счет использования нанотехнологий уменьшится с 48 кг (морской пехотинец США времен войны в Ираке) до 20. Да и те солдат вряд ли будет носить на себе. Скорее, само снаряжение будет носить солдата.

Воин будущего обретет так называемый экзоскелет — внешний панцирь, как у рака. Этот каркас из искусственных мышц позволит солдату носиться по пересеченной местности со скоростью скаковой лошади и при этом (!) вести прицельный огонь. Наномышцы рук и торса будут заодно выполнять роль стабилизатора вооружения.

Наномашины-усилители, входящие в состав экзоскелета, смогут втрое увеличить силу солдата в рукопашной схватке. Такой воин будет поражать врагов автономностью, быстродействием и неуязвимостью, а налогоплательщиков своей страны — ценой, сопоставимой со стоимостью танка. Последнее соображение заставит задуматься: не стоит ли в комбинации "солдат + нанотех" избавиться от… солдата.

Опасность нанотехнологий

Шутки шутками, но нанотехнологии угрожают базовому принципу материального производства на Земле. До последнего момента он был таков: человек, говоря словами скульптора Родена, брал глыбу мрамора и отсекал все лишнее. Грубо говоря, сейчас, если вам понадобился новый ноутбук, его следует сперва придумать где-нибудь в России или США, чтобы потом в Малайзии или Китае его спаяли промышленные роботы.

В новой реальности достаточно создать проект. После этого в ванну, населенную нанороботами-сборщиками, следует загрузить полкило железа, немного меди, кремния и бог знает еще какого мусора. Все. Остается только дождаться, пока микроскопические работяги разберутся в чертежах и определят каждому элементу конструкции его место.

Дома со всеми удобствами можно будет попросту надувать из двойной сверхпрочной пленки, промежутки — заполнять быстротвердеющей пеной. Пластиковые евроокна, ламинатные полы и даже унитазы вырастут сами.

Остается, конечно, вопрос: что собственно говоря будут есть малайцы и китайцы, которые сейчас присматривают за промышленными роботами, строительные рабочие во всем мире, а также их семьи? Спокойно, у нанотехнологов все под контролем. Есть они будут то же, что и оставшиеся без работы крестьяне — то, что пищевые нанороботы вырастят на пищевых наноплантациях. Еда будет вкусна, питательна и полезна для здоровья. И, что самое главное, ее будет много.

Человечество впервые избавится от призрака голода и впервые же сможет удовлетворить свои основные материальные потребности. Отдельное жилье со встроенным набором бытовой техники, автомобиль, компьютер и мобильный телефон станут доступны каждому. Не об этом ли мечтал любимый герой русской сказки Емеля, разъезжая на своей печи и незаконно удерживая в бадье взятую в заложники волшебную щуку?

Все эти чудеса изобилия кажутся благом только на первый взгляд. Во Франции то и дело вспыхивают волнения, в ходе которых хорошо откормленные битюги из арабских пригородов лупят по каскам тамошнюю полицию. По большому счету, лупят просто так, от нечего делать. Сейчас этих "борцов за право хорошо жить и ничего не делать" в Европе не больше 10-15%. А что будет, когда благодаря чудесам нанотехнологии их станет процентов девяносто?