Нанотехнології, що нас чекає в майбутньому

Якщо спробувати з'ясувати найбільш популярні теми в випусках новин за останній час, то напевно виявиться, що в призову трійку за кількістю згадок і обсягом присвячених сюжетів напевно потраплять світова фінансова криза, свинячий грип і нанотехнології. Про світову кризу сказано вже більш ніж достатньо, про свинячий грип нехай говорять медики, а от розібратися з тим, що ж являють собою загадкові нанотехнології, зовсім не завадить.

Насправді нанотехнології не обмежуються лише технологією, тобто послідовністю дій, у яких досягається конкретний результат. Під нанотехнологіями П'ять маловідомих фактів про нанотехнології мають на увазі міждисциплінарну галузь знань фундаментальної та прикладної науки, а також технічні принципи, спрямовані на контрольоване маніпулювання найдрібніших частинок матерії. У свою чергу, найдрібнішими частинками матерії (тобто наночастинками) називаються частинки, порівняні з одиницею виміру нанометр (умовно кажучи, величиною з атом). Об'єкти нанотехнологій включають три основні види:

наночастки (нанопорошки) - у яких розміри за всіма трьома основними характеристиками не перевищують 100 нанометрів (нм);
нанотрубки (нановолокна) – які мають дві основні характеристики розміром до 100 нм;
нанопленки - мають лише один характеристичний розмір до 100 нм.

Принципова відмінність нанотехнологій від традиційних галузей науки і техніки полягає в тому, що йдеться про гранично мінімальний рівень, на якому можлива зовнішня (тобто з боку людини) дія на матерію. У цій галузі не діє багато законів, справедливих для макросвіту і набувають чинностіпринципи, якими у звичному житті ми нехтуємо.

Хоча перші згадки про гіпотетичну можливість дій на атомному рівні зустрічаються ще в записах великого вченого XVII-XVIII століть Ісаака Ньютона, тематика нанотехнологій була піднята в 1959 році вченим Річардом Фейнманом, який заявив про реальність механічного переміщення окремих атомів. А сам термін «нанотехнологія» було введено в науковий обіг Норіо Танігуті у 1974 році. В даний час дослідження та розвиток нанотехнологій є одним з найбільш актуальних та перспективних напрямів подальшого наукового та технічного розвитку людства. Тільки 2004 року загальносвітові інвестиції у сферу нанотехнологій подвоїлися порівняно з 2003-м і становили 10 мільярдів доларів. Примітно, що серед держав основну роль у новій галузі поки що відіграють США, Японія та Євросоюз. Приватні вкладення нанотехнології все-таки превалюють, становлячи більше половини всіх інвестицій. Згідно з експертними оцінками, велика ймовірність того, що вже в 2015 році загальна вартість товарів, вироблених за допомогою нанотехнологій, складе трильйон доларів, а кількість людей, що працюють у цій галузі, досягне 2 мільйонів.

І при цьому потрібно враховувати, що нанотехнології ще на початковому етапі свого розвитку. На загальну думку, головні відкриття у цій сфері, які уможливлять величезний якісний технічний стрибок, ще тільки належить зробити. Поки що основна увага приділяється практично цінним досягненням, віддача яких може бути помітна вже у короткостроковій перспективі - це звичайна ситуація в історії науки, коли, перш ніж вкладати великі гроші в фундаментальні дослідження, люди повинні переконатися в практичній значущості того чи іншого напряму. В першучергу цікавлять нові наноматеріали, що мають нові характеристики завдяки унікальним властивостям наночастинок. Серед них можна виділити: вуглецеві нанотрубки, фулерени (молекулярні сполуки, споріднені алмазу), графен (можливий ефективніший замінник кремнію в мікросхемах), нанокристали та наноакумулятори. Мабуть, найбільші зміни нанотехнології обіцяють у медицині, адже завдяки їм представиться можливість безпосереднього впливу на молекули людської ДНК для лікування небезпечних захворювань, а також для більш ефективних і безпечних лікарських препаратів.

Найбільший ентузіазм дослідження нанотехнологій викликають у виробників комп'ютерів та робототехніки. Справа в тому, що на певному етапі почали лунати голоси про те, що потенціал подальшого бурхливого вдосконалення комп'ютерних технологій близький до свого вичерпання і скоро темпи розвитку в цій сфері не тільки сповільняться, а й припиняться. Проте останнім часом виробники комп'ютерного «заліза» з неприхованим оптимізмом рапортують про те, що завдяки нанотехнологіям на нас чекає новий якісний стрибок. Вже оголошено про те, що існують досвідчені зразки процесорів з транзисторами розміром на 22 і 32 нанометри, робочі зразки з транзисторами на 45 нм, а в майбутньому можливе виготовлення транзисторів лише на 5 нм. Збільшиться не лише швидкість обробки інформації, збільшиться обсяг інформації - не випадково в 2007 році Нобелівську премію з фізики було присуджено вченим, які довели практичну реальність запису даних на жорсткий диск з атомарною щільністю інформації.

В Україні для створення сучасної інфраструктури національної нанопромисловості було прийнято федеральну цільову програму «Розвитокінфраструктури наноіндустрії в Україні на 2008-2010 роки», основними напрямками якої є наноелектроніка, нанобіотехнології, використання наноматеріалів в енергетиці та освоєнні космосу, наноінженерія, конструкційні наноматеріали.