Россия ждет нанотехнологического прорыва

Как сказал Б.Н. Стругацкий, "принимать научные чудеса как должное – замечательная способность массового человека". Слово "нанотехнологии" уже давно стало привычным. Но не многие, на самом деле, понимают, что это не просто новая технология, это революция во всех областях науки и производства. Все, что сделано с применением нанотехнологий обладает решающими конкурентными преимуществами. Обработка с атомно-молекулярной точностью означает идеальные детали. Для работы наноустройств нужны крошечные объемы и ничтожные затраты энергии.

Общеизвестно, что под "нанотехнологиями" подразумевается наука и искусство манипулировать мельчайшими частицами: атомами, молекулами, электронами. И не за горами тот день, когда можно будет разбирать объект на атомы и по его образу и подобию создавать идентичную копию любых размеров. Решится одна из самых важных проблем – получение энергии. Нанопреобразователи смогут преобразовывать энергию с большим КПД.

Делать из мусора новые материалы можно будет без огромных (как сегодня) затрат на переработку. Соответственно, упразднится вопрос глобальной экологии, который в сегодняшнем мире один из самых острых. Появятся "умные" материалы, способные к мультимедиа-общению с пользователем. Например, небьющиеся окна с управляемой прозрачностью и оттенком; одежда, которая меняет цвет. Кому не понравится пальто со встроенным прогнозом погоды или белье, которое следит за состоянием здоровья? Или домашняя мебель, которая встроена в стены и развертывается только когда вам необходимо? На смену компьютерным технологиям придет глобальная информационная сеть. Каждый человек сможет стать терминалом, способным подключаться к ней непосредственно через головной мозг и органы чувств. Даже вылечить человека от любой болезни станет элементарно: крошечные нанотрубки длиной в одну десятимиллионную сантиметра будут с помощью дистанционного управления доставлять лекарства в точно рассчитанный участок тела.

Все это проекты будущего. Они позволят людям получать все необходимое, жить в гармонии с природой и значительно продлить свою жизнь. Пока же мы стоим на заре нано-эры. Но понимание того, что нанотехнологии вызовут коренные преобразования во всех отраслях промышленности, а также военной и социальной сферах, заставило ведущие страны включиться в нанотехнологическую гонку. Ведь как всегда бывало, очередной шаг вглубь материи ведет за собой промышленную революцию. И она обладает свойством, присущим всем революциям: "кто не успел – тот опоздал".

В США еще в 2000 году приняли Национальную Нанотехническую Инициативу как инструмент, способный обеспечить лидерство США в первой половине XXI века. Свои программы приняли также страны ЕС, Япония, Китай, Бразилия, ЮАР и другие страны.

По словам министра промышленности и энергетики РФ Виктора Христенко, выступавшего на последнем в 2006 году заседании правительства, в этой области мы отстаем на два-три поколения. Утвержденная новая целевая программа "Технологическая база 2007-2012" должна сократить разрыв. В преддверии нового 2007 года, председатель правительства РФ Михаил Фрадков подписал распоряжение о создании межведомственной рабочей группы по вопросам координации работ в области нанотехнологий. Возглавит ее глава Минобрнауки Андрей Фурсенко.

Это не означает, что в нашей стране нет разработок в области нанотехнологий. Многие ведущие институты и научные центры могут похвастаться новыми открытиями, связанными с наномиром.

Ученые из государственного центра "Интерфизика" разработали измерительную систему, позволяющую определять абсолютные значения расстояний с субнанометровой точностью. В основе работы этого прибора лежит применение широкополосного источника света вместо обычного лазера. Для анализа полученного спектра созданы специальные алгоритмы обработки сигналов. С использованием такой схемы в Московском инженерно-физическом институте (МИФИ) было достигнуто разрешение до 0,1 нанометра. Проще говоря, стало возможным посадить отдельный атом в нужное место на поверхность какого-то вещества и посмотреть, как он будет перемещаться, к примеру, при нагревании.

В РХТУ им. Менделеева разрабатываются "разумные" органические наноразмерные материалы (пленки, гели, жидкие кристаллы). Исследуется управляемая самоорганизация специальных полимеров, которые могут менять цвет в зависимости от температуры, pH, электрического тока. Прототипом такого механизма являются естественные белки.

На кафедре общей физики МГУ им. Ломоносова проводятся исследования оптических явлений полупроводниковых частиц. В последние годы показано, что в результате наноструктурирования исходно однородные тела приобретают необычные свойства. Например, способность пропускать свет, поляризованный в нужном направлении. Системы из таких нанокристаллов можно использовать для создания лазеров нового поколения, при разработке лекарственных препаратов.

Доктор физико-математических наук, профессор МГУ им. Ломоносова А.Н.Образцов сообщил специально для Newsinfo, что в настоящее время проводятся уникальные исследования по "приручению" полимеров. На физическом факультете ведется разработка специальных полимерных наносистем. Из отдельных мономерных звеньев складывают полимеры с заданными свойствами. Дальнейшее их поведение можно наблюдать и контролировать. Таким образом, возможно моделирование развития разных биологических объектов.

Помимо этого исследуется образование гелей в растворах полимеров. Определив оптимальное содержание гидрофобных групп в полимере, можно получить устойчивые гели. Как утверждает профессор А.Н.Образцов, это вовсе не оторванные от жизни исследования. Уже сейчас эти знания можно применять, например, для блокирования поступления воды в нефтяную скважину.

Евгения Курочкина