Развитие нанотехнологий

Ещё в 1959 году американский физик лауреат Нобелевской премии Ричард Фейнман (знамениты его «Фейнмановские лекции по физике») говорил, что если человек научится манипулировать отдельными атомами, он сможет синтезировать абсолютно всё! Вроде бы от этих слов можно было бы вести отсчёт новейшему направлению в научных исследованиях и технологической практике - отсчёт нанотехнологиям. Однако не всё так просто...

Нанотехнологии имеют дело с частицами вещества, приближающимися к размерам молекул, атомов и элементарных частиц. Эти сверхмаленькие дозы материи измеряются в нанометрах, что составляет приблизительно размер атомов вещества. В нанометрах, например, измеряется и световая волна., пишет sunhome.ru

С дроблением вещества на всё меньшие части меняется соотношение площади и объёма частиц, а это вызывает новые физико-химические свойства. Так, атомы и молекулы нанообъекта гораздо активнее вступают в реакции с окружающей материей. Даже самые инертные вещества становятся химически агрессивными. С определённого уровня (условно со 100 нанометров) начинают работать законы квантовой физики, когда доли вещества проявляют себя и как частицы, и как волна. Более того, проявляются и ещё какие-то, неисследованные силы и свойства.

СКАТЕРТЬ-САМОБРАНКА - ЭТО РЕАЛЬНО?

Одним словом, вроде бы открывается совершенно новый мир в технологиях, а с философской точки зрения - необычное окно в природу вещества. Это на первый взгляд. На самом деле человечеству нанотехнологии известны издревле, во всяком случае, очень давно. Типичный пример нанотехнологии в медицине - гомеопатия, которой тысячи лет. Или древнейшее производство - металлургия. Присадки, добавки, микропримеси давали совершенно новые свойства выплавляемым металлам и сплавам.

Всё это давным-давно отработано, поэтому говорить о том, что нанотехнологии
- это революция в науке и практике, по меньшей мере некорректно. Другое дело
- перед нанотехнологиями открываются совершенно новые области применения и расширяется масштаб работ. Нанотехнологии - это принципиально новые технологии, которые позволят в будущем получать любые макрообъекты (автомобили, рубашки, холодильники, дома) с помощью микроэлементов: малюсеньких роботов... В некотором смысле это звучит как фантастика и пока ею и является (например, «выращивание» целого дома из микроэлементов с помощью нанороботов). Но принципиально это возможно, и наука осторожно, шаг за шагом подбирается к реализации столь удивительной мечты. Сборка нанороботами предметов обихода, да ещё за весьма ограниченное время, будет подобна сказочным сюжетам: «поставить за одну ночь дом» (или дворец), приказать скатерти-самобранке устроить пиршество - всё это сможет реализовать наука.

В более широком смысле нанотехнологии - это подход к конструированию окружающего нас мира. Методически нанотехнологии - это введение микровещества с целью получения совершенно новых свойств поведения материи. В чём ещё острейший интерес к нанотехнологиям? Человечество давно уже озабочено проблемой продления жизни и достижения бессмертия. Учёные надеются, что именно нанотехнологии позволят сделать тот решающий шаг, когда можно будет лечить любые болезни, заменять (и выращивать) целые органы и части тела, подобно тому, как это происходит у виноградной улитки (выращивает утраченные глаза) или червячка планарии (отращивает оторванную голову). Когда из атомов можно будет собрать сложный живой организм, тогда будет сделан новый шаг к бессмертию.

Можно будет продлить эффективную жизнь человека, то есть его трудоспособное состояние, до 100-200 лет. Люди станут подобны библейским Мафусаилу и Ною в смысле долгожительства. Это будет возможно, потому что вмешательство в организм будет происходить на атомарном уровне. Медицина в корне поменяется, (это происходит уже сейчас). Она вплотную смыкается с нанобиотехнологиями. Область применения последних - чистка и наращивание изношенных сосудов, введение лекарств без инъекций, без таблеток, путём «твёрдого легирования» организма: обработкой его ионами вещества. Отпадёт необходимость в химиотерапии и хирургическом вмешательстве.

ВЕЗДЕ НАН0Р0Б0ТЫ

Нанороботы смогут проникать в клетки организма и, подобно точнейшему хирургу, устранять все повреждения на тончайшем уровне. Разные страны работают в этом направлении. В Японии создан мини-робот размером с рисовое зерно. Им управляют с помощью электромагнитного поля. Он способен проникать, несмотря на свои «приличные» размеры, сквозь твёрдые и жидкие преграды. На него уже сейчас возлагают надежды по лечению онкологии, разрушению отдельных «взбунтовавшихся» клеток организма. Его более миниатюрные аналоги смогут бороться с вирусами и бактериями. Женщин заинтересуют возможности технологии нанопарфюмерии.
Ведутся работы над созданием негорючей одежды, непромокаемых тканей. Путём напыления тончайшего слоя серебра на ткань получено нижнее бельё, обладающее антисептическими свойствами, полимерные материалы, которые на атомарном уровне (за счёт нанодобавок) сами «лечат» проколы, порезы, трещины в изделиях, изготовленных из этих материалов. Мы чистим уже сегодня питьевую воду наночастицами.

Нанороботы - это на самом деле то, что уже существует в природе. Например, белковая молекула-типичный наноробот. Почему? Потому, что именно так, по этому принципу, она и работает. Каждая клетка организма (тоже наноробот) - по сути сенсор, который способен определять, разлагать, синтезировать. Учёные стараются понять эти механизмы, воспользоваться ими и, расшифровав, использовать в технологических разработках.

Совершенно фантастическими сегодня представляются возможности нанороботов в деле сборки, например, предметов повседневного пользования. Мир благодаря этому полностью изменится. Мы будем жить в реалиях, которые у нашего современника могут вызвать шок. «Шок от будущего».
Отпадёт необходимость в специальных громоздких производствах. Вещи будут собирать прямо на дому. Мельчайшие устройства включают компьютер, набор химических составляющих будущего изделия и целую колонию (миллионы) нанороботов. Такая фабрика в миниатюре, умещающаяся в любом доме, произведёт, по желанию владельца, зубную щётку или ботинки, ноутбук или вечернее платье.

Запустив программу, пользователь спокойно начнёт заниматься другими делами. А в это время (вроде того, как работает стиральная машина-автомат) нанороботы приступая к работе, по своему алгоритму. На первых порах технология наноконструирования, конечно, будет несоизмеримо дорогой. Но уже сама возможность самосборки вещей будет означать победу человека над природой.

Не окажется ли она пирровой? Нанороботы станут подобны бактериям и вирусам. Ведь вирус на самом деле это не живое существо, а «обыкновенный» кристалл. Но, попадая на живую клетку, он «вдруг» почему-то оживает (значит, у него внутри есть такая программа). Он выпускает из себя щупы, закрепляется на поверхности клетки, проникает в неё и перепрограммирует. Клетка начинает работать на внедрившегося «паразита», производя подобные же вирусы. Чем не наноробот, о котором мечтают учёные?

Нанороботы, воспроизводящие сами себя, названы «ассемблерами», то есть «сборщиками». Но, сначала нужно создать «родителя» ассемблеров - первый робот (или первую пару их: «Адама» и «Еву» в мире нанотехнологии). Для этого подбирают атомы необходимых химических элементов. Так как на микроуровне законы тяготения и инерции значения не имеют, пользуются методом управляемого механосинтеза. Сближают атомы до такой степени, когда в действие вступают электрохимические связи: за счёт валентностей (свободных химических связей) электронные оболочки атомов сцепляются в некое целое.

Образующаяся молекула и представляет собой наноробот. Он может состоять из двух, трёх, четырёх и т. д. атомов, если это ассемблер. Но может быть нанороботом и один атом. В том случае, если он, например, не предметы собирает, а проникает в клетку организма для диагностики или лечения.

Мы сетуем на продукты питания, содержащие генномодифицированные вещества. Но ведь нанотехнологии позволяют в принципе полностью собирать из атомов продукты питания, свойства которых нам вообще неизвестны. Поэтому пока говорить о пользе нанотехнологии для пищевой промышленности рано.

Экологи считают, что для мониторинга, загрязнения окружающей среды необходимы миллионы нанодатчиков и нанороботов. Однако не станут ли они фактором такого загрязнения? Тем не менее, в США уже созданы (работы ведутся семь лет) нанороботы для контроля загрязнённости морской воды. Не менее утопична идея создания летающих нанороботов для атмосферы с теми же функциями. Что удержит их «без руля и без ветрил» на месте? Однако Американский научный фонд выделил на эти достаточно утопические разработки немалые средства (1,5 миллиона долларов), значит, видят у этого направления серьёзную перспективу. Представим миллионы и миллиарды летающих в воздушной оболочке и такое же количество в водах планеты посторонних искусственных образований, чуждых естественному процессу её жизнедеятельности, учитывая, что Земля это огромный, подобный живому, организм.

Ещё более пугающие - перспективы военного применения нанороботов. Все эти исследования, не секрет, имеют двойное назначение. Они направлены не только на улучшение жизни людей, но и для создания невиданного до сих пор нанооружия.
КОМАР-РАЗВЕДЧИК, ПЧЕЛА-ДИВЕРСАНТ

Микроизделия, типа миниатюрных «пчёл», «комаров» и т. д. с целью незаметного проникновения к противнику для разведки, уничтожения и повреждения сложных и тонких электронных устройств, давно и успешно существуют. Об этом сообщали израильские, американские агентства и средства массовой информации. Нанороботы выведут эту отрасль военного применения микроустройств на совершенно новый уровень. К противнику будут проникать не какие-то там игрушки типа искусственного комара, а некие пылевые облака, смог, мириады микронаночастиц, запрограммированных как роботы. Они будут обволакивать, портить, выводить из строя, это если речь идет о технике, забиваться в дыхательные пути, проникать в кровь, мозг и т. д., если надо поражать живую силу противника. Между прочим, противогазы здесь не помогут, так как нанороботы на атомарном уровне проникают через твёрдые оболочки и жидкие среды (уже сейчас).

Однако речь даже не об этом. Пугает другая перспектива. Пока она обыграна лишь писателями-фантастами. Но в принципе и она в далёком будущем не исключена. Нанороботы, обретя способность самовоспроизводиться, вдруг однажды решат заниматься только этим и переделают биосферу «под себя». А именно - уничтожат всё, что отличается от них, и населят освобождающиеся ниши мириадами себе подобных. Возникнет океан мерно колышащихся смышлёных нанороботов, которые окутают плотной оболочкой всю планету. Не будет ли это тогда «Солярис», как его грезил Станислав Лем? Или ещё экзотичнее. Может быть, именно так будет выглядеть ноосфера В. И. Вернадского. Огромный мыслящий океан наномашин, наделённых разумом, которых не стесняют конечности, которым не нужно никуда перемещаться и что-то делать. Это, так сказать, мыслительная деятельность в чистом виде. Голая планета, покрытая полужидкой массой (она в силу физико-механических свойств будет полужидкой), не имеющей никаких интересов, кроме неё самой.

Философия не предполагает такой путь развития. Она слишком человечна, заточена на интересы человека. Но ведь человека могут «сместить» с его пьедестала «царя природы». Неужели сделает это он сам, своими руками?!

Этот сценарий развития «жизни» на Земле называют наноапокалипсисом. Он и предполагает формирование глобального искусственного интеллекта (мечты деятелей робототехники современности), который, может быть, и избавит планету от столь агрессивного, неразумного (вопреки его биологическому определению) гомо сапиенса, который, как кажется, надоел даже самому себе.

E-NEWS.COM.UA