5.4 Нанотехнологии

Нанотехнологии, наряду с компьютерно-информационнымитехнологиями и биотехнологиями, возможно, станут фундаментомнаучно-техническойреволюции в XXI веке. Революцией, сравнимой и даже превосходящей по своим масштабам преобразования в технике и обществе, вызванные крупнейшими научными открытиями XX века.

Нанотехнология — совокупность методов и приемов манипулирования веществом на атомном и молекулярном уровнях с целью производства конечных продуктов с заранее заданной атомной структурой. Нанотехнологии обеспечивают возможность контролируемым образом создавать и модифицировать объекты, включающие компоненты с размерами менее 100 нм, имеющие принципиально новые качества и позволяющие осуществлять их интеграцию в полноценно функционирующие системы большего масштаба.

Наноматериалы — материалы, содержащие структурные элементы, геометрические размеры которых хотя бы в одном измерении не превышают 100 нм, и обладающие качественно новыми свойствами, функциональными и эксплуатационными характеристиками.

Наносистемная техника — полностью или частично созданные на основе наноматериалов и нанотехнологий функционально законченные системы и устройства, характеристики которых кардинальным образом отличаются от показателей систем и устройств аналогичного назначения, созданных по традиционным технологиям.

Перечислить все области, в которых эта глобальная технология может существенно повлиять на технический прогресс, практически невозможно. Можно назвать только некоторые из них:

• элементы наноэлектроники и нанофотоники (полупроводниковые транзисторы и лазеры; фотодетекторы; солнечные элементы; различные сенсоры);

• устройства сверхплотной записи информации;

• телекоммуникационные, информационные и вычислительные технологии; суперкомпьютеры;

• видеотехника — плоские экраны, мониторы, видеопроекторы;

• молекулярные электронные устройства, в том числе переключатели и электронные схемы на молекулярном уровне;

• нанолитография и наноимпринтинг;

• топливные элементы и устройства хранения энергии;

• устройства микро- и наномеханики, в том числе молекулярные моторы и наномоторы, нанороботы;

• нанохимия и катализ, в том числе управление горением, нанесение покрытий, электрохимия и фармацевтика;

• авиационные, космические и оборонные приложения;

• устройства контроля состояния окружающей среды;

• целевая доставка лекарств и протеинов, биополимеры и заживление биологических тканей, клиническая и медицинская диагностика, создание искусственных мускулов, костей, имплантация живых органов;

• биомеханика; геномика; биоинформатика; биоинструментарий;

• регистрация и идентификация канцерогенных тканей, патогенов и биологически вредных агентов; безопасность в сельском хозяйстве и при производстве пищевых продуктов.

Перспективы использования нанотехнологий в информационных технологиях.

Компьютерная техника и электроника, вероятно, одними из первых получат реальную возможность использования нанотехнологий на практике. Уже в недалеком будущем произойдет многократное повышение производительности систем передачи, обработки и хранения информации. Отдельные вычислительные компьютерные и сетевые «островки» трансформируются в глобальную информационную сеть огромной производительности. Симбиоз био-, нано- и компьютерных технологий может сделать реальностью для каждого человека непосредственный доступ головного мозга и органов чувств к мировым вычислительным ресурсам.