1.Основные понятия
Начиная разговор о нанотехнологиях, необходимо, прежде всего, понять значение приставки нано.
В переводе с греческого слово «нано» означает карлик. Вначале эта приставка использовалась в таких науках, как химия и биология, в значении маленький, позже её стали употреблять, говоря о нанотехнологии, современной науке находящейся на стыке химии, биологии, физики и Математики.[27]
С физической точки зрения НАНО - приставка для образования наименования дольных единиц, равных одной миллиардной доле исходных единиц. Нанометр во столько же раз меньше одного метра, во сколько раз толщина пальца меньше диаметра Земли.
Удивительно, что на протяжении всего XIX века учёные занимались подробным изучением строения атома, пропуская такие важные элементы как наночастицы.
Наночастицы больше, чем те частицы, которые изучают химия или ядерная и атомная физика, но меньше, чем объекты, изучаемые биологией. С объектами, имеющими размер от 0,1 нм до 100 нм, и предстоит работать людям, занимающимся нанотехнологиями, о которых в последнее время так много говорят.
На самом деле размер частицы не всегда влияет на свойства вещества, и даже когда эта зависимость есть, то для органических и неорганических веществ она проявляется по-разному (важно, что то же самое происходит с их токсичностью для человеческого организма, которая к тому же изменяется в зависимости от размеров и от количества наночастиц неравномерно). Есть, таким образом, частицы, по своим размерам укладывающиеся в нанодиапазон, но не являющиеся нанообъектами.[27]
Туннельные микроскопы позволяют наблюдать отдельные атомы, исследовать их участие в разнообразных физико-химических процессах. Сканирующий туннельный микроскоп можно использовать и для перемещения какого-либо атома в точку, выбранную оператором. Создание атомно-силового микроскопа, способного чувствовать силы притяжения и отталкивания, возникающие между отдельными атомами, дало возможность, наконец, «пощупать и увидеть» нанообъекты.
Нанотехнология стала самостоятельной областью науки и превратилась в долгосрочный технический проект после детального анализа, проведенного американским учёным Эриком Дрекслером в начале 1980-х годов и публикации его книги «Машины созидания: грядущая эра нанотехнологии».
В ней он пишет «Наша способность упорядочивать атомы лежит в основе технологии. Мы ушли далеко в своей способности упорядочивать атомы, от заточки кремня для наконечников стрел до обработки алюминия для космических кораблей. Мы гордимся нашей технологией, нашими лекарствами, спасающими жизнь, и настольными компьютерами. Однако наши космические корабли всё ещё грубы, наши компьютеры пока ещё глупые, а молекулы в наших тканях всё ещё постепенно приходят в беспорядок, вначале разрушая здоровье, а затем и саму жизнь. При всех наших успехах в упорядочении атомов мы всё ещё используем примитивные методы упорядочения. При нашей имеющейся технологии мы всё ещё вынуждены манипулировать большими, плохо управляемыми группами атомов.[27]
Но законы природы дают много возможностей для прогресса, и давление мировой конкуренции всегда толкает нас вперед. Хорошо это или плохо, но самое большое технологическое достижение в истории ожидает нас впереди»