Все только начинается

Нанотехнология подразумевает манипуляции с крохотными объек­тами. Нанотехнологи конструируют механизмы из отдельных атомов. Для измерения гигантских расстояний в космосе ученые используют такую единицу, как световой год — то есть расстояние, которое свет проходит за юлианский год, что составляет немногим менее 10 трил­лионов километров. Я поинтересовался у профессора, занимающегося нанотехнологиями, в чем измеряются непостижимо крохотные рассто­яния нанопространства. Он ответил, что в нанометрах; нанометр ра­вен одной миллиардной метра. Миллиардная доля метра. Невозможно осознать, сколь мал этот размер. В математическом выражении это 10⁹ метра, или 0,000000001 метра. Так понятнее? Умом я это понимаю, но представить не могу. Я спросил: «Это примерно сколько?» Профес­сор на секунду задумался, потом ответил: «Нанометр — это приблизи­тельно столько, на сколько мужская щетина вырастает за одну секун­ду». Я никогда не задумывался, что происходит со щетиной за секунду, но что-то наверняка происходит. Чтобы она выросла на миллиметр, требуется примерно день, не быстрее. Щетина не появляется на вашем лице ровно в восемь утра. Щетина — штука неторопливая, и это от­ражается в нашем языке. Мы не говорим «быстрый, как борода» или «проворный, как щетина». Теперь мы можем представить, насколько медленно растет щетина: нанометр в секунду.

Нанометр действительно что-то очень крохотное, но не самое ма­ленькое на планете. Если есть нанометр, то может быть и половина нанометра. Есть даже пикометр, который составляет тысячную на­нометра. Потом есть аттометр — миллионная нанометра. И есть зеп-тометр — миллиардная нанометра. Миллиардная миллиардной метра. Если у вашей щетины начнет расти щетина...

Профессор сэр Харолд Крото, лауреат Нобелевской премии по хи­мии за 1996 год, совместно со своими коллегами обнаружил молеку­лярные соединения, принадлежащие третьей форме углерода и пред­ставляющие собой нанотрубку графита. Назвали их фуллеренами, или бакиболлами, а самую распространенную молекулу этих соединений С60 — бакминстерфуллереном. Своими названиями открытие химиков обязано американскому архитектору Бакминстеру Фуллеру*, который широко использовал геодезические конструкции, по виду напоминав­шие структуру молекулы С60. Молекула С60 обладает замечательными свойствами: она в сто раз прочнее и в десять раз легче стали, а электро­проводность у нее, как у металлов. Открытие фуллеренов породило це­лую волну исследований в машиностроении, космонавтике, медицине и многих других областях науки и техники. Если фуллерены использо­вать в промышленных количествах, то благодаря молекуле С60 стало бы возможным создание самолетов, в двадцать или даже пятьдесят раз больше современных, но при этом легче их и намного эффективнее по расходу топлива.

Фуллер Бакминстер (1895-1983) — американский архитектор, дизайнер и инженер; идеолог «тотального дизайна» — переустройства жизни с помощью рациональной технологии. Имя Фуллера прочно вошло в культурный обиход XX в.: западные философы, ученые, писатели постоянно обращаются к таким понятиям, как «фул-леровские конструкции», «фуллеровские дома», «фуллеровская среда». Прим. перев.

Можно было бы возводить здания, выходящие за пре­делы атмосферы, или построить мост, перекрывающий Большой каньон в Колорадо. Вес автомобилей и поездов уменьшился бы в несколько раз, и они были бы гораздо экономичнее благодаря солнечным батареям.

Теоретически нанотехнология позволяет создавать любые субстан­ции или объекты размером с атом и больше. Пока ученые размышляют над практической реализацией проектов, другие специалисты думают о политических и экономических последствиях. Старший научный со­трудник Института глобального будущего (Institute for Global Futures) Чарлз Остман считает: «Сегодня могущество и влияние в мире базиру­ется на контроле над природными и промышленными ресурсами. Как только нанотехнология позволит синтезировать любой физический объект дешево и легко, нынешние экономические системы устареют. Трудно представить себе более захватывающий сценарий развития бу­дущего, чем нанотехнологии».

Будут реализованы все эти возможности или нет, но нанотехно­логия обещает радикальные инновации в таких разных областях, как, например, машиностроение и медицина. Области ее применения, как заметил Остман, это и «расчеты на молекулярном уровне, и "запо­минающие" сплавы, и создание синтетических органических компо­нентов, и генная инженерия, и создание миниатюрных механизмов». В медицине создаются наномеханизмы толщиной с человеческий во­лос, проходящие по венам и артериям и очищающие стенки сосудов от атеросклеротических бляшек. Потенциал применения нанотехно­логии в медицине, по выражению Остмана, «мы даже не в силах во­образить» — это «видоизменение с помощью нанохимии практически любого органа человеческого тела на клеточном уровне для излечения от болезней, продления жизни, повышения сенсорных и умственных способностей». Уже производятся культуры для выращивания ис­кусственной кожи, а исследования по созданию органического искус­ственного сердца ведутся в целом ряде стран.

Нанотехнология также играет ведущую роль в дальнейшей ми­ниатюризации компьютерных систем и революционизирует способы их применения. В обозримом будущем компьютеры станут настолько компактными и гибкими, что мы сможем носить их на теле и заряжать от электрической активности кожной поверхности. Вопрос пока лишь в том, куда девать монитор. Вряд ли вы захотите щеголять пленками микропроцессоров на запястьях и при этом повесить себе на шею огромный дисплей. Одно из решений — проекция на сетчатку глаза с помощью лазеров низкой мощности, закрепленных на оправе для очков и проецирующих изображение непосредственно в глаз. Что-то подобное уже используется в современных авиационных системах. Пилоты видят навигационные данные благодаря нашлемному инди­катору и могут менять направление полета с помощью движений глаз. Будем надеяться, когда они буду пролетать над вражеской территори­ей, им не захочется чихнуть.

Для повседневного и более широкого применения компьютеры уже начали вшивать в одежду. Манжеты рубашек можно оборудовать сен­сорами, измеряющими пульс и другие жизненно важные показатели, и при малейшем подозрении на проблемы со здоровьем данные сразу пересылать врачу. «Умная» обувь, преобразовывая энергию движения, сможет обеспечивать работу носимых компьютеров⁴. Другие иннова­ции вскоре заменят обычную клавиатуру. Уже сейчас есть интерфей­сы, контролируемые исключительно мыслительной способностью. Сконструированы специальные гарнитуры, считывающие излучения головного мозга, которые преобразуются в указания компьютеру. Но это лишь начало. Описанные устройства работают вне тела или на теле пользователей. Скоро информационные технологии могут переме­ститься внутрь человеческого тела и даже внутрь мозга. Компьютеры, возможно, вот-вот сольются с нашим разумом и сознанием.

Дата добавления: 2015-07-25