Цивилизация
По данным Lux Research, этот год стал поворотной точкой в развитии нанотехнологий. За последние 12 месяцев резко выросли инвестиции государств и корпораций в исследования и разработки (R&D) в области нанотехнологий. Вместе с этим заметно увеличилось количество научных разработок и публикаций в прессе.
Правительства, корпорации и частные предприниматели по всему миру, говорится в отчете, потратят более $8,6 млрд на R&D в области нанотехнологий в этом году. Из этой суммы $4,6 млрд вложат государственные структуры, но, по мнению исследователей, уже со следующего года компании будут тратить больше, чем государства, на исследования в области нанотехнологий. Для правительств подобные траты — большая редкость: правительство США потратит в этом году на «нано» почти в 2 раза больше, чем когда-либо тратило в год на знаменитый «проект генома человека».
В популярных изданиях количество публикаций (как позитивных, так и негативных), посвященных нанотехнологиям, выросло со 190 в 1995 году до 7000 в 2003, а в 2004 году, по сведениям Lux Research, их число достигнет 12 000. Вся эта шумиха приковала к нанотехнологиям интерес общественности и привлекла в эту сферу немалые деньги, пишут авторы отчета.
Ситуация иногда доходит до курьеза: акции некоторых компаний выросли только потому, что в их названии содержался префикс «нано-», хотя они часто имели косвенное или вообще не имели отношения к нанотехнологиям.
Промышленные компании, занимающиеся химией, новыми материалами, полупроводниками, медицинскими приборами, фармацевтикой, производством устройств для хранения информации, национальной обороной, — все они инвестируют значительные денежные средства в нанотехнологические R&D.
Прогнозируется, что с помощью нанотехнологий к 2015 году будет создано услуг и товаров на $1 трлн, развитие нанотехнологий создаст от 800 000 до 2 000 000 рабочих мест, половина всех лекарств к 2010 году будет сделана с помощью нанотехнологий. Всё это — программа-минимум, согласно прогнозам американской Национальной научной организации (NSF). Американский Национальный институт здоровья (NIH) включил наномедицину в пятерку самых приоритетных областей развития медицины в XXI веке.
Нанотехнологические инновации, затрагивающие так много областей нашей жизни, уже в ближайшие годы могут серьезно изменить ситуацию на рынке и сложившиеся производственные цепочки.
Как утверждают авторы отчета Lux Research, множество людей останется без работы практически во всех сферах производства — от производства стиральных порошков до производства деталей двигателей. Начнется этот процесс с химической промышленности и индустрии специальных материалов. Например, одна из немецких фирм уже производит спецпокрытия на наноэлементах (в частности, нанопорошки), которые защищают керамические поверхности от царапин и грязи. Эта нанотехнологическая новинка угрожает $36-миллиардной сфере услуг, связанных с производством чистящих средств и услуг по чистке таких известных компаний, как Clorox, Reckitt Benckiser, Aramark и других.
Затронуты традиционные производства будут и косвенно, но от этого не менее сильно.
К примеру, если «нанобрюки» на 25% лучше отталкивают грязь и на них не оседают жир и запах, то и стирать их будут на 25% реже, что означает использование на 25% меньше стирального порошка. Очевидно, что наносмазка в автомобилях приведет к тому, что люди будут реже обращаться в службы техподдержки. Подобные эффекты, по мнению авторов отчета, проявятся и в области электроники, биотехнологий, фармацевтики, энергетики, национальной безопасности и других.
Конечно, мы перечисляем только самые прикладные и близкие к настоящему времени применения различных направлений нанотехнологий, на самом деле их гораздо больше.
Отдельная область — компьютерная индустрия.
Некоторые эксперты полагают, что дальнейшее развитие нанотехнологического производства позволит создавать микросхемы памяти емкостью в десятки гигабайт и процессоров с рабочими частотами в несколько терагерц. Многие из гипотез и прогнозов пока слишком далеки от реальности, как, например, такие: нанотехнологии позволят создать «флот» медицинских нанороботов, которые будут размером меньше клетки и будут способны уничтожать раковые клетки, инфекции, «заторы» в артериях, создавать новые клетки, а в перспективе сделают нас бессмертными. Люди будущего будут смотреть на нас так, как мы сейчас смотрим на крестьян Средневековья, которые голодали, жили в холоде и умирали молодыми. Впервые подобные гипотезы высказал ученый Эрик Дрекслер (Eric Drexler) в 80-е годы. Тогда многие его коллеги заявили, что это невозможно. Последние исследования показывают, что на всё это уйдет немалое время, но в принципе это вполне возможно и, более того, даже неизбежно.
У горячих сторонников «нанобудущего» неизменной популярностью пользуется также идея о замене традиционных методов производства сборкой необходимых предметов при помощи молекулярных роботов (идея «универсального конструктора») непосредственно из атомов и молекул — здесь начинаются фантазии о самовосстанавливающихся поверхностях военных машин, работе над «невидимой» техникой и методами её обнаружения — логическом развитии технологии стелс — и многих других технологиях, пока далеких от реализации. Впрочем, мечты об универсальном конструкторе, как сказал «Газете.Ru» Борис Потапкин, кандитат физ.-мат. наук, зав. теоретической лабораторией в Курчатовском институте, пока нереальны, так как, чтобы собрать даже кусочек хлеба из атомов и молекул, не хватит всего времени Вселенной, а кроме того, пока таких роботов-сборщиков никто не создал. Теоретически уже сейчас можно собирать этот самый кусок хлеба с помощью современных микроскопов, которые позволяют наблюдать за отдельными атомами, но только времени такой процесс займет неоценимо много.
Те ученые, кто занимается исследованиями в области нанотехнологий в России и у кого мы смогли взять комментарии, говорили в один голос, что понимают перспективность этой области для любой страны.
Но, как сообщил нам доцент кафедры теоретической физики МИФИ Леонид Водёнов (его мнение подтвердил «Газете.Ru» и профессор Федор Каменец из Физтеха), «настоящими» нанотехнологиями занимаются сейчас за границей, так как для подобных исследований нужно дорогостоящее (десятки и сотни миллионов долларов) оборудование.
Борис Потапкин сказал в интервью корреспонденту «Газеты.Ru», что вся история с профессором Фейнманом (см. «Основные понятия и немного истории») связана отчасти (не целиком, конечно) с тем, что после завершения атомного проекта большим коллективам ученых нужно было, грубо говоря, «найти новое место работы», хотя и подчеркнул, что такая точка зрения не однозначна. В то время получили развитие проекты, связанные с лазерами, и другие, нанотехнологии отошли на второй план, а теперь о них снова серьезно заговорили. Среди исследовательских центров России Борис Потапкин назвал помимо Курчатовского института Физико-технический институт РАН, МГУ, центр под управлением Жореса Алферова в Санкт-Петербурге, лаборатории в Ярославле и Новосибирске, а также некоторые другие центры.
Также господин Потапкин отметил, что отчет Lux Research — в известном смысле рекламная акция.
Никакого научного и технологического «переворота» не произошло, т. к. ничего принципиально нового в этом году придумано не было.
Для всего, сказал нам Борис Потапкин, что реализовано сегодня, проекты существовали уже 5–6 лет назад. И несмотря на то, что в области нанотехнологий удалось добиться некоторых результатов, методики изготовления наноструктур у многих ученых до сих пор очень разные, так что единого сообщества они не образуют, и в этом их слабость. Тем не менее в мире, отметил он, микроэлектроника получает огромные средства, и у неё есть хороший потенциал, также особенно активно развивается отрасль нанокомпозитных материалов.
«Настоящие нанотехнологии, — сказал «Газете.Ru» Борис Потапкин, — это когда у нас появятся нанотранзисторы, новая элементная база для производства, а то, что существует сегодня, — это только «с натяжкой нанотехнологии».
Под новой элементной базой Потапкин подразумевает, в частности, использование квантовых наноточек (электронов, которые могут находиться в различных состояниях). Уже есть экспериментальные приборы, демонстрирующие новую элементную базу, и через 10–15 лет они, видимо, смогут получить промышленное применение. Именно тогда, по мнению ученого, у нас будут настоящие нанотехнологии.
«Для России отставание в области микроэлектроники слишком серьезно, но у нас есть возможность, проведя относительно недорогие исследования, оказаться в относительно лучшем положении, чем сейчас», --
сказал нашему корреспонденту Борис Потапкин из Курчатовского института.
Остается добавить, что принципиально сами нанотехнологии как научную идею и направление исследований никто из ученых не критикует. По крайней мере специалистам, с которыми удалось поговорить «Газете.Ru», о таких случаях не известно. Но то, сколько вокруг нанотехнологий сейчас говорится слов, вызывает определенное недоверие: людям свойственно преувеличивать, так как живем мы мало и каждый хочет верить, что на его глазах произойдет настоящая технологическая революция, говорит Потапкин.
В США и в других странах, вкладывающих в нанотехнологические R&D огромные средства, скоро станет достаточно точно известно, что именно из проектов и когда можно будет реализовать.
Наши ученые получают зарубежные гранты и часто сотрудничают со своими коллегами за рубежом, принимая участие в развитии нанотехнологий.
Свое интервью «Газете.Ru» Борис Потапкин заключил так: «Человечество объективно подошло к «новому размеру», но вопрос, будет ли получен стоящий результат, будет ли настоящий прорыв в этой области в ближайшее время, сейчас остается открытым».
