Нанотехнология в перспективе

Перспективы нанотехнологииВ последнее время работа с атомами и молекулами способствует прорыву в медицине, машиностроении, производстве, косметологии и во многих других направлениях человеческой деятельности. Очистка нефти, победа над вирусами, контроль экологической обстановки в мире – вот небольшая часть примеров использования нанотехнологии.

Сейчас приставку «нано» слишком часто используют в рекламе с целью подчеркнуть высокотехнологичное происхождение своего товара, который зачастую имеет к нанотехнологии весьма отдалённое отношение. На самом деле «нано» — одна миллиардная доля какой-либо единицы. В частности, одна миллиардная часть метра, что соразмерно молекуле.

А нанотехнология подразумевает сверхточное управление отдельными атомами и молекулами. Именно нанотехнология преобразит наш мир в такой степени, в какой нам трудно даже представить.

Каким же образом возможно управлять материей на атомном и молекулярном уровне? Руки человека не подходят для этих целей, поэтому необходимы, так называемые, наномашины – ассемблеры. Идею создания такой машины предложил известный американский учёный Эрик Дрекслер.

Ассемблеры должны захватывать атомы и связывать их друг с другом, причём не произвольно, а по определённому алгоритму. Ассемблерам необходимо владеть саморепликацией, которую можно запрограммировать на строительство произвольной молекулярной решётки. Ассемблер должен иметь способность выстраивать наносистемы разного назначения, как универсальный робот, действующий по заданным программам.

Внешний вид такого «сборщика» представляет собой блок нанометровой величины с манипулятором протяжённостью в несколько десятков атомов. Строительными материалами служат элементарные частицы (молекулярные компоненты и молекулы). Внутри ассемблера располагаются устройства управления, хранящие определённый алгоритм манипуляций. Для составления больших сложноструктурных молекул может потребоваться несколько манипуляторов, поэтому ассемблер будет напоминать паука.

Управление ассемблерами предполагается осуществлять при помощи нанокомпьютера, имеющего беспроводную связь с центральным компьютером, на котором оператор моделирует нужную конструкцию.

Предполагается также работа ассемблеров с дизассемблерами – наномашинами, разбирающими объекты поатомно с регистрацией их структуры. Для создания копии исследуемого объекта дизассемблеру нужно разобрать его, передавая по ходу работы информацию о расположении и типе атомов ассемблеру, который, в свою очередь, сможет воссоздать заданное количество копий разобранного объекта.

Такая копия теоретически должна быть идентична оригиналу вплоть до каждого атома. Одновременно дизассемблеры помогут учёным познать атомную структуру любых объектов. После создания одного ассемблера, способного создавать свою копию, можно через несколько часов получить ещё несколько сотен экземпляров. Самой главной задачей является исходное конструирование ассемблера.

Несмотря на это, все нанолаборатории борются за первенство в этом научном прорыве. Ждать этого прорыва осталось уже недолго, оптимистично настроенные специалисты ожидают рывок практической нанотехнологии уже в первой четверти 21 века. Наиболее перспективным предполагается применение таких устройств в медицине. Таких нанороботов можно внедрять в организмы людей, где они будут действовать автономно.

Представьте себе нанокомпьютер, запрограммированный обнаруживать и истреблять раковые клетки в организме человека. Молодым людям, стоящим перед выбором будущей профессии, стоит задуматься, возможно в будущем понадобятся конструкторы нанороботов?