Мы живем в один из самых удивительных периодов человеческой истории, когда прорывные технологии и скорость их обновления возросли как никогда. В их числе одну из главных строчек занимают современные нанотехнологии, которые с каждым днём играют все большую роль во многих областях человеческой жизнедеятельности. К нанотехнологиям принято относить ту научно-техническую область, в которой изучаются теоретические и практические возможности создания материалов в масштабе 1 нм (миллионная доля миллиметра). Для этого ученые научились управлять материей на уровне отдельных атомов, что уже позволяет создавать материалы с заранее заданными свойствами, а через пару десятков лет подарит человечеству такие вещи и устройства, которые раньше были возможны лишь в сказках.
Сегодня эта область науки и техники довольно молода, однако она уже оказывает существенное влияние на многие отрасли промышленности, электронику, медицину и другие сферы жизни людей. В ближайшем будущем ожидается, что те страны, которые смогут полноценно развивать нанотехнологии и производство наноматериалов, смогут претендовать на статус глобальных лидеров, так как именно эти сферы будут доминировать в шестом технологическом укладе. И ядро этих лидеров формируется прямо сейчас, поэтому если наша страна хочет рассчитывать хоть на какие-то перспективы, о развитии нанотенологий нужно было думать ещё вчера.
Читайте также: Технологии, которые изменили нашу жизнь в 2017 году
Нанотехнологии в электронике
Пожалуй, наиболее масштабно современные нанотехнологии применяются в электронике. Именно благодаря им каждый из нас имеет возможность пользоваться мощными компьютерами и ноутбуками, а потенциал карманных смартфонов уже давно превзошел вычислительные возможности любых компьютеров 90-х годов. Если раньше размер транзисторов, необходимых для производства любой электроники, измерялся в миллиметрах и микрометрах, то в ХХІ в.этот показатель удалось снизить в сотни раз, а самые маленькие современные транзисторы изготавливаются размером в 10-20 нм и содержат считанное количество атомов. Благодаря этому в процессоры (такие как Intel i7 и др.) их помещается больше миллиарда, и с каждым новым годом этот масштаб применения нанотехнологий в электронике только увеличиваются.
Одним из наиболее востребованных материалов, который производится при помощи нанотехнологий, является графен. Это модификация углерода, который имеет толщину всего лишь в один атом и соединён в двумерную кристаллическую решетку. Таким образом, масса получаемой графеновой плёнки ничтожно мала, а прочность существенно превосходит металлические материалы. При этом материал обладает уникальными электрическими свойствами, которые сделали его полезным при изготовлении различных микросхем, измерительных приборов, датчиков и гибких электронных устройств. Графен полезен не только при применении нанотехнологий в электронике. Недавно учёные научились делать из графена фильтр для очистки воды, при помощи которого удалось в считанные минуты сделать пригодной для питья морскую воду из Сиднейской бухты.
Нанотехнологии в медицине
Развитие нанотехнологий в медицине и биологии сегодня также идет внушительными темпами. Появились даже отдельные отрасли наномедицины и нанобиологии, которые как раз и занимаются всеми подобными вопросами. Некоторые верят, что в будущем именно эти отрасли подарят человеку вечную молодость и красоту, так как уже сейчас при помощи наномедицины научились восстанавливать повреждённую живую ткань и выращивать человеческие органы. Множество исследователей трудятся над тем, чтобы использовать специальные наночастицы для борьбы с раковыми опухолями, а также для более быстрой и эффективной диагностики онкологических заболеваний. И в этом направлении уже наметились неплохие перспективы.
Настоящей футурологией выглядят новости о том, что в 2015 г. американские учёные смогли успешно испытать нанороботов, которые помещаются в живой организм и способны выполнять там определённые задачи. Микроскопические роботы были помещены внутрь лабораторных мышей и смогли доставить в заданный орган (желудок) частицы золота, после чего сами боты безболезненно растворились. Проводимые эксперименты имеют целью разработать таких наноботов, которые смогут точечно доставлять лекарства и необходимые вещества в заданную часть организма, а в перспективе развитие нанотехнологий в медицине вполне может помочь бороться с патогенами не хуже лейкоцитов.
Читайте также: Новые инновационные технологии в Украине
Будущие нанотехнологии
Если вышеперечисленные нанотехнологии уже существуют или испытываются, то есть и такие, которые пока только грезятся ученым и футурологам. Например, при дальнейшем прогрессе в области наноматериалов и 3D печати вполне может открыться возможность разработать «нанопечку», которая, словно в известной сказке, будет из отдельных атомов по команде изготавливать любые блюда и продукты. Другим фантастическим предметом, который вполне может появиться при развитии нанотехнологий, является плащ невидимка. Сегодня уже известно о материалах, преломляющих свет так, чтобы они огибали объект, на который падают, а совсем скоро они будут усовершенствованы и может быть станут доступны не только военным.
Автор: Алексей Шилов
