Нанотехнологии

     Нанотехноло́гии — область фундаментальной и прикладной науки и техники, имеющая дело с совокупностью теоретического обоснования, практических методов исследования, анализа и синтеза, а также методов производства и применения продуктов с заданной атомной структурой путём контролируемого манипулирования отдельными атомами и молекулами.

Начнем с исследователей, деятельность которых, по признанию наших западных коллег, инициировало само появление нанонауки и нанотехнологии. Идеологические установки этой новой науки были впервые сформулированы выдающимся физиком-теоретиком, одним из активных участников атомного проекта, Нобелевским лауреатом Ричардом Фейнманом (Richard Phillips Feynman) в его знаменитой лекции, прочитанной в Калифорнийском университете 29 декабря 1959 г. Тем самым Фейнман намного предвосхитил появление техники, позволявшей реально осуществлять процессы создания структур на атомном уровне, названные им технологией «снизу вверх». Инициатором же процессов, породивших нанобум. стал не Фейнман, хорошо известный лишь среди ученых, а Эрик Дрекслер автор скандально знаменитой книги Engines of Creation: TheCorning Era of Nanotechnology 

(«Машины созидания: наступление  нанотехнологической эпохи»), опубликованной в 1986 г.

Самыми активными и последовательными оппонентами Дрекслера стали профессор Гарвардского университета Джордж Уайтсайдс (George Whitesides) и нобелевский лауреат Ричард Смолли (Richard Smalley).

Многие фундаментальные исследования, без которых было бы немыслимо развитие современных нанотехнологии, проводились на протяжении десятилетий и в России научными школами академиков В.А. Каргина, П. А. Ребиндера, Б.В. Дерягина и особенно нобелевского лауреата Ж. И. Алферова. Было бы несправедливо замалчивать пионерские работы В. Б. Алесковского по развитию методов «химической сборки».

 Несомненно, прорывное  и практически чрезвычайно важное  для своего времени достижение  – создание и внедрение в  атомную энергетику оригинальных  технологий получения ультрадисперсных (нано-) порошков, выполненное группой советских ученых под руководством И. Д. Морохова. Примерно к тому же времени относятся фундаментальные исследования научной школы академика И. В. Тананаева, впервые предложившего дополнить классические диаграммы «состав – структура – свойство» координатой дисперсности, а также оригинальные исследования академика И. И. Моисеева и М. Н. Варгафтика по созданию «гигантских кластеров» палладия, ядро которых насчитывает около 600 атомов металла.

Развитие нанонауки, нанотехнологии и наноиндустрии в мире, вполне возможно, станет самым тяжелым испытанием для доминирующей в России жесткой системы административно-бюрократических отношений, неотъемлемой частью которой стали коррупция и сращивание чиновничества с бизнесом (Е. М. Примаков). Есть все основания полагать, что до тех пор, пока экстраприбыли будут обеспечиваться за счет нефтяного, газового и строительного бизнеса, бизнесмены предпочтут воздержаться от по-настоящему инновационных, но одновременно рискованных вложений в создание наноиндустрии. В этом смысле за рубежом ситуация кажется несомненно более благоприятной. В США, Японии и Южной Корее частный бизнес инвестирует наноразработки в объеме, не уступающем бюджетным расходам, причем только за пять лет – с 1999 до 2004 г. – размеры частных инвестиций в наноиндустрию возросли в 10 раз!

Огромную проблему представляет защита интеллектуальной собственности российских ученых. В нашей стране, по словам руководителя Роспатента Б. П. Симонова, «…нет ни одного нанопатента, хотя в мире их зарегистрировано уже около 10 тыс., и 2 тыс. имеют правовую охрану на территории РФ». Как ни странно, но в соответствии с российским законодательством авторская идея не является предметом правовой охраны. Все предшествующие годы в нашей стране стимулировались, вознаграждались и поощрялись только идеи, воплощенные в конкретных технических решениях. Кстати, такие ограничения отсутствуют в патентном праве США. Увы, получить международный патент российскому исследователю не по карману, т.к. до сих пор не урегулирована проблема государственной поддержки этой деятельности.

          В области аэронавтики и исследования космического пространства возможен значительный прогресс в конструировании летательных аппаратов и космических станций за счет применения на-ноструктурных материалов, обладающих такими отличительными свойствами, как малый вес, высокая прочность, хорошая температурная устойчивость. Представляет интерес перспектива переноса производства наноструктурных материалов и систем в условия космоса. Среди других перспективных приложений для космоса эксперты также называют: потребляющие мало энергии, устойчивые к действию радиации высокопроизводительные компьютеры; защитные скафандры с покрытием из наноструктурных материалов, оберегающие космонавтов от экстремальных температур и других вредных воздействий.

Развитие космической техники сдерживается высокой стоимостью вывода грузов на орбиту, особенно для полетов на большие расстояния (например, за пределы Солнечной системы). Эти сложности стимулируют поиски новых методов снижения размеров и массы космических аппаратов, а также повышения эффективности систем запуска. Многие из возникающих при этом проблем могут быть решены при использовании наноструктурных материалов и устройств. В частности, такие материалы могут быть особенно полезны при изготовлении легких, прочных и термостойких деталей самолетов, ракет, космических станций и исследовательских зондов для дальних космических полетов. Более того, возможно, в условиях космического пространства (отсутствие гравитации, высокий вакуум) удастся организовать исследования или даже производство таких наноструктур и наносистем, которые нельзя получить на Земле. Область возможных применений нанотехнологии в авиации и космической технике очень широка, наиболее перспективными представляются следующие направления:

1 · Разработка высококачествнной и стойкой к воздействию радиации вычислительной техники с низким энергопотреблением ·

 Создание наноаппаратуры для миниатюрных космических аппаратов

 Разработка нанодатчиков и наноэлектронных устройств для авиационной техники ·

 Создание термоизоляционных  и износостойких покрытий на  основе наноструктурных материалов