Компьютерра - Журнал «Компьютерра» № 30 от 21 августа 2007 года

О конструкционных материалах можно рассказывать долго – но лучше просто назвать еще несколько исследовательских направлений, связанных с нанотехом: наноионику (в частности, электродные материалы на неуглеродных нанотрубках), "умные материалы", меняющие форму в зависимости от того, чем их облучают, наноэлектромеханические системы, НЭМС – на таком моторчике ездил сделанный в Университете Райс (Rice University) наноавтомобиль с колесами из фуллеренов, и др.

В каких же из перечисленных областей вы ожидаете самого заметного прогресса в ближайшие пять лет?

– Экология, медицина, энергетика, электроника – в этих четырех областях лежит ближайший потенциал применения нанотеха.

В связи с запросами экологии должны появиться новые фотокатализаторы, сорбенты, ультрадисперсные и нанодисперсные порошки – и те, которые дезинфицируют, и те, которые используются для получения продуктов тонкого органического синтеза. Главное направление прогресса здесь – всевозможные катализаторы.

В медицине самые важные применения нанотеха будут связаны с нанокапсулами. Уверен, что удастся существенно улучшить фармакологические формы лекарств и средства их доставки. Будут исследованы основные аспекты взаимодействия наночастиц с живым организмом, и на этой основе появятся принципиально новые лекарства. Но это потребует долгого изучения, так как область малоисследованная и очень рискованная.

В энергетике можно ждать успехов с топливными элементами; может быть, появятся гораздо более эффективные солнечные батареи. И конечно – наноэлектроника, здесь должен быть стремительный прогресс.

Думаю, что могут быть хорошие достижения в области композитов, конструкционных материалов. У Артура Кларка в одном из романов центральную роль играет лифт на сверхлегких, сверхпрочных тросах, идущий с поверхности Земли на высоту геостационарной орбиты (36 тысяч километров над экватором). Проект "космического лифта из нанотрубок" я считаю чистой фантастикой, но под этим лозунгом, возможно, будут делаться хорошие композиты – прочные, легкие. В частности, что-нибудь интересное обязательно сделают с нанотрубками. Их прочность определяется только прочностью связей углерод-углерод, нанотрубки примерно в двадцать раз прочнее стали и раз в десять легче. Но все равно космический лифт окажется слишком дорогим! Скорее, такие нити будут вводить в композиты, делать с их использованием бронежилеты, небьющиеся стекла, ракетки для тенниса и пр.

И наконец – но в более далекой, чем пять лет, перспективе – серьезный акцент будет сделан на том, что уже сейчас считается страшно важным в США, Европе, Японии: это всевозможные чувствительные элементы, сенсоры, "электронный нос" (сами-то сенсоры скорее всего будут не нано-, а микроразмеров). Впрочем, приницпиально новые устройства предсказывать не берусь.

Тогда же можно ожидать появления покрытий, делающих самолеты и корабли «невидимыми» в том или ином диапазоне излучений, хотя очень трудно сказать, какова будет в этом роль нанотеха. Более реалистичное дело – одежда с необычными и полезными свойствами. Совместите ткань с наночастицами, свойства которых вы сможете задать и контролировать, – и получите "умную одежду" (но, конечно, не плащ-невидимку или супербронежилет – нельзя нарушить законы природы и прыгнуть выше головы). Например, если такая одежда содержит серебро, то она будет заживлять раны. Можно сделать так, чтобы она была гидрофобной и самоочищалась. Это, конечно, практически важно, но не революционно.

Боюсь заглядывать далеко, потому что я по природе пессимист и осторожный человек и не хочу давать прогнозы, которые могут не сбыться.

В заключение повторю свой основной тезис. Нанотех не есть нечто принципиально новое. Это не революция, а усовершенствование. Нанотех – это попытка как можно глубже понять очень важный отрезок пространственной шкалы организации материи. На этом отрезке сочетаются те факторы, которые управляют важнейшими процессами преобразования самого вещества и энергии в веществе. По-настоящему интересно именно это, а не какие-то мифические нанороботы.

Фотографии, где не указан автор, предоставлены факультетом наук о материалах МГУ.

Письмо наших читателей из МПГУ, послужившее началом приведенной ниже дискуссии, посвящено преподаванию химии в школе – достаточно частному вопросу, лежащему в стороне от основных интересов «Компьютерры». Однако, когда речь заходит об образовании – и среднем образовании в особенности – мы неизбежно сталкиваемся с целым рядом проблем, носящих фундаментальный характер: слово «химия» в этой переписке очень часто можно заменить на название любого другого школьного предмета – от математики до МХК. Об этих проблемах пишет Преподобный Михаил Ваннах, а Дмитрий Шабанов делится своими идеями о том, в каком направлении можно двигаться, чтобы исправить ситуацию. – И.Щ.