Журнал «Юный техник» - Юный техник, 2010 № 02

Нанотехнологии — это способ в полном смысле сделать из мухи слона. Так образно, но вполне серьезно высказался один из участников Второго международного форума по нанотехнологиям, в работе которого, кроме российских ученых, приняли участие исследователи из США, Великобритании, Канады, Японии, Израиля и других стран. Побывали на форуме и наши специальные корреспонденты В. Владимиров и С. Николаев. И вот что там узнали.

«У России есть все необходимое, чтобы стать мировым лидером в области нанобиоэлектроники», — убежден директор Института математических проблем биологии РАН Виктор Лахно. Как пояснил ученый, основная идея этого научного направления заключается в том, чтобы использовать для создания электронных элементов — транзисторов, диодов, сопротивлений — не полупроводники, а биологические элементы — белки, ДНК, РНК…

Как известно, ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) является хранилищем всей генетической информации у всех живых существ. Уникальна она еще и тем, что, в отличие от любого элемента электроники, способна воспроизводить саму себя.

А на основе небольших фрагментов ДНК можно будет создать логические электронные элементы. Как считает исследователь, это позволит в миллиард раз увеличить производительность компьютеров. Уже реализована биоэлектронная память на основе вируса табачной мозаики, которая по емкости в сотни раз превосходит полупроводниковую память. Использование проводящих свойств ДНК позволит повысить плотность записи информации в миллионы раз. Вся информация, накопленная человечеством за время его существования, сможет поместиться на одном крошечном носителе.

Кроме того, в России освоена технология создания нанопроводов на основе ДНК и бактериофагов. Наши ученые совместно с французскими коллегами сделали и фундаментальное открытие — ДНК-провода, оказывается, обладают сверхпроводимостью при сверхнизких температурах.

Необычный материал из свитых углеродных нанотрубок изготовили ученые из Техасского университета в Далласе при поддержке бразильских коллег. Вместо того чтобы при растяжении уменьшать свою ширину, как это бывает с резиновой лентой, этот материал, наоборот, расширяется.

Новый материал изготавливали почти так же, как и обычную писчую бумагу: осаждали углеродные нанотрубки из водного раствора на подложку и затем высушивали. Причем в растворе находилась смесь из тонких однослойных нанотрубок с толщиной стенок в один атом и толстых многослойных, которые, как матрешки, состояли из нескольких однослойных.

Ученые уверены, что благодаря своим уникальным свойствам новая «нанобумага» найдет массу применений. Например, из нее получатся прекрасные прокладки и сальники, искусственные мускулы и сверхчувствительные сенсоры.

Нанотехнологи из Франции открыли новый способ изготавливать наноматериалы с высокой степенью точности благодаря сканирующей электронной микроскопии. Причем технология настолько точна, что позволяет оперировать отдельными атомами. Так, ученые смогли удалять атомы углерода из целой нанотрубки. Это похоже на то, как скульптор ваяет очередное произведение — откалывая резцом лишний материал.

Только в наномире все сложнее. Сканирующие трансмиссионные электронные микроскопы обычно не повреждают атомы при изучении образцов. Однако если существенно повысить энергию электронного луча, то он сможет выбивать отдельные атомы из структуры.

Один из исследователей, Альберт Зобелли, пояснил, что после выбивания атомов высокоэнергетическим лучом ученые смогли перевести микроскоп в режим сканирования и тут же получить картинку образовавшейся наноструктуры. Самое интересное, что после такого воздействия нанотрубка старается сама перестроиться, изменяя структуру связей между атомами углерода.

Таким образом можно будет конструировать новые типы наноматериалов из уже существующих.