Вот интересная статья достойная обсуждения
31 октября 2010 в 02:34

Вот интересная статья достойная обсуждения

ИР 12(720) за 2009 г.
ПРОБЛЕМАТИКА
ВЕСЬМА ЗНАКОМЫЙ КАРЛИК

Когда еще не было слова «нанотехнологии», я получил 8 а.с. на изобретения, которые сегодня относятся к этой области.
ИР уже больше 50 лет публикует статьи по тонким химическим технологиям, коллоидной химии, физике, микробиологии, макроэлектронике, которые 5—6 лет тому назад стали называть нанотехнологиями.
В журнале начиная с 1957 г. можно найти больше 500 нанотехнологий, которые были разработаны задолго до правительственного решения (апрель 2007 г.).
Я бы посоветовал Роснанотеху преобрести журнал ИР за 50 лет и использовать уже созданные в стране нанотехнологии.
Кроме того, в журнале публиковались статьи по пикотехнологиям (10–12 м), ангстремтехнологиям (10–10 м). Зачем нам об этом умалчивать? Если в Роснанотехе имеется пока 7 нанотехнологических предложений, из них 4 кадровых (воспитание нанобакалавров), то с помощью журнала можно дать около 1000 коммерциализованных предложений. Почти половина авторских свидетельств СССР и России, выданных на вещество, — практически нанотехнологии.

Как это начиналось?
Слово «нано» происходит от греч. Nanos — «карлик». Напомним, что нанометр, это 10–9 м.
Нобелевский лауреат в области химии Р. Хоффман утверждает: «Я понял, что в нанотехнологиях люди нашли новое название для традиционной химии». У нас их «нано» всегда называлось коллоидная химия.
Больше 100 лет наука и технологии имеют дело с управляемыми процессами в областях с размерами 10-3—10–9 и даже 10–10 (ангстрем), следовательно, уже являются нанонаукой и нанотехнологиями больше века.
Торжественное шествие нанонауки, считается, началось на Западе. Хотя роль ее «отца», физика Р. Фейнмана, который в 1959 г. в своем выступлении заявил: «Там внизу — полно пространства» (с призывом создавать микроскопические приборы), — сильно преувеличена. Глобальными достижениями нанотехнологий считаются открытие фуллерена (Х. Кроти и др. в 1985 г.) и синтезы углеродных нанотрубок (С. Иджима в 1991 г.), после которых мир узнал о наступлении новой эры в науке и технике.
Известно, что фуллерены состоят из 60 атомов углерода, собранных в молекулу сферической формы. К изумлению многих нанотехнологов, фуллерены вида С84 (сфера из 84 атомов) давно были обнаружены в карельском минерале шунгит. А первые искусственно синтезированные углеродные нанотрубки были получены советскими учеными Л. Радушевичем и В. Лукьяничевым еще в 1952 г.
Разработанные в СССР нанотехнологии пользуются всемирным признанием. В нашей стране с 1935 г. издается журнал по нанотехнологиям — «Коллоидный журнал» АН СССР. О советских искусственных алмазах, вершине нанотехнологической сборки, освоенной промышленностью в 60-е гг., надо говорить отдельно.
Известно, что многие нанотехнологии, разработанные еще в ХХ в., могут иметь двойное назначение. А возможность некомпетентного, корыстного или злонамеренного их применения является существенной проблемой. Принятая в США в 1983 г. «Стратегическая оборонная инициатива» (СОИ) инициировала гонку вооружений и обострила геополитические процессы. А одобренная в 2001 г. Конгрессом США программа развития нанотехнологий — не очередная ли это «стратегическая оборонная наноинициатива»? Ведь недавно Минобороны США объявило о создании уникального Института армейских нанотехнологий совместно с Массачусетским технологическим институтом. Получается, что контроль над нанонаукой и нанотехнологиями — это вопрос государственной безопасности.

Какова роль нанотехнологий в развитии научно-технического прогресса?
В 1993 г., через десять лет после принятия программы СОИ (которая принесла Америке глобальные преимущества), при президенте США был создан Национальный совет по науке и технологиям. Пятнадцать членов партии демократов из палаты представителей конгресса выдвинули на одобрение палаты стратегию развития национальной безопасности США в области высоких технологий. Этот документ, в парламентских кругах названный «новым манхэттенским проектом», развивал идеи СОИ и предполагал дальнейший развал промышленности, высокотехнологических предприятий и науки России. На Западе в последующие 6—7 лет особенное внимание в правительственных структурах, частных компаниях, научных организациях и СМИ уделялось ситуации победоносного развития так называемых нанотехнологий. Поэтому принято считать, что летоисчисление нанотехнологий началось с 1993 г. В январе 2000 г. Б. Клинтон подписал программу «Национальная нанотехнологическая инициатива». Она предполагает развитие в спецведомствах (ЦРУ, Пентагон, НАСА и т.д.) нанотехнологий двойного и военного назначения, что должно обеспечить стратегическое и военное преимущество США. М. Губруд из Мэрилендского университета предупреждает о возможности использования нанотехнологий для создания сверхмощного оружия, что приведет к доминированию владеющей им страны, создаст угрозу жизни людей и цивилизации в целом.
В 2007 г. на развитие нанотехнологий только Министерству обороны США из госбюджета было выделено 345 млн долл. С другой стороны, США стремятся вовлечь развитые страны в гонку стратегической наноинициативы. Интересно, что в 2004 г. удивление на Западе вызвало практическое отсутствие России среди ведущих разработчиков нанотехнологий, поскольку объем финансирования этой сферы деятельности у нас составлял тогда всего несколько десятков миллионов долларов.
Разумнее поступили в ЕС, приняв на период 2002—2007 гг. 6-летнюю программу и создав новую организацию «Европейская зона научных исследований» (European Research Area — ERA). В США и Европе не финансируют напрямую наноконцерны, нанонауку и отдельные нанотехнологии. Для решения практических вопросов в ЕС создана «Европейская корпорация в сфере научных и технических исследований». Задачей этих организаций является практическое использование научных результатов и развитие физики, химии, материаловедения, микроэлектроники, биотехнологии и медицины, имеющих прямое отношение к нанотехнологиям, ибо таковых без фундаментальных наук не существует. Целесообразно развивать эти науки, а не начинать всеобщее «строительство наноиндустрии» в стране, концентрируя все работы во вновь созданном ведомстве. Тем более работы по двойным технологиям. Сложно будет сохранить свои приоритеты, государственные тайны и даже трудно будет избежать нанофальсификаций, нанопрофанаций и наноинсинуаций. Так, фирма Lux Research, занимающаяся изучением нанотехнологий, совместно с юридической компанией Foley Landner уже рассмотрела 19485 официально зарегистрированных жалоб на продаваемые в США некачественные наноматериалы. В результате проверки оказалось, что они не соответствуют заявленным требованиям. Следовательно, и в нашей стране потребуется множество экспертов по различным нанотехнологическим направлениям для их оценки или разоблачения.

Как нано стало национальной инициативой и стратегией развития безопасности США.
В 1986 г. тридцатилетний американский инженер-футуролог Эрик Дрекслер написал книгу «Машины творения», где показал грядущую техническую революцию. «Благодаря ей мы научимся контролировать поведение отдельных атомов и молекул, а также с поразительной точностью манипулировать ими». Из этих мельчайших элементов вещества можно будет собирать любые предметы. По идее автора эти миниатюрные «машины-ассемблеры» (самосборщики) могут конструировать из отдельных элементов даже людей. Интересно, что о способах создания и применения таких манипуляторов, почти дословно, писал в своем фантастическом рассказе известный советский писатель Б. Житков еще в 1933 г. Этот удивительный принцип Э. Дреслер назвал нанотехнологией.
Слово, придуманное не им, было запущено в языковое пространство и стало модным во всех общественных сферах: в СМИ, среди политиков и экономистов, ученых и технологов, военных и строителей. Наноученые предполагают, что пройдет еще 20—30 лет, и будут созданы ассемблеры стиральных машин, домов, телевизоров и автомобилей, одежды и обуви. Хорошим показателем в прогнозе развития науки и техники на ближайшие 20—30 лет является статистика выдаваемых на сегодняшний день патентов.
Вот как в настоящее время в США распределяются патенты, выданные в области нанотехнологии: электроника — 48%, химия и материаловедение — 24%, биология и медицинские препараты — 19%, косметика, ткани — 9%. Ассемблеры, манипуляторы атомами и молекулами для создания готовых предметов, пока не запатентованы. А от первых публикаций и выдачи патентов до внедрения изобретений проходит 15—20 лет. Открытие в области современной цифровой техники лауреаты Нобелевской премии (2007 г.) П. Грюнберг и А. Фет совершили в 1988 г. И только через 20 лет mp3-плееры, DVD-техника, цифровые камеры и т.д. получили всеобщее распространение и признание.
Чтобы оценить реальные достижения нанотехнологий и практическое их применение, надо определить, что такое нанотехнология.
Во-первых, это стремительно развивающаяся область науки, техники, бизнеса и самый высокий уровень научно-технического прогресса в развитии общества, утверждают СМИ. Академический словарь Мерризм-Вебстер определяет нанотехнологию как искусство манипулирования материалами на атомарном или молекулярном уровне, особенно для создания микроскопических устройств, например роботов.
Справочный сайт About.com определяет нанотехнологию совсем просто: как разработку и использование устройств размерами в несколько нанометров.
В США «Национальная нанотехнологическая инициатива» о том же говорит так: «Нанотехнология — это исследования и технологические разработки на атомарном, молекулярном или макромолекулярном уровне в шкале размеров от 1 до 100 нм, проводимые для приобретения фундаментальных знаний…» Для чего же вдруг потребовалась эта «Национальная инициатива» — программа, дублирующая исследования и традиционные задачи физики, химии, микроэлектроники, металловедения, биологии, медицины, микробиологии и т.д.? Ведь перечисленные науки (а не нанотехнологии) позволили создать атомный реактор, водородную бомбу, синтетические материалы. Ракетное топливо для жидкостных и твердотопливных ракет (начиная с РС-82, в 1938 г. — для «Катюш»), обеспечили создание взрывчатых и отравляющих веществ, бактериологического оружия, ядов, гомеопатических препаратов, антибиотиков, открытие ДНК, производство продуктов с использованием ферментов. Все это создавалось 100 — 150 лет назад без упоминания нанотехнологий.

Термин «нанотехнология» впервые появился в 1974 г. благодаря японскому ученому Норе Танигути, который решил так обозначить процессы построения новых веществ из отдельных атомов. А через 11 лет, в 1985 г., группой британских ученых была открыта новая структурная форма углерода (в отличие от графита и алмаза), названная фуллереном в честь выдающегося американского философа и писателя Ричарда Фуллера. Фуллерен имеет шарообразную молекулярную структуру, образованную сцепленными между собой многоугольниками, совпадающими с так называемым геодезическим домом, на который Р. Фуллер получил патент в 40-е гг. «Модель» фуллерена можно увидеть в Сокольниках — павильон № 2 с бывшей американской выставки 1959 г. С той поры было построено десятки зданий фуллереновской формы например, например американский павильон на Монреальской выставке «Expo-67». За открытие фуллерена («неизвестной» молекулярной структуры углерода) английским ученым Крото, Смоли и Кёрлу в 1996 г. была присуждена Нобелевская премия.
В 1991 г. японский профессор С. Идзима из университета Мейдзе создал из расположенных в ряд фуллеренов углеродные нанотрубки диаметром 1—2 нм и длиной 100 нм. Так появился «первый в мире» наноматериал, созданный человеком. Возможно, создавая фуллерены, английские ученые могли и не знать о кольском шунгите. Но японский профессор, я уверен, должен был знать о синтезированных в СССР в 1952 г. миллимикронных углеродных трубках (термина «нанотехнология» еще не существовало) и полученных с помощью советских электронных микроскопов их электронных микрографий.
И тем не менее создание углеродных нанотрубок в Японии в 1991 г. считается мощнейшим прорывом в мире нано.
В США были большие надежды на создание электрических суперконденсаторов на базе фуллеренов и нанотрубок. Но к сожалению, они за 15 лет так и не оправдались. А в СССР в 80-е гг. были созданы компактные конденсаторы на микродисперсном углеродном порошке, а потом на двойном электропроводном слое на базе углеродной ткани. Фуллерены и нанотрубки в наши дни применяются в основном как наполнители керамики, бетона, краски, теплоизоляции и т.д. Однако в таком виде они не повышают прочность основного материала, т.к. не ориентированы в направлении действующих усилий и не связаны между собой.
Удачное применение нанотрубки углерода нашли в яхтостроении. При наполнении ими связующего угле- и стеклотканей удалось ориентировать нанотрубки в заданном направлении. Это позволило повысить прочность материалов в 1,5—1,8 раза и снизить их удельный вес. Такой метод повышения прочности и снижения веса стекло- и углепластиковых материалов широко применяется с 60—70-х гг. в аэрокосмической промышленности. Тогда в эти материалы добавляли микродисперсное ориентированное стекло или углеволокно. Не стоит подробно рассказывать об искусственных алмазах, освоенных промышленностью СССР (и США тоже) в 60-е гг. Они выпускаются в год десятками тонн в основном для производства алмазного инструмента.
А вот о технологиях получения деталей методом «сверху вниз» следует сказать несколько слов. В 80-е гг. в Советском Союзе Б.А. Алексовский предложил и успешно осуществил химическую сборку деталей, которая позволяла формировать заданные детали или создавать материалы из парафазных элементов (парафазная — ангстремальная технология!).
Для сравнения — характерный пример западных нанотехнологий мирового уровня. Группа ученых Чикагского университета получила премию Фейнемана за метод, позволяющий чертить на поверхности золота линию шириной в несколько атомов. А в 1997 г. осуществилась мечта Фейнемана: ученые создали «наномоторчик» — пропеллерообразную молекулу, которая сама может вращаться на медной поверхности. Конечно, все эти «чудеса» нанотехнологий рассчитаны на СМИ и конгрессменов, для которых ученые США и собрали «наномоторчик» из фрагментов ДНК. Хотя всем известно, что двойная спираль ДНК сама совершает движения, как и рибосомы и другие клеточные органеллы.
Нанотехнологи, далекие от медицины, надеются создать из отдельных атомов нанороботов, которые будут проникать в кровь, чтобы бороться с патогенными микробами, лечить поврежденные клетки и эритроциты, находить и удалять опухоли, а также удалять холестериновые бляшки. Появилось множество компьютерных изображений фантастических «биороботов за работой». Надо сказать несколько слов и о биороботах, которыми очень интересуются в Пентагоне и ЦРУ, надеясь создать нанороботов, которые будут легко проникать сквозь поры кожного покрова и, двигаясь с кровотоком к жизненно важным органам, подготовят удар в строго заданный момент. Нанороботы, заброшенные на вражескую территорию в виде неприметного облачка «умной пыли», за несколько часов многократно увеличат свою численность и начнут выполнять заложенную в них программу — приведут оружие, боеприпасы, электронику, находящиеся на боевом дежурстве, и даже обмундирование военнослужащих в полную негодность.
Забавно выглядят все эти проекты биороботов и их «созидательная» работа, если взять учебник «Микробиология» (М.Н. Лебедева: М., «Медицина», 1969 г.). Здесь показаны природные «биороботы» — бактерии, бациллы, вирусы и т.д., — которые работают в организме человека. Причем вирусы имеют размеры 5—150 нм. В настоящее время известно свыше 500 вирусов болезней человека и животных. Можно напомнить и о бактериях. Величина некоторых 200 нм. Так стоит ли создавать синтетические нановирусы и нанобактерии для запрограммированной работы в организме человека, если уже появились искусственные вирусы атипичной пневмонии, птичьего гриппа и др.
Неужели нанотехнологии только вчера «открыли», что все клеточные органеллы (внутриклеточные структуры) хромосомы — рибосомы, аппарат Гольджи, митахондрии — совершают колебания и вращательные движения. Например, перенос атома кислорода по дыхательной цепи в митохондрии совершается с частотой 3000 Гц. Наверное, наноученые забыли, что перемещаются в живом организме сами клетки (они делятся), гормоны, вирусы, бактерии, ферменты и коферменты. А ферменты — это молекулы-«биороботы», которые служат для ускорения обменных процессов в организме. Они подходят к белку и расщепляют его на составные части. В некоторых случаях им помогают коферменты, которые, как ключ к замку, подходят к ферменту, и только с их помощью совершается расщепление белка, молекулы и т.д. Все это достижения науки 40-х гг. Теперь для обывателя их с гордостью можно называть «выдающимися достижениями нанотехнологий XXI в.». Хотя препараты на базе ферментов (например, АТФ) уже лет 50 продаются в аптеке. Сегодня можно сказать, что это нанотехнологии «на марше».
Ферменты — это промышленное производство продуктов питания, брожения (спиртов, органических кислот и т.д.), синтез витаминов и производство антибиотиков. Развитие биотехнологий, микробиологии, генетических исследований позволило создать в СССР лучшую в мире фармацевтическую промышленность. Было основано новое направление в науке — космическая микробиология. А сегодня оказывается, что это нам не «нано». Отечественная фармацевтическая промышленность на 90% рухнула, так же как и микроэлектроника (классическая нанотехнология, которой 60 лет).
А теперь посмотрим структурную схему «Фундаментальные основы и области применения нанонауки и нанотехники» (Головин Ю.И. Введение в нанотехнику. — М.: Машиностроение, 2007). Если здесь убрать промежуточную, искусственно созданную структуру «нанонаука и нанотехника», никто в науке и промышленности даже не заметит, что утеряны ориентиры, перспективы развития и предвещается крах фундаментальной или отраслевой науки. Потому что нано-, ангстремтехнологии были всегда внутри всех перечисленных в таблице структур: в биологии, медицине, физике, химии, металловедении, микроэлектронике, космонавтике и авиации, в оборонной промышленности и военной технике. Финансировать надо не нанопосредников, а образование, фундаментальные и отраслевые науки.
Фундаментальные, прикладные, отраслевые науки изучают объекты нано- и ангстремразмерностей. И без развития фундаментальных и отраслевых наук никакого движения нанотехнологий быть не может. Так же как и без инженеров, конструкторов, технологов, станочников, механиков. О каком прогрессе нанотехнологий может идти речь, если технические вузы сокращают, вводят бакалавриат, а техникумы, ПТУ готовят только автомехаников, парикмахеров, секретарей-референтов и бухгалтеров?!
Существующая программа генерального развития и финансирования нанонауки и нанотехнологий дискредитирует профессии инженеров, конструкторов, механиков, способствует появлению околонаучных наноинженеров, нанотехнологов, наноспециалистов. Провоцирует их срочную и поверхностную подготовку во множестве учебных заведений страны.
В сотне новейших «университетов» за 15 лет у нас подготовлены десятки тысяч юристов, финансистов, экономистов, управленцев, маркетологов, дилеров, дистрибьюторов и т.д. Но практически исчезли конструкторы, инженеры-механики, инженеры-технологи во всех отраслях промышленности. А где теперь гордость страны — изобретатели, рационализаторы, новаторы, творцы новой техники, передовые ученые и исследователи?
Если американский чиновник и конгрессмен по долгу службы верят в могущество нанотехнологий, то наши этому могуществу в личных интересах обманываться рады. Конечно, отечественному чиновникам по плечу и всеобщая «нанофикация» России и «нанонизация» всей промышленности страны. Даже не приступая к их реализации, они доложат о завершении программы и освоении выделенных инвестиций.
Россия, по мнению Запада, оказалась в «хвосте мировой нанотехнологической революции».
Теперь, чтобы убедить Запад в том, что их нанореволюция охватила и нашу страну, можно организовать «утечку» информации в прессу.
Тогда США убедятся, что их «Национальная нанотехнологическая инициатива» одержала всемирную победу.

Ю. МАКАРОВ

201
Комментарии (0)