От рубил до нанороботов. Мир на пути к эпохе самоуправляемых систем (История технологий и описание их будущего).

Важнейшая особенность нанонауки в том, что она берет курс на работу непосредственно с атомами − составными частицами материи (1 нанометр равен условной конструкции из 10 атомов водорода, выстроенных в ряд). В настоящее время ученые уже научились управлять отдельными атомами и объединять их в блоки. Другими словами, в перспективе, чтобы получить изделие из дерева, теоретически не нужно пилить дерево, а можно заставить атомы «построить» его. Такой подход открывает фантастические возможности создания новых материалов с заданными свойствами. Перспективу этого направления озвучил нобелевский лауреат Р. Фейнман в своем докладе «Там, внизу, много места», сделанном им в 1959 г. в Калифорнийском технологическом институте. Ученый предположил, что возможно механическое перемещение одиночных атомов при помощи манипулятора соответствующего размера, по крайней мере, такой процесс не противоречил бы известным физическим законам. Фейнман предложил способ поатомной сборки объектов, что позволило бы при производстве сократить расходы на материал и затрачиваемую энергию. Это направление было активно поддержано наукой, началась эра открытия нанокомпозитных материалов. В настоящее время в качестве атомных манипуляторов предлагаются очень разнообразные и весьма остроумные средства и силы, но до решения вопроса еще очень далеко.

10.2. НАНОТЕХНОЛОГИИ КАК РЕЗУЛЬТАТ КИБЕРНЕТИЧЕСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ. РОЖДЕНИЕ НАУКИ И НАПРАВЛЕНИЯ

Как уже было сказано, первые практические шаги в создании нанотехнологий, как и идейное осмысление этого направления, были сделаны в 1950-е гг. (а сам термин, по некоторым данным, впервые был употреблен в 1974 г. японским физиком Норио Танигути). В 1968 г. А. Чо и Дж. Артур, сотрудники научного подразделения американской компании Bell, разработали теоретические основы нанообработки поверхностей (см.: Рыбалкина 2005: 21). Иными словами, нанотехнологии стали одним из результатов кибернетической революции. Однако довольно долго их затмевали другие важные ее результаты. Тем не менее скоро стало ясно, что в нанонаправлении таятся огромные возможности.

В целом характеристики и возможности нанотехнологий как нельзя лучше соответствуют концепции кибернетической революции, что неудивительно, поскольку они являются ее порождением. А этапы развития нанотехнологий как нельзя лучше укладываются в периодизацию кибернетической революции.

1. Начальная фаза кибернетической революции (1950-е – начало 1990-х гг.) – период формирования направления. В отношении нанотехнологий это период с 1959 г., когда Р. Фейнман выступил с идеей сборки из наночастиц новых материалов, до 1990-х гг., когда идея нанотехнологий стала очень популярной. Этот период характерен довольно многочисленными открытиями, большинство из которых, однако, в то время еще не получили значительного применения[1].

На данном этапе развитие нанотехнологии во многом определялось созданием устройств зондовой микроскопии и приборов, адекватных размерам направления. Эти устройства являются своеобразными глазами и руками нанотехнолога. В частности, в 1981 г. немецкие физики создали микроскоп, с помощью которого можно увидеть отдельные атомы, а в 1985 г. американские физики разработали технологию, позволяющую точно измерять частицы диаметром в 1 нанометр.

[1] Например, Д. Н. Гаркунов и И. В. Крагельский в 1956 г. описали эффект безызносности. Они обнаружили явление самопроизвольного образования тонкой пленки меди в парах трения между бронзой и сталью у деталей самолетов. Эта пленка снижала износ и уменьшала силу трения в 10 и более раз. Толщина пленки не превышает 100 нм (подобная система работает в суставах). Это пример того, что физические явления при определенных условиях и наноразмерах обретают новые, неизвестные ранее свойства (здесь трение не препятствует движению, а способствует ему).