Нанопереключатели

В некоторых случаях в наноустройствах и нанодвигателях необходим нанопереключатель. В одной из работ в качестве переключателя предложена молекула, которая поднимает одну из «ножек» под влиянием щупа АСМ. Японские ученые разработали атомный переключатель, выгодно отличающийся своей простой и надежной методикой изготовления. Переключатель состоит из серебряного наномостика между двумя проводами из платины (Pt) и сернистого серебра (Ag₂S) (рис. 8.10). При смене полярности подаваемого на провода напряжения резко меняется проводимость. Это обусловлено тем, что серебряный мостик вырастает на Ag₂S в случае положительного потенциала на нем, а при смене полярности (положительный потенциал имеет Pt) исчезает. Переключатель может работать на частотах вплоть до 1 ГГц.

Угроза «серой слизи». Идея нанофабрик

Как любое достижение науки, принципиально меняющее технику и быт людей, создание нанороботов, способных к самовоспроизводству, вызвало тревогу, и тревогу обоснованную. Угроза «серой слизи» («grey goo» - термин, введенный Дрекслером), т. е. неконтролируемых нанороботов, разлагающих все окружающее на атомы исключительно для самовоспроизводства, вызывает опасение у ряда ученых. Любая совершенная технология, как показала практика человечества, может быть использована и на благо, и во вред. В 1989 г. Дрекслер основал в Калифорнии некоммерческий Предусмотрительный институт (Foresight Institute), который и возглавляет в настоящее время. Задача института - сформулировать и довести как до ученых, работающих в области нанотехнологии, так и до общественности систему правил, обеспечивающих безопасность в этой новой научнотехнической области, остановить развитие которой невозможно. Например, требуется, чтобы репликаторы не могли воспроизводиться в естественной, неконтролируемой окружающей среде, а только в специально подготовленной, должны использоваться коды выявления случайных «мутаций» и т. п. Ситуация напоминает формулировку знаменитых «законов робототехники» А. Азимова для макроскопических роботов.

Специалисты утверждают, что промышленные модели нанороботов, собирающих материалы и механизмы из отдельных атомов или наноразмерных «полуфабрикатов», появятся в ближайшие 10-20 лет. Скептицизм, который сопровождал появление первых книг и статей Дрекслера, не может устоять против реальных достижений нанотехнологии. Вместе с тем продолжается естественный процесс уточнения типа нанороботов, которые будут реально использоваться в ближайшем будущем. В своей книге «Наносистемы» (1992) Дрекслер предложил другую систему организации работы нанороботов. Вместе с К. Фениксом он показал, что выгоднее не молекулярное производство, основанное на большом количестве мобильных нанороботов, а нанофабрика - комплекс жестко зафиксированных нанороботов (фабрикаторов), объединенных в производственную систему. При этом снимается угроза неконтролируемой репликации. Каждый фабрикатор будет производить наноблок размером 200 х 200×200 нм, содержащий все необходимые части: нанокомпьютер, наноконвейер, наноманипуляторы сборки более крупных узлов и пр. Затем эти блоки начнут объединяться, пока не будет создана нанофабрика.

Завершим эту главу СТМ фотографией самого маленького в мире автомобиля, размеры которого составляют одну десятитысячную диаметра человеческого волоса (рис. 8.11). Автомобиль состоит из «шасси» и четырех колесфуллеренов С₆₀, которые именно катятся (а не скользят) по золотой подложке при 200 °С.

Лекция: Нанотехнология и медицина