Ближайшие перспективы нанотехнологии

В ближайшем будущем планируется создание «умных» материалов с памятью, самозалечивающихся материалов, нанороботов, существующих внутри человеческого тела и обеспечивающих его нормальное функционирование, предварительное освоение дальних районов космоса нанороботами и т. д.

Первые прогнозы пути развития нанотехнологии, воспринимавшиеся как фантастический кинофильм, оправдываются, причем с опережением по времени.

Вместе с тем уже Дрекслер в своей книге «Машины созидания» проанализировал возможные опасности, связанные с неконтролируемым развитием нанотехнологии, в том числе опасности в военном деле и в нарушении прав человека.

Технически развитые страны во всем мире вкладывают все больше средств в нанонауку и нанотехнологию. В 2003 г. государства всех стран мира потратили на нанотехнологию 2 млрд долларов, после чего данная научная область стала самой финансируемой. По величине финансирования, активности научных исследований и их внедрению безусловными лидерами считаются США, Япония, Западная Европа и Южная Корея. В число лидеров стремится выйти Китай. В последние годы резко активизировались Сингапур, Тайвань, Из­раиль, Индия, в основном в области конкретных прикладных исследований. Небольшие национальные нанотехнологические программы имеют Южная Африка, Аргентина, Чили, Мексика.

Япония первая ввела десятилетнюю Правительственную программу в области нанотехнологических исследований. Особое внимание было уделено созданию наноэлектроники, способной работать в жестких температурных условиях, соответствующих космосу или ядерному взрыву. Позже, в 2000 г., была разработана Национальная нанотехнологическая программа в США. В качестве наиболее ответственных направлений нанотехнологии на первое место программы были по­ставлены задачи создания ассемблеров, исследования возможностей применения нанотехнологии в шифрова­нии, оборонных задачах и искусственном интеллекте. Свою национальную программу по нанотехнологии на­чиная с 2007 г. формирует и Россия.

Очень большой объем средств тратят ведущие фирмы: «IBM», «Intel», «Kraft», «Hitachi», «Motorola», «Mitsubishi» и др. Возникают новые фирмы, ориентированные исключительно на нанотехнологию (созда­ние, внедрение, реклама, юридические услуги). Скорее всего, нанопромышленность по финансовым вложени­ям во всем мире в ближайшие годы вырастет практически от нуля до триллиона долларов в год с ежегодным приростом рынка на 40%. Пока наиболее очевидные внедрения нанотехнологии приходятся на такие отрас­ли, как бытовая (электроника), энергетическая, медицина и парфюмерия, сельское хозяйство.

Практически ежедневно публикуется около ста научных статей по нанотехнологии и одна монография или сборник. Фундаментальные научные исследования выполняются прежде всего в специализированных научных центрах и лабораториях и в университетах. В России это ряд институтов Академии наук РФ, ведущие вузы страны. Система научных грантов поощряет как организации, так и отдельных исследователей, особенно молодых.

В 2000 г. Нобелевская премия за «основополагающие работы в области информационных и коммуникационных технологий» была присуждена академику РАН Жоресу Ивановичу Алферову (вместе с Гербертом Кремером и Джоном С. Килби). Его портрет, выполненный в наномасштабе на сверхтонкой титановой пленке методом анодно-окислительной литографии, приведен на рисунке 2 на цветной вклейке.

Третья научно-техническая революция требует не только принципиально новой научной и технической подготовки кадров, но и общей психологической подготовки. Учитывая это, в ряде промышленно развитых стран (США, Германия, Япония) курсы нанотехнологии введены в школьные программы. Третья научно-техническая революция резко увеличит потребности в квалифицированных кадрах, усилит роль межпредметных дисциплин. Прогнозируется, что логически связанное с НТР «открытое образование» (E-learning) прочно войдет в число «критических технологий»: в развитых странах объем капиталовложений в него, в соответствии с законом Мура, уже ежегодно удваивается.

«По многим прогнозам, именно развитие нанотех­нологии определит облик XXI века, подобно тому как открытие атомной энергии, изобретение лазера и транзистора определили облик XX столетия» (Ж. И. Алферов [3]).

Лекция: Сканирующий туннельный и атомно-силовой микроскопы - «глаза и пальцы» нанотехнологии