Рядом с нами существует невидимый глазу, неизмеримо крошечный мир, о котором люди до недавнего времени и не подозревали. Неудивительно, что нано мир так долго был скрыт от нас. Только представьте, человеческий волос примерно в 60 тысяч раз, толще одного объекта нано мира.
Поэтому, только с изобретением микроскопа, стало возможным созерцание его составляющих. Со школьной скамьи известно, что предметы, живые объекты во вселенной, состоят из молекул и атомов. К пониманию этой истины люди шли веками.
Разновидностей атомов сотни. Поэтому внешний вид манной каши и телескопа, бревна и башенного крана кардинально отличаются. Будь эти частицы одинаковыми, все предметы и живые объекты выглядели бы идентично. Так вот, именно атомы являются жителями нано мира. Размеры крошечной нано вселенной можно отдаленно представить, изучив такую обыденную вещь, как паутина. Толщина ее волокна в 100 раз тоньше человеческого волоса.
Если углубиться в его структуру, можно увидеть бактерии, увеличив еще, вирусы и спирали их ДНК. Предел возможности современных микроскопов - атом углерода. Если поставить четыре таких атомов ряд, получим нанометр.
Приставка nano прочно поселилась в международной системе единиц. Это 1 миллиардная часть любой исходной единицы привычной нам системы исчисления. Например, 1 нанометр = 1 миллиардная метра.
Если провести такое же сравнение, но только в плоскости микромира, то микрон это миллионная часть метра. То есть, буквально гигант, по сравнению с нанометром. Ширина человеческого волоса около 60000 нанометров. Значит волосы тоже считаются участниками наномира?
Как бы не так. Размер нано объекта должен быть хотя бы в одном из измерений расположен в нано диапазоне. К примеру бактерии, их размер в среднем составляет от 50 до 5000 нанометров, вирусы того меньше от 20 до 300 нанометров. Далее следуют цепочки ДНК. Спирали которых имеет диаметр, примерно, 1,8 - 2,3 нанометра.
Это и есть обитатели загадочного наномира. Увидеть эту вселенную возможно только с помощью сканирующего зондового микроскопа. Но перейдем от сухих цифр к практике.
Где могут найти применение эти знания?
Медицина
Наномир можно сравнить с неизученным, таинственным космосом. Но не далек тот день, когда наномедицина полностью заменит обычную.
Интересный факт. В нано мире все материалы ведут себя по-другому и значительно отличаются свойствами.
Мы привыкли видеть золото желтого цвета, но нано металл бывает различных оттенков и как магнит притягивает тепло.
Ученые считают, что при введении нано-золота, запрограммированного на нахождение раковых клеток, в кровь, а затем воздействия на них лазером, смертельно опасные опухоли начнут разрушаться.
Ученые уже способны влиять на процессы на уровне молекул и атомов, но происходит это практически вслепую. С началом эры нано-роботов, ситуация значительно изменится. Они смогут легко манипулировать атомами. Человек, получив любую инфекцию, даже не будет о ней знать. В то время как, наносистема многократно усиленного искусственного иммунитета, предотвратит опасность в зародыше.
Медицина изменит функцию из оборонительной в наступательную. И даже превентивно * совершить заранее какие-то действия, которые не допустят или минимизируют негативные последствия*. Атеросклероз исчезнет, как и многие другие сосудистые болезни, поскольку миллионы нано-роботов ежедневно будут чистить и укреплять сосуды человеческого тела.
Более того, со временем с помощью нанотехнологий, можно будет чинить ДНК. Переносить лекарственные препараты точно по адресу, восстанавливать функции органов. По сути, это уже не мифический, а вполне реальный путь к бессмертию.
Старики омолодятся, организмы прекратят изнашиваться, крио-замороженные воскреснут. Поскольку нанороботы по-клеточно восстановит все ранее неизлечимые повреждений.
Химия.
В этой области также ожидается множество прорывов. В первую очередь, это конструирование принципиально новых материалов, основанное на разрушениях старых химических связей и построения новых. Появятся материалы с заданными свойствами, что значительно ускорит прогресс. Роботы-химики будут синтезировать требуемое соединение. А нано-строители создавать новые молекулярные конструкции.
Но что делать с нано-мусором, который неизбежно появится в результате?
Его утилизацией займутся бригады нано-мусорщиков. Кстати, возможность конструирования новых и разрыва старых связей, также поможет справиться с уже существующим на планете мусором. В частности, устранит проблему длительного разложения пластиковых пакетов. Результаты прошлого технического прорыва.
Техника
Графен - инновационный материал, созданный с помощью нанотехнологий. Он тверже алмаза, но при этом гибок, словно резина. Лист графена, площадью метр квадратный и толщиной один атом, может удерживать 4 килограммовый предмет.
Материал способен самостоятельно восстанавливать свою структуру. Оптически прозрачен, а тонкая графеновая нить, вполне заменит стальной канат.
Именно поэтому для постройки космического лифта ученые планируют использовать углеродные нанотрубки из графена. На очереди изготовление гибкой электроники. Уже сейчас графен используется в качестве игл для атомных микроскопов.
Появление нано-роботов и нано-манипуляторов, равно как и нано-компьютеров, намечено на середину текущего столетия. Роботы, скорее всего, будут состоять из углерода. И первое, что они начнут делать - это клонировать самих себя. Пока их не будет достаточно для осуществления всех глобальных планов.
Переход к нанотехнологиям для человечества, можно сравнить с выходом в открытый космос в далеком 1965 году.
