Д.В. Жгунова, Т.А. Колчанова
Тюменский государственный нефтегазовый университет
What is nanotechnology?
Что такое нанотехнология?
Despite unprecedented government funding and public interest in nanotechnology, few can accurately define the scope, range or potential applications of this technology. One of the most pressing issues facing nanoscientists and technologists today is that of communicating with the non-scientific community. This article attempts to address some of misconceptions, and explain why scientists, businesses and governments are spending large amounts of time and money on nanoscale research and development.
For many scientists, it is nothing startlingly new; after all we have been working at the nanoscale for decades, through electron microscopy, scanning probe microscopies or simply growing and analysing thin films. For most other groups, however, nanotechnology means something far more ambitious. Рeople often muddle up nanotechnology with science fiction.
There are companies applying nanotechnology to a variety of products we can already buy, such as automobile parts, clothing and ski wax. Nanotechnology is already all around us.
Несмотря на беспрецедентное финансирование правительства и общественный интерес к области нанотехнологий, мало кто может точно определить масштаб, диапазон или потенциальное применение этой технологии. Одной из наиболее неотложных проблем, стоящих перед учеными нанотехнологов сегодня является общение с не научным сообществом. Эта статья пытается обратиться к некоторым из этих неправильных представлений и объяснить, почему ученые, фирмы и правительства тратят большое количество времени и денег на наноразмерные научные исследования.
Возьмите случайных ученых, инженеров, инвесторов и широкую публику и спросите их, что такое нанотехнология, и Вы получите настолько широкий диапазон ответов как сама нанотехнология. Для многих ученых она не является чем-то новым; в конце концов, мы работали в наноразмерых технологиях в течение десятилетий, посредством электронной микроскопии, сканирующей зондовой микроскопии или просто растя и анализируя тонкие пленки. Для большинства других групп, однако, нанотехнология означает нечто намного более амбициозное, миниатюрные субмарины в кровотоке, небольшие винтики и механизмы, сделанные из атомов, космические лифты, сделанные из нано-труб и колонизации пространства. Неудивительно, что многие люди часто путают нанотехнологию с научной фантастикой.
Хотя распространено мнение, что нанотехнология является футуристической наукой с приложением в 25 лет в будущем и за ее пределами, нанотехнология является чем угодно, но не научной фантастикой. За последние 15 лет, более десятка Нобелевских премий были удостоены в области нанотехнологий, от разработки сканирующего зондового микроскопа (СЗМ), до открытия фуллеренов. Согласно CMP Científica, более 600 компаний в настоящее время активны в области нанотехнологий от вложения маленького венчурного капитала до некоторых самых больших в мире корпораций, таких как IBM и Самсунг. Правительства и корпорации во всем мире вложили более чем $4 миллиарда в нанотехнологию в прошлом году. Почти каждый университет в мире имеет отдел нанотехнологии или, по крайней мере, будет просить финансирование.
Что еще более важно, есть компании, применяющие нанотехнологии в различных продуктах, которые мы уже можем купить, например, автомобильные запчасти, одежды и лыжный воск. Нанотехнологии уже вокруг нас, если вы знаете, где смотреть.
За последние десять лет технология стала синонимом компьютеров, программного обеспечения и связи, будь то интернет или мобильные телефоны.
Многие из компаний, работающих с нанотехнологиями, просто применяют наши знания о наноразмерных существующих отраслей, будь то улучшение доставки лекарств, механизмы для фармацевтической промышленности, производства или наноглины частиц для промышленности пластмасс. Фактически нанотехнология является технологией предоставления возможности, а не самостоятельная промышленность. Нанотехнология - это фундаментальное понимание того, как природа работает на наноуровне.
Неожиданно то, что римляне и китайцы использовали наночастицы тысячи лет назад. Нанотехнология, как любая другая отрасль науки, в первую очередь касается понимания того, как работает природа. Мы понимаем что, как наши усилия по производству устройств и манипулировании материей все еще находятся на очень примитивном этапе по сравнению с природой. Для бизнеса нанотехнология не отличается от любой другой технологии: она будет оценена по ее способности приносить деньги. Это может быть в понижении издержек производства, например, использование более эффективных или более отборных катализаторов в химической промышленности, развитие новых продуктов, таких как новые механизмы доставки лекарственных средств или стойкая окраска одежды или создание полностью новых рынков. Понимание полимеров, к примеру, сделало для многомиллиардной европейской промышленности пластмасс. Политически, можно утверждать, что страх является основной мотивацией. США безусловный лидер в плане экономического роста, несмотря на недавние неудачи, что привело к росту и внедрению информационных технологий. Такое же значение в ведущей области военных технологий, о чем свидетельствует использование беспилотных летательных аппаратов для наблюдения и нападения в ходе недавних конфликтов. Нанотехнология обещает намного более существенные экономические, военные и культурные изменения, чем созданные Интернетом. И с технологией, продвигающейся настолько быстро, что разработка и принятие циклы становятся все короче, игра в догонялки не будет вариантом для правительств, которые еще не принимают меры.
Возможно, самая большая краткосрочная выгода нанотехнологии находится в примирении несоизмеримых наук, физических и биологических, у которых из-за природы образования часто не было контакта, начиная со средней школы. Вместо наносумбарин или убийц нанороботов, величайшим наследием нанотехнологий вполне может оказаться объединение научных дисциплин и, как следствие – способность ученых, обратиться к ресурсам всей науки, а не только одной дисциплины, для решения возникающих проблем.