Развитие нанотехнологий невозможно без самого современного научного оборудования (самая скромная нанолаборатория стоит не менее 10 млн. долларов). По мнению экспертов, чтобы нанотехнологии стали реальностью, ежегодно необходимо тратить не менее $1 трлн. Именно финансирование данной отрасли является первостепенным фактором развития. Нанотехнология является высокотехнологической отраслью науки, а развитие таких областей невозможно без серьёзных капиталовложений.

В 2000 г. в США принята долгосрочная президентская комплексная программа финансирования нанотехнологий (в 2001 г. - 460 млн. долларов, в 2004 г. - 1 млрд., 2005-2007 г - 1,2 млрд. долларов в год.). В 2001-2002 гг. подобные программы приняты в Евросоюзе, Японии, Китае, Южной Корее и др.  В России финансирование нанотехнологий в 2001-2004 г. не превышало 20 млн. долларов в год по всем научным программам. Но в 2005-2006 г. с утверждением новой редакции ФЦНТП “Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники на 2002-2006 годы” финансирование возросло на 70 млн. долларов в год. в рамках приоритетного направления “Индустрия наносистем и материалы”.

С начала 2007 г. в России действует Федеральная целевая программа (ФЦП) “Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007 - 2012 годы” с бюджетным финансированием в размере 134 млрд. рублей (5 млрд. долларов), из которых на долю нанотехнологий приходится менее 50. В настоящее время идет создание Российской корпорации нанотехнологий, на финансирование которой в ближайшее 4 года планируется направить 180 млрд. рублей (из них 130 млрд. руб. из федерального бюджета, в 2007 г. - 30 млрд. руб.).

Рис. 2. Финансирование программ, связанных с нанотехнологиями, в мире.

По прогнозам Национальной Инициативы в Области Нанотехнологии США, развитие нанотехнологий через 10-15 лет позволит создать новую отрасль экономики с оборотом в $15 млрд. и примерно 2 млн. рабочих мест.

Исходя из этого, в развитых странах (США, Япония, Россия, европейские государства) объем средств, потраченных на нанотехнологии, постепенно увеличивается (рис. 2).

3.2. Медицина и биология.

Сейчас одной их самых обсуждаемых, самых волнующих является тема использования нанороботов в наномедицине (рис.4), где в полной мере могли бы найти применения «таланты» нанороботов. Считается, что наноробот, введенный в организм человека, сможет самостоятельно передвигаться по кровеносной, лимфатической и нервной системам, не нанося вреда организму, изменять характеристики тканей и клеток, уничтожить микроорганизмы, вирусы и раковые клетки (рис. 3). Также они доставляют нужные лекарства именно в нужное место, не воздействуя на остальные части организма и не отторгаются его защитными системами. Теоретически нанотехнологии способны обеспечить человеку физическое бессмертие, за счет того, что наномедицина сможет бесконечно регенерировать отмирающие клетки [8]. По прогнозам журнала Scientific American уже в ближайшем будущем появятся медицинские устройства, размером с почтовую марку. Их достаточно будет наложить на рану. Это устройство самостоятельно проведет анализ крови, определит, какие медикаменты необходимо использовать и впрыснет их в кровь.

В области биологии станет возможным «внедрение» в живой организм на уровне атомов. Последствия могут быть самыми различными - от «восстановления» вымерших видов до создания новых типов живых существ, биороботов.

3.3. Промышленность и сельское хозяйство. Экология.

Теоретически возможно, что роботы, созданные на основе нанотехнологий, будут способны конструировать из готовых атомов любой предмет. Если это станет возможным, то произойдет замена традиционных методов производства сборкой молекулярными роботами предметов потребления непосредственно из атомов и молекул. Вплоть до персональных синтезаторов и копирующих устройств, позволяющих изготовить любой предмет.

Нанотехнологии способны произвести революцию в сельском хозяйстве. Молекулярные роботы способны будут производить пищу, заменив сельскохозяйственные растения и животных. К примеру, теоретически возможно производить молоко прямо из травы, минуя промежуточное звено - корову. Подобное «сельское хозяйство» не будет зависеть от погодных условий и не будет нуждаться в тяжелом физическом труде. А производительности его хватит, чтобы решить продовольственную проблему раз и навсегда. Однако пока что переход от производства в лаборатории к массовому производству чреват значительными проблемами, а надежную обработку материалов в наномасштабе требуемым образом все еще очень трудно реализовать с экономической точки зрения.

Нанотехнологии способны также стабилизировать экологическую обстановку. Во-первых, за счет насыщения молекулярными роботами-санитарами, превращающими отходы деятельности человека в исходное сырье, а во-вторых, за счет перевода промышленности и сельского хозяйства на безотходные нанотехнологические методы. Например, в перспективе наноматериалы позволят многократно снизить стоимость автомобильных каталитических конверторов, очищающих выхлопы от вредных примесей, поскольку с их помощью можно в 15-20 раз снизить расход платины и других ценных металлов, которые применяются в этих приборах.

Будут созданы электрические магистральные кабели на углеродных нанотрубках, которые будут проводить ток высокого напряжения лучше медных проводов, будут прочнее в 10 раз и при этом весить в пять-шесть раз меньше. Нанокраски скоро начнут применяться для нанесения магнитных знаков на ценные бумаги, что позволит более качественно защитить их от подделок. Для увеличения памяти в компьютерах и телефонах скоро будут использоваться специальные "нанотрубки".

3.4. Освоение космоса. Информационные и военные технологии.

Нанороботы способны воплотить в жизнь мечту фантастов о колонизации иных планет. По-видимому, освоению космоса «обычным» порядком будет предшествовать освоение его нанороботами. Огромная армия роботов-молекул будет выпущена в околоземное космическое пространство и подготовит его для заселения человеком - сделает пригодными для обитания Луну, астероиды, ближайшие планеты, соорудит из «подручных материалов» (метеоритов, комет) космические станции. Это будет намного дешевле и безопаснее существующих ныне методов. Сейчас в этом плане был создан проект космического лифта из углеродных нанотрубок (NASA и компания LiftPort Inc). За этим проектом, запуск лифта намечен на 12 апреля 2018 года.

Невероятные перспективы открываются также в области информационных технологий. Произойдет переход от ныне существующих планарных структур к объемным микросхемам, размеры активных элементов уменьшатся до размеров молекул. Рабочие частоты компьютеров достигнут терагерцовых величин. Получат распространение схемные решения на нейроноподобных элементах. Появится быстродействующая долговременная память на белковых молекулах, емкость будет измеряться терабайтами. Станет возможным «переселение» человеческого интеллекта в компьютер.

Нанотехнологии имеют и блестящее военное будущее. Военные исследования в мире ведутся в шести основных сферах: технологии создания и противодействия "невидимости" (известны самолеты-невидимки, созданные на основе технологии stealth), энергетические ресурсы, самовосстанавливающиеся системы (например, позволяющие автоматически чинить поврежденную поверхность танка или самолета), связь, а также устройства обнаружения химических и биологических загрязнений.

Наконец, за счет внедрения логических наноэлементов во все атрибуты окружающей среды она станет «разумной» и исключительно комфортной для человека.

Заключение

С наступлением нового тысячелетия началась эра нанотехнологии. Стремительное развитие компьютерной техники, с одной стороны, будет стимулировать исследования в области нанотехнологий, с другой стороны, облегчит конструирование наномашин. Таким образом, нанотехнология будет быстро развиваться в течение последующих десятилетий.

Если человечество не будет создавать нанотехнологического оружия, то у него есть реальный шанс выжить. Причём его ждёт, если не безоблачное, то довольно светлое будущее в комфортном мире без экологических проблем. Жизнь на выживание превратится в приятную жизнь.

Перспективы нанотехнологической отрасли поистине грандиозны. Нанотехнологии кардинальным образом изменят все сферы жизни человека. На их основе могут быть созданы товары и продукты, применение которых позволит революционизировать целые отрасли экономики. Джош Волфе\Josh Wolfe, редактор аналитического отчета Forbes/Wolfe Nanotech Report, пишет: "Мир будет просто построен заново. Нанотехнология потрясет все на планете".

Библиография.

1. Drexler K. Eric; “Engines of Creation. The Coming Era of Nanotechnology ” \ "Двигатели созидания"; Anchor Books; 1986;

2. P. Mckeown. Nanotechnology: Step into the Future \ Нанотехнологии: Шаг в Будущее. - М.: «Вильямс», 1999. -- С. 27;

3. Алексей Шаповалов, Алена Корнышева, Андрей Козенко, Наталья Гриб. Нанотехнологии зарядили энергией. - Газета "КоммерсантЪ" № 163(3739) от 08.09.2007;

4. Гладких Н.Т., Крышталь А.П., Богатыренко С.И. Особенности структурного состояния и диффузионной активности малых частиц. Мателиалы Воронежской конференции по нанотехнологиям (14-20 октября 2007 г.);

5. Кабаченко Л. А. Тонкоплёночные неорганические материалы. Мателиалы Воронежской конференции по нанотехнологиям (14-20 октября 2007 г.);

6. Марк Ратнер, Даниэль Ратнер. Нанотехнология: простое объяснение очередной гениальной идеи \ Nanotechnology: A Gentle Introduction to the Next Big Idea. -- М.: «Вильямс», 2006. -- С. 240.

7. Материалы Интернет-энциклопедии Wikipedia (http://Wikipedia.org);

8. Материалы новостного сайта Науки и разработки - R&D.CNews (http://rnd.cnews.ru/)

9. Материалы с сайта о нанотехнологиях #1 в России Nanonewsnet (http://www.nanonewsnet.ru)

10. Публикации нанотехнологического общества «Нанометр» (http://www.nanometer.ru)

11. Соловьёв М.; “Нанотехнология - ключ к бессмертию и свободе”; Компьютерра; 13.10.97; N41(218);

12. Хасслахер Б., Тилден М.; “Живые машины”; Природа; №4, 1995. Материалы из Internet, начиная с адреса http://nis-www.lanl.gov/robot/index.htm

Страницы: 1, 2, 3