Тільки уявіть ... Ви стоїте на березі океану і дивіться на нещодавно побудований трансатлантичний міст - новітнє споруда, створене з надсучасною суперуглеродной стали, "витканої" невтомними самовідновлюються нанороботами. Завдяки медичним нанороботом, що несе постійну вахту всередині вашого організму, ви вже багато років нічим не хворієте. Ці нанороботи безперервно контролюють ваше кров'яний тиск і нейтралізують уражені клітини, за рахунок чого у свої п'ятдесят ви відчуваєте себе двадцятирічним. На ваш iPad 6G приходить новина про те, що в Північній Африці з-під контролю вийшли полчища нанороботів, створених для боротьби з шкідливими комахами. Ці нанороботи самовідтворюватися в такому темпі, що перетворили Ніл в брудне болото. Втім, ви тут ж розумієте, що це звичайні "страшилки" жовтої преси ...

І нехай нічого такого поки не відбулося, а також навряд чи трапиться в найближчі кілька років, все-таки ймовірність подібного розвитку подій існує. Про потенційну небезпеку нанотехнологій попереджали багато: від Станіслава Лема, описуються наслідки втрати контролю над військовими нанотехнологіями, до принца Чарльза, стурбованого можливістю повторення гучної історії шкідливого транквілізатора талидомида, від якого постраждали від 10 до 20 тисяч чоловік. Автор "Парку юрського періоду" Майкл Крайтон присвятив нанотехнологій цілий роман, а багато вчених давно передбачали, що поява "роботів" величиною з шпилькову голівку назавжди змінить людство.

І що ж? Поки нічого ...

Коли люди вперше почули про нанотехнології, їх значення виявилося перебільшеним, а про ризики говорили набагато частіше, ніж про користь. Але в міру того як інтерес публіки слабшав, прогрес, щедро подпітиваємий грошима корпорацій і держав, не стояв на місці. У результаті нанотехнології непомітно стали важливою частиною нашого життя.

Останнім часом ця тема знову стала популярною. Ера нанотехнологій неминуче настає, незалежно від того, буде вона зустрінута захопленнями (як перехід на "цифру") чи неприйняттям (як у випадку з генетичними модифікаціями). Так що пора готуватися до великих змін, викликаним мікроскопічними причинами ...
Промислова революція 2.0

За більшістю інвестицій в нанотехнологіях ховається тверезий економічний розрахунок. До 2008 року обсяг ринку нанотехнологій становив 12,7 мільярдів доларів, а, на думку деяких експертів, до 2012 року ця цифра може зрости до двох трильйонів. Сьогодні Великобританія інвестує в дану область більше 150 мільйонів фунтів, а за оцінками уряду США, нанотехнологічних дослідженнями займаються 1300 американських університетів і компаній, у той час як на національний нанотехнологічний проект у 2010 році виділено 1,8 мільярда доларів.

Китай теж не відстає: з 1999 року обсяг фінансування цієї сфери збільшувався на 20% щороку. Успіхи Китаю обійшли навіть найоптимістичніші прогнози чотирьох-або п'ятирічної давності. До 2014 року нанотехнології можуть скласти 15% від загального обсягу виробництва. Країна, якій вдасться зайняти домінуюче становище на ринку нанотехнологій, стане лідером світової економіки.

Такі наноматеріали, як вуглецеві нанотрубки, за міцністю в 50-100 разів перевершують сталь, але важать при цьому в шість разів менше. Вони знайдуть застосування в багатьох галузях промисловості. Композитні нанопродуктом, наприклад, сталь Sandvik Nanoflex, доступні і використовуються вже сьогодні. У мікроелектроніці нанотехнології дозволять створювати біологічні наноаккумулятори, поліпшені мікропроцесори, а також конденсатори товщиною всього кілька нанометрів (нанометр - мільярдна частка метра). Одна з особливо багатообіцяючих розробок - наномагнетізм. Він має всі шанси викликати революцію в сфері зберігання інформації. На відміну від сучасних нетривких систем, що використовують електрику для підживлення, наномагнітние поля здатні зберігати дані навіть при виснаженні джерела енергії. Крім того, завдяки більш високій щільності запису, вдасться зробити черговий крок у повній відповідності до закону Мура, а це означає, що гаджети стануть ще компактніше і потужніше.

Дослідники з Техаського університету нещодавно продемонстрували аудіодінамікі, створені з вуглецевих нанотрубок, перетворених на гнучкі листи, настільки тонкі, що їх можна використовувати в якості шпалер. Британська компанія Nanoco - один з піонерів в області розробки дисплеїв і освітлення - запропонувала використовувати точкові квантові прилади (напівпровідники, оброблені на нанорівні) для точної настройки спектру випромінюваного світла.
Питання життя і смерті

Особливо бурхливо нанотехнології розвиваються в медицині. Наприклад, у багатьох лікарнях вже сьогодні використовуються перев'язувальні матеріали та одяг, оброблені наносрібла. Ця речовина має виражені антимікробні властивості і значно зменшує ймовірність поширення інфекцій. У Nanoco вважають, що за допомогою наночастинок ліки можна буде доставляти безпосередньо до конкретних органів. Крім того, "навчивши" наночастки притягатися до хворих клітин, лікарі зможуть швидше ставити діагноз і наносити менший збиток здоровим клітинам.

В даний час розробляються наночастинки для хіміотерапії, здатні розпізнавати ракові клітини і впливати на них спеціальними препаратами, а такі компанії, як CytImmune, вже почали попередні клінічні випробування. Роботи поки що доводиться проводити в чашці Петрі, але, можливо, через десять років ці технології будуть допомагати хірургам дослідити уражені тканини.

Деякі сміливі мрійники пророкують, що одного разу пацієнтам будуть пропонувати випити рідину, що містить мільйони нанороботів, запрограмованих для відновлення пошкоджених або заражених клітин. Ті ж нанороботи зможуть проводити найтонші хірургічні операції, не залишаючи шрамів. Щоправда, поки що важко передбачити, яке місце в списку Forbes доведеться позичати, щоб собі це дозволити ...

Ще одна багатообіцяюча можливість - використання нанороботів для внесення в наші організми складних змін на атомному рівні, завдяки яким буде здійснюватися корекція фізичного вигляду людини. Цей спосіб може виявитися набагато більш ефективним, ніж пластична хірургія, завдяки чому процес старіння вдасться уповільнити або навіть повернути назад.

Втім, процес старіння можна повністю зупинити, е ... за допомогою фізичного знищення старіючого організму. В даний час саме військові проекти є однією з головних рушійних сил наноіндустрії. Американські вчені з Університету Південної Кароліни нещодавно обробили бавовняну футболку з допомогою бору - третього за міцністю матеріалу на нашій планеті. Карбід бору часто використовується при виготовленні танкової броні. Втім, після обробки "бронефутболка" залишилася дуже легкою і гнучкою, завдяки чому її можна з успіхом носити в спекотні дні де-небудь в околицях Кабула.

Компанія Zyvex Performance Materials розробила для американського флоту безпілотний катер Piranha, при створенні якого було використано углеволокно, посилене нанотрубками. Piranha має довжину 13,5 метрів і на сьогоднішній день є найбільшим безпілотним катером у світі. За словами інженера Zyvex Майка Немета, Piranha "набагато перевершує свої аналоги по дальності і вантажопідйомності".

Доктор Юрген Альтман, професор кафедри експериментальної фізики німецького технічного університету Дортмунда, передбачає, що в майбутньому з'являться мініатюрні сенсори, сервомотори і двигуни, з яких можна буде виготовляти роботів довжиною деяким більше міліметра. Ці мікроскопічні роботи зможуть проникати у ворожі ряди, щоб шпигувати або вибухати, подібно терористам-смертникам. Крім того, Альтман говорить про можливість створення мініатюризував ракет і лазерів, що володіють неймовірною для своїх розмірів потужністю.
"Зелені" нанотехнології

Наноуборщікі, переробні токсичні відходи, які очищають забруднену воду або відновлюють озоновий шар, будуть створені ще нескоро, але нанотехнології, безсумнівно, дозволять синтезувати нові види пального, яке знизить залежність людства від невідновлюваних природних ресурсів. Вчені-матеріалознавці з Технологічного інституту Джорджії скористалися кристалічним оксидом цинку, щоб створити наногенератора розміром з поштову марку, що виробляють електрику за рахунок рухів людини. Розробники сподіваються, що незабаром такі генератори будуть заряджати наші програвачі та наручний годинник під час ходьби, а також зможуть живити системи контролю кров'яного тиску за рахунок ударів серця.

В університеті Брістоля в даний час проводяться дослідження, частково спонсоровані енергетичною компанією E. ON, в ході яких учені намагаються перетворити сонячне світло в електрику з допомогою наноалмазів, здатних випромінювати терміольних електрони при відносно низьких температурах. Щоб скористатися цим ефектом, поверхня алмазу необхідно очистити на нанорівні. Завдяки цьому можливе створення дешевих сонячних панелей, які зроблять Сонце по-справжньому конкурентоспроможним джерелом поновлюваної енергії. У той же час важливо інтенсифікувати застосування нанотехнологій у виробництві харчових продуктів, інакше ми ризикуємо зіткнутися з дефіцитом продовольства. Населення планети продовжує збільшуватися і старіти, тому нам необхідний спеціальний план дій, який не дасть нашим тарілках спорожніти.

Американська компанія Argonide виробляє нанофільтри NanoCeram, в яких для очищення води використовуються нановолокна з оксиду алюмінію (до речі, розроблені в Томську). Ці фільтри дозволяють доводити до стану питної воду, взяту практично з будь-якого джерела.

Експерти Департаменту сільського господарства США вважають, що частина хліба, фруктів і овочів, що продаються на американському ринку, вже сьогодні обробляється прозорим нанопокриттям, призначеним для підвищення терміну придатності. А вчені Мюнхенського технологічного університету працюють над створенням сверхгладкой матеріалу для харчової тари. Ця технологія дозволить вам вибирати з пляшечок з кетчупом і майонезом все до останньої краплі.
Наносегодня

У рамках проекту Project of Emerging Nanotechnologies (PEN) проводиться збір даних про споживчі "нанопродуктом", яких сьогодні налічується понад 1100. Директор PEN Девід Реджескі попереджає: "Ця цифра, швидше за все, нижче реальної кількості. У наш список ми включили тільки ті товари, що мають спеціальне маркування. Останні тести кремів від засмаги показують, що в багатьох з них присутні наночастинки, про які на упаковці нічого не сказано. Ми намагаємося спостерігати за ситуацією в міжнародному масштабі і вже виявили значне збільшення частки нанопродуктів на азіатських ринках. Причому серед найменувань є все: від корейської зубної пасти до дитячих іграшок ".

До складу косметичних кремів входять особливі молекулярні сполуки - фулерени, нейтралізуючі вільні радикали. Сонцезахисні лосьйони, які не залишають плям, містять наночастинки оксиду цинку, що відображають ультрафіолетові промені. Леза для гоління покривають алмазним напиленням, щоб вони довше залишалися гострими. Сьогодні всі ці продукти лежать на полицях супермаркету, розташованого неподалік від вашого будинку ...

За допомогою нанотехнологій вчені пробують удосконалити і одяг. Тканина покривають нановолоскамі, які відштовхують воду та інші рідини, захищаючи те, що ми носимо, від бруду. Наносрібла, що володіє могутнім протибактеріальної і антигрибкові дією, дозволяє ефективно боротися з запахом поту. Тому сьогодні можна придбати шкарпетки й одяг з вплетеними срібними нитками. Вплив нанотехнологій відчувається і в спорті, оскільки зменшення ваги або збільшення міцності спорядження може вирішити результат змагань. Ще в 2002 році компанія Babolat представила тенісну ракетку, зроблену з графіту, із впровадженими нанотрубками - цей матеріал виявився набагато легше і міцніше, ніж сталь. Одночасно з цим знаменитий виробник спортивного обладнання Wilson створив м'яч Double Core, серцевина якого покрита шаром наночастинок, що збільшують пружність. За іронією долі подібні нововведення змусили офіційні спортивні органи знизити швидкість гри, щоб вона зберегла свою видовищність.

Компанія Pilkinson розробила самоочищаються скло Activ Glass, покрите наночастинками, які запобігають прилипання бруду і крапель води, а також заряджаються від сонячного світла. Вчені виявили, що за допомогою наночастинок силікату алюмінію можна отримати стійке до подряпин покриття, яке підходить для обробки безлічі звичних речей: від контактних лінз до автомобілів. Ну а влада Мехіко вирішили діяти в більш великому масштабі і покрили стіни багатьох будинків особливим складом, відштовхуючим сторонні речовини, в тому числі і фарби, якими користуються графітчики ...
Ризики

Сучасна наука ще далека від того, щоб представити нам першій чинного нанороботи, проте вже сьогодні вчених турбують ризики, пов'язані з цими технологіями. Дослідження показали, що на відміну від звичайних частинок, наночастинки здатні переходити з крові в тканини мозку, нирки і печінку. Можливі наслідки такого переходу ще не вивчені повністю, але лабораторні експерименти, проведені під керівництвом Патріка Кейса з університету Брістоля демонструють, що металеві наночастинки можуть вражати ДНК. Результати роботи вчених Агентства із захисту навколишнього середовища США дозволяють припустити, що вдихання достатньої кількості вуглецевих нанотрубок теоретично може викликати хронічні захворювання, в тому числі рак легенів.

Регулюючі органи намагаються йти в ногу з еволюцією нанотехнологій. Ендрю Мейнард, старший науковий радник проекту PEN, попереджає: "Незважаючи на те, що вчені ще десять років тому піднімали питання безпеки застосування довгих тонких вуглецевих нанотрубок, зараз у США на федеральному рівні не заплановано жодного дослідження на цю тему". У 2008 році США витратило на оцінку можливих негативних наслідків всього 4% від 1,4 мільярда доларів, виділених з бюджету на реалізацію національного нанотехнологічного проекту. "Ми лише виконуємо роль системи раннього попередження і вказуємо на місця, де можуть виникнути проблеми, - говорить Девід Реджескі з PEN. - Сьогодні настав вирішальний момент: ставлення суспільства до нанотехнологій буде залежати від того, яку інформацію воно отримає і від кого".