Знание-сила, 2008 № 07 (973) - страница 11
Каковы же сейчас подлинные успехи нанотехнологии? Где они, новые товары и материалы, которые изменят нашу жизнь? Опросы показывают, что у большинства и россиян, и жителей ЕС само слово «нанотехнология» пока еще вызывает ощущение, что речь идет о чем-то экзотическом, что, вероятно, войдет в наш обиход еще нескоро. Хотя в последнее время о нанотехнологии много говорится и пишется, мало кто ощутил на себе ее достижения. Гораздо больше людей, например, знакомы не понаслышке с продукцией биотехнологов.
Впрочем, в этом даже есть свое преимущество. Если трансгенных продуктов побаиваются многие, то о токсических свойствах наночастиц редко кто слышал. Вред, приносимый ими, еще мало изучен. Отношение к нанотехнологии пока самое положительное, но все может вскоре измениться: ведь когда-то ни атомная энергетика, ни генная инженерия тоже не вызывали никаких страхов у населения.
А знаете ли, что наша планета может когда-нибудь покрыться «серой слизью» — мириадами бесконтрольно плодящихся нанороботов? Эрик Дрекслер нарисовал эту мрачную картину около четверти века назад — другое дело, что многие авторитетные ученые отрицают такую возможность.
Но довольно о далеком и страшном!
Фольга с наночастицами защитит продукты питания от вредного излучения
На самом деле, продукция из лабораторий нанотехнологов достаточно широко входит если не в наш повседневный быт, то в обиход жителей ведущих промышленных держав, и в ближайшие годы ее ассортимент будет лишь расширяться. Нанотехнология объединяет самые разные направления исследований в области полупроводниковой физики и физики поверхностных сред, химии и информатики, медицины и генетики, машиностроения и даже пищевой промышленности. Так что ее вполне заслуженно называют «конвергентной технологией»: ведь здесь сходятся интересы сразу нескольких наук. «Нанотехнология — это плавильный тигель», — так охарактеризовал эту науку нобелевский лауреат по физике Клаус фон Клитцинг. Вглядимся же в то, что бурлит в этом тигле.
Еще в начале 1990-х годов ученые добились заметных успехов в конструировании новых материалов, обладающих уникальными свойствами. Для этого они встраивали в обычные материалы наночастицы, содержавшие от нескольких сотен до тысяч атомов. Пусть эта практика и была далека от картин, начертанных футурологом, она привела к созданию различных изделий, появившихся на рынке.
Так, все популярнее становятся покрытия, содержащие наночастицы. В зависимости от выбора частиц они приобретают особые свойства. Одни покрытия невозможно поцарапать, к другим не пристает грязь, третьи не смачивает вода. Подобными материалами можно покрывать фасады домов, кузова автомобилей, унитазы, оконные стекла, черепицу. Наночастицы, добавленные в автомобильный лак, придают ему упругость и твердость. Глина, в которую подмешали эти невидимые частицы, перестает растворяться в воде.
Благодаря наночастицам новые возможности открываются и в косметологии. Например, в солнцезащитные кремы теперь добавляют частицы диоксида титана размером всего 30 — 40 нанометров, чтобы защитить кожу от ультрафиолетовых лучей. Эти частицы поглощают вредные лучи или — словно зеркала атомарных размеров — отражают их, оберегая нас от солнечных ожогов и, может быть, рака кожи. Специалисты концерна BASF еще с начала девяностых годов занимаются разработкой подобных кремов.
Современные растровые микроскопы, позволившие заглянуть в наномир, показывают нам все до мельчайших деталей. Даже идеально гладкие зубы кажутся в такой микроскоп подобием лунной поверхности; они изрезаны громадными кратерами, где гнездятся рои бактерий. Выровнять «рельеф» помогут специальные пасты, содержащие наночастицы — тонкая пленка из них затянет все выбоины и трещины эмали.
Наночастицы находят широкое применение и в химической промышленности. Они — отличные катализаторы (так называют вещества, ускоряющие химические реакции). Все дело в том, что общая площадь поверхности этих частиц необычайно велика, а потому их химические свойства выражены гораздо ярче, чем у макрообъектов, изготовленных из того же вещества. Так, если мы возьмем 30 граммов порошка, состоящего из частиц диаметром 5 нанометров, то их общая площадь поверхности примерно равна площади футбольного поля. И вдоль всего этого «поля» одно вещество вступает в реакцию с другим. А прикиньте, как мала площадь поверхности металлического шарика, весящего те же 30 граммов! И химическая реакция протекает на этот раз очень медленно.