Виктор Балабанов - Нанотехнологии. Правда и вымысел
Отечественные и зарубежные эксперты из ИСИЭЗ (Россия), консалтинговой компании Lux Research (США), Ассоциации независимых исследовательских институтов (Association of Independent Research Institutes, Великобритания), Центра нанотехнологий (Nanotec IT, Италия) и др. на основании материалов дорожных карт развития нанотехнологий (Roadmaps at 2015 on nanotechnology application in the sectors of materials, health & medical systems, energy, 2006) выделяют три (некоторые – четыре) основных этапа развития или появления поколений наноразработок.
Первый этап (2000–2005), который назвали «пассивные наноструктуры» (инкрементные нанотехнологии), в основном, характеризовался производством и применением нанодисперсных нанопорошков. В целях модифицирования свойств базовых материалов их вводили в самые различные конструкционные материалы: металлы и сплавы, полимеры и керамику и т. д., а также добавляли в лекарства, косметику, пищу и другие изделия. В настоящее время это достаточно примитивное поколение наноматериалов уже широко освоено производством, и их можно обнаружить во многих товарах народного потребления. При этом лишь немногие наноразработки уже нашли свое применение в высокотехнологичных отраслях промышленности.
Более «продвинутым» направлением такого вида нанотехнологий являются разработки в области мембран и каталитических систем. Это направление – одно из наиболее конкурентоспособных на внутреннем рынке, так как для переработки в ароматические соединения попутных углеводородных газов нефте– и газодобычи могут успешно применяться нанопористые катализаторы, технологии получения керамических нановолокон и нанонитей этого функционального назначения.
Потребность в нанокомпозиционных мембранах для решения проблемы дефицита питьевой воды в текущем и ближайшем десятилетии оценивается в сумму от 10 до 100 млн долларов США.
Второй этап «эволюционных нанотехнологий» (2005–2015) ряд экспертов и ученых делят на два самостоятельных периода: «активные наноструктуры» (2005–2015) и «системы наносистем» (2010–2015), которые, как мы видим, пересекаются в сроках появления и развития. Данный этап будет характеризоваться прорывом в области нанотехнологической инновационной деятельности. В целом, как уже отмечалось, на первом этапе предусматривается создание компонентов наноэлектроники, фотони-ки, нанобиотехнологий, медицинских товаров и оборудования, нейроэлектронных интерфейсов и наноэлектромеханических (НЭМС) систем. Роль первичных наноматериалов (пассивных наноструктур) значительно снизится.
К 2014 году значительно повысится роль нанобиотехнологий в фармацевтической промышленности (до 23 %) и косметической отрасли. Нанотехнологии будут использоваться во всей (100 %) компьютерной и радиоэлектронной технике, в 85 % бытовой и 21 % автомобильной техники.
Затем на базе полученных результатов планируется осуществить переход к управляемой самосборке наносистем, созданию трехмерных сетей, нанороботов и т. п. Оба вида этих нанотехнологий пока находятся на этапе исследований в научных лабораториях или проходят этап создания прототипов.
Большинство экспертов считают, что принципиальные изменения в различных отраслях экономики нанотехнологии внесут уже после 2015 года. Так что нанотехнологическая революция уже не за горами. Будет ли общество готово принять новые блага цивилизации, как это было с паровыми машинами, электричеством и компьютеризацией, или нанотехнологии наткнутся на противодействие мировой общественности, как это происходит во многих странах по отношению к атомной энергетике?
Третий этап развития нанотехнологий – «молекулярные наносистемы», или «радикальные нанотехнологии», – начнется только после 2020 года. Данные системы существуют пока только в виде концепций и фантастических проектов. К ним относятся молекулярные устройства, атомный дизайн и т. д. Часть из них мы рассмотрели в предыдущих главах.
Самое главное, чтобы понятие «нанотехнология» не стало лазейкой, за которой будут прятаться непорядочные ученые, предприниматели, фирмы и чиновники. Хочется привести один современный афоризм: «Если в наши дни вы хотите одновременно ничего не делать и быть респектабельным, притворитесь, что работаете над какой-то серьезной научной проблемой».
Нужно уметь разделять наноинженерию поверхности и нанотехнологию по Дрекслеру, Эглеру или Холлу, а также «нанопургу» по Иванову.
В заключение приведем оптимистический прогноз писателя-фантаста Артура Кларка, предсказания которого сбываются одно за другим: «2040 год: будет усовершенствован “универсальный репликатор”, основанный на нанотехнологиях; может быть создан объект любой сложности при наличии сырья и информационной матрицы. Бриллианты и деликатесная еда могут быть сделаны в буквальном смысле слова из грязи. В результате за ненадобностью исчезнут промышленность и сельское хозяйство, а вместе с ними и недавнее изобретение человеческой цивилизации – работа. После чего последует взрывное развитие искусств, развлечений, образования».
Однако, и об этом нужно заявить достаточно определенно, это уже не будет «человеческая цивилизация» в привычном для нас понятии этого словосочетания (со строго определенным набором интеллектуальных, физических, психологических, нравственных, религиозных, да и вообще каких бы то ни было качеств современного «человека разумного» – Homo sapiens).
Ни в коей мере не являясь противниками научно-технического прогресса, в том числе развития нанотехнологий (и даже наоборот), мы признаем, что предсказанный многими религиями и оракулами прошлого конец человечества (конец света) уже наступил. Сколько продлится этот переходной период – трудно сказать, но то, что он начался, сомнению не подлежит. Чтобы убедиться в этом, стоит внимательно почитать сообщения о достижениях в области генной медицины, клонирования, развития нанотехнологий и т. д. и т. п.
Не исключено, что разумная цивилизация на планете Земля в будущем не исчезнет совсем, а только получит, что более вероятно, новый, значительно более качественный виток развития, но это уже будет другая цивилизация – цивилизация «киборга разумного» (Cyborg sapiens).
Один из самых критических сценариев дальнейшего развития может заключаться в том, что история, подчиняясь своей спиралевидной неизбежности, может напомнить человечеству некоторые этапы его прошлого развития: отношение к аборигенам Африки, Америки, Австралии, работорговлю и кровопролитные войны за обладание территориальными и сырьевыми ресурсами. Только в роли аборигенов может оказаться теперь само человечество, вынужденное бороться за само свое существование.
Оно (человечество) всегда находило оправдание своим поступкам, поэтому определенно найдет оправдание своим действиям и цивилизация киборгов.
В соответствии с более мягким (гуманным) прогнозом, будем надеяться, что человечество все же не будет вытеснено из привычной среды обитания и тем более уничтожено полностью. Возможно, для его представителей будут созданы отдельные зоны проживания, резервации (хомопарки) на нашей планете, на Луне или других планетах Солнечной системы, где оно просуществует еще не одну сотню лет.
Только сможет ли человечество выжить в тех экологических, продовольственных и энергетических условиях, которые создадут для своего комфортного существования наши потомки – киборги.
Список литературы
Книги делаются из книг.
Вольтер, французский писатель, историк, философ-просветитель
1. Альтман Ю. Военные нанотехнологии / Ю. Альтман. – М.: Техносфера, 2006. – 416 с.
2. Балабанов В. И. Нанотехнологии. Наука будущего /
В. И. Балабанов. М.: Эксмо, 2009. – 240 с.
3. Балабанов В. И. Эффект лотоса в автомобильной промышленности / Нанотехнологии, производство, экология, № 1. 2009. – С. 82–86.
4. Бинниг Г. Сканирующая туннельная микроскопия – от рождения к юности: нобелевские лекции по физике / Г. Бинниг, Г. Рорер // УФН. – 1996. – Т. 154 (1988), вып. 2. – С. 261.
5. Бородин И. Ф. Нанотехнологии в сельском хозяйстве / И. Ф. Бородин // Механизация и электрификация с. х. – 2005. – № 10. – С. 2–5.
6. Гамов Г. А. Теория вылета альфа-частиц из ядра / Г. А. Гамов. – М., 1928.
7. Головин Ю. И. Введение в нанотехнику / Ю. И. Головин. – М.: Машиностроение, 2007.
8. Дьячков П. Н. Углеродные нанотрубки: строение, свойства, применение / П. Н. Дьячков. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний. – 2006. – 293 с.
9. Жоаким К. Нанонауки. Невидимая революция /К. Жоа-ким, Л. Плевер. М.: Колибри, 2009. – 240 с.
10. Инновационное развитие – основа модернизации экономики России. Национальный доклад / Ред. совет: В. П. Евтушенков, С. В. Кириенко, А. Б. Чубайс. М.: ИМЭМО РАН, ГУ-ВШЭ, 2008. – 168 с.
