nano_1_97_4_lec

проекти, якими розробляють різноманітні аспекти нанотехнології — квантові хвилі, флуктуації у квантових системах тощо.

В Європі у кількох десятках лабораторій проводять роботи з нанотехно-

логій, які фінансуються як за державними, так і міжнародними програмами

(програма НАТО з нанотехнології). Програми робіт з нанотехнологій набули статус держаних програм навіть у порівняно невеликих країнах, як Голландія та Фінляндія. В США створена Національна нанотехнологічна ініціатива, а при президентові організовано спеціальний комітет, який координує роботи з нано-

технології у 12 найбільших галузях промисловості і збройних силах.

Однією з задачею програми є створення на основі нанотехнології обчис-

лювальних з швикодією в мільйон разів вищою існуючих процесорів Pentium.

Окрім того, на відміну від бюджетного фінансування робіт в галузі фундамен-

тальних досліджень, об'єм капіталовкладень в роботи з нанотехнологій у фір-

мах у багато разів більше.

Прогресивні напрямки розвитку нанотехнологій до 2050 року

Нанотехнології розвиваються за такими основними напрямами:

створення матеріалів з винятковими, наперед заданими властивостями шляхом оперування окремими молекулами;

конструювання нанокомп'ютерів, які використовують замість звичайних мікросхем набори логічних елементів з окремих молекул;

збирання нанороботів — систем, що само розмножуються; вони призна-

чені для ведення будівництва на молекулярному рівні.

У2003 році на сайті Nanotechnology News Network булла зроблена спроба скласти широкий прогноз розвитку нанотехнологій до 2050 року. Більшість пе-

редбачень ствердилося навіть випереджувальними темпами що стосувалося на-

ноелектроніки, спінтроніки, прозорих та гнучких дисплеїв на основі квантових точок, матеріалознавства тощо. Дещо помилковими виявилися прогнози відно-

сно темпів розвитку нанобіології та наномедицини, але як показує тенденція

221

розвитку цих галузей у недалекому майбутньому і вони будуть розвиватися ви-

переджальними темпами.

Основною проблемою у наноіндустрії на сьогоднішній день є усе-таки керований механосинтез, тобто складання атомів та молекул за допомогою ме-

ханічного наближення на такі віддалі, що між ними вступають у дію відповідні сили між частинками. Для реалізації механосинтезу необхідно створити нано-

маніпулятор, здатний захоплювати окремі атоми та молекули і маніпулювати ними у радіусі до 100 нм. Наноманіпулятором має керувати або макрокомп'ю-

тер, або нанокомп'ютер, вбудований у робот-складальник (асемблер). На сього-

днішній день подібні маніпулятори не існують. Зондова мікроскопія, за допо-

могою якої у наш час проводять переміщення окремих атомів та молекул,

обмежена діапазоном дії. Сама ж процедура складання об'єктів в інтерфейсі

«людина – комп'ютер – маніпулятор» не може бути автоматизована на нанорів-

ні. Як тільки буде створена система «нанокомп'ютер – наноманіпулятор» він зможе програмовано, без прямої участі людини створювати подібні собі нано-

б'єкти, у тому числі роботи-маніпулятори. Прикладом таких систем можуть слугувати бактерії, які використовують реплікаторні властивості ДНК, завдяки чому можуть розвиватися за лічені години до мільйонів осіб. У такий самий спосіб виробництво асемблерів може бути реалізоване у масових масштабах;

воно не потребує жодних інших витрат, окрім енергетичних та сировинних.

На основі системи «нанокомп'ютер – наноманіпулятор» можна буде ство-

рити автоматизовані складальні комплекси, здатні створювати будь-які макрос-

копічні об'єкти за наперед заданим тривимірним розміщенням атомів. Компанія

Xerox у наш час вже проводить інтенсивні дослідження у галузі нанотехнологій,

основним спрямуванням яких є створення у майбутньому дублікаторів виробів.

Комплекс роботів-дизасемблерів буде розбирати вихідний об'єкт, а інший ком-

плекс (асемблерів) — створювати абсолютну копію оригіналу (аж до розміщен-

ня окремих атомів).

У медицині вже для існуючих нейроінтерфейсів та імплантатів буде пок-

ращена їх біологічна сумісність з нервовими тканинами людини.

222