На пути к нанотехнологии

Впервые идею синтеза атомов в макроатомы с помощью специального программного сборщика предложил Р. Фсйнмаи (1959), как манипулятора атома, на который не действуют силы гравитации, а действуют межмолекулярные вандсрвальссовы силы. Он считал, что может быть произвольное число таких механизмов, представленных манипуляторами из элементов, уменьшенных в четыре и более раза копии «руки» оператора, который может закручивать маленькие болтики и гайки, сверлить очень маленькие отверстия, выполнять работы в масштабе 1:4,1:8, 1:16. К маленьким элементам относятся микроэлементы для хирургических макроприборов, микростимуляторов и т. п.

Р.Фейнман считал, что будут созданы миллионы миниатюрных заводиков, на которых «крошечные станки будут непрерывно сверлить отверстия, штамповать маленькие детальки» для маленьких приборов, собирать их в макромеханизмы, макровещества и т. п.

Эта идея привела к современной идеи миниатюризации и получения новых веществ из очень маленьких частиц других элементов со свойствами, необходимыми для конкретного применения. Такая маленькая частица названа нано или «карлик» .

Нанотехнология — это технология производства, ориентированная на получение веществ и устройств с заранее заданной атомарной архитектурой (Э.Дрекслер).

Атом — это 10−10=1 нанометра (нм), а бактерии это 10−9 нм.

Частицы от 1 до 100 нанометров называют наночастицами.

Наночастицы имеют одно свойство, слипание которых друг с другом приводит к образованию новых нанометратов (в медицине, керамике, металлургии и др.).

Один из важнейших вопросов, стоящих перед нанотехнологией — как заставить молекулы группироваться определённым способом, самоорганизовываться, чтобы в итоге получать новые материалы или устройства. Например, белки, которые могут образовывать комплексные структуры синтезом молекул белков ДНК с новыми специфическими свойствами.

Большие научные работы в области нанотехнологий ведутся в США, России, Франции и Украине. Вопросы нанотехнологии в компьютерных системх рассмотрены в работе В. П. Деркача [124] еще в период Советского союза. Он представил наработки в области элементной базы компьютерных систем, как наноэлементы, и показал пути их дальнейшего совершенствования и развития.

Рассмотрим современные тенденции направлений развития нанотехнологий.