Спецпроекты

Новая нанопрограмма РФ: еще одна попытка пробиться в лидеры

Наука
Государство решило раскошелиться на науку - федеральная целевая программа "Развитие инфраструктуры нанотехнологий в РФ на 2007-2010 гг." стоимостью около 30 млрд. руб. будет финансироваться в основном за счет средств федерального бюджета. Однако нанопрограмма РФ вызывает смешанные чувства: средств для того, чтобы догнать аналогичные программы сверхдержав, выделено явно недостаточно, но зато сделан первый шаг в направлении развития этой приоритетной отрасли науки и технологии. В последнее время термин «нанотехнологии» считается модным, а продукты с его использованием — популярными. Как-то сложилось, что политики и бизнесмены также считают приоритетной именно эту отрасль науки и технологии. Однако мало кто из них полностью представляет не только что это такое, но и что в будущем может произойти, если нанотехнологии будут развиваться такими же темпами, как сегодня.

На самом деле за коротким, на первый взгляд, непонятным термином скрывается обширная отрасль науки и техники, охватывающая практически все направления человеческой деятельности.

Фундаментальная база для развития и внедрения нанотехнологий закладывалась еще в середине прошлого века, а на практике первые наноструктуры начали создаваться в начале восьмидесятых годов прошлого века, как только появилась технологическая возможность.

Для понятия «нанотехнология», пожалуй, не существует единого определения, но по аналогии с существующими ныне микротехнологиями следует, что нанотехнологии — это технологии, оперирующие величинами порядка нанометра. Это ничтожно малая величина, в сотни раз меньшая длины волны видимого света и сопоставимая с размерами атомов. Поэтому переход от «микро» (10-6 м) к «нано» (10-9м) — это уже не количественный, а качественный переход: скачок от манипуляции веществом к манипуляции отдельными атомами.

Когда речь идет о развитии нанотехнологий, имеются в виду три направления: изготовление электронных схем (в том числе и объемных) с активными элементами, размерами сравнимыми с размерами молекул и атомов; разработка и изготовление наномашин, т.е. механизмов и роботов размером с молекулу; непосредственная манипуляция атомами и молекулами и сборка из них всего существующего.

Реализация всех этих направлений уже началась. Почти десять лет назад были получены первые результаты по перемещению единичных атомов и сборки из них определенных конструкций, разработаны и изготовлены первые наноэлектронные элементы.

Как Kia применяет искусственный интеллект
Искусственный интеллект

Основной проблемой в наноиндустрии на сегодняшний день является управляемый механосинтез, т.е. составление молекул из атомов с помощью механического приближения до тех пор, пока не вступят в действие соответствующие химические связи. Для обеспечения механосинтеза необходим наноманипулятор, способный захватывать отдельные атомы и молекулы и манипулировать ими в радиусе до 100 нм. Наноманипулятор должен управляться либо макрокомпьютером, либо нанокомпьютером, встроенным в робота-сборщика (ассемблера), управляющего манипулятором. На сегодня подобные манипуляторы не существуют.

Зондовая микроскопия, с помощью которой в настоящее время производят перемещение отдельных молекул и атомов, ограничена в диапазоне действия, и сама процедура сборки объектов из молекул из-за наличия интерфейса «человек — компьютер — манипулятор» не может быть автоматизирована на наноуровне.

Однако до развития «чистой» нанотехнологии с применением наноробототехники широчайшее развитие получат различные наноматериалы и наноэлектронные компоненты. Причем наноэлектроника уже вошла в повседневное использование не только заводами-производителями, но и потребителями — МР3-iPOD-плееры, NRAM-память, чипы по 45-нм техпроцессу прочно вошли на рынок.