Альтернативы кремнию таят огромные технические возможности

Сторонники нанотехнологии утверждают, что в ближайшие 20 лет она может оказать огромное влияние на многие сферы человеческой жизни и в том числе привести к созданию более высокопроизводительных компьютеров и биомедицинских устройств, размер которых будет соизмерим с размером клетки человеческого организма.

Правительственные учреждения, университеты и некоторые компании, включая IBM, расходуют миллионы долларов и тратят тысячи часов на исследование концепции, согласно которой атомы можно упорядочить так, чтобы получить, например, более прочные сорта стали, разработать более действенные лекарства и в конечном итоге построить будущее, где невозможное станет возможным. В проекте федерального бюджета США на 2003 г. администрация Буша запросила более миллиарда долларов для Национального научного фонда (NSF), который считает нанотехнологию приоритетным направлением. Исследования в данной области, начатые несколько лет назад, уже приносят первые плоды.

Так, в прошлом году одна из лабораторий Министерства энергетики США заявила, что с помощью нанотехнологии разработана «сверхпрочная сталь». Как утверждают ученые, они нашли способ перестроить атомную структуру металла и создать у стали сверхпрочный поверхностный слой. Новый вид стали очень стоек к истиранию и другим видам разрушения, что даст большой эффект в промышленном строительстве и других областях.

Ведущий специалист этого проекта Дениэл Брэнэган сказал, что обсуждал возможность совместных дальнейших исследований в этой области с учеными и компаниями, занимающимися разработками в сфере высоких технологий. Сегодня Брэнэган рассматривает пути распространения этих исследований на кремний как на важнейший полупроводниковый материал. Некоторые работы Брэнэгана финансируются Министерством обороны США, поэтому он отказался рассказать более подробно как о своих планах по переносу успехов в области создания сверхтвердой стали на технику полупроводников, так и о том, какие компании могут быть заинтересованы в сотрудничестве. Однако он заметил, что результаты исследований могут быть применены и к другим материалам.

«Сегодня мы заняты поверхностным слоем, так как именно он определяет долговечность всего материала, — говорит Брэнэган. — Если защитить от разрушения поверхность детали, то ее срок службы увеличится в несколько раз. Это путь к созданию недорогих систем материалов, включая стандартные конструкционные материалы».

Поначалу сообщения об успехах Брэнэгана были встречены в корпоративной среде с недоверием. Однако после демонстрации результатов исследований скептицизм быстро улетучился.

Одним из приверженцев нанотехнологии была и остается компания IBM, которая ведет исследования в этой области уже более 20 лет.

В настоящее время, как сообщил Кристофер Мюррей, менеджер по нанотехнологиям в исследовательском центре IBM имени Томаса Дж. Уотсона, подразделение IBM Microelectronics оснащается оборудованием для производства изделий масштаба 100 нанометров. А обычные технологии уже осваивают масштабы, которые еще несколько лет назад считались научной фантастикой.

В число приоритетных направлений исследований IBM в области нанотехнологии может войти хранение информации. Ученые ищут пути обеспечения самоупорядочения зерен двумерных или тонкопленочных магнитных носителей, что позволит увеличить объем записываемых данных.

«Самое интересное — использовать решения, найденные природой, в качестве прототипа для построения сложных систем из простых блоков, — говорит Мюррей. — Живые организмы без помощи высокотехнологичного оборудования или технических знаний научились использовать незначительные изменения энергии и градиентов концентрации для построения таких систем».

Одна из труднейших задач, стоящих перед любой организацией, ведущей исследования в области нанотехнологии, — перенос простоты живых организмов на неживые объекты. «Настоящим прорывом станет создание хотя бы простейшей системы молекулярных машин, которые смогут сами изготавливать другие молекулярные машины. Это будет шаг к первой сборочной системе, которая станет вехой на пути к бессмертию», — говорит Джина Миллер, сотрудник Foresight Institute, независимого научного общества, работающего в области нанотехнологии.

Некоторые энтузиасты, такие, как ученый-футуролог д-р Эрик Дрекслер, рисуют картины далекого будущего, в котором машины смогут перерабатывать траву, воду и кислород и создавать из них говядину. Однако, как подчеркнула прагматичная Джина Миллер, зрелая дрекслерова технология подразумевает создание программируемых универсальных систем, которые могли бы оперировать огромными количествами отдельных атомов в сложных структурах для создания сложных устройств, включая такие, которые могли бы строить копии самих себя. Это дело очень далекого будущего, и разговоры о сроках — лишь средство борьбы за лакомый кусок.


Версия для печати (без изображений)