Эрик Дрекслер - Безграничное будущее: нанотехнологическая революция

Основными угрозами для озонового слоя являются те же ХФУ, которые используются в качестве хладагентов и растворителей. Молекулярное производство будет экономно использовать растворители (в основном воду) и сможет очищать их, чтобы использовать многократно. Хладагенты на основе ХФУ могут быть заменены даже с использованием современных технологий, причем по приемлемой цене; с нанотехнологиями она станет еще меньше.

Токсичные отходы обычно состоят из безвредных атомов, сгруппированных во вредные молекулы. То же самое верно и для сточных вод. С недорогой энергией и оборудованием, способным работать на молекулярном уровне, эти отходы могут быть преобразованы в безвредные формы. Многие не нуждаются в специальной обработке. Но некоторые отходы содержат токсичные элементы: свинец, ртуть, мышьяк и кадмий. Они поступают вместе с сырьем и лучшее, что можно с ними сделать — вернуть в те месторождения, откуда они были добыты. Более того, использование нанотехнологий сделает их использование не нужным. Нанотехнологии смогут разбивать материалы на простые молекулы и восстанавливать их снова. Нужно ли говорить, что это позволит осуществить полную переработку?

Следует сказать, что устранение этих источников загрязнения было бы серьезным улучшением ситуации с экологией. Похоже, что нельзя сказать что-то против, кроме обычных предостережений: «Не сразу», «Не все сразу» и «Сроки развития предсказать нельзя». Никто не хочет производить и при этом множить отходы; все хотят изготавливать что-то полезное, однако без отходов пока обойтись нельзя. Если появится лучший способ получить то, что хотят люди, свалка отходов станет ненужной.

Люди все равно смогут получить то, что они хотят, при этом сокращая потребление ресурсов. Поскольку материалы становятся более прочными, они могут использоваться экономнее. По мере совершенствования машин — их двигателей, подшипников, изоляции, компьютеров — они будут становиться эффективнее. Материалы и энергия по-прежнему будут необходимы для производства вещей, но в меньших количествах. Более того, нанотехнологии станут самой совершенной технологией переработки. Объекты могут быть сделаны чрезвычайно долговечными, уменьшая потребность в переработке. Кроме того, разработанные на молекулярном уровне объекты могут быть по-настоящему биоразлагаемыми и самоуничтожаться сразу после использования, оставляя гумус и минеральную крошку. В качестве альтернативы они могут быть изготовлены из микроскопических соединяющихся деталей, что делает их пригодными для повторного использования, как в детском конструкторе. Наконец, даже объекты, не предназначенные для переработки, могут быть разобраны на простые молекулы и переработаны отдельно. Каждый подход имеет свои преимущества и затраты, и каждый из них устраняет текущие проблемы с мусором.

Тем не менее, даже после того, как индустрия двадцатого века станет историей, ее токсичные отходы останутся. Очистка свалок с помощью современных технологий оказалась настолько дорогой и неэффективной, что многие почти потеряли надежду на реальное решение этой проблемы. Что можно сделать после технологического прорыва?

Нанотехнологии помогут очистить почву и воду. Как и живые организмы, которые, когда могут, очищают окружающую среду, используя молекулярные механизмы для разложения токсичных веществ. Системы, построенные с использованием нанотехнологий, смогут делать то же самое, в том числе с соединениями, которые не являются биоразлагаемыми.

Алан Лисс — директор по исследованиям в «Ecological Engineering Associates», компании, которая исследует то, как функционируют природные экосистемы для решения экологических проблем, таких как очистка сточных вод. Он объясняет, как может осуществляться очистка: «Чем больше мы узнаем об экосистеме, тем больше понимаем, что ее функционирование управляется определенными организмами или группами организмов. Нанотехнологические «менеджеры» должны вмешаться, когда естественные способы очистки не работают, таким образом, будет выполнена определенная экологическая деятельность, которой в противном случае не было бы. Нанотехнологического «менеджера» будут использовать для восстановления в ситуации, когда токсические вещества уничтожили некоторых ключевых членов определенной экосистемы — например, некоторые важные микробы. Вновь возникшие и выжившие в стрессовой экосистеме организмы могут подключиться и продолжить усилия по восстановлению экосистемы».

Рисунок 10. ОЧИСТКА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Изменяя способ производства материалов и продуктов, молекулярное производство освободит земли, ранее использовавшиеся для промышленных предприятий. Токсичные вещества могут быть удалены из загрязненной почвы с использованием солнечной энергии, а устройство для очистки и любые собранные отходы могут быть впоследствии вывезены.

Чтобы понять, как можно использовать наномашины для очистки от загрязнений, представьте себе устройство, сделанное из умных материалов, которое после того, как доставлено и развернуто, напоминает дерево. Над землей находятся солнечные коллекторы; под землей разветвленная система корневых трубок, глубоко уходящая в почву. Внедряясь в свалку токсичных отходов, эти корнеобразные структуры могут впитывать токсичные химические вещества, используя энергию солнечных коллекторов для превращения их в безвредные соединения. Корнеподобные сооружения, простирающиеся вниз до уровня грунтовых вод, могут выполнять очистку загрязненных водоносных горизонтов.

Большая часть грязи из атмосферы быстро вымывается дождем (превращая ее в проблемы загрязнения почвы и воды), но некоторые загрязнители воздуха сохраняются дольше. Среди них соединения хлора, атакующие озоновый слой, который защищает Землю от чрезмерного ультрафиолетового излучения. С 1975 года наблюдатели регистрируют растущие дыры в озоновом слое: на Южном полюсе дыра может доходить до границ Южной Америки, Африки и Австралии. Утрата этой защиты подвергает людей повышенному риску рака кожи и оказывает неблагоприятное влияние на экосистемы. Новая технологическая база сможет остановить рост озоноразрушающих соединений, но последствия будут сохраняться годами. Как можно решить эту проблему быстрее?