Виктор Балабанов - Нанотехнологии. Правда и вымысел

Цель данного исследования – построение прогнозов рынков сферы нанотехнологий и определение наиболее перспективных направлений развития данных рынков (изделий и технологий) на кратко-, средне– и долгосрочный период (до 2030 года).

Прогноз ориентирован на определение конкретных групп и видов продуктов, инновационные свойства которых будут определяться использованием принципиально новых компонентов, создаваемых на положениях нанонауки.

Опрос экспертов в области нанотехнологий по методу Дельфи проводится в два раунда. При этом результаты, полученные в первом раунде, обобщаются, а затем уточняются при проведении второго раунда исследований.

Конечно, чрезмерное увлечение Форсайт-исследованиями вызывает у ряда политиков и ученых определенный сарказм, но в целом следует отметить, что такие исследования позволяют провести достаточно квалифицированную и объективную оценку текущего состояния науки и технологий, а также определить перспективные направления их развития.

Отечественные и зарубежные эксперты из ИСИЭЗ (Россия), консалтинговой компании Lux Research (США), Ассоциации независимых исследовательских институтов (Association of Independent Research Institutes, Великобритания), Центра нанотехнологий (Nanotec IT, Италия) и др. на основании материалов дорожных карт развития нанотехнологий (Roadmaps at 2015 on nanotechnology application in the sectors of materials, health & medical systems, energy, 2006) выделяют три (некоторые – четыре) основных этапа развития или появления поколений наноразработок.

Первый этап (2000–2005), который назвали «пассивные наноструктуры» (инкрементные нанотехнологии), в основном, характеризовался производством и применением нанодисперсных нанопорошков. В целях модифицирования свойств базовых материалов их вводили в самые различные конструкционные материалы: металлы и сплавы, полимеры и керамику и т. д., а также добавляли в лекарства, косметику, пищу и другие изделия. В настоящее время это достаточно примитивное поколение наноматериалов уже широко освоено производством, и их можно обнаружить во многих товарах народного потребления. При этом лишь немногие наноразработки уже нашли свое применение в высокотехнологичных отраслях промышленности.

Более «продвинутым» направлением такого вида нанотехнологий являются разработки в области мембран и каталитических систем. Это направление – одно из наиболее конкурентоспособных на внутреннем рынке, так как для переработки в ароматические соединения попутных углеводородных газов нефте– и газодобычи могут успешно применяться нанопористые катализаторы, технологии получения керамических нановолокон и нанонитей этого функционального назначения.

Потребность в нанокомпозиционных мембранах для решения проблемы дефицита питьевой воды в текущем и ближайшем десятилетии оценивается в сумму от 10 до 100 млн долларов США.

Второй этап «эволюционных нанотехнологий» (2005–2015) ряд экспертов и ученых делят на два самостоятельных периода: «активные наноструктуры» (2005–2015) и «системы наносистем» (2010–2015), которые, как мы видим, пересекаются в сроках появления и развития. Данный этап будет характеризоваться прорывом в области нанотехнологической инновационной деятельности. В целом, как уже отмечалось, на первом этапе предусматривается создание компонентов наноэлектроники, фотони-ки, нанобиотехнологий, медицинских товаров и оборудования, нейроэлектронных интерфейсов и наноэлектромеханических (НЭМС) систем. Роль первичных наноматериалов (пассивных наноструктур) значительно снизится.

К 2014 году значительно повысится роль нанобиотехнологий в фармацевтической промышленности (до 23 %) и косметической отрасли. Нанотехнологии будут использоваться во всей (100 %) компьютерной и радиоэлектронной технике, в 85 % бытовой и 21 % автомобильной техники.

Затем на базе полученных результатов планируется осуществить переход к управляемой самосборке наносистем, созданию трехмерных сетей, нанороботов и т. п. Оба вида этих нанотехнологий пока находятся на этапе исследований в научных лабораториях или проходят этап создания прототипов.

Большинство экспертов считают, что принципиальные изменения в различных отраслях экономики нанотехнологии внесут уже после 2015 года. Так что нанотехнологическая революция уже не за горами. Будет ли общество готово принять новые блага цивилизации, как это было с паровыми машинами, электричеством и компьютеризацией, или нанотехнологии наткнутся на противодействие мировой общественности, как это происходит во многих странах по отношению к атомной энергетике?

Третий этап развития нанотехнологий – «молекулярные наносистемы», или «радикальные нанотехнологии», – начнется только после 2020 года. Данные системы существуют пока только в виде концепций и фантастических проектов. К ним относятся молекулярные устройства, атомный дизайн и т. д. Часть из них мы рассмотрели в предыдущих главах.

Самое главное, чтобы понятие «нанотехнология» не стало лазейкой, за которой будут прятаться непорядочные ученые, предприниматели, фирмы и чиновники. Хочется привести один современный афоризм: «Если в наши дни вы хотите одновременно ничего не делать и быть респектабельным, притворитесь, что работаете над какой-то серьезной научной проблемой».

Нужно уметь разделять наноинженерию поверхности и нанотехнологию по Дрекслеру, Эглеру или Холлу, а также «нанопургу» по Иванову.

В заключение приведем оптимистический прогноз писателя-фантаста Артура Кларка, предсказания которого сбываются одно за другим: «2040 год: будет усовершенствован “универсальный репликатор”, основанный на нанотехнологиях; может быть создан объект любой сложности при наличии сырья и информационной матрицы. Бриллианты и деликатесная еда могут быть сделаны в буквальном смысле слова из грязи. В результате за ненадобностью исчезнут промышленность и сельское хозяйство, а вместе с ними и недавнее изобретение человеческой цивилизации – работа. После чего последует взрывное развитие искусств, развлечений, образования».

Однако, и об этом нужно заявить достаточно определенно, это уже не будет «человеческая цивилизация» в привычном для нас понятии этого словосочетания (со строго определенным набором интеллектуальных, физических, психологических, нравственных, религиозных, да и вообще каких бы то ни было качеств современного «человека разумного» – Homo sapiens).

Ни в коей мере не являясь противниками научно-технического прогресса, в том числе развития нанотехнологий (и даже наоборот), мы признаем, что предсказанный многими религиями и оракулами прошлого конец человечества (конец света) уже наступил. Сколько продлится этот переходной период – трудно сказать, но то, что он начался, сомнению не подлежит. Чтобы убедиться в этом, стоит внимательно почитать сообщения о достижениях в области генной медицины, клонирования, развития нанотехнологий и т. д. и т. п.