Журнал «ЮНЫЙ ЭРУДИТ» № 10 (98), октябрь 2010 г.

Не сегодня-завтра нанороботов начнут запускать в наш организм для лечения больных клеток. Но прежде чем начинать подобные эксперименты, неплохо бы проверить, не опасна ли новая технология для здоровья человека. Хотя этот объект бесконечно мал, шума он наделал немало…

Оливье Ласкар

Нравится это кому-то или нет, но в области нанотехнологий сейчас происходит настоящий I бум. Достаточно сказать, что начиная с 2001 года американцы инвестировали в эти технологии порядка 10 миллиардов долларов, а у нас в России к концу этого года сумма вложений должна составить 310 миллиардов рублей. Для чего нужны такие траты? Ученые хотят создать технологии, позволяющие управлять материей на нанометровом уровне, то есть в их поле деятельности войдут объекты размером в миллиардную долю метра. А это — длина молекулы! Почему же нужно работать с такими микроскопическими величинами? «А потому что столь малые частицы ведут себя крайне необычно, не подчиняясь законам классической физики», — объясняет Алексис Винь, инженер «ИНЕРИС'а» (французский Национальный институт природоохранных технологий и экологических опасностей). — Вот, к примеру, золото. Ниже определенной границы оптические свойства его молекул меняются: молекулы начинают отражать не желтый, а красный цвет!»

Ученые честно признаются, что они не в состоянии пока подробно объяснить причудливые правила наномира. Ясно одно: чем меньше размеры частицы, тем теснее она связана с окружающей средой и активнее реагирует на ее изменения. А всё потому, что когда мы уменьшаем объект, его объем сократится в большей степени, чем площадь его поверхности. То есть чем меньше частица, тем большее число ее атомов располагается не в глубине, а на периферии.

Возьмем магемит, магнитную форму оксида железа. На микрометровом уровне ничего необычного заметить нельзя. Зато когда диаметр его частиц уменьшается, переходя за черту 10 нанометров, он сразу превращается в крошечный сачок, способный улавливать ядовитые вещества, в частности — мышьяк. Поэтому многие исследователи предсказывают ему большое будущее, ведь описанное свойство очень даже пригодится, например, для очищения воды в колодцах, которые в населенных пунктах развивающихся стран частенько бывают отравлены природным мышьяком.

Да. Согласно данным, представленным Афссет, французским агентством по безопасности и охране окружающей среды, наночастицы уже в наши дни введены в состав около 600 различных товаров. Простейший пример — диоксид титана, который служит фильтром, задерживающим ультрафиолетовые лучи в кремах от загара.Другую частицу — углеродную нанотрубку или УНТ (caí. текст «Терминал») — можно обнаружить во многих спортивных изделиях:от велосипедных рам и досок для серфинга до теннисных ракеток… «0, их там совсем немного, — уточняет Даниель Бернар,инженер французской фирмы «Аркема», производящей такие трубки.

— В каждой из ракеток, которыми пользуются теннисисты с мировым именем, содержится менее 2 грамм УНТ, но даже столь мизерного, казалось бы, количества вполне хватает, чтобы сделать эти ракетки суперпрочными; благодаря наличию нанотрубок значительно сокращается количество микротрещин, обычно повинных в поломках». Автомобильная и авиационная промышленностив скором времени также смогут широко прибегать к использованию наночастиц для получения более крепких и легких материалов.

Интересно, что нанотехнологии вовсе не являются детищем 21-го века. Да, да, не удивляйся! Немецкие ученые недавно обнаружили УНТ в составе стали средневековых восточных сабель. Холодное оружие сарацинов было столь острым, что, говорят, им можно было разрезать пополам шелковый платок, подброшенный в воздух. В процессе изготовления клинков раскаленную добела сталь подвергали резкому охлаждению. В результате из углерода, частицы которого содержатся в любой стали, спонтанно образовывались нанотрубки.

Нанотехнология — модная тема, о которой говорят постоянно. И в хоре голосов нередко слышны те, кто предупреждает о возможных опасностях.

Возьмем медицину. В ближайшем будущем исследователи надеются использовать нанотехнологии для того, чтобы доставлять лекарства к тому или иному месту организма. Лучших кандидатов для исполнения этой роли, чем углеродные нанотрубки, не придумать. С одной стороны, они обладают достаточным объемом для заполнения их необходимыми лекарственными препаратами, а с другой, микроскопический размер позволяет ввести их в больные клетки для того, чтобы непосредственно внутри высвободить лекарство. Предельно целенаправленный, а значит, и гораздо более эффективный курс лечения! Что и говорить: на бумаге сценарий революционного метода лечения выглядит чрезвычайно заманчиво! Но один вопрос всё-таки возникает: «А как отреагирует на подобную помощь человеческий организм?» Поэтому здравомыслящие врачи настроены не так уж оптимистично, они требуют экспериментальных проверок наночастиц на токсичность.

Сейчас существуют планы по использованию нанотехнологий в, в том числе и болезни Альцгеймера, ведущей к потере памяти. А вдруг найдутся ученые-безумцы, которым придет в голову мысль использовать нанотехнологии для контроля за нашим сознанием?

В общем, есть о чем задуматься… Поэтому не случайно французские активисты провели серию встреч и конференций, во время которых были учтены все прозвучавшие беспокойства, вопросы и предложения. Всё это было систематизировано и передано правительству для разработки законодательных актов, кающихся применению нанотехнологий. Иными словами, состоявшиеся дебаты позволят создать законы, в которых будет четко сказано о том, что такое хорошо и что такое плохо в области нанотехнологий.

Углеродные нанотрубки — УНТ — получаются из графитовых плоскостей — сетки атомов углерода (см. нижний правый рисунок на с. 21). Размеры нанотрубок поражают воображение: несколько микрон в длину, а диаметр в 100 раз меньше, то есть нанотрубка в 10 ООО раз тоньше волоса! Не менее удивительны и их физические свойства: так, сплетенный из нанотрубок канат в десять раз прочнее стального троса такого же диаметра. А поскольку УНТ — это еще вдобавок и отличный термо- и электропроводник, то легко понять, как ждут промышленники повсеместного внедрения подобных технологий.