Области возможного использования нанотехнологий

В области энергетики большие перспективы у солнечной энергетики. Сегодня мы живем конечно за счет нефти, газа, угля, атомной энергии — все это исчерпаемые источники энергии, и нефти хватит на 40 - 50 лет, газа на 60 - 70, угля — значительно больше, но при этом возникает масса экологических проблем; для обычной атомной энергетики на основе реакторов на медленных нейтронах можно рассчитывать на 100-120 лет, что касается термоядерной энергетики, то если в середине прошлого века говорили о перспективе через 20 - 30 лет, то сегодня специалисты говорят, что на первый промышленный реактор можно рассчитывать лишь в середине этого столетия.

К концу 21 века человечество придет к эффективному использованию солнечной энергии. За последние 30 лет стоимость энергии, вырабатываемой на солнечных электростанциях, уменьшилась на 30 - 45%. Если эта цифра уменьшится еще на 15%, можно будет говорить о переходе на эту форму получения энергии. СССР была лидером по термоядерным исследованиям. По-видимому, к концу 21 века термоядерные реакторы будут применяться для выработки энергии. Но необходимо развивать и обычную ядерную энергетику. Атомные электростанции - нормальный путь решения энергетических проблем.

Конечно, ядерная энергетика опасна в отношении последствий аварии. В то же время, эти разработки отличаются высокой надежностью. Например, реакторы типа РБМК, производство которых было налажено в рамках военной промышленности, работают с 1948 года. И ни одной существенной аварии на них не было. Что касается опасений по поводу повторения аварии на Чернобыльской АЭС, то в ней, отметил ученый, роль сыграл человеческий фактор. В Белоруссии построили бы новую атомную станцию, если б была возможность.

У человечества на самом деле есть один неисчерпаемый источник энергии - это солнце, и от солнечной энергетики не уйти. А развитие солнечной энергетики очень тесно связано с нанотехнологиями, потому что сегодня наиболее перспективный метод преобразования солнечной энергии — это преобразование ее на основе полупроводниковых солнечных батарей.

В космосе это основной источник энергии, и если сегодня или может быть даже довольно продолжительное время основным типом солнечных батарей являются кремниевые солнечные батареи. Кремний сам по себе — материал широко распространенный, но получение монокристаллического кремния связано с большими затратами энергии. Новый тип солнечных батарей, которые используются в нашей космической энергетике уже более 30-ти лет на полупроводниковых гетероструктурах (сегодня это основной вид батарей прежде всего для наших коммуникационных спутников поскольку на геостационарной орбите, на других высоких орбитах, кстати и наша станция «Мир» работала на этих батареях), значительно более надежен и эффективнее.

Сегодня мы можем говорить о том, что полупроводниковые гетероструктуры, принципиально основанные на нанотехнологии (получение наноструктур с наперед заданными свойствами), созданы, и сегодня мы уже имеем батареи с коэффициентом полезного действия 30 - 35%, и в ближайшем будущем будем иметь и 40 - 45%. Через 2 - 3 десятилетия этот тип солнечной энергетики станет экономически сравнимым с другими типами получения энергетических мощностей. Таким образом и здесь основой являются нанотехнологии, метод получения гетероструктур, когда мы укладываем атом к атому по тем законам, которые мы считаем нужными для того, чтобы создавать новые типы man made crystals - человеком сделанных кристаллов

Еще одно перспективное направление - водородная энергетика. И здесь, нотехнологии уже начинают использоваться, проводятся серьезные научные исследования. Безусловно нанотехнологии уже играют роль и будут играть все большую роль в разработке и создании топливных элементов, в разработке различного типа мембран.

Среди тех результатов, которые планируется получить в ходе исследований — создание новых осветительных приборов на основе световых диодов и перевод примерно половины осветительных систем в стране на эти приборы, что позволили сэкономить 10% электроэнергии. Крупный шаг вперед возможен в сфере солнечной энергетики на основе конденсаторных батарей.

В области наноматериалов возможно создание самолета будущего с использованием высоко ресурсных углепластиков, а также элементной базы для молекулярных компьютеров. В области экологии возможно будет дожигать угарный газ от автомобиля даже при холодном двигателе. Колоссальных результатов планируется достичь в области диагностики различных заболеваний.

Вероятно, от каких-то отдельных разделом придется отказаться в ходу подробного рассмотрения, однако, более важной задачи в настоящее время нет.