Нанотехнологии для здоровья.

Еще несколько лет назад Робертом Фрайтасом - ведущим ученым в области наномедицины - был разработан наноробот: искусственная красная кровеносная клетка, названная РЕСПИРОЦИТОМ. Эта сфера диаметром в 1 микрон, изготовленная из 18 биллионов атомов, направляется в кровоток, где подражает естественным функциям эритроцитов, наполненных гемоглобином. При этом респироцит намного эффективней эритроцита. Один литр респироцитов - это максимально безопасная доза - позволит ныряльщику 4 часа не дышать под водой, а бегущему на предельной скорости спринтеру 15 минут держать паузу между вдохами…

В будущем нанороботов снабдят индивидуальным источником питания, манипуляторами, управляющим процессором, сенсорами для приема акустического сигнала от врача, который с помощью ультразвукового передатчика сможет подавать им команды.

Эти искусственные сверхминиатюрные создания можно будет направлять в человеческий организм с самыми разными заданиями. Самостоятельно передвигаясь, они смогут исправить характеристики тканей и клеток, очистить организм от микробов, вредных вирусов, от молодых раковых клеток, отложений холестерина и т.д. и т.п.

Вооружившись нанотехнологиями, ученые уже подступают к гемофилии, болезни Альцгеймера, врожденным патологиям и утверждают, что использование нанороботов во врачебной практике значительно продлит человеческую жизнь.

Невероятно? Вовсе нет: западные специалисты утверждают, что образцы таких роботов уже созданы. Правда, пока они крупноваты - около одного миллиметра, но ученые грозятся вскоре уменьшить их до микронного и субмикронного уровня.

ЛИФТ К ЗВЕЗДАМ (КОСМИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА).

Уже давно разработан проект так называемого "космического лифта", который позволит без больших затрат энергии перемещать людей и грузы на орбитальные космические станции. Суть идеи проста. Космическую станцию предлагается привязать к Земле и удерживать на одном месте лентой, тугое натяжение которой обеспечит центробежная сила. Изменяя длину привязи, можно располагать станцию на разных орбитах. Вдоль ленты будет передвигаться капсула, доставляющая на станцию полезные грузы. Экономически это очень выгодно: отправлять "посылки в космос" на лифте дешевле, чем на ракете. Если же обеспечить грузоподъемность лифта до 100 тонн, то прямо на орбите можно будет строить большие орбитальные станции и даже колонии.

Кроме того, космический лифт может быть использован и как пусковая платформа для запуска кораблей к другим планетам. Для этого понадобится лишь устройство, отсоединяющее от лифта космический корабль в тот момент, когда его скорость достигнет параболической - 11,2 км/с.

Проблема лишь в одном - создать ленту, которая не только не оборвалась бы под собственной тяжестью, но еще и удержала бы многотонный груз. Нанотехнологии обещают решить эту задачу. Уже обнаружено, что во время горения графитовой вольтовой дуги возникают продолговатые трубчатые молекулы углерода диаметром в несколько десятков нанометров. Они в 50 раз прочнее стали и в 6 раз легче ее. Нить из них диаметром всего один миллиметр могла бы выдержать груз в 20 тонн. Осталось лишь придумать, как сплести такие нити, а из них - прочный трос…

Судя по тому, как щедро финансирует NASA компанию High Lift Systems, сомнений относительно перспективности этого проекта у американцев нет. Однако ряд ученых высказывают опасения относительно надежности самого устройства. Чем грозит разрыв ленты? Доктор Брэдли Эдвардс, руководитель проекта разработки лифта при NASA, ответил на вопросы следующим образом.

Лента будет вдвое жестче, чем это необходимо. Математическое моделирование показало, что опасаться за ее целостность надо лишь при скорости ветра от 72 м/с, т.е. при 5-бальном ветре или урагане. Однако место, которое выберут для крепления космического лифта, исключит возможность ветров, ураганов и молний.

Но если лента все-таки порвется? Кусок ее улетит в космос, еще один сгорит в атмосфере, а нижняя часть упадет в океан. Ничего страшного от этого не произойдет: один километр падающей ленты весит 7,5 кг.

А если в это время по ней будут перемещаться грузы? Те, что достигли орбиты, - останутся на ней, успевшие набрать скорость 11,2 км/с - улетят в открытый космос. И только те, что не успели ни того, ни другого, упадут на Землю.

ДЕМОН МАКСВЕЛЛА.

Если квартирный вопрос испортил москвичей, то энергетический - все человечество. Изобретатели всех времен и народов пытались осчастливить мир, создав вечный двигатель. Увы, непререкаемые законы термодинамики утверждают, что это невозможно. Впрочем, английский физик Джеймс Максвелл еще в ХIХ веке придумал, как обойти эти законы, предложив следующую мысленную модель: два сосуда разделены маленькой дверкой, у которой сидит такой же маленький стражник. В один сосуд он пропускает быстро движущиеся молекулы воздуха, а в другой - те, что помедленнее. В итоге горячий и холодный воздух оказывается разделенным. Таким образом "демон Максвелла", как назвали физики гипотетического охранника, позволяет обойти законы термодинамики, что дает возможность создать вечный двигатель, ибо разницу температур в сосудах можно использовать как источник энергии. Конечно же, это очень упрощенная картинка предполагаемого процесса. Но нанотехнологии действительно обещают подарить человечеству такого стражника, а вместе с ним - практически неиссякаемые источники энергии.

До последнего времени наука рассматривала "демона Максвелла" лишь как забавный парадокс, игру ума. Однако шутка начинает приобретать реальные очертания - наоборот вполне мог бы рассортировать молекулы по их скоростным показателям.

Первые представители "демонического племени" уже существуют. Двое химиков из Нью-йоркского университета Симан и Шерман построили двуногого робота из фрагментов ДНК, который, правда, пока только и умеет, что ходить. В Китайской академии наук создан прототип наноробота, который смог вырезать на кремниевом чипе размером в 2 кв. микрона надпись: "SIA". Джеймс Тур и его группа из Техасского университета имени Райса создали действующий автомобиль, состоящий из трех сотен атомов, собранных в одну сложную молекулу. Ширина автомобиля - 4 нанометра, чуть больше, чем толщина ДНК. Он имеет раму и оси, а каждое его колесо - сфера из 60 атомов углерода.

УМНАЯ ПЫЛЬ.

Один из самых фантастических нанопроектов называется "Smart dust", что переводится как "умная пыль". Идея "списана" из повести Станислава Лема "Непобедимый". Американские военные планируют внедрить свои разработки в жизнь в течение 3-7 лет и готовы превратить в "пыль" не один миллион долларов. Как они считают, дело стоит того - сброшенная на территорию противника "умная пыль", состоящая из нанороботов, способна нанести врагу великий урон. Роботы будут производить себе подобных из подручного материала и шпионить, передавая информацию в главный компьютер, а по команде из Центра пойдут в наступление: проникнут в тела вражеских солдат (убивая их или просто обездвиживая), остановят любой двигатель, переориентируют любой сигнал или же просто взорвутся, уничтожая технику и живую силу на огромной территории.

Первая "умная пыль" уже создана. Американские ученые разработали несколько сенсорных сетей, работающих по этому принципу. Одна из них, например, используется для наблюдения за миграцией буревестников на острове Дикой Утки в штате Мэн с целью изучения глобального потепления.

Так что "умная пыль" пригодится не только на войне, но и в мирной жизни. Но получить ее можно будет только из рук людей в военной форме…

ГОНКА НАНОТЕХНОЛОГИЙ.

Надо заметить, что Россия пока отстает в уже начавшейся гонке нанотехнологий. Известная аналитическая фирма Lux Research Inc. в 2005 г. изучила труды ученых в 51 стране и назвала лидеров: США, Япония, Южная Корея, Германия. Следом с небольшим отставанием шли Тайвань, Израиль, Сингапур. Ну а в самом конце - Китай, Канада, Австралия, Россия, Индия.

А все потому, что мы запоздали с национальной программой по этому направлению. В США, например, бюджет такой программы еще в 2001 г. составлял 485 миллионов долларов, что сопоставимо с годовым бюджетом всей Российской академии наук.

Но Россия не собирается долго отставать от лидеров и намерена выделить на развитие нанотехнологий более миллиарда долларов. Если эти деньги не расплывутся незаметными ручейками по разным карманам, то очень скоро мы будем в первых рядах - Россия всегда была богата умами. Тем более что оказаться впереди - жизненно важно для страны. Почему? Давайте разберемся.

Как известно, мировая экономика напрямую зависит от энергоресурсов, и в первую очередь от нефти. Но с развитием нанотехнологий человечество обратиться к энергии Солнца, доступной всем государствам. Казалось бы, должны уйти в небытие политические игры и кровавые войны, связанные с нефтью, но… Темпы развития нанотехнологий в разных странах разнятся даже больше, чем объемы нефти в их недрах, - именно это создаст дестабилизацию в отношениях между государствами и приведет к переустройству мира. Державы, владеющие нанооружием, окажутся равными по военной мощи, а государства, не обладающие им, не смогут противостоять истреблению своего населения

NANO SAPIENS.

Но не будем пугать друг друга идеями негативного использования нанотехнологий. Как показала практика, научный переворот всегда приносил с собой новые проблемы. Тем не менее, человечество находило пути их решения, пусть порой даже не самые лучшие. Видимо, надеясь именно на это, футурологи и рисуют картины нашего светлого нанобудущего, в котором наряду с райской жизнью нас ожидает еще и бессмертие.

Что касается райской жизни, то фраза Михаила Жванецкого " у нас все есть, но не всем хватает" никогда не потеряет актуальности. А вот относительно бессмертия стоит задуматься.

Пусть даже нанотехнологии и победят обязательную биологическую смерть, но она, как таковая, не исчезнет. Всегда будут жертвы катастроф, войн и криминала. Возможно, и для таких случаев найдется решение, человек станет бессмертным в полном смысле этого слова, и человечество превратится в мир нанолюдей, способных управлять любыми свойствами своего тела. Зачинать, вынашивать и рожать детей не потребуется - их легко можно будет создать вне себя, вложив в них все, на что только способна фантазия "родителя". Да и зачем дети бессмертным?

С отказом от биологического воспроизводства себе подобных, исчезнут инстинкты, половые различия и все, что с этим связано, - природа, как всегда, безжалостно вычеркнет нецелесообразное. И живший по законам биологической революции Homo Sapiens, который будет существовать по законам развития технологических форм мыслящей жизни, без страха, страданий, любви…