Знание-сила, 2008 № 07 (973)

А знаете ли, что наша планета может когда-нибудь покрыться «серой слизью» — мириадами бесконтрольно плодящихся нанороботов? Эрик Дрекслер нарисовал эту мрачную картину около четверти века назад — другое дело, что многие авторитетные ученые отрицают такую возможность.

Но довольно о далеком и страшном!

Фольга с наночастицами защитит продукты питания от вредного излучения

На этом футбольном поле Россия тоже мечтает сыграть

На самом деле, продукция из лабораторий нанотехнологов достаточно широко входит если не в наш повседневный быт, то в обиход жителей ведущих промышленных держав, и в ближайшие годы ее ассортимент будет лишь расширяться. Нанотехнология объединяет самые разные направления исследований в области полупроводниковой физики и физики поверхностных сред, химии и информатики, медицины и генетики, машиностроения и даже пищевой промышленности. Так что ее вполне заслуженно называют «конвергентной технологией»: ведь здесь сходятся интересы сразу нескольких наук. «Нанотехнология — это плавильный тигель», — так охарактеризовал эту науку нобелевский лауреат по физике Клаус фон Клитцинг. Вглядимся же в то, что бурлит в этом тигле.

Еще в начале 1990-х годов ученые добились заметных успехов в конструировании новых материалов, обладающих уникальными свойствами. Для этого они встраивали в обычные материалы наночастицы, содержавшие от нескольких сотен до тысяч атомов. Пусть эта практика и была далека от картин, начертанных футурологом, она привела к созданию различных изделий, появившихся на рынке.

Так, все популярнее становятся покрытия, содержащие наночастицы. В зависимости от выбора частиц они приобретают особые свойства. Одни покрытия невозможно поцарапать, к другим не пристает грязь, третьи не смачивает вода. Подобными материалами можно покрывать фасады домов, кузова автомобилей, унитазы, оконные стекла, черепицу. Наночастицы, добавленные в автомобильный лак, придают ему упругость и твердость. Глина, в которую подмешали эти невидимые частицы, перестает растворяться в воде.

Благодаря наночастицам новые возможности открываются и в косметологии. Например, в солнцезащитные кремы теперь добавляют частицы диоксида титана размером всего 30 — 40 нанометров, чтобы защитить кожу от ультрафиолетовых лучей. Эти частицы поглощают вредные лучи или — словно зеркала атомарных размеров — отражают их, оберегая нас от солнечных ожогов и, может быть, рака кожи. Специалисты концерна BASF еще с начала девяностых годов занимаются разработкой подобных кремов.

Современные растровые микроскопы, позволившие заглянуть в наномир, показывают нам все до мельчайших деталей. Даже идеально гладкие зубы кажутся в такой микроскоп подобием лунной поверхности; они изрезаны громадными кратерами, где гнездятся рои бактерий. Выровнять «рельеф» помогут специальные пасты, содержащие наночастицы — тонкая пленка из них затянет все выбоины и трещины эмали.

Наночастицы находят широкое применение и в химической промышленности. Они — отличные катализаторы (так называют вещества, ускоряющие химические реакции). Все дело в том, что общая площадь поверхности этих частиц необычайно велика, а потому их химические свойства выражены гораздо ярче, чем у макрообъектов, изготовленных из того же вещества. Так, если мы возьмем 30 граммов порошка, состоящего из частиц диаметром 5 нанометров, то их общая площадь поверхности примерно равна площади футбольного поля. И вдоль всего этого «поля» одно вещество вступает в реакцию с другим. А прикиньте, как мала площадь поверхности металлического шарика, весящего те же 30 граммов! И химическая реакция протекает на этот раз очень медленно.

В рентгеновских телескопах, кружащих на околоземной орбите, тоже используются наноматериалы. Поверхность подобных приборов должна состоять из нескольких очень гладких слоев толщиной не более 20 нанометров — это примерно в 5000 раз тоньше человеческого волоса. Лишь такие зеркала могут в достаточном количестве отражать коротковолновое излучение.

Фирма Nano Horizons разработала даже наноноски, которые содержат крупицы серебра диаметром 30 нанометров. Эти крупицы убивают бактерии, а потому чудо-носки не пахнут потом. Приятно сесть в них у окна, положить ноги на подоконник и смотреть, как капли дождя скатываются по стеклу, подчистую смывая грязь и пыль, если, конечно, на него наклеено покрытие из наночастиц.

Вот и любители гольфа уповают на новую научную дисциплину. Американская компания Nano Dynamics выпустила мячи для игры в гольф, которые — благодаря слою из наночастиц — могут сами корректировать траекторию полета.

Впрочем, иногда приставку «нано» можно встретить даже в рекламе товаров, не имеющих ничего общего с нанотехнологией. Для их производителей это — лишь модное слово, и ничего другого. Оно позволяет привлечь и дополнительные инвестиции, и новых клиентов.