Знание-сила, 2008 № 08 (974)

— Это очевидный факт на сегодня? Ведь долгое время складывалось впечатление об обратном.

— Не знаю, насколько широким процессом это стало, но, по крайней мере, в Дубненском университете таких специалистов стали готовить, в других вузах тоже — я думаю, процесс пошел. Еще — необходимо восполнить пробел, который сегодня существует в образовательной литературе. Вот недавно вышла подготовленная учеными МГУ интересная «Азбука по нанотехнологиям». Мы, глядя на это, тоже решили выпустить книгу, которая называется «Ядерная физика и нанотехнологии».

— Итак, подводя промежуточный итог.

— Сейчас необходимо решение двух проблем. С одной стороны, формирование тех правил игры, которые позволят связать звенья цепочки «образование — наука — инновационные проекты — промышленность», а с другой — нам, самим ученым, настраиваться на конструктивный лад, понимая, что мы можем и должны принимать участие в процессе инновационного развития России. И будем все же оптимистами...

Материал подготовила О. Тарантина

Артем Коваленко

Зачем оно нам, нано?

В скором будущем я заканчиваю факультет наук о материалах Московского государственного университета имени М.ВЛомоносова. Хотел бы поделиться некоторыми соображениями по поводу той области знаний, с которой я собираюсь связать свою будущую жизнь, а именно «нанонаукой».

Пока писал эту статью, много размышлял, какое слово являлось бы наиболее подходящим для того раздела науки (науки, а не технологии), который привлекает сейчас такое большое количество молодых ученых.

В английском языке есть слово «nano-science», однако русского аналога я почему-то ни разу не слышал. Гораздо чаще встречается слово «нанотехнология».

Так что же, нано — это наука или технология?

Немного истории

Давайте попробуем разобраться, как же так получилось, что объекты размером порядка нескольких нанометров привлекли к себе такое внимание. Первым человеком, получившим наноматериал, был наш далекий предок, homo sapiens. К сожалению, он не знал, что сажа (продукт процесса горения при недостатке кислорода) может представлять большой интерес благодаря содержащимся в ней наночастицам углерода, которые являются в настоящий момент предметом исследования многих ученых. Но даже если бы нашему предку сказали об этом, думаю, он все равно бы не придал этому большого значения, потому что в его время наночастицы не могли нигде применяться.

Получением сверхтонких порошков также занимались задолго до формулировки Ричардом Фейнманом основных идей нанонауки, они были нужны в катализе, изучались в коллоидной химии (в виде суспензий). Ученые знали достаточно много о химических свойствах маленьких частиц вещества, об их повышенной реакционной способности, склонности к агрегации — слипанию под действием поверхностных сил и диффузии. Однако никому и в голову не приходило, какие разительные перемены в физических свойствах частиц могут происходить при уменьшении их размера до нанометрового. Почему? Потому что никто не мог измерить эти свойства: для нанообъектов нужны «наноприборы».

Но прошло время, и некоторые ученые поняли, что на микроуровне наш мир гораздо сложнее, чем в макромасштабе, в нем происходят различные «квантовые чудеса», такие, как квантование энергетических спектров, размазывание «области нахождения» частиц, туннелирование и так далее. О них люди узнавали только по косвенным признакам. Два принципа неопределенности Гейзенберга будто охраняли вход в ворота наномира молекул и атомов, давая исследователям только издали любоваться тем, что за этими воротами творилось. Однако каким-то фантастическим образом, будто подгоняя под ответ, некоторым энтузиастам удалось создать науку, «объясняющую» большинство экспериментальных фактов, относящихся к молекулам и атомам. Это была квантовая физика. Но у нее был один огромный недостаток — как только речь начинала идти не об отдельных молекулах и атомах, а о более крупных частицах вещества, уравнения квантовой физики становились нерешаемыми, порой даже приближенно и даже с помощью ЭВМ. Дополнительные трудности возникли вследствие отсутствия — на тот момент — экспериментальных данных по таким объектам. Для начала нужно было получить и исследовать их, а потом уже строить новые теории и модели.