НАНОТЕХНОЛОГИЯ: МЕЧТЫ И РЕАЛЬНОСТЬ

Pony (pony@xakep.ru)

Спецвыпуск Xakep, номер #031, стр. 031-094-2

Сканирующий микроскоп оказался не только прибором, визуализирующим атомно-молекулярную структуру поверхности. Оказалось, что с помощью определенных движений острия иглы микроскопа на поверхности твердого тела удается создавать атомные структуры. На рисунках проиллюстрирован процесс "выкладывания" атомами ксенона на поверхности монокристалла никеля слова из трех букв - IBM. Это также проделали сотрудники одноименной фирмы во главе с Дональдом Эйглером в конце восьмидесятых годов двадцатого века. Мечта Фейнмана была "осуществлена". Рядом можно увидеть круг, выложенный из 48 атомов железа. Внутри этого круга мы "видим" не что иное, как стоячие электронные волны - так называемые "квантовые кораллы".

МЕЧТЫ

И тут разного рода мечтателям стало ясно - открыт путь к молекулярной нанотехнологии. То есть технологии, имеющей возможность синтезировать любое устойчивое химическое вещество. Иными словами, возможно задумать какую-нибудь молекулу, изобразить ее структуру, теоретически рассчитать ее устойчивость и затем искать пути синтеза.

Да синтеза не простого, а "позиционного", подразумевающего поатомную сборку требуемой молекулы с доставкой атомов в нужное нам место. Синтез происходит в соответствии с законами химии, но эти законы в условиях поатомной сборки действуют иначе, чем при проведении химических реакций, а преодоление активационных барьеров может происходить за счет механической энергии.

Итак, если мы имеем возможность двигать атомы по поверхности с помощью такого мощного средства, как СТМ (то есть манипулировать ими), то что нам стоит из этих атомов собрать какую-нибудь сверхсложную молекулу? Или наноробота, который будет потом сам создавать себе подобных? Или хотя бы помечтать об этом :)?

В 1986 году вышло первое издание книги Эрика Дрекслера "Машины создания" ("Engines of Creation"). В его понимании молекулярная технология - создание функциональных структур и устройств путем их сборки атом за атомом или молекула за молекулой с помощью программируемых роботов (ассемблеров), способных к самовоспроизведению (репликации). По расчетам, ассемблер, снабженный молекулярным компьютером, может иметь массу не более 109 а.е.м. Смело, не правда ли?

Что смогут делать эти самые нанороботы? Тут обычно фантазия начинает работать на полную катушку. Они смогут делать все! Включая колбасу. Из подручных материалов!

В области медицины возможно создание роботов-врачей, которые способны "жить" внутри человеческого организма, устраняя все возникающие повреждения или предотвращая их возникновение. Теоретически нанотехнологии способны обеспечить человеку физическое бессмертие за счет того, что наномедицина сможет бесконечно регенерировать отмирающие клетки.

А чего стоит понятие "серой слизи", уже давно бытующее среди теоретиков нанотехнологии! Допустим, что создан наномеханизм, способный за несколько минут из находящихся поблизости атомов воссоздавать себе подобного. Два механизма, четыре, шестнадцать... Нетрудно видеть, что через некоторое сравнительно небольшое время они все на Земле сожрут, и планета покроется слоем "серой слизи" - размножившихся нанороботов.