Коралловый Клуб

Нанометр (от греч. nano – карлик) – физическая единица измерения, равная одной миллиардной части метра. На таком расстоянии может вплотную расположиться около 10 атомов. Как известно, учёным, впервые применившим нанометр, был Альберт Эйнштейн, в 1905 году теоретически доказавший, что размер молекулы сахара равен 1 нм. И только лишь спустя 26 лет немецкие физики Макс Кнолл и Эрнст Руска (лауреат Нобелевской премии 1986 года), изобрели электронный микроскоп, способный обеспечить 15-кратное увеличение. Он и стал прообразом нового поколения сходных устройств, при помощи которых можно было заглянуть в наномир.

1932 год. Изобретение голландским профессором Фрицем Цернике фазово-контрастного микроскопа. Он являлся вариантом оптического микроскопа и улучшил качество показа мелких деталей изображения. Цернике исследовал при помощи этого микроскопа живые клетки. До изобретения фазово-контрастного микроскопа Цернике, для исследования живых клеток необходимо было применять разные красители, которые убивали живые ткани. Цернике не раз предлагал свой микроскоп фирме «Цейс», но её  менеджеры не смоги осознать его перспективы. На сегодняшний день подобные микроскопы широко используются в медицине.

1939 год. Выпуск Компанией Siemens (здесь же работал Руска) первого коммерческого электронного микроскопа с разрешающей способностью 10 нм.

29 декабря 1959 года – день рождения нанотехнологий. Ричард Фейнман (лауреат Нобелевской премии 1965 года) – профессор Калифорнийского технологического института, прочитал лекцию «Как много места там, внизу» перед Американским физическим обществом, в которой отмечалась возможность применения атомов в качестве исходных строительных частиц.

1966 год. Изобретение пьезодвигателя американским физиком Расселем Янгом, который работал в Национальном бюро стандартов. Пьезодвигатель используется сегодня для позиционирования наноинструментов с точностью до 0,01 ангстрем (1 нм = 10 ангстрем), а также применяется в сканирующих туннельных микроскопах.

1968 год. Обоснование теоретической возможности применения нанотехнологий в решении проблемы обработки поверхностей, а также получения атомной точности при изобретении электронных приборов исполнительным вице-президентом Компании Bell – Альфредом Чо и сотрудником её отделения по исследованиям полупроводников Джоном Артуром.

1971 год. Выдвижение идеи прибора Topografiner Расселем Янгом. Данный прибор является прообразом зондового микроскопа. Такие длительные сроки разработки и создания подобных устройств можно объяснить тем, что наблюдение за атомарными структурами способствует изменению их состояния, и поэтому нужны были качественно новые подходы, способные не разрушить исследуемое вещество.

1974 год. Предложение термина «нанотехнология» японским физиком Норио Танигучи, который работал в Токийском университете. Это название быстро завоевало популярность в научных кругах и используется по сей день. Нанотехнология – это процесс разделения, сборки и изменения материалов при воздействии на них одной молекулой или одним атомом.

1982 год. Создание сканирующего туннельного микроскопа (СТМ) в Цюрихском исследовательском центре IBM физиками Генрихом Родером (лауреат Нобелевской премии в 1986 году совместно с Эрнстом Русской) и Гердом Биннигом. Данный микроскоп позволял строить 3-мерную картину расположения атомов на поверхностях проводящих материалов.

1985 год. Открытие фуллеренов американскими химиками Гарольдом Крото, Робертом Керлом (лауреат Нобелевской премии 1996 года) и профессором Райсского Университета Ричардом Смэлли. Фуллерены – это состоящие из 60 углеродных атомов молекулы, расположенные в сферической форме. Этим же учёным впервые удалось измерить объект размером в 1нм.

1986 год. Создание сканирующего атомно-силового микроскопа Гердом Биннигом. Данный микроскоп открыл возможность, наконец, визуализировать атомы любых материалов и манипулировать ими.

1986 год. Выпуск книги «Машина созидания», написанной американским учёным Эриком Дрекслером, который работал в лаборатории искусственного интеллекта Массачусетского технологического института. В этой книге была выдвинута концепция универсальных молекулярных роботов, способных работать по заданной программе, а также собирать всё, что угодно (в т. ч. и себе подобных) из подручных материалов.

1987-1988 годы. В НИИ «Дельта» заработала I Российская нанотехнологическая установка под руководством П. Н. Лускиновича. Эта установка осуществляла направленный уход частиц с острия зонда микроскопа под действием нагрева.

1989 год. Двое учёных из Калифорнийского научного центра IBM: Эдвард Швецер и Дональд Эйглер смоги выложить название своей компании на кристаллах никеля 35 атомами ксенона.

1991 год. Использование фуллеренов для создания углеродных нанотрубок диаметром 0,8нм японским профессором Сумио Лиджима, который работал в компании NEC. Именно на их основе сегодня выпускаются материалы, которые обладают в 100 раз большей прочностью, нежели сталь.

1991 год. В США  начала работать I нанотехнологическая программа Национального научного фонда. Подобной же деятельностью  занялось и правительство Японии. В Европе же действующая поддержка аналогичных исследований на государственном уровне началась лишь в 1997 году.

1996 год. Ричард Смэлли (США), сэр Гарольд Крото (Великобритания) и Роберт Керл (США), как уже отмечалось, стали лауреатами Нобелевской премии «за открытие фуллеренов».

1997 год. Объявление Эриком Дрекслером о том, что к 2020 году станет реальностью промышленная сборка наноустройств из отдельно взятых атомов. До сего времени все его прогнозы реализовывались даже с опережением.

1998 год. Создание транзистора на базе нанотрубок, которые использовались в качестве

молекул, голландским профессором Технического университета города Делфтса Сизом Деккером. Для создания транзистора Деккеру пришлось первым в мире измерить электрическую проводимость нанотрубок.

1998 год. Запуск программы по развитию наноэлектроники«Astroboy» в Японии. Эта программа обладала способность ю работать в условиях космического холода, а также при температуре выше 1000⁰С.

1999 год. Разработка единого принципа манипуляции одной молекулой, а также цепочкой молекул американскими учёными – профессором химии Джеймсом Туром (Райсский  университет) и профессором физики Марком Ридом (Йельский университет).

2000 год. Немецкий  физик Франц Гиссибл смог разглядеть субатомные частицы в кремнии.

2000 год. Предложение Робертом Магерле технологии нанотомографии – разработки 3-мерной картины внутреннего строения вещества с разрешением 100нм. Финансирование проекта осуществила Компания Volkswagen.

2000 год. Открытие Национальной нанотехнологической инициативы (NNI) правительством США, которое выделило на это направление 270 млн. долларов из своего бюджета, а частные компании вложили в 10 раз больше.

2001 год. Превышение реального финансирования NNI запланированного (422 млн.) на 42 млн. долларов.

2002 год. Получение единого наномеханизма Сизом Деккером путём соединения углеродных трубок с ДНК. Финансирование NNI составило 697 млн. долларов, что на 97 млн. долларов было больше плана.

2003 год. На NNI отпущено 770 млн. долларов.

Как видно из вышесказанного, с каждым годом цифры, получаемые благодаря нанокластерным технологиям, растут быстрыми темпами. Сегодня эти цифры достигают десятков миллиардов долларов. И это ещё не предел!

В 1996 году сэр Гарольд Крото (Великобритания), Ричард Смэлли (США) и Роберт Керл (США) получают Нобелевскую премию «за открытие фуллеренов»

Нанотехнология – уникальная область науки, имеющая возможность оперировать отдельными атомами и молекулами вещества. Как обычно бывает, авторитетные учёные скептически относятся ко всем малоисследованным и необычным веяниям, сдержанно оценивают потенциалы разных областей естествознаний, а также крайне редко занимаются прогнозами и неохотно меняют свои позиции. Именно так было в истории практически всех научных дисциплин, поэтому крайне удивительным  и необычным является перемена во взгляде к нанотехнологиям научных кругов. Вплоть до 1998 года, в год, когда впервые появился первый транзистор наномасштаба, возможности применения технологий с использованием нанокластерных частиц считались фантастикой. Далее, в течение 2-3 лет, авторитетные умы сменили свой гнев на милость, и уже предсказывался срок (ближайшие 15-30 лет) для возможности появления первых прикладных проектов с использованием нанотехнологий. Но прошло всего 4 года, и человечество захлестнула волна сообщений о созданных и успешно работающих наноустройствах, которые собраны из одинарных атомов или молекул, а также созданных при помощи нанотехнологий новых материалах. На сегодняшний день такого рода сообщения воспринимаются людьми как должное и очевидное.

С чем же связаны такие перемены? В первую очередь, с быстрейшим ростом инвестиций в нанотехнологии, приведшим к первым сенсационным достижениям, а также с заманчивыми потенциалами, предсказанными авторитетными футурологами. Ведь механизмы, созданные с помощью нанотехнологий, теоретически способны собирать любые вещи из отдельно взятого подручного материала, что может привести к массовому изобилию.

В 2003 году инвестиции частных компаний и государственных структур на нанотехнологии в сумме составили 6 млрд. долларов. Хотя, ещё в 1998 году суммарный объём этих расходов был на 2 порядка ниже!

В 2003 году суммарный расход всех государств мира на нанотехнологии составил 2 млрд. долларов. Нанотехнология стала самой финансируемой научной областью. По последним данным министерства торговли, в 2015 году спрос на услуги нанотехнологического рынка составит 1000000000000 долларов! К тому времени в сфере нанотехнологий будет трудиться 2 млн. работников.

На смену проекта «Геном человека» пришёл новый проект «Геном эпитаксиального слоя человека», способный фиксировать разнообразные химические процессы, приостанавливать или запускать работу разных генов человека. Подобную работу можно выполнить лишь на базе современных достижений нанотехники. С помощью нанотехнологий учёным удалось расшифровать генетический код вируса атипичной пневмонии.

Компания Rutgers работает над наномотором (проект Viral Protein Nano Motor), предназначенным для устройства, способного перемещаться по сосудистой системе человека, и восстанавливающего, таким образом, нарушенную структуру клеток. И это ещё не всё. Крупнейшие учёные занимаются разработкой и созданием различных систем клеточной доставки медикаментов и нутриентов (питательных веществ), подразумевающих транспорт питательных и целебных молекул непосредственно в клетки.

На сегодняшний день открыты максимальные возможности для проведения экспериментов с нанотехнологиями на стыке разнообразных направлений науки. И в самом ближайшем будущем нам предстоит познакомиться со множеством удивительных и уникальных находок в этой сфере.

В нанометровом диапазоне (1-100нм) происходит изменение физических и химических характеристик веществ. Биологические и химические свойства веществ приобретают тесную связь с физикой поверхности, и при этом возникает возможность создания новых свойств.

Наука о нанокластерах – новая междисциплинарная область, которая имеет большое количество различных разветвлений. И на сегодняшний день накоплен огромный методический, экспериментальный и теоретический материал об уникальных возможностях нанокластерной технологии.

Нанокластеры (нанокристаллы) представляют собой мельчайшие частицы с упорядоченным строением, размеры которых колеблются от 1 до 100нм. Пластинчатые и нитевидные частицы могут иметь в своём составе намного больше атомов, а также иметь от одного до двух линейных размера, которые превышают пороговое значение, но, тем не менее, их характеристики остаются свойственными для веществ в состоянии нанокристаллов.

Используя эту уникальную науку под названием «нанотехнология», Компания RBC смогла развить новейшую линию пищевых и косметических продуктов, которые получили название «Nano Ceuticals» (нанокластеры).

Нанокластерные продукты Компании RBC способны:

1)      увеличивать гидратацию тканей и оказывать, таким образом, омолаживающее действие;

2)      нейтрализовывать свободные радикалы, т. е. обладать антиоксидантной активностью;

3)      значительно уменьшать количество молочной кислоты в период физических упражнений;

4)      приводить к эффективному усваиванию организмом всех питательных веществ.

Университет Райса (Rice University), алма-матер основоположника Компании RBC Клинтона Ховарда, был одним из ведущих центров в Революции нанотехнологической науки. В 1985 году 3 профессора Университета Райса: Гарольд Крото, Рик Смоллей и Роберт Керл, обнаружили наноразмерную молекулу, имеющую геодезическую форму и состоящую из 60 углеродных остатка. Эта молекула обладала свойством суперпроводимости, и обещала, таким образом, значительный прогресс в контроле электронов и много других выгод для современного общества.

Через 11 лет, в 1996 году, команда Университета Райса была удостоена Нобелевской премии по химии.

Школа при Университете Райса проектирует и проводит различные семинары по нанотехнологии, участвует в развитии внешней промышленности. Члены команды учёных RBC также посетили обучающие семинары этой школы.

Нанотехнология имеет перспективу для создания новейших передовых БАД RBC, а также косметических продуктов с применением нанокластеров.

Наличие нанокластеров в БАД к пище способствует максимальному усвоению питательных веществ и обеспечивает оптимальное действие любых БАД. Мельчайшие частицы нанокластеров имеют отрицательный заряд и способствуют ускорению ассимиляции, абсорбции и полному усвоению организмом человека всех питательных веществ.

Нанокластеры способствуют защите клеток от губительного действия свободных радикалов, т. к. обладают сильными антиоксидантными свойствами.. Кроме того, нанокластеры способны оказывать регулирующее действие на локальную активность.

Таким образом, можно с полной уверенностью утверждать, что будущее со звучным названием «нанотехнология» уже реально. В материалах Национальной инициативы для поддержки науки о нанокластерах звучала фраза: «Следующая промышленная революция». Эта фраза была напечатана на поверхности, имеющей размеры меньше ширины волоса человека буквами шириной 50 нм.