Линки доступности

Наука и техника Нанотехнология: перспективы и угрозы


Программа «Говорите с Америкой» 18 января 2005 г.

Интерактивные передачи «Говорите с Америкой» с участием приглашенных экспертов и радиослушателей выходят в эфир с понедельника по пятницу в 21 час по московскому времени. Вы можете также слушать их в записи на нашем сайте после выхода в эфир.

Участники программы:

Леонид Федичкин, доктор физических наук, доцент университета Кларксона в штате Нью-Йорк, специалист по квантовым компьютерам

Анвар Захидов, профессор, доктор физических наук, заместитель директора Института по нанотехнологиям в университете Техаса в Далласе

Али Алиев, Институт нанотехнологий в университете Техаса в Далласе, приглашенный профессор из Узбекистана

Сергей Ли, профессор, заведующий лабораториями Института нанотехнологий в Университете Техаса в Далласе

Лев Наврозов, американский журналист и публицист, лауреат премии Эйнштейна за выдающиеся интеллектуальные достижения, автор многочисленных публикаций о применениях нанотехнологий в военных целях

Ведет передачу Инна Дубинская

«Голос Америки»: Только что ЦРУ США опубликовало доклад «Мир в 2020 году». По прогнозам доклада, к 2020 году сильнейшими державами мира станут Китай и Индия. В числе причин в докладе названы дешевая рабочая сила и развитие новейших технологий, в том числе нанотехнологии. Но, как известно, у технического прогресса, как у любого хорошего лекарства, всегда есть побочные явления. Чего больше вы видите в перспективах развития и применения нанотехнологий – преимуществ или опасностей для человечества?

Леонид Федичкин: Не следует ожидать каких-то новых серьезных опасностей или преимуществ. Произойдет некоторое улучшение жизненных параметров, но принципиально нанотехнологии развитие человечества не изменят.

Анвар Захидов: Физика подошла к тому пределу, после которого мы не можем улучшать компьютеры, делать их более быстродействующими, меньшими по размеру. На сегодняшний единственная альтернатива – работа с объектами, которые в десять раз больше атома. Весь мир этим сейчас занимается, включая и Китай, хотя они в этом не слишком преуспели. Нанотехнология принесет кардинальные прорывы, поэтому сейчас говорят о грядущей второй индустриальной революции нанотехнологий. Мы знаем, что нефть и уголь скоро выгорят. Единственная возможность избежать энергетического кризиса – солнечная энергия, которую можно превращать в водород и кислород и дальше использовать в виде электричества. В нашем институте ведется работа по наноструктурированным солнечным батареям, которые используют пластики, необычные полимеры, углеродные шарики и углеродные нанотрубки.

«Г.А.»: На начало 2005 года уже было заявлено проведение в этом году восьмидесяти двух международных конференций и семинаров по нанотехнологии. В прошлом году их состоялось более ста пятидесяти на всех континентах. Давайте напомним нашим слушателям, что такое нанотехнология и в каких областях она может применяться.

А.З.: Нанотехнология – это технология, которая создает или управляет объектами, размер которых в одном направлении меньше ста нанометров. Нанометр – это десять миллиардных метра, или десять ангстрем, или, грубо говоря, десять атомов, выстроенных в цепочку, что в 50 тысяч раз тоньше человеческого волоса. Мы как раз и создаем такие объекты – например, нанотрубки, тонкие, пустые внутри волоски, стенки которых сделаны из одного слоя атомов углерода.

Как известно, атом углерода уникален. Мы с вами состоим из углерода и водорода, из углерода состоит тот уголь, который мы сжигаем, самые прочные и красивые алмазы состоят тоже из углерода. Ученые нашли четвертую форму углерода (наряду с обычным углем, графитом и алмазом) – наноструктурированный карбон. Это карбоновые нанотрубки, или шарики-фуллерены, похожие на футбольный мяч и обладающие уникальными свойствами. Одна из областей нанотехнологии – создание тончайших волосочков, из которых можно сделать, например, транзистор. Если такой волосок уложить между двумя электродами и пускать по нему ток, то это база нового компьютера, и IBM этим занимается.

«Г.А.»: Как работают квантовые компьютеры с применением нанотехнологий?

Л.Ф.: Уменьшая размеры структур, мы приближаемся к моменту, когда мы чувствуем дробность вещества и число атомов структур. Размеры наноструктур измеряются десятками, сотнями и тысячами атомов, то есть каждый атом имеет значение. Приближаясь к этим размерам, мы чувствуем, что в силу вступают уже не классические законы, а законы квантовой механики, то есть мелкие структуры ведут себя как квантовые объекты, а не как классические. Проявляется это в том, что многие объекты ведут себя парадоксальным образом: например, электрон может находиться одновременно в ста разных местах.

На базе квантовых объектов можно построить компьютеры, работающие по квантовой логике, предсказанной еще в 30-е годы. Она не отрицает обычную житейскую аристотелеву логику, а включает ее как элемент, но добавляет множество операций, выглядящих абсурдно с классической точки зрения. Используя эти операции, компьютер может позволить ускорить многие вычисления в миллионы и миллиарды раз. Имея классический квантовый компьютер, мы могли бы расшифровывать любые секретные шифры с открытым ключом, по которым, в частности, производятся покупки в интернете с использованием кредитных карт, или секретную электронную почту.

«Г.А.»: В 2002 году президент России подписал документ под названием «Основы политики РФ в области развития науки и технологий на период до 2010 года и дальнейшую перспективу». В нем предусматривается, в частности, ускоренное развитие нанотехнологий. Двумя годами ранее США приняли приоритетную комплексную программу, названную «Национальная нанотехнологическая инициатива», цель которой – обеспечить лидерство Америки в первой половине XXI века. В 2003 году на эту программу, по сообщению российского источника, было ассигновано почти 711 миллионов долларов, а начиная с этого года, планируется выделить еще 3,7 миллиардов долларов. Лев Наврозов, вы неустанно предупреждаете на политико-аналитическом веб-сайте Newsmax.com о безусловном и, по вашему мнению, опасном лидерстве Китая в развитии нанотехнологий. Кто же в мире все-таки впереди?

Лев Наврозов: Существует много областей нанотехнологий. Первая – молекулярное нанооружие. По моим исследованиям, в Америке ничего не делается для создания нанооружия, так как Конгресс не отпустил на это денег. А не отпустил он потому, что мы знаем, что Китай – это самая мирная, чудесная страна, в которой не может быть никаких дурных замыслов. Наше обсуждение похоже на обсуждение в 1938-м году Германии Гитлера. Перед нами – Китай, крупнейшая диктатура в истории человечества. Там занимаются военной нанотехнологией 50% студентов, в то время, как в Америке всей нанотехнологией занимается 5%.

А.З.: Точка зрения Льва Наврозова довольна любопытна. Я согласен с тем, что в Америке все разработки носят мирный или оборонный характер. В Бостоне создан институт нанотехнологии солдата, большие концерны создают «солдата будущего», его нанотехнологическое обмундирование. У него будет шлем, отражающий и захватывающий пули, на нем будет форма легче существующей 50-килограммовой. Форма будет самозалечивающей – если возникнет рана, она впрыснет лекарство и сообщит по спутниковой связи, где лежит раненый солдат. Для обороны, для солдата, который хочет стоять против террориста, чтобы освободить заложников, нанотехнология несет много хороших вещей. Будет компьютер, который помещается на рукаве, гибкий экран, на котором можно все время смотреть, что происходит, связываться с командным пунктом и т. д. Это все не за горами, все разрабатывается в Америке. Ведутся работы в области биологии – например, доставка лекарств с помощью наночастиц. Наночастицы посылаются по крови, которые доходят до опухоли. Потом туда посылается инфракрасное излучение, и опухоль как бы взрывается за счет перегрева квантовыми точками.

Али Алиев: Несколько слов о фотонных кристаллах. Эти структуры размером 10-100 нанометров уникальны тем, что их параметры близки длине света, который мы видим. Управляя размерами и укладкой шаров этой структуры, мы можем создавать различные материалы с запрещенной зоной в определенном направлении. Другими словами, цвет может распространяться в одном направлении и быть запрещенным в других. Это меняет цвет, физические свойства этого материала. Таким образом мы можем создавать направленные волноводы для света, высокоэффективные лазеры, диоды. Кристаллы, которые мы выращиваем, смогут применяться в камуфляжных системах. Объекты, в том числе одежда солдат, могут менять цвет в инфракрасном диапазоне, и тогда солдата не будет видно в приборах ночного видения.

«Г.А.»: Существуют ли какие-то договоры или правила, ограничивающие или защищающие научные исследования от вторжения?

А.З.: Существует международная система, которая защищает права авторов и изобретателей. Мы патентуем свои исследования. Организации типа МАГАТЭ по нанотехнологиям пока нет, и я не уверен, возникнет ли она. Она может возникнуть, если есть какие- то секретные программы по созданию нового биологического оружия на размере наноструктур.

«Г.А.»: Еще сложнее создать такую систему защиты в пространстве интернета. Как вам видится решение этой проблемы?

Л.Ф.: Не стоит сильно вырываться вперед в области применения нанотехнологий в военной сфере, потому что такой рывок вперед неизбежно вовлечет в производство тысячи людей, будут утечки, из-за которых другие страны получат эти технологии почти бесплатно. Таким образом, пытаясь обороняться, мы можем спровоцировать больший вред и вооружить всех врагов. Второе: Китай (по крайней мере в моей области) пока очень сильно отстает от США и России. Я не вижу больших признаков того, что в области компьютеров в ближайшие 10 лет он может вырваться вперед. Общение с китайскими учеными показывает, что наука в Китае довольно громоздка и затратна, это административная система, которая тратит довольно большие деньги, выкачиваемые из производства обычных товаров, а результаты получаются только при вложении очень больших сумм денег. Реально в обычных компьютерах уже используется процессор-пентиум, изготовленный по норме 90 нанометров. Мы уже как потребители — не в военной, а в гражданской сфере — можем купить компьютер, использующий применение самых передовых технологий.

<Звонок из Германии>: Насколько исследования в нанотехнологии развиты в Европе?

А.З.: Я думаю, что Европа далеко опережает Китай в области углеродных нанотрубок, фуллеренов, фотонных кристаллов. Германия, Франция, Италия – каждая из этих стран имеет свою программу.

Сергей Ли: Важно упомянуть влияние нанотехнологий на окружающую среду. Мы используем маски, стараемся обезопасить наших студентов, так как хорошо известно, что наночастицы каталитически активны и могут нанести вред организму. Продукты, разрабатываемые нами, – нанокомпозиты для солнечных элементов, наноструктуры, которые могут быть использованы для преобразования тепловых потерь окружающей среды. Исследования по наноструктурированию солнечных элементов активно ведутся в Европе и в Японии.

«Г.А.»: Ученым в принципе до сих пор не известно, какими могут быть последствия непосредственного контакта человека с наночастицами, и об этом предупреждает Лев Наврозов, когда говорит о создании пост-ядерного супероружия.

<Звонок из Франции>: Европа активно работает в области нанотехнологий. Я, в частности, работаю в области нанопорошков. Человечество так развивается, что все передовые идеи всегда идут через оружие. Поэтому я думаю, что сейчас нет смысла обсуждать, работает нанотехнология в оружии или нет. Мы найдем мужество и решение выпутаться из этой ситуации, а нанотехнология все равно будет развиваться и пройдет через это, как прошло через электричество и атом.

«Г.А.»: Какие, по вашему мнению, достижения нанотехнологии и в каких странах в ближайшем будущем могут оказать заметное влияние на экономический и политический статус этих стран?

Л.Ф.: Основная польза от нанотехнологии будет в сфере быстродействующих компьютеров.

А.З.: Это будет новая область, напрямую связанная с нанотехнологией, – спинтроника.

XS
SM
MD
LG