А что это?

Нанотехнология — совокупность методов, позволяющих создавать различные продукты с заранее заданной атомарной структурой. К нанотехнологиям относят любые работы с объектами размером до 100 нм, а так же с макроскопическими объектами при условии, что структура этих объектов контролируется на уровне отдельных атомов. 

Сегодня нанотехнологии находятся только на самом начальном этапе своего развития. Теоретически с помощью нанотехнологий можно создавать бесконечное количество объектов с заранее заданными свойствами. Все, что для этого требуется, — это спроектировать атомарную структуру, которая обладала бы желаемыми свойствами, а затем собрать эту структуру из отдельных атомов. К сожалению, вторая часть работы на сегодняшний день крайне сложно достижима. 

нанороботОчевидно, что с отдельными атомами нельзя работать так же как с обычными макроскопическими объектами. В микромире многое по-другому. Например, силы Ван-дер-Ваальсового взаимодействия, ничтожно малые в привычном для нас макроскопическом мире, начинают играть очень важную роль, когда речь идет о взаимодействии отдельных молекул. Именно поэтому для того, что при помощи нанотехнологий можно было действительно создавать различные продукты, сначала необходимо создать наноробота, который бы и выстраивал атомы в необходимом порядке. Помимо того, что наноробот должен строить заданные объекты, он должен ещё строить самого себя, то есть обладать способностью к размножению, иными словами являться репликоном. 

Итак, главная задача, которая стоит перед нанотехнологиями на нынешнем этапе их развития, — это заставить атомы и молекулы самогруппироваться определенным образом. То, что это задача в принципе может быть решена, следует из факта существования на Земле молекул, способных к самоорганизации. Эти молекулы — биополимеры (белки и нуклеиновые кислоты). 

Одним из существующих на данный момент методов сближения двух молекул, является метод на основе самосборки комплементарных цепей ДНК. Суть метода заключается в следующем. Берут две одноцепочечные молекулы ДНК, комплементарные друг к другу, и к каждой из цепочек при помощи обычных химических методов присоединяют по одной молекуле, которые и должны быть сближены в целевой конструкции. Обе цепи помещают в одну емкость, в которой происходит самопроизвольное образование двойной спирали ДНК, и две «пришитые» молекулы оказываются рядом с друг с другом. Саму ДНК можно впоследствии легко уничтожить. 

Примером удачного применения самособирающихся белков в нанотехнологии является использование генетически модифицированных вирусов в качестве шаблонов для нанопроводов из полианилина. Так уже был создан достаточно длинный нанопровод на стержнеобразном вирусе табачной мозаики. 

Однако наиболее перспективными биополимерами, которые могут использоваться в нанороботехнологиях, являются молекулы РНК. Технически работать с ДНК просто, но их основным недостатком является низкое пространственное разнообразие. Белки могут образовывать самые различные трехмерные конструкции, но работать с ними значительно сложнее. Таким образом, молекулы РНК, объединяющие в себе высокую пространственную вариабельность белков и неприхотливость ДНК, являются идеальным объектом для нанотехнологий.
Несмотря на то, что нанороборепликатор все ещё не создан, ученым уже удалось сконструировать целый ряд различных нанообъектов

нанотрубкиНедавно было разработано настоящее нанорадио. Создателям этого крошечного приемника, находящегося в колбе с вакуумом и состоящего из электрода и нанотрубки, удалось даже послушать на нем музыку группы «Beach Boys». Применять такое нанорадио можно в медицине для мониторинга кровеносной системы. 

Создание настоящих нанокомпьютеров и нанохранителей информации пока мечта. Но если бы такие устройства были созданы, то на хранителе информации размером с плеер iPod можно было бы записать все видеоролики всемирно популярного ресурса You Tube. Уже сегодня исследователи компании IBM приблизились к той черте, когда один отдельный атом сможет выполнять функцию хранения одного бита информации.

Rambler's Top100