Что такое нанотехнология?

Нанотехнология - это научная, теоретическая и инженерная дисциплина, связанная с технологическими конструкциями, размеры которых измеряются в нанометрах или миллиардных долях метра. Примером может служить изучение и применение углеродных нанотрубок, крошечных трубок из углерода длиной несколько нанометров (приблизительно 1/50 000 от ширины человеческого волоса), длиной от нескольких десятков нанометров до нескольких миллиметров. Углеродные нанотрубки являются самым прочным и жестким материалом, который когда-либо был обнаружен на Земле, в 500 раз прочнее и в десять раз легче стали.

Чтобы оценить ценность нанотехнологий, нужно понимать, что практически все технологии в истории цивилизации были построены в полном незнании ее наноразмерных свойств. Однако эти свойства оказывают огромное влияние на объемные характеристики материала в макромасштабе. Например, современные металлические доспехи обычно имеют триллионы крошечных наноразмерных отверстий и деформаций в них из-за неточности производственного процесса. В совокупности эти крошечные отверстия заметно снижают прочность материала, облегчая проникновение пули или взрыва. Если бы броня была изготовлена ​​с наноразмерной точностью, ее можно было бы сделать в несколько раз более эффективной. Изучение таких свойств относится к области нанотехнологий.

Помимо работы над тем, как сделать объемные материалы более прочными или более полезными, нанотехнологии также фокусируются на крошечных машинах или конструкциях. Например, транзисторы в компьютере, который вы используете сейчас, вероятно, находятся на расстоянии менее 50 нанометров друг от друга, что позволяет максимально увеличить их доступное пространство. В ближайшем будущем схемотехнические схемы начнут раздвигать границы миниатюризации с использованием существующей парадигмы, заставляя переключиться на какой-то другой подход. Ученые в области нанотехнологий изучают именно это, и миллиарды долларов ежегодно вкладываются в эту область.

Конечная цель нанотехнологии - точный контроль структуры вещества. С помощью новейшего нанотехнологического производственного устройства можно превратить грязь в мелкие стейки, используя сети наноразмерных манипуляторов, которые перестраивают молекулы углерода в подходящем порядке. Атомы в обоих одинаковы - много углерода - просто их расположение отличается. Передовые нанотехнологии могут позволить нам создавать наноразмерные медицинские устройства, которые плавают по нашим артериям, удаляя зубной налет и восстанавливая повреждение тканей. Такие машины могут однажды позволить нам жить бесконечно, просто восстанавливая ущерб, нанесенный старением, прежде чем он сможет накопиться и стать смертельным.