nanoteknologia

Kaikki ihmistoiminta, jota enemmistö ei ymmärrä, joutuu välittömästi myytyjen kanssa. Tämä vaikutti luonnollisesti myös nanoteknologian, tärkeimpään nykyaikaiseen tieteelliseen ja teknologiseen hankkeeseen. Jokainen on kuullut tästä, mutta harvat ymmärtävät suuntauksen olemuksen.

Useimmat uskovat, että nanoteknologia on atomien manipulointi ja mikro-esineiden kokoaminen niistä. Mutta tämä on tärkein myytti. Myyttejä syntyy tietämättömyyden tai tiedon puutteen takia, toinen vaihtoehto on harhaluuksien tahallinen implantaatio, jotta se herättää huomiota ja siten investointeja.

Nanoteknologiaprojektin tapauksessa myytit edes auttoivat käynnistämään prosessia. Hulluilla on kuitenkin yllättävä omaisuus – he ovat syntyneet, he jatkavat elämäänsä.

Todellinen nanoteknologia on niin vastoin myyttejä jotka aiheuttavat sekaannusta ihmisiä, vastustuksensa ja jopa kieltäminen jopa olemassaolon tällä alueella. Siksi pohdimme perus myyttejä nanoteknologiasta.

Nanoteknologian perustaja ja ideologi on Richard Feynman. Tämä myytti on ehkä kaikkein vaarattomampi. Se syntyi vuonna 1992 yhden nanoteknologian profeettojen Eric Drexlerin puheen aikana senaatin komissiossa. Jotta hanke voidaan havaita ja kehittyä, lehtori viittasi Richard Feynmanin, elementaarisen hiukkasfysiikan ja kvanttikenttäteorian asiantuntijoihin. Tosiasia on, että tiedemies oli Nobelin palkinnon saaja ja se oli salamaton valta poliitikkojen silmissä. Feynman kuoli kuitenkin vuonna 1988, eikä hän voinut kumota tätä väitettä. Todennäköisesti hän olisi yksinkertaisesti nauranut, koska hän oli kuuluisa jokeri. Maineikas opimme jonka aikana lausuttiin legendaarinen lause: “Tunnetut periaatteet fysiikan eivät kiellä luoda esineitä” atomi “katsottiin yleisesti työtovereiden yhtenä suurena vitsinä, mutta ajattelin, että manipulointi atomien on mahdollista, kuulosti Seuraava Drexler .. luovasti kehitteli ideaa, joka muodosti perustan pääelinkeino myyttejä.

Nanoteknologia on jätteetöntä.

ilmeisesti objektin luonnista atomi, ei voi olla jätettä. tämä ajattelutapa on luonnostaan ​​ihmisiä, jotka katsovat manipuloinnin atomien vain kuvia. Ei ole tupakointi putkien ja viemäreihin. Näyttäisi vetää atomin etäisyydellä nanometrin ja energian ei juuri tarvita. Kysymys, jossa kaikki kestää atomin rakentaa, on suorastaan ​​hävytöntä. Useimmat ihmiset ovat huonosti edustettuina tuotantoteknologialla, mutta loppujen lopuksi atomeja ei ole varastossa ennakkotilassa? Kun teollisuustuotteita kulutetaan, emme keskitytään niiden yhteyteen tällaisen haitallisen kemianteollisuuden kanssa. Se, joka kuluttaa öljyä, kaasua ja malmia hänen tarpeisiinsa. Mutta nanotekniikan mukaan monien mukaan kaikki tämä ei ole välttämätöntä – tarvitaan vain yksittäisiä atomia. Tämä on kuitenkin vain idyllti, atomit itsessään ovat olemassa vain tyhjiössä, lukuun ottamatta inerttejä kaasuja. Muissa tapauksissa ne tulevat vuorovaikutukseen ja muodostavat uusia kemiallisia yhdisteitä – tämä on asioiden luonne. Lisäksi kaikki teknologiat edellyttävät asianmukaisia ​​työkaluja, joiden avulla tuotantoa toteutetaan. Teho ja tunneli mikroskoopit, steriilit laboratoriot yleensä, hämillään mielikuvitusta, esittelevät esineitä tulevaisuudesta. Kaikki tämä, samoin seinät, katto ja säätiö kokoontuvat tavalliseen tapaan, ei ei-jäteatomista. Jonain päivänä ihmiskunta luo ehkä jätteettömän ja ympäristöystävällisen tuotannon, mutta se luodaan muun teknologian ja muiden periaatteiden avulla.

Nanomakkojen olemassaolo.

Aluksi se oli erilainen tekniikka. On selvää, että nanomittakaavassa on oltava asianmukainen manipulaattori. Vaikuttaa siltä, ​​että niiden kokoa voidaan pienentää suhteellisesti, järjestämällä pienoiskoottajia, jotka poraavat ja leimaavat yksityiskohtia. Tämä lähestymistapa on kuitenkin yksinkertainen.Mikrotasolla se toimii edelleen, joka on mikroelektromekaanisia laitteita, joita käytetään autoissa, tulostimissa, ilmastointilaitteissa, antureissa ja indikaattoreissa. Jos katsot niitä mikroskoopilla, löydät tavalliset akselit ja vaihteet, männät, venttiilit ja peilit. Nanoobjekteilla on kuitenkin ominaisuuksia, jotka eroavat makro- ja mikroobjekteista. Et voi. Esimerkiksi transistorien koon pienentämiseksi nykyisestä 45 nm: stä 10: een, koska ne eivät voi toimia – elektronit tunkeutuvat eristyskerroksen läpi. Ja liitäntäjohdot eivät voi olla paksuja atomeissa, eikä niitä kulje läpi. Tällainen muotoilu joko hajoaa lämpöliikkeen vaikutuksesta tai törmää pinoon ja katkaisee sähkökosketuksen. Samoin esineiden mekaaniset ominaisuudet. Pienemmällä koollaan suhde tilavuuteen kasvaa ja kitka kasvaa. Tämän seurauksena nanoobjektit alkavat kirjaimellisesti tarttua toisiinsa tai muihin pintoihin, jotka näyttävät olevan tasalaatuisia. Jos joudut kävelemään pystysuorassa seinässä, mutta se voi olla hyödyllinen, mutta jos laite tarvitsee liukumaan tai kävelemään – niin päinvastoin on totta. Liikkuminen vaatii liikaa energiaa. Jopa nanomyatnik välittömästi pysähtyy – hänelle merkittävä ilmakehä on itse ilmakehän. Nanoobjekteilla on suuri purje, jopa 1 μm: n hiukkanen tuntuu pienten molekyylien voimasta, mitä noin 10 nm: n elementit painavat alle miljoonasosaa ja paino-alueen suhde on 100 kertaa pienempi? Mediassa on kuitenkin aina kuvauksia pähkinöiden, vaihteiden ja muiden mekaanisten osien nanokoppeista, joiden tarkoituksena on luoda koneita. Tällaisia ​​hankkeita ei voi ottaa vakavasti. Fyysikot ovat tietoisia siitä, että nanomekaanisten tai sähkömekaanisten laitteiden luomiseksi tarvitaan muita periaatteita, jotka eroavat makro- ja jopa mikroanalogeista. Ja tässä autetaan luonnetta, joka on miljardien vuosien ajan kehittänyt suuren valikoiman molekyylikoneita. Tuntuu kymmeniä vuosia ymmärtämään, miten he työskentelevät, miten niitä voidaan mukauttaa heidän tarpeisiinsa ja jopa parantaa. Tunnetuin esimerkki luonnollisesta molekyyli- moottorista on bakteerien pahanlaatuinen moottori. Biologiset koneet tarjoavat myös lihasleikkausta, ravintoaineiden kuljetusta ja ioninsiirtoa solukalvojen kautta. Samalla tällaisilla molekyylikoneilla on korkea hyötysuhde – lähes 100%. Ne ovat erittäin taloudellisia, joten vain noin 1% solun energiasta käytetään sähkömoottoreiden työhön, joka tuottaa solun liikkeen. Siksi tutkijat päätyvät siihen tulokseen, että kaikkein realistisin tapa tuottaa nanovälineitä on fyysikkojen ja biologien yhteistyö.

Nanorobotien olemassaolo.

Oletetaan, että nanodevision tietynlainen luonnos luodaan. Mutta miten se kootaan tai paremmin useissa kopioissa? Feynmanin logiikan jälkeen voit luoda pieniä koneita ja pienoiskoostumuksia, jotka kokoavat valmiit tuotteet. Heidän on kuitenkin hoidettava niitä, on oltava jonkin verran sisäänrakennusta tai ohjelmaa. Lisäksi on välttämätöntä tarkkailla kaikkia prosesseja, esimerkiksi käyttämällä mikroskooppia. Eräs vaihtoehto oli Eric Drexlerin fantastinen kirja “Machines of Creation” vuonna 1986. Tekijä, joka kasvoi Azimovin kirjoituksista, ehdotti nanomittauskoneiden käyttämistä nanovälineiden tuottamiseen. Tässä tapauksessa se ei ollut enää leimaamalla tai poraamalla, robotit joutuivat keräämään laitteen suoraan atomien, niitä kutsuttiin noutajiksi. Tässäkin lähestymistapa pysyi kuitenkin mekaanisena. Keräilijän manipulaattoreiden piti olla useita kymmeniä nanometrejä, robotin siirtämisen moottori ja itsenäinen energialähde olisi toteutettava. Joten käy ilmi, että nanorobotin täytyy koostua monista pienistä yksityiskohdista, joista jokainen on kooltaan 100-200 atomia. Nanorobotin tärkein solmu oli ajotietokone, joka määritteli, mikä molekyyli tai atomi olisi pyydettävä ja mistä se laittaa.Tällaisen tietokoneen lineaariset mitat eivät kuitenkaan saa ylittää 40-50 nm, kun taas nykypäivän tekniikka voi luoda vain yhden tällaisen transistorin. Sitten Drexler käsitteli kirjan kaukaisessa tulevaisuudessa, silloin tiedemiehet eivät ole edes vahvistaneet mahdollisuutta manipuloida yksittäisiä atomia. Tämä tapahtui myöhemmin, kun tunnelimikroskooppi luotiin, jota hallitsee tehokas tietokone, jossa on miljardeja transistoreita. Nanorobotien unelma oli kuitenkin niin houkutteleva, että löytö lisäsi vain hänen vakuuttavuuttaan. Itse tekijä itse uskoi projektissa, mutta myös toimittajia, senaattoreita ja yleisöä. Ja vain tiedemiehet ymmärrettävästi selittävät, että tällainen idea ei periaatteessa ole mahdollista. Yksinkertaisin selitys on se, että manipulaattori, joka kaappaa atomin, yhdistyy siihen ikuisesti, kun kemiallinen vuorovaikutus tapahtuu. Onko mahdollista olla eri mieltä Nobelin kemian Richard Smalleyn kanssa? Idea ja nanorobotit kuitenkin jatkavat elantonsa, entistä monimutkaisemmiksi ja kasvavat uusilla sovelluksilla.

Lääketieteellisten nanorobotien olemassaolo.

Tämä myytti on hyvin suosittu viime vuosina – ihmisruumiin on tönäisi miljoonia nanobottia, diagnosoinnissa muutoksia, korjaaminen pienin rikkoutuminen käyttäen nanoskalpeley, kaavi plakki käyttäen nanolopatok, raportointi samalla jonnekin työstä. Kuitenkin, missä on tae, että sanomaa ei saa vain lääkäri, vaan joku muu? Yksityisten tietojen julkistaminen. Sitten robotit tulevat vakoojiksi? Erityisesti uskomus nanotieteeseen on vahva. Yllättävää on, että paljon suunnitelmassa esitettyä on jo luotu. On invasiivisia diagnoosijärjestelmiä, jotka raportoivat kehon muutoksista. Luodut ja lääkkeet, jotka vaikuttavat vain tiettyihin soluihin, on järjestelmiä alusten puhdistamisesta plakkeista ja luukudoksen muodostumisesta. Ja vakoilussa on suuria menestyksiä – muistoja, älykkäitä pölyjä ja näkymättömiä seurantajärjestelmiä. Ainoastaan ​​tällaisilla tulevaisuuden järjestelmillä ei ole mitään yhteistä Drexlerin nanorobotien kanssa, lukuun ottamatta ulottuvuuksia. Tällaiset saavutukset ovat mahdollisia synteettisen tieteen, nanoteknologian alalla toimivien fyysikkojen, kemistien ja biologien yhteistoiminnan avulla.

of Aineiden fysikaalisen synteesimenetelmän esiintyminen.

Kun Richard Feynman tahattomasti petti fyysikkojen vanhan unelman, sanoi, että atomien manipuloinnissa fysikaalinen synteesi on mahdollista. Kuten, kemistit kääntyvät fyysikkoihin, joilla on määräyksiä suunnitellun molekyylin synteesistä tietyillä ominaisuuksilla. Kuitenkin apteekit eivät ole kiinnostuneita molekyylin synteesistä, ne toimivat aineen, sen tuotannon ja muuntamisen kanssa. Molekyyli ei ole vain atomiryhmä, joka on asetettu tiettyyn järjestykseen, ja se liittyy myös kemiallisiin sidoksiin. Loppujen lopuksi nestettä, jossa kaksi vetyatomia on yksi happi, ei välttämättä tarvitse olla vettä. Ehkä tämä on vain nestemäisen hapen ja vedyn seos. Oletetaan, että onnistuimme taittumaan kahdeksasta atomista – kaksi hiiltä ja kuusi vetyä. Fysikaalille tämä yhdiste on C2H6 ja apteekki ilmaisee vähintään kaksi muuta mahdollisuutta yhdistää atomeja. Ja miten koota tällainen molekyyli? Ensiksi siirrä kaksi hiiliatomia tai lisää vetyatomi hiiliin? Tutkijat pystyvät manipuloimaan atomeja, mutta toistaiseksi vain raskas ja ei-reaktiivinen. Kullan, raudan ja ksenonatomien kompleksiset rakenteet on luotu. Mutta miten työskennellä kevyiden ja aktiivisten happi-, vety-, hiili- ja typpiatomien kanssa – on epäselvä. Siten proteiinien ja nukleiinihappojen kokoonpano ei ole niin yksinkertainen asia, kuten monet yrittävät kuvitella. On vielä yksi vivahde, joka rajoittaa fysikaalisen synteesin mahdollisuuksia. Kemistit saavat aineen, jossa on valtava määrä molekyylejä. Miljoonissa vettä ne ovat miljardeja miljardeja. Kuinka kauan kerätä tällainen kuutio?Nyt työtä atomivoima- ja tunnelointi mikroskoopilla kuten taidetta, ilman erityistä laadukasta koulutusta voi tehdä – onhan manipulaatioita tarvitaan tuottamaan käsin arvioimalla osavuositulokset. Prosessia voidaan verrata tiilien asettamiseen. Vaikka koneistatte tällaisen työn ja onnistutko pinoamaan miljoona atomia sekunnissa, niin 1 cm3: n vesikuution kopiointi vie kaksi miljardia vuotta! Siksi miljoonat kasvit eivät ratkaise synteesin ongelmaa, kuten miljoona nanorobotia, jotka ravistelevat ihmisen sisällä, eivät ratkaise hänen ongelmiaan. Meillä ei yksinkertaisesti ole aikaa odottaa heidän työnsä tuloksia. Siksi Richard Smalley kehotti myös julkisesti Drexlerä poistamaan puheistaan ​​maininnan “luomisen koneista”, jotta he eivät harjoittaneet yleisöä harhaan. Ajatusta tällaisesta materiaalin ja materiaalin vastaanottamisesta ei kuitenkaan saa välittömästi ristillä. Ensinnäkin, ei ole mahdollista käsitellä atomien, vaan olennaisesti suurempien lohkojen, esimerkiksi hiilinanoputkien, avulla. Tässä tapauksessa valon ja aktiivisten atomien ongelma katoaa ja tuottavuus kasvaa välittömästi useilla suuruusluokilla. Niinpä jo nyt laboratorioissa olevat tutkijat saavat yksinkertaisimmat ja yksittäiset kopiot nanovälineistä. Lisäksi on mahdollista ajatella tällaisia ​​tilanteita, kun atomin käyttöönotto tai pelkästään ulkopuolinen vaikutus käynnistää itseorganisoitumisprosessin tai muuntumia väliaineessa. Tämän seurauksena korkean tarkkuuden pintakäsittely ja toistuva altistuminen voivat auttaa luomaan laajennetut kohteet säännöllisellä nanorakenteella. Kyllä, ja tämä menetelmä voi luoda ainutlaatuisia kuvionmalleja jatkokloonausta varten. Luonto voi luoda useita identtisiä molekyylien ja organismien klooneja. Monet ovat kuulleet polymeraasireaktiosta, kun biologisesta materiaalista uutettu yksittäinen DNA-fragmentti keinotekoisesti lisääntyy kemiallisin keinoin. Mutta miksi ei luoda samankaltaisia ​​koneita muiden molekyylien kloonaamiseen? Tunnetut kemian periaatteet eivät kiellä tätä, molekyylien lisääntyminen on melko realistista ja vastaa luonnollisia lakeja.

Mahdollisuus esiintyä “harmaa limaa”.

Työssään Drexler esitteli käsitteelle kahdenlaisia ​​laitteita. Ensimmäiset ovat poistoja, niiden toiminnot palaavat kokoonpanijoille. Tällaisten mekanismien oli tutkittava uuden kohteen rakennetta säilyttäen sen nanomateriaalirakenne nanokompostin muistiin. Tällainen laite olisi kemistien unelma – koska nyt tiede ei voi nähdä kaikkia atomia, esimerkiksi proteiinia. Molekyylin rakenteen täsmällinen määrittely on mahdollista vain, jos se tulee kristallikoostumukseen yhdessä miljoonien vastaavien kanssa. Sitten, käyttäen kallista röntgendiffraktiomenetelmää, voidaan määrittää kaikkien atomien sijainti avaruudessa. Toinen tyyppi oli luojia tai replikaattoreita. Heidän päätehtävänsä oli olla sekä keräilijöiden että vastaavien replikaattoreiden online-tuotanto, toisin sanoen nanorobotien jäljentäminen. Drexler ehdotti, että replikaattoreiden tulisi olla paljon monimutkaisempia mekanismeja kuin yksinkertaiset kokoonpanijat ja koostuvat satoista miljoonista atomista. Jos replikointi kesto mitataan minuuttia, jälkeen geometrinen etenemistä, yli biljoona uusien tekijöiden luodaan uudelleen päivä, joka tuottaa uusia kerääjät. Tämä myytti sanoo, että mahdollinen esiintyminen tällaisessa tilanteessa, kun järjestelmä menee vain hillitöntä kloonaus tilassa ja kaikki toiminta replicators suunnattaisiin vain lisätä oman väestönsä. Se näyttää nanomakineiden kapinaa vastaan. Näyttäisi siltä, ​​että oman rakentamisen nanobottia tarvitaan vain atomeja, jotka voidaan saada ympäristöstä, joten sitkeä käsittelylaitteet jäsennin laskee ympäri, seurauksena kaikkien asian planeetan, ja sen me muuttua “harmaa liisteri” – kokoonpanoon nano-robotteja. Maailman loppu myytti ei ole uusi, ei ole ihme, että se ilmestyi uuden teknologian kynnyksellä.Fantasiaa harmaasta limauksesta liittyy suoraan nanoteknologiaan, elokuvantekijät rakastavat tätä skenaariota vain vahvistaen yleistä virhettä. Tällainen tapahtumien kulku on kuitenkin mahdotonta. Vaikka olette edelleen sitä mieltä, että pystytkö kokoamaan jotain olennaista atomia, ajattele tätä. Ensinnäkin Drexlerin replikaattoreilla ei ole tarpeeksi vaikeuksia luoda omaa tyyppiä. Jopa 100 miljoonaa atomia ei riitä luomaan tietokoneen kokoonpanojohtajaa ja jopa muistia. Jopa olettaen, että 1 atomi kantaa 1 bittiä tietoa, koko muisti on 12,5 megatavua, mikä on liian pieni kyseiselle toiminnalle. Lisäksi replikaattorit eivät pysty saamaan raaka-aineita, joita he tarvitsevat. Loppujen lopuksi niiden elementaarinen koostumus eroaa merkittävästi ympäristöön, biomassa mukaan luettuina. Tarvittavien elementtien löytäminen, toimittaminen ja poimiminen vie paljon aikaa ja energiaa, mikä määrää lisääntymisnopeuden. Makron koossa tällainen kokoonpano on samanlainen kuin koneen luominen elementteistä, joita ei ole vielä löydetty, uutettu ja toimitettu aurinkokunnan eri planeetoista. Siksi resurssien puute ja rajoittaa muiden ihmisten populaatioiden rajoittamaton leviäminen, jopa paljon kehittyneempiä ja mukautuvampia kuin nanobobotit.

Kirjaimellisesti vuoteen 2015 mennessä nanoteknologian markkinat ovat miljardeja dollareita.

Syy tähän myytti oli raportti National Science Foundation (NSF) vuonna 2001, että nanoteknologia markkinat vuonna 2015 arvostetaan biljoona dollaria. Myöhemmin tämä toteamus ylittyi entisestään, ennätysennuste on nykyään 3 biljoonaa dollaria. Tällaiset huuto-numerot ovat kuitenkin enemmän kuin tabloid-otsikot kuin vakava markkinointitutkimus. Nykyään asiantuntijat eivät voi edes selvästi määritellä, mitä nanoteknologia on. Siten, mikroelektroniikan jo muutoksen nanoelektroniikan, koska rakenne elektronisia piirejä jo ylittänyt este 100 nm. Niinpä “nanoprodukteja” tuottavien yritysten määrä kasvaa nopeasti. Totta, heillä on hyvin tuttuja nimiä – Toshiba, GE, Nokia, Bayer, Kraft jne. Niiden tuotteet saattavat johtua evoluutioteknologiasta. Voidakseen arvioida tarkasti vallankumouksellista nanoteknologiaa, joka aikoo asentaa laitteita atomin kautta atomi, on vaikea arvioida, joten ei voi olla ymmärrettäviä arvioituja lukuja. Markkinointitutkimus ei myöskään arvioi todellisen nanoteknologian prosessin, tuotteen tai materiaalin kustannuksia. Vain tuotteiden kokonaiskustannukset, mukaan lukien nanoteknologia, lasketaan. Tämä on hienovarainen ero ja johtaa raportointiin miljardeja dollareita. Niinpä Lux Research arvioi nanomateriaalien nettomarkkinoita 3,6 miljardilla dollarilla vuoteen 2010 mennessä, mutta nanoteknologiamarkkinoiden kokonaismäärän arvioidaan olevan 1,5 biljoonaa! Tosiasiassa ei arvioida nanoteknologian markkinoita vaan nanohiukkasten sisältävien tuotteiden markkinoita. Sama NSF väitti, että nanoteknologiateollisuudessa käytetään yli 200 miljoonaa ihmistä, nämä luvut ovat kuuluneet raportteihin ja avustushakemuksiin. Kuitenkin 8-10 vuotta kertomuksen jälkeen kävi ilmi, että nanoteknologiateollisuutta ei käytännössä ole olemassa huolimatta suuresta määrästä eri alojen tutkimusryhmiä.

Add a Comment