Статьи

По-видимому, медицина и фармакология являются теми областями науки, где специалисты наиболее четко пытались и продолжают пытаться регламентировать отношение к рискам и экспериментам. Развитые в последние годы технологии типа лаборатория на чипе способствуют укреплению традиций и подходов так называемой индивидуальной медицины, так что развитие новых технологий задает новый стимул классическим вопросам медицинской этики, даже тогда, когда речь не идет о принципиально новых этических вопросах.

Представляется очевидным, что связанная с НТ миниатюризация сама по себе уже означает значительную экономию ресурсов при производстве товаров за счет существенного сокращения расходуемого материала, затрат энергии и общего количества отходов. Например, НТ сейчас имеют конкретную значимость в некоторых областях энергетики, например, связанных с получением и использованием солнечной энергии. Напомню, что Солнце в среднем ежедневно производит количество энергии, превышающее годовой расход Германии в 80 раз. В принципе, техническая утилизация солнечной энергии осуществляется двумя основными методами: так называемой фото-гальваникой (то есть прямой выработкой электрического тока под воздействием солнечного излучения) и соляротермикой (так иногда называют использование солнечного излучение для получения горячей воды, для отопления помещений и т. п.).

Автомобильная промышленность Германии, являющаяся одной из наиболее важных отраслей производства, уже сейчас серьезно заинтересована в НТ и активно изучает возможности внедрения новых материалов и технологий, особенно в связи с экологией, безопасностью движения и обеспечением комфорта. НТ в автомобилестроении может быть связана с решением множества проблем и технических задач, относящихся к ходовой части, весу конструкции и динамике движения, кондиционированию и снижению выхлопа вредных веществ, уменьшению износа, возможностям вторичной переработки и т. п. Кроме этого, НТ имеют непосредственное отношение к развитию связанных с автомобилестроением информационных систем (например, контроль обстановки на дорогах, коммуникации и т. п.).

Производство приборов точной механики и оптики относится к важнейшим отраслям промышленности Германии. Ее годовой товарооборот составляет около 31 миллиарда евро, причем в структуре отрасли преобладают предприятия мелкого и среднего бизнеса (около 2500 фирм с числом сотрудников около 216 000). К этой отрасли относятся многие высокотехнологитолько для сверления, резания и сварки, но и для гораздо более сложных операций, например в оптической литографии для изготовления мнкроэлектронных компонентов. Каковы возможности нанотехнологических инноваций в сфере оптической промышленности? Любая оптическая система состоит, вообще говоря, из источников света, некоторой комбинации элементов, воспринимающих и преобразующих оптические сигналы. В области НТ наибольшего внимания в самом ближайшем будущем заслуживают следующие подходы. Прежде всего, следует выделить усиленно разрабатываемые в последние годы органические светодиоды (OLED), действие которых основано на электролюминесценции полимерных полупроводников. Эти устройства обладают целым рядом существенных преимуществ по сравнению с привычными светодиодами из неорганических полупроводников:

Нанобиотехнология возникает на границе НТ и биотехнологии (Hartmann, 2003), поэтому следует разграничивать направления био-к-нано и нано-к-био, для наиболее эффективного использования принципов биологии (молекулярная самоорганизация, биологическое исправление дефектов и т. п.) и биологических компонентов (молекулярные двигатели, биофункциональные молекулы и т. п.) в технических системах. Проблема заключается в рациональном внедрении нанотехнологических методов и материалов при манипуляциях с биологическими системами, а также в разработке биосовместимых поверхностей раздела, особенно для уже получившей известность системы направленной доставки лекарственных препаратов внутри организма.

Вообще говоря, химия естественно связана со строением космоса, хотя бы потому, что любые вещества и их взаимодействия связаны с атомами и молекулами, которые являются типичными нанообъектами по своим размерам. Отметим, что обычно именно химия позволяет производить не только нано-структурные материалы, но и различные элементы и системы, придающие веществам новые свойства и возможности новых применений, что позволяет рассматривать ее в качестве ключевой отрасли для развития нанотехнологии вообще. Как уже упоминалось, коллоидная химия является прямым предвестником НТ, так как в ней рассматриваются системы частиц с размерами в диапазоне от нескольких нанометров до примерно одного микрона. Более того, изготовление наночастиц в виде пигментов или дисперсий уже имеет многовековую историю развития.

Прежде всего, следует привести несколько цифр, свидетельствующих о масштабах рассматриваемых и обсуждаемых производств. По данным на 2005 год объем рынка только электронных компонентов составлял более 250 миллиардов долларов, а всех коммерческих продуктов на основе микроэлектроники — более 1,5 триллиона долларов. Примерно 95% всех интегральных схем сейчас производятся на основе кремниевых технологий, так что в 2002 году было обработано 27 миллиардов квадратных сантиметров кремния (это соответствует площади примерно 500 футбольных полей), и только стоимость исходных материалов равна около 6 миллиардов долларов. Эти невероятные по стоимости и масштабам результаты были достигнуты за счет продолжавшегося десятилетия процесса неуклонной миниатюризации электронных устройств и компонентов. Важнейшими вехами на этом пути явились, как известно, разработка первого компьютера на основе электронных ламп (ENIAC, 1945), изготовление первого транзистора (Bell Laboratories, 1947), выпуск первого компьютера на транзисторах (TRADIC, 1955), разработка первой интегральной схемы (Texas Instruments and Fairchild Semiconductor, 1959), появление первого миникомпьютера (DEC, 1965) и, наконец, сборка микропроцессора (Intel, 1971).