
 
Казалось бы, что общего между плазмой и продлением человеческой жизни? Понять эту связь и принять как возможную реальность многое из того, что пока нам кажется фантастикой и чудом, можно, побывав в Инженерном центре "Плазмотег" Национальной академии наук Беларуси, отмечающей в этом году свое 75-летие. 
В разговоре с директором центра членом-корреспондентом НАН Беларуси Эдуардом Точицким мы большей частью касались темы создания новых уникальных материалов -- сверхтонких алмазоподобных пленок и покрытий. Это тот конек "Плазмотега", о котором хорошо знают и в республике, и далеко за рубежом: прочней покрытий, чем здесь, нигде, кажется, пока не делают. О чем говорят и патенты, и коммерческие предложения от заказчиков. А нам, журналистам, захотелось не только убедиться в этих технических достижениях, но и представить прыжок к поражающим воображение нанотехнологиям. 
...Эдуард Иванович подводит нас к столу с многочисленными образцами. Тут всевозможные датчики, позволяющие измерять рабочие параметры, к примеру, в автомобилях, поршневые кольца, различные инструменты, термопечатающие головки принтеров, абразивный материал в виде тонкой полимерной ленты для прецизионной финишной обработки изделий электроники и оптики, "одетые в алмазы" протезы, которые не отторгаются тканями нашего организма, и многое другое. Словом, износостойкие, сверхтвердые пленки везде полезны будут. До такой степени удалось нашим ученым приручить атом углерода.
 
А затерявшееся на демонстрационном столе небольшое темное колечко -- ответ на тот самый вопрос о плазме и продлении жизни. Оказывается, это искусственный сердечный клапан. Нанесенное в углеродной плазме на рабочую поверхность алмазоподобное покрытие делает клапан, можно сказать, вечным: он практически не изнашивается, врачам не надо проводить очередную операцию по его замене... 
"Плазмотег" поначалу работал в области микроэлектроники, но с развалом СССР традиционные источники прекратили финансирование, и центру по большому счету пришлось переключиться на иные разработки. 
-- В микроэлектронике сегодня наблюдается определенный спад, так как уже достигаются предельные параметры, -- говорит Эдуард Точицкий. -- Теперь интенсивно развиваются два новейших направления: наноэлектроника и микроэлектромеханика. Ожидается, что в XXI веке они совершат такую же революцию, как микроэлектроника в XX, и в 2005 году общий объем выпуска этой продукции в мире достигнет примерно 20 миллиардов долларов. Яркий пример такой продукции -- микродатчики, "надувающие" подушки безопасности в автомобилях, а их требуются миллионы. Некоторые типы датчиков разрабатываем и мы, приблизившись к микронным и субмикронным размерам деталей. То есть давно уподобились Левше, который сумел подковать блоху. Да, сегодня нетрудно с помощью существующей в электронике технологии "отлить", скажем, шестеренку из оксида алюминия -- до того маленькую, что ее можно было бы нацепить на лапку муравья. Но одна из наших свежих тем намного трудней: разработать действующий шаговый двигатель размером не более миллиметра -- то, что станет главным звеном на пути к более уникальным новинкам. Ведь теперь в наших замыслах построить робот, который мог бы продвигаться по кровеносным сосудам и удалять с их стенок атеросклеротические бляшки. Кстати, эту проблему мне доводилось обсуждать с видным белорусским кардиологом академиком Сидоренко. Начали с ним фантазировать, и я пообещал: все равно ведем исследования в новой области, довели микроприборы до промышленного производства, почему бы не попробовать изготовить этот внутрисосудистый микроробот. Если продолжать примеры, то, согласно прогнозам, в будущем в космос не придется запускать многотонные спутники -- они обретут значительно меньшие размеры и будут иметь большие функциональные возможности. Впрочем, уже сейчас американцы пытаются сконструировать такую искусственную муху, которая бы летала и собирала для военных сведения о противнике. Но у нас, белорусов, цель более гуманная -- создать медицинский микроробот... 
Способен ли какой-либо из гигантов отечественной индустрии включиться в заманчивое направление -- микроэлектромеханику? Да. "Интеграл", например, где есть и подходящее оборудование, и толковые специалисты. И вполне можно стать одним из мировых лидеров в данной области, считает профессор Точицкий. Время окончательно пока еще не утеряно, надо только решиться на это на государственном уровне. Новое перспективное направление очень важно для Беларуси, так как оно -- нематериалоемко и неэнергоемко, зато требует огромного количества наукоемкого труда.
 
Развитие микро- и более тонких нанотехнологий -- не дань моде, а необходимость. Только на текущий и будущий годы правительство США на развитие нанотехнологий выделило один миллиард долларов (без учета средств министерства обороны). Причем эти деньги направляются там практически во все отрасли экономики. 
А как у нас? Пока этими проблемами занимаются считанные структуры. Их усилия стоит направить в единое русло, быть может, открыв целевую госпрограмму. Белорусский академик Лабунов, например, предлагает создать в республике Межотраслевой объединенный центр микроэлектромеханических систем -- на базе "Плазмотега" и исследовательских лабораторий кафедры микроэлектроники БГУИР. Образно говоря, крепко взявшись за руки, легче будет сделать столь желанный прорыв -- выйти на качественно новый уровень исследований и в наномир: конструировать по сути невидимые глазу элементы электроники, двигатели, турбины, микросенсорные и медицинские приборы... При этом более вероятным станет участие в серьезных международных проектах. Благо и в центре "Плазмотег", и в БГУИР не жалуются на дефицит сотрудничества с ведущими зарубежными фирмами и организациями... 
Наноистории
Когда-то нобелевский лауреат Ричард Фейнман, стоявший у истоков нанотехнологий, объявил, что назначает приз в 1000 долларов тому, кто первым запишет текст книжной страницы на булавочной головке. Это смогли осуществить достаточно быстро -- в 1964 году. За сорок лет прогресс в области создания сверхмалых конструкций шагнул далеко вперед. Специалисты фирмы IBM смогли выложить слова "NANO USA" из 112 молекул моноксида углерода. 250 миллионов букв такого размера (это 300 книг с 300 страницами) могут быть написаны на срезе человеческого волоса. 
*** 
В 1974 году японец Норио Танигучи ввел понятие "нанотехника". Нанотехнологии оперируют величинами порядка нанометра (10 в минус девятой степени). Это ничтожно малая величина, сопоставимая с размерами атомов. Поэтому переход от "микро" к "нано" -- качественный скачок от работы с веществом, материалом к манипуляции отдельными атомами. 
*** 
Нанотехнологии позволяют соорудить из нескольких молекул простейшие механизмы, которые, руководствуясь управляющими сигналами извне (акустическими, электромагнитными и пр.), смогут манипулировать другими молекулами и создавать себе подобные устройства или более сложные механизмы. Это приведет к созданию молекулярных роботов, обладающих собственным встроенным компьютером. 
***
 
Ученые Калифорнийского университета в Беркли сконструировали недавно чип с устройством, умеющим фиксировать момент гибели клетки. Новшество предполагается использовать для ликвидации последствий так называемых биотеррористических актов, то есть для уничтожения рукотворных микробов. 
*** 
Корпорация Intel и онкологи Сиэтла объявили о совместном проекте, цель которого -- разработка эффективных методов диагностики и предотвращения рака методом, который раньше использовался для обнаружения микроскопических дефектов на полупроводниковых кристаллах. 
*** 
Исследователи из университета Тулсы, Оклахома, запатентовали технику, позволяющую производить батареи длиной не более микрона. Это крохотные источники питания, которые понадобятся для будущих машин, функционирующих на атомном уровне. 
*** 
Предполагается, что нанотехнологии в XXI веке затронут все сферы жизни. Будут созданы медицинские молекулярные роботы, которых поселят в организме человека, чтобы устранять микробы, генетические дефекты, предотвращать старение клеток, перестраивать ткани, лечить разные недуги... Благодаря нанотехнологиям искусственные кости, суставы и другие имплантанты в будущем смогут обрести возможность самостоятельно бороться с инфекциями. Различные предметы потребления достигнут совершенного качества, так как будут изготавливаться методом "атомной сборки", то есть из первоэлементов вещества. Возможна будет регенерация вымерших видов животных, а также создание новых типов живых существ, биороботов (биботов). Решатся экологические проблемы: роботы-санитары исключат вредное влияние деятельности человека на природу. Космическое пространство станут осваивать нанороботы, они же подготовят для заселения ближайшие планеты, соорудят космические станции. В кибернетике размеры активных элементов уменьшатся до размеров молекул, а рабочие частоты компьютеров достигнут терагерцовых величин. Станет возможным "переселение" человеческого интеллекта в компьютер. За счет внедрения логических наноэлементов во все атрибуты окружающей среды она станет "разумной" и исключительно комфортной для человека -- настоящей ноосферой.

Константин Столярчук. Фото Аркадия Николаева.
|