В последнее время слово «нанотехнологии» все прочнее входит в наш лексикон. Но что таится за этим загадочным термином понятно далеко не всем, к тому же многих интересует вопрос: полезно это или не очень?

Интерес человека к нанотехнологиям

На сегодняшний день еще не вывели однозначного значения этого термина, а существование наноматериалов и нанотехнологий вызывает самые противоречивые мнения и порождает самые невероятные легенды. На самом простом языке нанотехнологии — это конкретные технологии манипулирования веществом на молекулярном и атомном уровне.

Как и любое новшество нано вызывает у населения два противоположных мнения: первое – это будущее человечества, второе – это временная блажь ученых, определенная мода в научном мире, которая вскоре пройдет. На самом деле ни одно из этих мнений не является правдивым. Во-первых, нано — в действительности новая ступень развития науки, которая может привести к значительным сдвигам в области продуктивных технологий, а во-вторых, в некоторых направлениях науки применение нано на сегодняшний день может принести лишь вред.

Термин «нанотехнологии» впервые применил в 1974 г. Норио Танигучи, инженер Токийского университета, в статье, посвященной обработке материалов. Но лишь через 20 лет термин был введен в широкое научное употребление.

Об интересе к нанонауке свидетельствует постоянный рост публикаций в международных научных изданиях. За последние 10 лет число публикаций о нанотехнологиях в медицине увеличилось в 4 раза. Но что гораздо важнее, растет рост патентных заявок на изобретения, что говорит о широком коммерческом развороте данной сферы. Если говорить о лидерах на нано-рынке, то сегодня это США, Германия и Япония, которые с каждым годом увеличивают как количество научных публикаций, так и объем патентных заказов.

В медицине интерес к нанотехнологим растет с каждым годом, потому следует ожидать значительных вложений в эти разработки. Не за горами будущее, когда нанотехнологии займут первое место среди движущих сил инноваций медицины. Внедрение нано в медицину связано с тем, что современные технологии позволяют работать с веществом в масштабах, которых еще недавно никто и предположить не мог – нанометровых. Как раз эти размеры характерны для основных биологических структур – клеток и молекул.

Как это может работать?

В основе нанотехнологий лежат определенные действия над атомами и молекулами. Ученые, рассматривая отдельный атом в качестве отдельно кирпичика, конкретной детали, ищут всевозможные способы создать из этих «кирпичиков» материалы с заданными характеристиками. Уже сегодня существует много компаний, которые научились собирать атомы и молекулы в нужные конструкции.

Внешне это может напоминать игру с детским конструктором. Но для «сборки» планируется использовать нано-роботов. В перспективе наноботы смогут работать в больших группах и смогут создавать любой объект с низкими затратами и высокой точностью. Ведь нанобота можно запрограммировать на создание любой структуры, поддающейся химическому описанию.

Что касается медицины, то здесь наноботы будут совершать «молекулярную хирургию» — изменять структуру клетки на молекулярном уровне. В видение ученых в скором времени будут созданы молекулярные роботы-врачи, которых можно будет «поселить» в человеческий организм, чтобы они предотвращали или устраняли там возникающие неполадки. По прогнозам такие роботы-врачи появятся уже в первой половине XXI века.

Чтобы более четко представить себе действие нанороботов, попробуйте представить, что вы заболели гриппом или ваш организм только собирается отреагировать на вирус гриппа. В этом случае активизируется система искусственно усиленного иммунитета – тысячи наноботов начнут распознавать вирус гриппа и уже за считанные секунды ни одного подобного вируса в организме не останется. Или при раннем атеросклерозе молекулярные роботы начнут на механическом и химическом уровне чистить ваши сосуды. И даже при раннем процессе старения организма компьютеры, живущие в вас, начнут собирать и анализировать информацию, чтобы решить эту проблему, а если их алгоритмы не позволят им остановить процесс старения, то с помощью своих баз данных они делают запрос в центральный Медицинский компьютер, который подскажет им, как решать проблему. Как только «поломка» будет найдена, целая армия ДНК-роботов направляется на поиск «гена старения» и при нахождении вырезают его. Тогда старение будет остановлено и коснется лишь 2–3 поколений клеток. Но это не значит, что происходит полное обновление организма и вы всегда будете выглядеть на 25 лет. Наноботы будут способны ремонтировать клетки и, обладая полным описанием организма человека с точностью до атома они смогут вернуть даже самых старых людей в состояние ранней молодости. Огромная перспектива наномедицины и в том, что от операций на органах человек перейдет к операциям на молекулах и станет практически бессмертным! Таковые радужные перспективы нанотехнологии описывают нам самые оптимистичные ученые.

Ведущий ученый в области нанотехнологий Р. Фрейтас попробовал описать, что такое наномедицина: «слежение, исправление, конструирование и контроль над биологическими системами человека на молекулярном уровне, используя разработанные наноустройства и наноструктуры». На самом деле наномедицины как таковой еще нет, все, о чем говорят сегодня ученые, — это предполагаемые нанопроекты, которые и помогут человеку победить старение. Но, несмотря на все мистические предположения врачей, нанотехнологии являются весьма перспективными, так как обладают большим потенциалом коммерческого применения, причем заинтересовано в развитии данной области не только государство, но даже более крупные корпорации. После ряда исследований нанотехнологи установили, что молекулярные роботы могут применяться в перепроектировке генома клетки, изменении гена или добавлении нового. И важным моментом является то, что производить эти перепроектировки возможно будет над клетками уже существующего живого организма, любым образом меняя сам организм!

Конечно, описание возможностей нанотехнологии может показаться сомнительным в силу их безграничности, но специалисты уверенны, что вкладываемые в эту отрасль инвестиции дадут возможность быстрее доказать, что будущее именно за нанопроектами. Более того, многие увлеченные этим вопросом ученые уверенны, что нанотехнологии могут привести к новой технологической революции и полностью изменить не только экономику, но и среду обитания человека.

Рассматривая «нано» как предмет науки, некоторые ученые попытались прояснить, как можно этим пользоваться. В частности, профессор Московского государственного агроинженерного университета Виктор Балабанов выпустил книгу «Нанотехнологии. Наука будущего», в которой освещает эту актуальную сегодня тему, приводя конкретные примеры использования нанотехнологий в медицине и косметологии. По его мнению, нанопродукты уже давно используются человеком, только ранее мы не углублялись настолько в структуру привычных предметов. Таковыми, например, являются мыльный раствор или красящие вещества, многие столетия используемые аборигенами Австралии для нанесения боевых раскрасок или для покраски волос древнеегипетскими красавицами.

Как бы противоречивы сегодня не были отношения к нанотехнологиям, но до конца действие наночастиц на здоровье человека еще не изучено, ученым предстоит еще долгий путь исследований, чтобы выяснить, насколько полезны новые технологии для человечества.