Быть здоровым - это легко!

В нанометровом диапазоне (1-100 нм) меняютсямногие химические и физические свойства веществ. При этом химические и биологические свойства становятся теснейшим образом связанными с физикой поверхности и возникают возможности формирования новых свойств.
К настоящему времени накоплен огромный теоретический, экспериментальный и методический материал, позволяющий рассматривать науку о нанокластерах как новую междисциплинарную область, имеющую многочисленные разветвления и применения.
Нанокристаллы (нанокластеры) представляют собой частицы упорядоченного строения размером от 1 до 100 нм. Нитевидные и пластинчатые частицы могут содержать гораздо больше атомов и иметь один или даже два линейных размера, превышающих пороговое значение, но их свойства остаются характерными для вещества в нанокристаллическом состоянии.
Компания RBC, используя науку нанотехнологию, развила новую линию продуктов (как пищевых, так и для ухода за кожей) под названием NanoCeuticals (нанокластеры).
Благодаря использованию нанокластеров RBC удалось создать такие продукты, которые:

• нейтрализуют свободные радикалы;
  
• увеличивают гидратацию;
  
• сокращают количество молочной кислоты во время физических упражнений;
  
• способствует эффективному усвоению питательных веществ.
  

Одним из всемирных ведущих центров в Революции нанотехнологии был Университет Райса (Rice University), альма-матер основателя RBC Клинтона Ховарда. В 1985 году профессора Университета Райса: Рик Смоллей, Роберт Керл и Гарольд Крото обнаружили 60-углеродную наноразмерную молекулу геодезической формы, показавшую возможность суперпроводимости, обещая, таким образом, прогресс в контроле электронов и мноие другие выгоды для человечества. В 1996 году команда Университета Райса получила нобелевскую премию по химии.

Школа при Университете Райса принимает участие в развитии внешней промышленности, проектирует и проводит семинары по нанотехнологии, которые посетили также и члены команды ученых RBC.
Нанотехнология обладает потенциалом для создания новых, передовых биологически активных добавок RBC и продуктов для ухода за кожей, изготовленных с добавлением нанокластеров.
Нанокластеры являются активным компонентом в биологически активной добавке к пище. Присутствие нанокластеров обеспечивает полное усвоение и оптимальное действие БАД. Нанокластеры представляют собой мельчайшие частицы, несут отрицательный заряд и способствуют усилению абсорбции, ассимиляции и усвоению организмом питательных веществ.

Нанокластеры способны регулировать локальную активность, а их антиоксидантные свойства обеспечивают защиту от свободных радикалов.
Подводя итог, можно констатировать, что будущее под названием "нанотехнологии" пришло в нашу реальность. В материалах Национальной инициативы в поддержку нанотехнологии уже звучали слова: "Следующая промышленная революция" - данная фраза была отпечатана на поверхности, которая меньше ширины человеческого волоса, буквами шириной 50 нанометров.



Статьи по теме:

• НАНОТЕХНОЛОГИЯ: ОТ ОТРИЦАНИЯ ДО ПРИЗНАНИЯ - 4 ГОДА
  
• ИЗ ИСТОРИИ НАНОТЕХНОЛОГИЙ
  

Подписаться на новые статьи по RSS

НАНОТЕХНОЛОГИЯ: ОТ ОТРИЦАНИЯ ДО ПРИЗНАНИЯ - 4 ГОДА

1996 г. Роберт Керл (США), сэр Гарольд Крото (Великобритания), Ричард Смэлли (США) становятся лауреатами Нобелевской премии "за открытие фуллеренов".

Нанотехнология, подразумевающая возможность оперировать отдельными молекулами и атомами вещества, – уникальная область науки. Авторитетные ученые, традиционно скептически относящиеся ко всем необычным и малоисследованным веяниям, обычно сдержанно оценивают перспективы развития различных областей знаний, как правило, редко занимаются прогнозами и крайне неохотно меняют свои взгляды.

Так было в истории практически всех естественнонаучных дисциплин, и тем удивительнее перемена в отношении научных кругов к нанотехнологиям. Вплоть до 1998 г., когда появился первый транзистор наномасштаба, практические возможности применения нанотехнологий в академических кругах считались фантастикой. Затем, буквально в течение двух-трех лет, ученые мужи сменили гнев на милость, и в качестве возможных сроков появления первых прикладных нанопроектов уже назывались ближайшие 15–30 лет.

Однако прошло всего четыре года, и мир захлестнула волна сообщений о работающих наноустройствах, собранных из отдельных молекул или даже атомов, и новых материалах, созданных с помощью нанотехнологий. Сегодня подобные новости воспринимаются как рядовые и очевидные.

С чем связана такая перемена? Прежде всего со стремительным ростом инвестиций в нанотехнологии, которые быстро привели к первым сенсационным достижениям, а также с весьма заманчивыми перспективами, обрисованными известными футурологами. Ведь наномеханизмы теоретически могут собирать любые вещи из произвольного подручного материала, что приведет к массовому изобилию.

В 2003 г. суммарные расходы государственных структур и частных компаний на нанотехнологии достигли 6 млрд. долл. Еще в 1998 г. объем этих инвестиций был на два порядка меньше!

В 2003 г. государства всех стран мира потратили на нанонауку 2 млрд. долл., в результате чего данная научная область стала самой финансируемой. По данным английского министерства торговли, в 2005 г. спрос на услуги рынка нанотехнологий достигнет 100 млрд. долл., а к 2015-му вырастет в 10 раз. В этой сфере к тому времени будет задействовано 2 млн. работников.

Уже с 2006 г. должна резко возрасти практическая отдача от сегодняшних наработок. Через 3–5 лет начнется активный дележ рынка, а передел его закончится к 2010–2015 гг.

Прогнозируемый раздел рынка между промышленными направлениями и между странами показаны ниже.

Раздел рынка нанотехнологий по направлениям:

Направление Доля рынка, %
Новые материалы 30–35
Полупроводники 18–25
Устройства хранения данных 15–20
Биотехнологии 9–14
Полимеры 8–12
Электрохимия 3–5
Оптика 2–4

Раздел рынка нанотехнологий по странам:

Страна Доля рынка, %
США       40–45
Япония   25–30
Европа   15–20
Азия        5–10

На смену проекту "Геном человека" пришел проект "Геном эпитаксиального слоя человека", фиксирующий химические процессы, способные запускать или останавливать работу различных человеческих генов. Такую работу можно выполнить только на базе современных нанодостижений. А Минздраву России с помощью нанотехнологий удалось расшифровать генетический код вируса атипичной пневмонии, полученного у единственного заболевшего ею российского гражданина.

Компания Rutgers трудится над наномотором (проект Viral Protein Nano Motor) для устройства, перемещающегося по кровеносной системе человека и восстанавливающего поврежденную клеточную структуру.

Сегодня крупнейшие ученые занимаются созданием систем клеточной доставки лекарств и питательных веществ (нутриентов) подразумевающих перенос целебных и питательных молекул прямо в клетку.

Массовое распространение достижений, основанных на нанотехнологиях, начнется через 10 лет.

Сегодня открываются широкие возможности для экспериментов с нанотехнологиями на стыке самых разных научных направлений, и о множестве удивительных находок в этой сфере мы с вами узнаем в самое ближайшее время.

Источник: "International Strategy for Nanotechnology Research and Development", U.S. National Science Foundation, 2001

ИЗ ИСТОРИИ НАНОТЕХНОЛОГИЙ

Один нанометр (от греческого "нано" – карлик) равен одной миллиардной части метра. На этом расстоянии можно вплотную расположить примерно 10 атомов. Пожалуй, первым ученым, использовавшим эту единицу измерения, был Альберт Эйнштейн, который в 1905 г. теоретически доказал, что размер молекулы сахара равен одному нанометру. Но только через 26 лет немецкие физики Эрнст Руска, получивший Нобелевскую премию в 1986 г., и Макс Кнолл создали электронный микроскоп, обеспечивающий 15-кратное увеличение (меньше, чем существовавшие тогда оптические микроскопы), он и стал прообразом нового поколения подобных устройств, позволивших заглянуть в наномир.

1932 год. Голландский профессор Фриц Цернике, Нобелевский лауреат 1953 г., изобрел фазово-контрастный микроскоп – вариант оптического микроскопа, который улучшил качество показа деталей изображения, и исследовал с его помощью живые клетки (ранее для этого приходилось применять красители, убивавшие живые ткани). Интересно, что Цернике предлагал свое изобретение фирме "Цейс", но менеджеры не осознали его перспективности, хотя сегодня такие микроскопы активно применяются в медицине.

1939 год. Компания Siemens, в которой работал Руска, выпустила первый коммерческий электронный микроскоп с разрешающей способностью 10 нм.

Днем рождения нанотехнологий считается 29 декабря 1959 г. Профессор Калифорнийского технологического института Ричард Фейнман (Нобелевский лауреат 1965 г.) в своей лекции "Как много места там, внизу" ("There’s plenty of room at the bottom"), прочитанной перед Американским физическим обществом, отметил возможность использования атомов в качестве строительных частиц.

1966 год. Американский физик Рассел Янг, работавший в Национальном бюро стандартов, придумал пьезодвигатель, применяемый сегодня в сканирующих туннельных микроскопах и для позиционирования наноинструментов с точностью до 0,01 ангстрем (1 нанометр = 10 ангстрем).

1968 год. Исполнительный вице-президент компании Bell Альфред Чо и сотрудник ее отделения по исследованиям полупроводников Джон Артур обосновали теоретическую возможность использования нанотехнологий в решении задач обработки поверхностей и достижения атомной точности при создании электронных приборов.

1971 год. Рассел Янг выдвинул идею прибора Topografiner, послужившего прообразом зондового микроскопа. Столь длительные сроки разработки подобных устройств объясняются тем, что наблюдение за атомарными структурами приводит к изменению их состояния, поэтому требовались качественно новые подходы, не разрушающие исследуемое вещество.

1974 год. Японский физик Норио Танигучи, работавший в Токийском университете, предложил термин "нанотехнологии" (процесс разделения, сборки и изменения материалов путем воздействия на них одним атомом или одной молекулой), быстро завоевавший популярность в научных кругах.

1982 год. В Цюрихском исследовательском центре IBM физики Герд Бинниг и Генрих Рорер (Нобелевские лауреаты 1986 г. вместе с Эрнстом Руской) создали сканирующий туннельный микроскоп (СТМ), позволяющий строить трехмерную картину расположения атомов на поверхностях проводящих материалов.

1985 год. Трое американских химиков: профессор Райсского университета Ричард Смэлли, а также Роберт Керл и Гарольд Крото (Нобелевские лауреаты 1996 г.) открыли фуллерены – молекулы, состоящие из 60 атомов углерода, расположенных в форме сферы. Эти ученые также впервые сумели измерить объект размером 1 нм.

1986 год. Герд Бинниг разработал сканирующий атомно-силовой зондовый микроскоп, позволивший наконец визуализировать атомы любых материалов (не только проводящих), а также манипулировать ими.

1986 год. Американский ученый Эрик Дрекслер, работавший в лаборатории искусственного интеллекта Массачусетского технологического института, написал книгу "Машины созидания" ("Engines of Creation"), в которой выдвинул концепцию универсальных молекулярных роботов, работающих по заданной программе и собирающих что угодно (в том числе и себе подобных) из подручных молекул.

1987–1988 гг. В НИИ "Дельта" под руководством П. Н. Лускиновича заработала первая российская нанотехнологическая установка, осуществлявшая направленный уход частиц с острия зонда микроскопа под влиянием нагрева.

1989 год. Ученые Дональд Эйглер и Эрхард Швецер из Калифорнийского научного центра IBM сумели выложить 35 атомами ксенона на кристалле никеля название своей компании.
1991 год. Японский профессор Сумио Лиджима, работавший в компании NEC, использовал фуллерены для создания углеродных трубок (или нанотрубок) диаметром 0,8 нм. На их основе в наше время выпускаются материалы в сто раз прочнее стали.

1991 год. В США заработала первая нанотехнологическая программа Национального научного фонда. Аналогичной деятельностью озаботилось и правительство Японии. А вот в Европе серьезная поддержка таких исследований на государственном уровне началась только с 1997 г.

1996 г. Роберт Керл (США), сэр Гарольд Крото (Великобритания), Ричард Смэлли (США) становятся лауреатами Нобелевской премии "за открытие фуллеренов".

1997 год. Эрик Дрекслер объявил, что к 2020 г. станет возможной промышленная сборка наноустройств из отдельных атомов. До сего времени почти все его прогнозы сбывались с опережением.

1998 год. Сиз Деккер, голландский профессор Технического университета г. Делфтса, создал транзистор на основе нанотрубок, используя их в качестве молекул. Для этого ему пришлось первым в мире измерить электрическую проводимость такой молекулы.

В Японии запущена программа "Astroboy" по развитию наноэлектроники, способной работать в условиях космического холода и при жаре в тысячи градусов.

1999 год. Американские ученые – профессор физики Марк Рид (Йельский университет) и профессор химии Джеймс Тур (Райсский университет) – разработали единые принципы манипуляции как одной молекулой, так и их цепочкой.

2000 год. Немецкий физик Франц Гиссибл разглядел в кремнии субатомные частицы.

Его коллега Роберт Магерле предложил технологию нанотомографии – создания трехмерной картины внутреннего строения вещества с разрешением 100 нм. Проект финансировала компания Volkswagen.

Правительство США открыло Национальную нанотехнологическую инициативу (NNI). В бюджете США на это направление выделено 270 млн. долл., коммерческие компании вложили в него в 10 раз больше.

2001 год. Реальное финансирование NNI превысило запланированное (422 млн. долл.) на 42 млн.

2002 год. Сиз Деккер соединил углеродную трубку с ДНК, получив единый наномеханизм.
Финансирование NNI составило 697 млн. долл. (на 97 млн. больше плана).

2003 год. На NNI отпущено 770 млн. долл. В бюджете NNI 2004 г. заложена сумма 849 млн. долл.

В статье использованы прогнозы из документа "International Strategy for Nanotechnology Research and Development" 2001 г. (Комитет по науке и технологиям Правительства США, nano.gov) и отчета 2003 г. "Future Technologies, Today’s Choices" Лондонского университета, подготовившего его по заказу GreenPeace, а также материалы Института предвидения (foresight.com).

Статья опубликована в PC Week/RE № 44 от 25.11.2003 г., стр. 52, и № 45 от 02.12.2003 г., стр. 55.

статьи по теме:
НАНОТЕХНОЛОГИЯ: ОТ ОТРИЦАНИЯ ДО ПРИЗНАНИЯ - 4 ГОДА
Нанокластеры