Вот уже несколько десятков лет, как абсолютная точность перестала быть привилегией математики. Современный мир делится на две части - цифровую и аналоговую, - причем его цифровая часть с каждым годом расширяет свои границы. Мы практически не заметили, как стал цифровым звук и таким же становится видео. Доля цифровой информации, которую мы получаем ежедневно, растет с каждым днем. Цифровым является даже разговор по телефону - для сотовой связи это утверждение верно абсолютно. Кое-какие цифры попадают к нам в пищу - геномодифицированные продукты как раз ими и являются.

Впрочем, ряд позиций аналоговые технологии сдавать не собираются. Самой большой проблемой является сам человек. Он слишком несовершенен, чтобы его можно было кардинально улучшить, начинив все вокруг него "цифрой". Но "цифровизация" человека - вопрос слишком неоднозначный и лежит в области не столько науки и техники, сколько морали. И в самом сердце "цифры" скрыты аналоговые изъяны - большинство чипов, на которых работают цифровые устройства и исполняются совершенные математические функции, созданы на основе аналоговых технологий.

Вне всяких сомнений, нынешние методы изготовления чипов крайне точны, однако они не гарантируют того, что на выходе получится именно то, что было задумано. Процент брака, а точнее число чипов с характеристиками хуже запланированных, слишком велик. Ни для кого не секрет, что зачастую процессор, промаркированный на меньшее быстродействие, является просто "неуродившимся" быстрячком и был отбракован по каким-либо параметрам, хотя на самом деле способен (без гарантии) работать на больших скоростях. С этим приходится мириться всем производителям чипов и некоторых других составляющих ИТ, например ЖК-мониторов. Подобная отбраковка приводит к росту цен, покупатель вынужден платить и за неудачи производителя тоже. Однако более серьезной опасностью является невозможность абсолютной уверенности в том, что прошедший тесты чип точно соответствует первоначальной задумке инженера, его спроектировавшего, а при его изготовлении обошлось без ошибок.

Как известно, все вокруг нас состоит из атомов. С точки зрения цифровых технологий, где точность превыше всего, отдельные атомы и есть достойный строительный материал для создания тех же чипов (про людей пока воздержимся). Это становится (а местами уже стало) возможным благодаря нанотехнологиям. Термин "нанотехнология" означает, что данная технология оперирует величинами порядка нанометра (или десятков, сотен нанометров). То есть очень малая величина, сопоставимая с размерами атомов.

Это открывает просто невероятные перспективы. Даже если рассматривать только создание чипов, то мы получим, во-первых, уменьшение их размеров за счет миниатюризации составляющих их элементов. В 1998 году голландский физик Сеез Деккер на основе нанотехнологий создал транзистор, являющийся краеугольным камнем для построения чипа. Уменьшение размеров отдельных "кирпичиков" позволит наращивать быстродействие процессоров при минимизации энергопотребления, создавать более емкие микросхемы памяти. Во-вторых, процесс производства приобретает предсказуемость - изделия получаются с заранее запланированными свойствами.

Очевидно, что разработка новых технологий стоит немалых денег. Уже к 2000 году суммарные мировые затраты составили 800 миллионов долларов, а в последующие годы выросли минимум вдвое. По оценкам экспертов, для достижения реального результата необходимо тратить не менее триллиона долларов на исследования. В США весной этого года были одобрены государственные ассигнования в размере 2,36 миллиарда долларов на три года. Ранее на эти цели уже выделялся миллиард долларов. Но в большей степени в эту область науки идут частные инвестиции, ведь нанотехнологии хороши тем, что реальной отдачи, возврата средств, можно добиться уже сегодня. Для фундаментальной науки такое положение дел уникально. При помощи нанотехнологий уже изготавливаются матрицы для "печати" некоторых микросхем. Американская компания Nano-Tex LLC создала немнущиеся и не пачкающиеся брюки и рубашки, а осенью планирует представить на суд потребителей куртки с аналогичными функциями. В процессе изготовления одежду помещают в раствор, в котором находятся разработанные наночастицы, обладающие заданными свойствами. Частицы покрывают каждое волокно, не изменяя его внешний вид, однако создают вокруг него воздушную подушку, которая не позволяет ткани мяться и заставляет сворачиваться в капли попавшую на нее жидкость. В Сеуле, в университете Ханьян, в волокна полипропилена удалось внедрить частицы серебра. Это дает возможность делать антибактериальную одежду, поскольку серебро убивает сотни болезнетворных патогенов.

В России нанотехнологиям также уделяется довольно большое внимание. Конечно, о выделении государственных миллиардов пока речи не идет, однако РНЦ "Курчатовский институт" уже добился довольно интересных результатов. Разработаны и запатентованы технологии для производства микросхем, готовится своеобразный каталог нанокомплектующих для их строительства, прототипы функциональных блоков. Российская компания Interface создала аппаратно-программный комплекс NanoMaker, позволяющий открывать опытные и мелкосерийные производства. О качестве комплекса говорит тот факт, что он был закуплен Национальной физической лабораторией Великобритании. Применяется NanoMaker для создания чипов, голограмм, анализа биологических объектов.

Есть у нанотехнологий и темная сторона. Фактически впервые человек может почувствовать себя Создателем. Уже сейчас идут разговоры, что в ближайшие сто лет нанотехнологии позволят достичь бессмертия, если, конечно, прежде человечество не уничтожит себя само. Ведь в цифровой цепочке по-прежнему остается самое слабое и несовершенное звено - человеческий разум. Теоретически нанотехнологии позволяют собрать некоторый объект просто из атомов или "переделать" один продукт в другой, например сделать из травы молоко. Однако можно создать и смертельный вирус, причем с той же легкостью, с какой пишутся вирусы компьютерные. "Зеленые" уже предлагают приостановить все исследования до лучших времен. Это, конечно, "не наш метод", однако задуматься лишний раз стоит.

Дизайн и поддержка: Silicon Taiga

Обратиться по техническим вопросам