Юрий Сергеевич Нагорнов - 101 вопрос о нанотехнологиях

рубиново-красные
опалесцирующие стекла Древнего Египта, Древнего Рима и многих витражей культовых
сооружений средних веков. В книге «Введение в нанотехнологию» Чарльз Пул приводит
один показательный пример применения первых нанотехнологий: в Британском музее
хранится кубок, известный под названием
«Кубок Ликурга»,
изготовленный
древнеримскими мастерами. Его стенки содержат наночастицы золота и серебра,
добавленные в стекло, которые при различном освещении меняют цвет кубка от темнокрасного до светло-золотистого.
В 1661 году ирландский химик Роберт Бойль первым опубликовал утверждение, что
все состоит из «корпускул» - сверхмалых частиц, которые в разных сочетаниях образуют
различные вещества и предметы.
Первый прорыв в практическом применении нанотехнологий был совершен
американским изобретателем Джорджем Истмэном, который в 1883 году изготовил
фотопленку со светочувствительным слоем из наночастиц бромистого серебра. Далее
развитие основных представлений, а также методов формирования и контроля
наноструктур происходит взрывными темпами. Оно базируется на достижениях и
открытиях исследователей самых разных научных направлений.
В основе своей
нанотехнологии представляют собой логическое продолжение современных оптических,
микроэлектронных, материаловедческих, химических, биологических и иных технологий
с учетом возникающих размерных эффектов. Впервые понятие «нанотехнологии» была
озвучено Ричардом Фейнманом в 1959 году на заседании американского физического
общества. Его речь получила название «Внизу полным полно свободного места.
Приглашение в новый мир физики». Р. Фейнман имел в виду мир нанометрового масштаба,
в котором работают фундаментальные законы квантовой физики, управляющие поведением
отдельных атомов и их что законы физики не запрещают создавать «конструкции» из
отдельных атомов. Пророчество великого исследователя положило начало современной
эпохи нанотехнологий.
106

Ниже приводится хронология значимых событий в развитии нанотехнологий:
- в 1931 году немецкие физики Макс Кнолл и Эрнст Руска создали электронный
микроскоп, который впервые позволил исследовать нанообъекты;
- в 1966 году Роберт Янг предложил идею использования пьезодвигателей, которые в
настоящее время обеспечивают перемещения острия зонда сканирующего туннельного
микроскопа с точностью до 10-3…10-2 нм;
- в 1968 году Альфред Чо и Джон Артур разработали теоретические основы
нанотехнологии при обработке поверхностей;
- в 1971 году компаниями Bell и IBM (США) получены первые одноатомные
полупроводниковые пленки – «квантовые ямы». Началась эпоха практической
нанотехнологии - технологии низкоразмерных полуроводниковых структур.
- в 1974 году японский физик Норио Танигучи в своем докладе «Основные принципы
нанотехнологий» ввел в научный оборот слово «нанотехнология», которым предложил
называть процессы, происходящие в областях размером менее одного микрона;
- в 1982 году немецкие физики Герд Бинниг и Генрих Рорер создали первый
сканирующий туннельный микроскоп, способный показывать отдельные атомы;
- в 1985 году американские физики Роберт Керл, Хэрольд Крото и Ричард Смэйли
открыли фулерен – молекулу, по форме напоминающую футбольный мяч и содержащую
60 атомов углерода, чем предопределили стремительное развитие технологии углеродных
нанотрубок;
- в 1986 году появился сканирующий атомно-силовой микроскоп; выходит книга
Э. Дрекслера, названная библией нанонауки – «Машины творения: грядет эра
нанотехнологий». В ней Дрекслер описал молекулярных самовоспроизводящихся
роботов, способных производить сборку молекул, их декомпозицию, запись в память
нанокомпьютера программ воспроизведения и реализацию этих программ. Рассчитанный
на многие десятилетия прогноз развития нанотехники в течение 20 лет невероятным
образом сбывается шаг за шагом с существенным опережением по времени;
американский физик А. Эшкин создает лазерный пинцет – устройство манипулирования
микро- и нанообъектами с помощью сфокусированного лазерного луча;
в
1987
году французский
физик
Ж.М. Лен
вводит
в
обиход
понятия«самоорганизация» и «самосборка»;
- в 1989 году показана возможность создания молекулярных автоматов. С помощью
СТМ, произведённого фирмой IBM, были набраны три буквы (IBM) из 35 --">