Маленькие частицы с большими возможностями (популярный очерк о наночастицах и нанотехнологиях, приуроченный к 20-летию открытия нанотрубок и 15-летию открытия фуллерена)
В мире стремительно разворачивается новый виток научно-технической революции, может быть, самой важной в истории цивилизации. На этот раз речь идёт не просто о крупных открытиях и изобретениях, вроде паровой машины, электричества или энергии атомного ядра. Они стали подлинными этапами в истории, повлияли на всю жизнь людей. Теперь же на повестке дня - такие достижения науки и техники, которые могут сделать жизнь всего человечества совершенно неузнаваемой. Они могут изменить природу самого человека. Они способны привести человечество к фантастическому расцвету, но могут стать и причиной его исчезновения с лица Земли. Речь идёт о наночастицах, о нанообъектах на их основе, о всевозможных нанотехнологиях. Размер наночастиц и нанообъектов измеряют в "нанометрах" (нм). Один нанометр равен одной миллиардной доле метра. Эта величина в пятьдесят тысяч раз меньше толщины человеческого волоса. Размеры такого порядка имеют атомы, молекулы и их наноагрегаты. И вот, погружаясь в мир таких маленьких частиц, наука и техника обнаружили у них совершенно новые возможности, которыми не обладают объекты, привычные нам из повседневной жизни. Стремительно возникают новые науки - нанофизика, нанохимия, нанобиология, наномедицина и т.д. На базе научных достижений сразу же появляются новые отрасли техники - нанотехнологии - для скорейшего применения на практике добытых знаний. Все эти науки и направления являются междисциплинарными, т.е. находятся на стыке разных наук. И это неслучайно. Во-первых, овладеть столь новыми и сложными для изучения объектами можно лишь совместными усилиями специалистов в разных областях науки и техники. И, во-вторых, достижения нанонауки и нанотехнологии применяются во многих сферах деятельности людей: в материаловедении, медицине, механике, машиностроении, электронике, оптике и т.д. Успехи в этой новой области были бы невозможны без изобретения в 80-х годах прошлого века совершенно новых микроскопов для "рассматривания" столь малых частиц. Это слово взято в кавычки потому, что сам процесс изучения мало похож на привычное нам рассматривание маленьких частиц в обычный оптический микроскоп. Новые микроскопы - электронные, зондовые, атомно-силовые - работают на других принципах. Кроме того, с их помощью можно не только "увидеть" эти фантастически малые объекты, но и манипулировать ими: перемещать, разделять, соединять. Обо всём этом можно прочитать в многочисленных книгах, патентах и статьях, которых за последние 25-30 лет написаны уже десятки и сотни тысяч! В этом очерке постараемся кратко рассказать лишь о некоторых наночастицах и их необычайно интересных возможностях.