Кто угрожает России? Вызовы будущего - Антон Первушин

Нанотехнологии – чудо или гибель?

«…Рой вибрировал, издавая низкий звук, похожий на барабанную дробь. Когда я побежал к рою, облако наночастиц слегка распласталось. А потом я оказался внутри этого облака, в окружении наночастиц. Меня окутал странный полумрак, как будто я попал в пылевую бурю. Я ничего не видел – не видел даже двери.

Я протянул свободную руку, надеясь найти дверную ручку на ощупь. Запорошенные наночастицами глаза сразу заболели, но я изо всех сил размахивал рубашкой, и вскоре полумрак начал рассеиваться. Я разогнал рой, расшвырял наночастицы в разные стороны. Зрение прояснилось, и дышал я всё еще нормально, хотя в горле сильно пересохло и болезненно запершило. Я чувствовал тысячи крошечных уколов по всему телу, но они были почти безболезненные.

Наконец я увидел перед собой дверь. Ручка двери была слева от меня. Я не переставал размахивать рубашкой, и облако наночастиц вдруг отлетело в сторону, как будто для того, чтобы оказаться подальше от моей рубашки. В это мгновение я проскользнул в дверь и захлопнул ее за собой.

Внезапно оказавшись в темноте, я заморгал. Почти ничего не было видно. Я решил, что глаза должны привыкнуть к полумраку после слепящего солнца, и немного подождал. Но зрение не улучшилось. Наоборот, стало только хуже. Я смутно различал только двойную стеклянную перегородку впереди. Мелкие уколы на теле горели и зудели. В горле совсем пересохло, стало трудно дышать. Я захрипел и закашлялся. В глазах помутилось. Закружилась голова.

За стеклянными перегородками стояли Рики и Мае и смотрели на меня. Я услышал, как Рики кричит:

– Иди же, Джек! Скорее!

Глаза болели, словно их жгло огнем. Голова кружилась всё сильнее. Мне пришлось прислониться к стене, чтобы не упасть. Горло начало опухать. Я дышал с трудом. Задыхаясь, я ждал, когда откроется стеклянная дверь. Но она не открывалась. Я тупо смотрел на воздушный шлюз.

– Ты должен стать напротив двери, Джек! Становись! Мир вокруг меня как будто замедлился. Я внезапно ослабел.

Тело стало непослушным и вялым. Жжение в глазах и на коже усилилось. В комнате словно потемнело. Я не был уверен, что смогу самостоятельно встать напротив двери.

– Становись! Джек!

Не знаю, как мне это удалось, но я отстранился от стены и шагнул к воздушному шлюзу. Стеклянная перегородка с негромким шипением ушла в стену.

– Иди же, Джек! Давай!

Перед глазами у меня поплыли цветные пятна. Голова кружилась, меня подташнивало. Спотыкаясь и едва переставляя ноги, я шагнул внутрь воздушного шлюза и уперся во вторую перегородку. С каждой секундой дышать было всё труднее. Я понял, что скоро наступит удушье.

Снаружи здания снова послышалось низкое ритмичное гудение. Я медленно повернулся и посмотрел назад.

Стеклянная перегородка закрылась.

Я посмотрел вниз, на себя, но почти ничего не увидел. Моя кожа казалась черной от налипшей на нее пыли. Всё тело болело. Рубашка тоже почернела от пыли. Сверху хлынули струи холодного раствора, и я закрыл глаза. Потом раздалось громкое гудение – заработали вентиляторы. Я видел, как потоки воздуха уносят пыль с моей рубашки. Зрение постепенно прояснилось, но я по-прежнему не мог дышать. Рубашка выскользнула у меня из пальцев и упала, распластавшись на решетке у моих ног. Я наклонился, чтобы поднять ее. Я весь дрожал, колени подгибались от слабости. Я слышал только гул вентиляторов.

Меня затошнило. Колени подогнулись, и я привалился к стене.

Я посмотрел на Рики и Мае за второй стеклянной дверью. Они были как будто где-то далеко-далеко. Пока я смотрел, они всё отдалялись и отдалялись. Вскоре они оказались где-то совсем далеко, и я перестал о них думать. Я понял, что умираю. Я закрыл глаза и рухнул на пол. Гул вентиляторов затих вдали, и наступила холодная абсолютная тишина…»

Этот впечатляющий фрагмент я позаимствовал из романа известного американского писателя и режиссера Майкла Крайтона «Добыча» («Prey», 2002), публиковавшийся у нас под названием «Рой». В нем рассказывается, как рой «наночастиц» вышел из-под контроля создавших его инженеров и стал представлять серьезную опасность, нападая на людей и животных и удушая их. К счастью, пока всё описанное в романе остается фантастикой – ученым не удалось решить целый ворох проблем, вставший на пути создания программируемых нанороботов, а значит, до саморазвивающегося роя еще очень далеко. Тем не менее, выгоды, которые принесут нанотехнологии, столь велики, что раньше или позже такие роботы появятся. Ученые рассчитывают, что подобные крошечные машинки будут создавать всё, что угодно: от миниатюрных деталей для компьютеров и новых лекарств против рака до качественно нового оружия…

Сам термин (а точнее – приставка «нано») происходит от греческого слова nannos – карлик (отсюда нанометр – одна миллиардная доля метра).

Концепция нанотехнологий впервые прозвучала 29 декабря 1959 года – в речи выдающегося американского физика Ричарда Фейнмана под названием «Внизу полно места» («Plenty of Room at the Bottom»). Сорок лет спустя это технологическое направление всё еще находилось в зародышевой стадии развития, несмотря на постоянную рекламу в прессе. Только теперь, уже в XXI веке, начали появляться первые практические результаты, и финансирование направления резко возросло.

Понятие «нанотехника» было введено в 1974 году японцем Норио Танигучи. Первые средства для нанотехники были изобретены в швейцарских лабораториях «IBM». В 1982 году был создан растровый туннельный микроскоп (его создатели четырьмя годами позже получили Нобелевскую премию), а в 1986 году – атомный силовой микроскоп.

Почему для развития нанотехнологий так важны эти приборы? Дело в том, что если в электронный микроскоп атомарные размеры можно рассмотреть лишь при определенных условиях, то новые зонды дают более точную картину. Причем слово «микроскоп» здесь вводит в заблуждение. Благодаря этому изобретению стало возможным манипулирование мельчайшими частицами материи. Исследователи переносили атомы из одного места в другое и составляли из них всякие неприличные слова. На этой основе в начале 1990 года компания «XEROX» создала молекулярного робота, который способен вылавливать молекулы, проводить их через особую мембрану, а затем использовать получившиеся атомы для «художественного конструирования».

Хотя современная технология позволяет манипулировать отдельными атомами, но при этом выглядит довольно неуклюже: огромный прибор хватает атом и транспортирует его. Куда более продуктивным представляется путь, предложенный «крестным отцом нанотехнологий» Эриком Дрекслером в книге «Машины создания: Грядущая эра нанотехнологий» («Engines of Creation: The Coming Era of Nanotechnology», 1986). В ней этот американский инженер описал специальные наномашины, называемые «ассемблерами» и способные работать с атомами.

Дрекслер дает следующее определение: «Ассемблер – это молекулярная машина, которая может быть запрограммирована строить практически любую молекулярную структуру или устройство из более простых химических строительных блоков».

Итак, наномашины должны уметь захватывать атомы и соединять их между собой, причем не хаотично, а в соответствии с заданным алгоритмом.

О том, что такой проект может быть реализован со дня на день, сообщила группа исследователей из Нью-йоркского университета. Американский медицинский наноробот, введенный в организм человека, сможет самостоятельно передвигаться по кровеносной системе и очищать его от микробов или зарождающихся раковых клеток, а саму кровеносную систему – от отложений холестерина. Он сможет изучить, а затем и исправить характеристики тканей и клеток.

Профессор химии Надриан Симан, возглавляющий исследования, заявил, что пока удалось лишь ограничить движение наномашин в молекулярной среде, но в будущем его невидимые роботы станут полностью управляемыми. Ученые хотят запрограммировать молекулы так, чтобы те могли самоорганизоваться и объединяться с другими молекулами в более крупную структуру. При этом наномашина будет имеет две своеобразные «руки» – молекулы, которыми исследователи вроде бы научились управлять, но что-либо сделать (например, добавить в раствор определенный химикат) устройство пока не умеет: раствор воздействует одновременно на все молекулы.

Другой проект, нацеленный на создание первого наноробота – «NanoWalker» – разрабатывается на базе Лаборатории биотехнологий при Массачусетском технологическом институте под руководством Сильвина Мартеля.

Пока что механизмы, сконструированные в рамках этого проекта, нанороботами назвать нельзя – слишком уж они велики, размером с копеечную монету, – но ученые уверены, что в ближайшем будущем их размеры удастся уменьшить.

Управление роботами производится посредством инфракрасных датчиков, помещенных в их тела, – камера отслеживает местоположение роботов и направляет к месту выполнения задания. Некоторые крошечные машины оснащены микроскопами, позволяющими им получать и транслировать изображение атома, над которым предстоит потрудиться.