Юный техник, 2007 № 04

ЖУРНАЛ «ЮНЫЙ ТЕХНИК» НАУКА ТЕХНИКА ФАНТАСТИКА САМОДЕЛКИ № 04 апрель 2007

Популярный детский и юношеский журнал.

Выходит один раз в месяц.

Издается с сентября 1956 года.

ВЫСТАВКИ Зачем нам надо «НАНО»?

Еще полвека назад нобелевский лауреат Ричард Фейнман заявил: когда-нибудь человек сможет конструировать материальный мир, манипулируя атомами и молекулами, как болтами и гайками. Спустя четверть столетия один из идеологов и пропагандистов нанотехнологий, американец Эрик Дрекслер, писал: «Разве не удивительно, что мы бросаем в землю удобрения, а получаем сладкую клубнику? Это делает природа с помощью химических реакций. Нанотехнологии позволят получать ягоду куда проще — меняя порядок атомов. И не только ягоды, но весь окружающий нас мир можно будет, как в детском конструкторе, собирать из деталей — атомов и молекул».

«Это будущее уже вышло из сферы фантастики, оно обретает конкретные черты в реальных программах, в которые ведущие страны уже вкладывают миллиарды долларов», — говорит ныне академик РАН Михаил Алфимов.

Каких именно? Чтобы получить хотя бы первое представление о том, что делается в нашей стране в области нанотехнологий, наш специальный корреспондент Виктор ЧЕТВЕРГОВ отправился на III Специализированную выставку нанотехнологий и материалов NTMEX-2006. И вот что там, в частности, увидел.

Дайте «картинку»

…Для начала мне показали некое кино. Если хотите, мультфильм из жизни атомов, которые собираются в огромную причудливую молекулу.

— Это всего лишь один из сюжетов, наглядно показывающих, как самоорганизуются наночастицы, — пояснила мне представительница Центра фотохимии Российской академии наук Светлана Солина. — Можем продемонстрировать вам еще несколько…

Сами по себе эти «мультики» — результат огромного кропотливого труда целой армии специалистов. Ведь прежде чем создать какое-то виртуальное изображение, необходимо понять, из каких именно элементов состоит данное вещество, как его атомы располагаются в молекуле, образуя причудливую пространственную структуру.

Для этого используются последние достижения рентгено-структурного анализа, электронной микроскопии и иные методы исследования молекулярных структур.

И это лишь первый шаг. Разобравшись с данной структурой, нужно было затем понять, как природа ее создавала, какие атомы были соединены сначала, какие потом и почему именно в таком порядке. Далее необходимо ответить на следующий вопрос: а нельзя ли усовершенствовать технологию «самосборки» данной структуры? И если это возможно, то как сделать наилучшим образом, к каким последствиям это приведет?..

И так шаг за шагом, пока не будет полностью решена поставленная перед исследователями задача. Причем, что особенно ценно, располагая набором прикладных программ, ученые могут перед тем, как приступать к экспериментам, провести их компьютерное моделирование, до тонкостей отработать параметры и технологию будущего процесса. Такая технология позволяет сэкономить массу времени и средств, избежать многих ошибок.

Синтез сложнейших наноструктур можно сначала наглядно представить себе на экране компьютера.

На выставке специалисты-нанотехнологи со всей страны нашли общие темы для разговора.

Так выглядит установка экспресс-контроля качества поверхности на наноуровне.

Контролер — капля!

— Вот эта пластинка представляет собой линзу Френеля, — Сергей Александрович Бородин, технолог ОКБ Института систем обработки изображений РАН при Самарском государственном аэрокосмическом университете имении С.П. Королева, показал мне лабораторное стеклышко, в центре которого виднелась какая-то концентрическая структура. — Благодаря этой линзе луч лазера приобретает поистине чудодейственные свойства.

Может, например, одновременно произвести сварку сразу в нескольких точках микросхемы. Или практически мгновенно осуществить микрогравировку сложнейшего изображения. Однако все это возможно при условии, что линза изготовлена достаточно качественно. Иначе большая часть энергии лазера рассеется в самой пластинке.

Чтобы такого конфуза не случилось, линзы изготовляют с особым тщанием; контроль качества ведется на каждом этапе технологического цикла.

— Прежде всего, нужно проверить качество полировки исходной пластинки, — продолжал рассказ С.А.Бородин. — Причем делать это приходится на наноуровне.

Я ожидал услышать о контроле с помощью сверхмощного оптического, а то и электронного микроскопа, но наши изобретатели нашли способ более простой и надежный.