Что такое нанотехнологии?

Как ни странно звучит этот вопрос в наше время, но отвечать придётся. Хотя бы для себя самого. Общаясь с учёными и специалистами, занятыми в этой отрасли, я пришёл к выводу, что вопрос до сих пор остаётся открытым.

В Википедии кто-то дал такое определение:

Нанотехнология — междисциплинарная область фундаментальной и прикладной науки и техники, имеющая дело с совокупностью теоретического обоснования, практических методов исследования, анализа и синтеза, а также методов производства и применения продуктов с заданной атомарной структурой путём контролируемого манипулирования отдельными атомами и молекулами.

А такое определение было там же года 2 тому назад:

Нанотехнология — область прикладной науки и техники, занимающаяся изучением свойств объектов и разработкой устройств размеров порядка нанометра (по системе единиц СИ, 10-9 метра).

В популярной печати используется ещё более простое и доходчивое для обывателя определение:

Нанотехнологии – это технологии манипулирования веществом на атомном и молекулярном уровне.

(Люблю краткие определения :) )

Или вот определение профессора Г. Г. Еленина (МГУ, Институт прикладной математики им. М.В. Келдыша РАН):

Нанотехнологией называется междисциплинарная область науки, в которой изучаются закономерности физико-химических процессов в пространственных областях нанометровых размеров с целью управления отдельными атомами, молекулами, молекулярными системами при создании новых молекул, наноструктур, наноустройств и материалов со специальными физическими, химическими и биологическими свойствами.

Да, в общем, всё довольно понятно.. Но вот наш (специально отмечу, отечественный) дотошный скептик скажет: «А что, всякий раз, когда мы растворяем кусочек сахара в стакане чая, мы разве не манипулируем веществом на молекулярном уровне?»

И будет прав. Необходимо добавить к опередению понятия, связанные с «контролем и точностью манипулирования».

Федеральное Агентство по науке и инновациям в «Концепции развития в РФ работ в области нанотехнологий до 2010 года», дает такое определение:

«Нанотехнология – совокупность методов и приёмов, обеспечивающих возможность контролируемым образом создавать и модифицировать объекты, включающие компоненты с размерами менее 100нм, хотя бы в одном измерении, и в результате этого получившие принципиально новые качества, позволяющие осуществить их интеграцию в полноценно функционирующие системы большого масштаба; в более широком смысле этот термин охватывает также методы диагностики, характерологии и исследований таких объектов».

Ого! Мощно сказано!

Или вот Статс-секретарь Минобрнауки РФ Дмитрий Ливанов определяет нанотехнологии как:

«набор научных, технологических и производственных направлений, которые объединены в единую культуру, основанную на проведении операций с материей на уровне отдельных молекул и атомов».

Простой скептик удовлетворён, но вот скептик-специалист скажет: «А не этими ли самыми нанотехнологиями всё время занимается традиционная химия или молекулярная биология и многие другие направления науки, создавая новые вещества, в которых их свойства и структура определяются определенным образом связанными наноразмерными объектами?»

Что же делать? Мы же понимаем, что такое «нанотехнологии».. чувствуем, можно сказать.. Попробуем добавить к определению ещё пару терминов.

Бритва Оккама

Нанотехнологии: любые технологии создания продуктов, потребительские свойства которых определяются необходимостью контроля и манипулирования отдельными наноразмерными объектами.

Кратко и скупо? Дадим пояснения использованным в определении терминам:

«Любые»: данный термин призван примирить специалистов разных научно-технологических направлений. С другой стороны, этот термин обязывает контролирующие бюджет развития нанотехнологий организации заботиться о финансировании широкого круга направлений. Включая, конечно и молекулярные биотехнологии. (Без необходимости искусственно притягивать к названию этих направлений приставку «нано-»). Считаю довольно важным термином для ситуации с нанотехнологиями в нашей стране на текущем этапе :).

«Потребительские свойства» (можно, конечно, использовать традиционный термин «Потребительская стоимость» – кому как нравится): создание продуктов с использованием таких передовых методов, как контроль и манипулирование веществом на наноуровне, должно придавать какие-либо новые потребительские свойства, либо влиять на цену продуктов, в противном случае оно становится бессмысленным.

Понятно также, что, например, нанотрубки, у которых один из линейных размеров лежит в области традиционной размерности, также попадают под это определение. При этом, сами создаваемые продукты могут иметь любые размеры – от «нано» до традиционных.

«Отдельные»: наличие этого термина уводит определение от традиционной химии и однозначно требует наличия самого передового научного, метрологического и технологического инструментария, способного обеспечить контроль за отдельными, а при необходимости даже за конкретными нанообъектами. Именно при индивидуальном контроле мы получаем объекты, обладающие потребительской новизной. Можно возразить, что, например, многие из существующих технологий промышленного производства ультрадисперстных материалов не требуют наличия такого контроля, но это только с первого взгляда; на самом же деле сертифицированное производство ультрадисперстных материалов в обязательном порядке требует наличия контроля за размерностью отдельных частиц.

«Контроль», без «Манипулирования» распостраняет определение на так наз. нанотехнологии «предыдущего поколения».
«Контроль» совместно с «Манипулированием» распространяет определение на перспективные нанотехнологии.

Таким образом, если мы способны найти конкретный наноразмерный объект, проконтролировать и при необходимости изменить его структуру и связи, то это – «нанотехнологии». Если же мы получаем наноразмерные объекты без возможности такого контроля (за конкретными нанообъектами), то это не нанотехнологии или, в лучшем случае, нанотехнологии «предыдущего поколения».

«Наноразмерный объект»: атом, молекула, надмолекулярное образование.

В целом, определение пытается связать науку и технологии с экономикой. Т.е. отвечает достижению главных целей программы развития наноиндустрии: созданию технологий, опирающихся на передовые методы исследования и производства, а также коммерциализации полученных достижений.

В общем, пока сам бы я на этом остановился. А вы?


Сегодня (16.08.07) пришло на ум такое определение:

Нанотехнологии: Любые технологии прецизионного манипулирования наноразмерными объектами

А вот определение академика Ю.Д.Третьякова:

Нанотехнологии: «это область знания, ориентированная на изучение и применение материалов, которые наноструктурированы и имеют размер частиц от 1 до 100 нанометров (нано – 10–9)»
(Источник)

Определение из презентации группы Онексим (М.Прохоров):

Нанотехнология – совокупность методов и приемов, обеспечивающих возможность контролируемым образом создавать объекты и материалы из отдельных атомов, молекул и компонентов с размерами от 1 до 100 нм, хотя бы в одном измерении.

Определение LUX Research

Нанотехнологии — это не новая отрасль мировой экономики, а средство для модернизации множества других ее отраслей.

Хорошая статья, в которой даётся определение нанотехнологий, М.Н. Ваучского "«Понятийный аппарат наномира»"":http://www.ntsr.info/…ary/3199.htm
Военный инженерно-технический университет (ВИТУ), Санкт-Петербург, Россия



Anonymous аватар

Неплохо.Но так мелко,что даже в микроскоп не видно.Обыватель.

Anonymous аватар

Нанотехнологии-это когда можно получить молоко без коровы имея воздух-которым дышит эта корова,воду-которую пьёт эта корова,землю-с которой растёт трава для коровы.ЭТО КОНСТРУКТОР ИЗ АТОМОВ И МОЛЕКУЛ,А СОБИРАТЬ МОЖНО ПОЧТИ ВСЁ.И ЭТО ТОЛЬКО НАЧАЛО ЭВОЛЮЦИИ. Имамдин Гелеханов. п.с. Все мы квартиранты,и надо оставить после себя порядок.

Smollet аватар
Нанотехнологии-это когда можно получить…

Это не термин, а ожидание в области применений (причем довольно смелые и популистские).

Построение «Термин-это когда …» годится разве что для описания абстрактных неопределенных терминов, связанных с личными переживаниями субьекта (напр. чувства, «счастье – это когда любимый человек рядом» и т.д). Потому что за основу в данном случае взята только одна сторона и описана в виде одного примера (где это проявляется, а в данном случае только лишь возможно будет проявляться), эмоционально или для воздействия на людей, которые не связаны с тематикой.

В данном случае нанотехнология – это не способ получения молока без коровы. Термин глубже. И то что Вами сказано просто логически вписывается в термин
Нанотехнологии — это технологии манипулирования веществом на атомном и молекулярном уровне.
который уже есть в статье и который менее пристрастен и более широкий (потому, видать, и более краткий). Но даже он рассматривает только один из подходов к рассмотрению вопроса.
kur аватар

Определение

Нанотехнологии — это технологии манипулирования веществом на атомном и молекулярном уровне.

конечно же далеко не полное и спорное (см выше) – вспомним растворение куска сахара в стакане – в аккурат манипулирование веществом на молекулярном уровне…

Smollet аватар
Я готов признать это манипулированием, если вам удастся потом что-либо, кроме более-менее равномерного распределения по объему стакана или перекристаллизации, получить. Иначе в таком случае можно признать, что сброс атомной бомбы на город вызывает перепланировку кварталов :)
далеко не полное и спорное
Кстати я это и имел ввиду говоря только лишь про один из подходов. Если бы он был бесспорным и полным это было бы единственным определением.
kur аватар

Я готов признать это манипулированием, если вам удастся потом что-либо, кроме более-менее равномерного распределения по объему стакана или перекристаллизации, получить.

В рассматриваемом опредлении ничего не говорится про «получение чего-либо» – говориться абстрактно – «манипулирование» (например: расстворение), в этом и есть проблема данного опредления. Поэтому пример с сахаром как раз и критикует его в полной мере. :)

Но, думаю вы правы, для простоты, ясности и краткости в частных разговорах, интервью и т.п. данное определение вполне можно использовать (но не в официальных документах!).

Svidinenko аватар

Кстати, в этих определениях забывают очень важную вещь – не только манипулирование, но и создание упорядоченных структур с точностью до атома!

Но, в целом, лучше определения нанотехнологии как Технологии Общего Назначения – ТОН (по аналогии с электричеством и кибернетикой), без прикладных углублений.

Anonymous аватар

Человек объяснил обществу простым и доступным языком, не стоит быть столь суровым и так сказать «придираться» к словам! =)

kur аватар

Смотрите-ка, а вопрос то живёт: Нанотехнологии: границы, пределы, определения хорошо заметна тревога автора статьи по-поводу смешивания понятий и (а как же!!! :) ) расстановки финансовых приоритетов.

Anonymous аватар

Наше правительсвто страдает манией величия, крича на каждом углу о нанотехнологиях. И как результат – выделены деньги на развитие нанотехнологий, а что делать – ученые не знают. Определение каждый ученый может дать, но все более менее стоящие ученые за рубежом уже, господа хорошие. Как быть? На мой взгляд это недостижимо в нашей стране.

Anonymous аватар

ну всё – ложись – померай…

Anonymous аватар

Из интервью корреспондента (К) желтой прессы с представителем (П) знаменитой японской фирмы… К. – Как вы полагаете, насколько Российские нанотехнологии смогут продвинуться в ближайшее время, догнать и опередить мировых производителей? П. – Учитывая хорошо подготовленный персонал из местных специалистов? К. – Да. П. – Думаю, в этой области вы отстали навсегда. Выпускать сегодня огромные батареи питания и тяжелые радиаторы охлаждения для будущих микросхем!? Хотя… И я – не робот… :)

Anonymous аватар

Akhmetov Askhat Kerymbaevich Нанотехнологией называется междисциплинарная область науки, в которой изучаются закономерности физико-химических процессов в пространственных областях нанометровых размеров с целью управления отдельными атомами, молекулами, молекулярными системами при создании новых молекул, наноструктур, наноустроиств и материалов со специальными физическими, химическими и биологическими свойствами.

kur аватар

Всё так, уважаемый Askhat, только довольно громоздко, не кажется?

дядя Андрей аватар
В рассматриваемом опредлении ничего не говорится про «получение чего-либо» – говориться абстрактно – «манипулирование» (например: расстворение), в этом и есть проблема данного опредления. Поэтому пример с сахаром как раз и критикует его в полной мере. :)
Но, думаю вы правы, для простоты, ясности и краткости в частных разговорах, интервью и т.п. данное определение вполне можно использовать (но не в официальных документах!).

Растворение сахара в стакане чая действительно пример неподходящий, нет главного, как обязательной части нанотехнологий как первого так и второго поколений, КОНТРОЛЯ! всегда разный результат, сплошной хаос, процесс не упраляем не только на нано уровне, но скорее на макро уровне, как пример с ядерной бомбой для перепланировки города. Вот, если б сахар в стакане с чаем можно было бы заставить расположиться слоями в одну молекулу толщиной чередующимися со слоями самого чая в которых располагался бы сок лимона в форме скажем звёздочек, вот это возможно был бы пример нанотехнологии.

puzzzi аватар
Наверно каждому, кто хоть как-то связан с нанотехнологиями приходилось отвечать на этот вопрос. Лично у меня всегда возникали проблемы объяснить. Не совсем точное но очень доходчивое объяснение нашел на просотрах рунета:

Итак, представьте теперь, что Вы ребенок и у Вас есть конструктор, состоящий из таких больших кубиков. Один кубик размеров примерно с кружку в 300мл. У Вас есть красные, синие, желтые, зеленые кубики. Но все они примерно одной формы и одного, достаточно большого, размера. Что Вы можете собрать из этих кубиков? Можете сделать столбик или прямоугольник или еще какую-нибудь простую фигуру. Но Вы никогда не сможете собрать детализированные конструкции, такие которые позволяет собрать, например, всем известный конструктор Lego. Так вот, конструктор из больших кубиков это так называемые микротехнологии, то есть те которые достаточно хорошо развиты сейчас, а лего это нанотехнологии.
(Источник: Что такое нанотехнологии)