Нанотехнологии сегодня открывают двери в сказку

Регистрация | Забыли свой пароль?

Нанотехнологии сегодня открывают двери в сказку. Они позволяют воплощать многие мечты. Но для этого надо эти мечты иметь. Приходится мыслить более широко и дерзко, чем это обычно принято в научном сообществе в периоды её медленного эволюционного развития. Те возможности, которые есть у исследователей в области нанонауки и наноинженерии, могут более никогда не представиться.

Пожалуй, знаковым примером воплощения красивой, удивительной мечты являются метаматериалы. В детских сказках, в «Руслане и Людмиле» важную роль играет шапка-невидимка, делающая невидимым того, кто её надевает. В западной традиции и в «Гарри Поттере» такую же роль играет эльфийский плащ. Противоречит ли существование подобных предметов законам природы? Этот вопрос волновал ещё великого Максвелла – создателя современной электродинамики. Размышляя над ним классик предложил конструкцию удивительной линзы. Полезно думать над неразрешимыми задачами…

В 1967 году профессор Московского физико-технического института В.Г. Веселаго опубликовал в «Успехах физических наук» странную необычную работу, посвященную электромагнитным волнам в сферах отрицательной диэлектрической проницаемостью и отрицательной магнитной проницаемостью. Необычность работы заключалась в том, что на момент публикации работы… таких сред просто не было. Странность заключалась в необычной оптике таких сред. Из институтского курса физики известно, что скорость прохождения света через среду пропорциональна корню квадратному из произведения диэлектрической проницаемости на магнитную проницаемость. И если оба коэффициента отрицательны, то свет должен так же благополучно распространяться, как в обычной среде. Но показатель преломления в этом случае может быть отрицателен.

А это прямой путь к шапке-невидимке. Можно так расположить слои с обычным отрицательным коэффициентом преломления, что лучи будут огибать предмет, посвященный внутри полости и, выходить из-под шапки-невидимки так, как будто внутри неё ничего нет.

Всё это осталось бы красивой физической фантазией, если бы не метаматериалы, в которых размеры неоднородностей сравнимы с длиной волны. В них можно устроить неоднородности так, что эффективные и для волн из определенного диапазона частот действительно будут отрицательны. Профессору Пендри удалось экспериментально построить соответствующую систему. Линзы Пендри–Веселого стали также одним из символов нанотехнологий. Начался бум работ в этой области. Выяснилось, что к подобным результатом можно было бы добраться, пробираясь и по другим тропинкам. Очень красива «математика метаматериалов» (справедливости ради надо сказать, что несмотря на обилие книг по нанотехнологиям, некоторые из которых можно смело отнести и к «нанопурге», достойной книг и по метаматериалам на русском языке пока нет).

Двери в сказку открылись… Что за ними? Новое поколение военной техники – самолетов и роботов-невидимок? Или что-то иное.

Помнится в «Сказке о царе Салтане» фигурировал шмель, способный выполнить разведывательные миссии, а при необходимости и жалить супостатов, без вреда покидая поле боя. И эта сказка реализована. Летательный аппарат спецназа Израиля способен ко всему, о чем говорится в сказке, и к ещё большему. А ведь это только микро, а не нано боевое устройство. Системы наноуровня (например планируемые в рамках проекта «Умная пыль») мы просто не увидим невооруженным глазом. Но их наличие может кардинально изменить тактику и способы вооруженной борьбы…

Сегодня нанотехнологии могут открыть двери в сказку. Но какой окажется она? Доброй или жестокой? Какие мечты будут воплощения? Будет ли витать над всем этим комплексом идей и технологий призрак Кощея Бессмертного и призрак люденов (homo ludens – человек играющий из книги И. Хейзинги или нелюди из романа Стругацких «Волны гасят ветер»). А может быть удастся реализовать что-то иное, более светлое и высокое?

Вначале приходят фантасты и мечтатели. Они грезят о несбыточном, предлагают небывалое и немыслимое. Затем мечта захватывает людей и приходят энтузиасты. Их горение, самоотверженность находки показывают, что какие-то из замыслов мечтателей, пусть даже очень скромно, можно воплотить в реальность. Затем лицам, принимающим решения, показывают возможности, перспективы, масштабы и смыслы проекта. И тут уже приходят профессионалы и делают сказку былью.

Из доклада «Проектирование будущего. Роль нанотехнологий в новой реальности» Георгия Геннадьевича Малинецкого, заместителя директора
Института прикладной математики им. М.В. Келдыша РАН.


Возврат к списку публикаций


Ваше мнение о статье

Интернет-ресурсы

Популярные тэги ntsr.info

Нано в играх

Нанотехнологическое общество России

email: orgnanosociety@mail.ru