Выступая в 1959 году перед своими коллегами по американскому Физическому обществу, Ричард Фейнман предсказал, что в ближайшем будущем техническая цивилизация вступит в новый этап, центральным звеном которого станет управление объектами сверхмалых размеров, а точнее - на атомарном и молекулярном уровнях. Прошло около пятидесяти лет, и предсказанный Фейнманом этап, действительно, наступил, а управление сверхмалыми объектами вылилось в особые отрасли науки и техники, обозначенные общим для них словом "нанос" - нанотехнология, наноматериалы, нанотехника и так далее.
Ричард Фейнман выступал перед американским Физическим обществом, когда "правила бал" ламповая радиотехника, а реактивная пассажирская авиация делала только первые шаги. Так что за пределами чистой науки пророчества Фейнмана выглядели несерьезной фантазией и соответствующим образом воспринимались. Однако во второй половине XX века миниатюризация научной и производственной техники совершила гигантский скачок. Наиболее наглядно он проявился в электронике, где расцвела микротехника, оперирующая лазерами, кристаллами, чипами и тому подобной "мелочью". В свою очередь, это подготовило возможности работы с объектами атомарных и молекулярных размеров. Среди этих возможностей следует отметить выработку теоретических основ и создание необходимых инструментов - как, например, микроскопа, способного показывать отдельные атомы, или же устройств, позволяющих измерять сверхмалые объекты. И тогда же возникло слово нанотехнология, указывающая своим "нано", что речь идет о миллионномалом в миллионной степени.
Еще в своей лекции Фейнман обратил внимание на огромную информационную емкость объектов наномира и предположил возможность создания атомарного и молекулярного размера устройств, способных выполнять сложнейшую работу в микромире. Наиболее очевидная область применения таких устройств - компьютерная техника. Впоследствии Фейнман заметил, что компьютерные компоненты для ускорения работы надо всячески уменьшать. Со временем это и произошло, когда в компьютерах вместо микроскопических кристаллов кремния стали использовать атом водорода, соответствующим образом обработанный. А, внедряя в кристалл или молекулу атомы другой материи, нанотехнологи смогли получать вещества с рекордными эксплуатационными характеристиками или же вообще с совершенно необычными свойствами.
На сегодняшний день наиболее наглядно достижения нанотехнологии проявляются в уменьшении чипов, что позволяет в несколько раз уменьшить компьютерную аппаратуру и потребляемую ею энергию. И то, и другое - крайне важно для дальнейшего развития, например, космонавтики. Со временем нанотехнология, видимо, вообще изменит всю современную технику.
Что же касается материалов и веществ, созданных с помощью нанотехнологии и обладающих особыми свойствами, то именно таким образом создали сверхпрочные тросы, необходимые для работы в космосе, не пачкающиеся ткани, неуязвимые лакокрасочные покрытия, вечную, не сохнущую резину и многое другое.
Когда на рубеже XX и XXI века американские физики Джеймс Тур и Марк Рид показали, что отдельная молекула способна действовать так же, как целая молекулярная цепочка, это открыло путь для создания различных устройств в молекулярных размерах. О такого рода нанотехнологии говорил Чад Миркин - директор Института нанотехнологии в Северо-западном университете: "Произошли огромные перемены в нашей инженерной и научной работе и, в особенности - в медицине. Так что, я считают, что во многих отношения имеют место революционные преобразования".
Уже сейчас нанотехнологи пытаются создать молекулярного размера устройство, которое можно будет вживить в организм, где оно будет действовать подобно, скажем, фагоциту. То есть - со снайперской точностью будет находить и уничтожать болезнетворные микробы и вирусы, а также - больные клетки. Помимо безоперационного уничтожения злокачественных опухолей, такого рода устройства можно будет использовать для локального "ремонта" органических повреждений и высокоточной доставки доз лекарств в определенные органы.
Правда, уже раздаются предостерегающие голоса о том, что пока неизвестны побочные эффекты такого вживления, и что вред от него может перевесить пользу. Но исполнительный директор Центра биологических и экологических нанотехологий при Университете Райса Кристен Кулиновский считает, что, если и будут нежелательные побочные эффекты, их сумеют устранить: "Мы полны оптимизма в том отношении, что инженеры и ученые сумеют создать такие наноустройства, которые будут полезны для здоровья и при этом не нанесут никакого вреда организму".
Энтузиасты нанотехнологии считают, что работа с объектами сверхмалых размеров даст ключ к глобальному решению проблемы бедности. Так, например, использование наноматериалов и наноаппаратуры способно решить задачи эффективной очистки воды, хранения экологически чистого топлива и увеличения плодородности почв.
Уже сегодня на рынке имеются сотни товаров, изготовленных с помощью нанотехнологии. На данный момент производством нанопродукции занято более тысячи предприятий. Половина из них - в Соединенных Штатах. Но каковы бы ни были нынешние успехи, в научных и производственных кругах единодушно считают, что дальнейшее использование нанотехнологии требует дальнейших серьезных усилий.