Тараненко МНОГОЛИКОЕ НАНО НАДЕЖДЫ И ЗАБЛУЖДЕНИЯ электронное издание Москва БИНОМ. <...> УДК 621.3 ББК 20 Деривативное электронное издание на основе печатного аналога: Многоликое нано. <...> Название этой книги «Наполовину мертвый кот, или Чем нам грозят нанотехнологии». <...> В нашем мире корпускулами выступают атомы, их ядра, субатомные частицы (такие, как электрон) и отдельные молекулы. <...> Вот и корпускулы света можно было рассматривать как материальные точки, т. е. корпускулы, не имеющие характерного размера. <...> 3 1 По Ньютону, разные корпускулы имеют разный коэффициент преломления, что и объясняет разложение белого света оптической призмой или каплей тумана на уже неделимые цветные составляющие и появление детского стишка: «Каждый Охотник Желает Знать, Где Сидит Фазан». <...> Великий Ломоносов считал, что природа теплоты состоит во взаимном движении корпускул тела — тех корпускул, которые теперь мы называем молекулами. <...> Масштабы метагалактик сменяются масштабами галактик, звезд и их скоплений, звездных систем и так далее — вплоть до масштабов атомных и субатомных частиц. <...> Кстати, именно этот эффект обеспечивает нас ядерной энергией: взрыв атомной бомбы и горение ядерного топлива в ядерном котле — это распад ядер урана или плутония в силу туннельного эффекта. <...> Субатомные частицы как бы не могут усидеть на месте и крутятся. <...> А вот для многих субатомных частиц эта длина в наномасштабе вполне заметна или даже велика. <...> Наноструктуры, о которых пойдет речь в этой книге, такие как нанотрубки, фуллерены и дендримеры, квантовые точки и квантовые проволоки, также задают собственные масштабы. <...> Итак, нас интересуют квантовые эффекты (из дальнейшего будет ясно, что не только они). <...> Отчасти это связано с тем, что размер, до которого добрались ученые, — субатомный. <...> ) И вот оказалось, что в погоне за новым, за этим странным, прелестным и очарованным1, за W- и Z-бозонами, за частицей Бога (бозоном Хиггса) мы с разбегу пропустили целую область, в которой <...>
Многоликое_нано._Надежды_и_заблуждения.pdf
УДК 621.3
ББК 20
Т19
Тараненко С. Б.
Т19 Многоликое нано. Надежды и заблуждения /
С. Б. Тараненко.—2-е изд., электрон.—М. : Лаборатория
знаний, 2020.—232 с.—Систем. требования:
Adobe Reader XI ; экран 10".—Загл. с титул. экрана.—
Текст : электронный.
ISBN 978-5-00101-721-9
В книге в популярной форме рассказывается о междисциплинарном
комплексе технологий, объединенных термином
«нано». Одинаково просто рассказано как о «несложных»
нанотехнологиях, связанных с вполне понятными на бытовом
уровне эффектами, так и о технологиях квантовых, а равно
технологиях, построенных на понимании и использовании
механизма жизни. Легко и доступно рассказано о множестве
возможных практических применений различных
наноэффектов, т. е. тех технологий, которые нашли или
в ближайшем (а может, и отдаленном) будущем найдут свое
применение в различных секторах экономики и человеческой
деятельности. Среди таких секторов—энергетика, космонавтика,
медицина и множество других.
Для широкого круга читателей.
УДК 621.3
ББК 20
Деривативное издание на основе печатного аналога: Многоликое
нано. Надежды и заблуждения / С. Б. Тараненко.—
М. : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2015.—229 с. : ил.—
ISBN 978-5-9963-0931-3.
В соответствии со ст. 1299 и 1301 ГК РФ при устранении
ограничений, установленных техническими средствами защиты
авторских прав, правообладатель вправе требовать от нарушителя
возмещения убытков или выплаты компенсации
ISBN 978-5-00101-721-9
○c Лаборатория знаний, 2015
Стр.3
Оглавление
ГВведение ................................................................................................5
область .................................................................................................7
1.1. Такие разные миры: мир Ньютона и Кельвина и мир
Бозе и Дирака — где же мы живем? .............................. 7
лава 1. Мир большого и маленького: пропущенная
1.2. Атомарная гипотеза: атомы, молекулы… — кто
следующий? ................................................................... 18
1.3. Невыученный урок: наноразмер и мезофизика .......... 23
ЧГлава 2. Размер или структура?
то имеет значение ..................................................................28
2.1. В один слой. Надуваем пузыри .................................... 28
2.2. Большая шкура маленького слона ............................... 36
2.3. Тонкий и длинный. Места хватит всем ....................... 40
2.4. Эти странные кристаллы .............................................. 45
2.5. Точка, точка, запятая… — рисуем на твердом ............. 52
2.6. Нанокулинария: слойка за слойкой ............................. 56
НГлава 3. Граница «внутри» и снаружи.
овые материалы.........................................................................62
3.1. Нанотехнологии россыпью и вплавь: наночастицы ... 62
3.2. Добавляем и размешиваем ........................................... 67
3.3. Как размешать сталь ..................................................... 73
3.4. Осторожно, покрываем… ............................................. 78
3.5. Сборка на месте: эпи — не значит «падучая» ............. 83
3.6. Трогая руками: такие разные поверхности ................. 88
заГлава 4. Этюд в четыре руки, одна из которых
новая химия ......................................................................................93
4.1. Трубочки для нанококтейля… ...................................... 93
спиной. Мир углерода и не только —
4.2. Округляем до… (фуллерены) .......................................101
4.3. Дендримеры — от катализатора до носа ................... 108
4.4. Игра в топологию: плоское не значит простое .......... 113
ИнструментыГлава 5. Собираем руками и головой.
нанотехнологий .........................................122
5.1. Слон в посудной лавке ................................................122
5.2. Увидеть или потрогать — что проще?
Туннель в стене ............................................................125
5.3. Как подковать блоху? ..................................................129
Стр.4
4
Оглавление
5.4. И снова пучки… ...........................................................133
5.5. Удерживая светом — лазерный пинцет ......................136
КвантовыйГлава 6. Неожиданный гость.
мир у нас дома .................................................139
6.1. Квантовая топография: ямы и точка! .........................139
6.2. Мезо… — полуоткрытая дверь… ................................ 143
6.3. Путешествие по спиновым волнам:
вспомнить все ............................................................. 149
6.4. Это странное трио: квантовый бит ............................ 154
6.5. Поиграем в машинки? .................................................158
ЗаманчивыеГлава 7. Собери себя сам.
перспективы нано ...........................................162
7.1. Подглядывая за собой ................................................ 162
7.2. Выращивание молотка —
руководство для начинающих .................................... 166
7.3. Белок как машина ........................................................170
7.4. Секвенирование — наука или искусство? ..................173
7.5. Искусственный ген ......................................................176
ВопросГлава 8. Живое или не живое?
без ответа ...................................................................180
8.1. Урожай инсулина .........................................................180
8.2. Векторы и клетки — не в тетрадках! .......................... 184
8.3. Умные лекарства ..........................................................188
ЭГлава 9. Мегазадачи маленького нано.
тот быстроменяющийся мир .........................................192
9.1. «Физики» или «лирики»? Никаких «или»! ................ 192
9.2. Странный вопрос: а оно нам НАНО?.. ..................... 195
9.3. Старая и новая энергетика: от света и ночью ........... 198
9.4. Персональная медицина.
Показано: лечить до болезни ..................................... 204
9.5. Новый технологический уклад:
неожиданные черты будущего .................................... 207
вГлава 10. Мир и мы. Место России
развитии нанотехнологий .................................................214
10.1. Приоритеты и узкие места: быть первыми! ................214
10.2. Инфраструктура наноиндустрии — есть ли она? .......219
10.3. Планы и возможности: кто должен? .......................... 223
Заключение ....................................................................................225
Стр.5