Генрих Эрлих МАЛЫЕ ОБЪЕКТЫ – БОЛЬШИЕ ИДЕИ Широкий взгляд на нанотехнологии Генрих Эрлих МАЛЫЕ ОБЪЕКТЫ – БОЛЬШИЕ ИДЕИ Широкий взгляд на нанотехнологии Под редакцией профессора Л. Н. Патрикеева 3-е издание (электронное) Москва БИНОМ. <...> Широкий взгляд на нанотехнологии [Электронный ресурс] / Генрих Эрлих. <...> УДК 001/022.532 ББК 72.3+20 Деривативное электронное издание на основе печатного аналога: Малые объекты—большие идеи. <...> 253 Предисловие К нига Генриха Эрлиха «Малые объекты — большие идеи», подобно знаменитой русской поговорке «Мал золотник, да дорог», охватывает мир нанотехнологий по-своему, оригинально и непредвзято. <...> Особо остановлюсь на главе 7 «Образ будущего мира». <...> А тросы для удержания аэростатов могут быть сделаны опять же на основе нановолокон из углеродных нанотрубок. <...> Новостные ленты по сей день заполнены сообщениями об открытии учеными новых необычных свойств нанообъектов, гигантских эффектах, создании устройств с недостижимыми доселе характеристиками, о которых еще недавно упоминали лишь в фантастических романах. <...> Несмотря на обилие и даже переизбыток информации, на публичных лекциях, встречах с учителями, школьниками, студентами Эпоха нанотехнологий 9 и просто интересующимися встает один и тот же вопрос: «Что же такое нанотехнологии? <...> Где квантовые компьютеры, где нанороботы, где хоть одно работающее устройство, созданное посредством сборки из атомов? <...> Ученые, ведущие исследования за пределами этой узкой области, не считаются, да и сами не считают себя «истинными» нанотехнологами, и поэтому относятся к нанотехнологиям как к очередной кампании Эпоха нанотехнологий 11 или, точнее, к очередной волне. <...> Вот так и получилось, что по прошествии первого десятилетия эпохи нанотехнологий люди, как специалисты, так и неспециалисты, задаются вопросом: что такое нанотехнологии? <...> А вот сугубо «научное» определение, приведенное на сайте Википедия (ru.wikipedia.org/wiki/Нанотехнология) — основном источнике информации <...>
Малые_объекты —_большие_идеи._Широкий_взгляд_на_нанотехнологии.pdf
УДК 001/022.532
ББК 72.3+20
Э79
Генрих Эрлих
Э79 Малые объекты — большие идеи. Широкий взгляд на нанотехнологии
/ Генрих Эрлих. — 4-е изд., электрон. — М. : Лаборатория
знаний, 2020. — 257 с. — Систем. требования: Adobe Reader XI ;
экран 10". — Загл. с титул. экрана. — Текст : электронный.
ISBN 978-5-00101-705-9
Мы живем в эпоху нанотехнологий. Мы уже больше десяти лет
прожили в эпохе нанотехнологий. Не знаете? Не верите? Сомневаетесь?
Цель этой книги — дать знание, вселить веру, развеять сомнения. Взглянем
на нанотехнологии непредвзято и увидим, что они есть не что иное, как
новая синтетическая наукоемкая дисциплина, в рамках которой произошло
долгожданное объединение физических, химических и биологических
знаний. Вглядимся в окружающий мир, в нас самих — и увидим множество
нанообъектов, составляющих материальную основу бытия. Посетим
промышленные предприятия и обнаружим разнообразные нанотехнологии.
И наконец, заглянем в будущее и представим, как нанотехнологии изменят
нашу жизнь.
Эта научно-популярная и междисциплинарная книга адресована широкому
кругу читателей, интересующихся проблемами современной науки
и задумывающихся о будущем, в том числе школьникам старших классов,
которым предстоит строить этот будущий мир — мир эпохи нанотехнологий.
УДК 001/022.532
ББК 72.3+20
Деривативное издание на основе печатного аналога: Малые объекты —
большие идеи. Широкий взгляд на нанотехнологии / Генрих Эрлих. —
М. : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2011. — 254 с. : ил.
ISBN 978-5-9963-0522-3
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 978-5-00101-705-9
○c Лаборатория знаний, 2015
Стр.3
Оглавление
Предисловие ................................................................................5
Введение. Эпоха нанотехнологий.....................................................7
Глава 1. Нано + технологии .................................................................12
Глава 2. Мифы нанотехнологий ........................................................ 20
Миф об отце-основателе ......................................................................23
Миф о безотходной технологии ...........................................................24
Миф о наномашинах ............................................................................25
Миф о нанороботах ..............................................................................29
Миф о медицинских нанороботах .......................................................30
Миф о физическом методе синтеза веществ .......................................31
Миф о «серой слизи» ........................................................................... 34
Глава 3. Ода электронному микроскопу ........................................ 36
Глава 4. Наномир .................................................................................. 49
Белки .....................................................................................................49
Нуклеиновые кислоты .........................................................................57
Клеточные мембраны...........................................................................65
Вирусы ..................................................................................................67
Полимеры .............................................................................................69
Жидкие кристаллы ...............................................................................76
Поверхностно-активные вещества ......................................................79
Сорбенты ..............................................................................................87
Катализаторы .......................................................................................92
Слоистые материалы ..........................................................................100
Глава 5. «Элементарная» химия эпохи нанотехнологий .......... 106
Золото .................................................................................................109
Углерод ................................................................................................ 114
Кремний ............................................................................................. 123
Арсенид галлия ................................................................................... 131
Селенид кадмия .................................................................................. 135
Стр.4
4
Оглавление
Глава 6. Методы нанотехнологий ...................................................140
Общие принципы ...............................................................................140
Методы сборки ...................................................................................141
Молекулярно-лучевая эпитаксия .................................................142
Химическое осаждение из газовой фазы ......................................145
Метод молекулярного наслаивания .............................................. 147
Каталитические методы ................................................................149
Золь-гель технология .....................................................................152
Самоорганизация наночастиц ......................................................155
Детонационный метод ..................................................................158
Методы разборки ...............................................................................160
Механическое измельчение и механохимический синтез ...........160
Электрический взрыв ....................................................................163
Анодное растворение и окисление ...............................................164
Комбинированные методы ................................................................171
Темплатный синтез ........................................................................171
Литография ....................................................................................173
Технология удаления жертвенного слоя .......................................177
Методы молекулярной биологии .......................................................180
Разборка и сборка ДНК ................................................................180
Полимеразная цепная реакция (ПЦР) .........................................184
Методы генной инженерии ...........................................................188
Биочипы .........................................................................................193
Глава 7. Образ будущего мира ....................................................... 201
Энергетика ..........................................................................................203
Солнечные батареи .......................................................................203
Автономные источники тока ........................................................210
Медицина ...........................................................................................217
Направленный транспорт лекарств ..............................................217
Генная терапия ..............................................................................219
«Ремонт» человека .........................................................................221
Электроника .......................................................................................225
Хлеб насущный ...................................................................................232
Химическая промышленность ...........................................................237
Фантастические проекты ...................................................................242
Космический лифт ........................................................................242
Плащ-невидимка ...........................................................................244
Искусственная жизнь ....................................................................246
Квантовые компьютеры ................................................................250
Заключение ....................................................................................... 253
Стр.5