Третьяков Ю.Д. Нанотехнологии. Азбука для Всех
Подождите немного. Документ загружается.
30nm
Юnm
11т
б
Рис.
2.
Упорядо
че
н
ные
на
н
очаст
и
ц
ы
хром
а н
а п
о
вер
х
н
ост
и
кр
емни
я
(с
ка
н и р
ующ
ая
эле
к
т
р
о
н
на
я
ми
к
ро
с
к
о пи
я
(8) -
шка
ла
1
мкм
И
а
т
о мно-с ило
вая
микр
о
ск
о
пия
(6)
(
Ф
Н
М
МГУ
им
.
М.
В
.
Ло
моносова)
На
в
тором
э
т
а
п
е
на
м
о н о
с
л о й
напыляют
тон
кий
слой
требуемого
вещес
тва
,
как
правило,
то
лщиной
< 100
нм
,
которое
не
проникает
в
области,
е
з
ат
е
н
с
н
и
ы
с е
коллоидными
частица
ми
,
и
достигает
подложки
только
в
о
ткрытых
местах
.
В
ре
зу
л
ьтате
этой
процедуры
на по
д
л
о
жк
е
возникает
система
упорядоченных
на
ночастиц
требуемого
вещества
,
разделенных
коллоидными
сферами
(рис
.
Iб)
.
Н
а
пос
ле
днем
э
та
п
е
коллоидные
частицы
у
даляют
путем
ра
створения
в
соотве
тствующем
растворителе
(рис
.
18).
В
качес
тве
примера
на
рис
.
2
пред
ставлены
микроскопические
изображения
на
ночастиц
хрома
,
по
лученных
мето
дом
НЛ
.
К
несомненным
достоинствам
НЛ
относят
ся
возможность
получения
структурированных
наночастиц
практически
л
ю
б
ы
х
материалов,
исхо
дно
создавая
УПОРЯдоченные
системы
из
значительно
бо
лее
крупных
микрочастиц
,
ра
бота
ть
с
которыми
проще
;
возможность
покры
тия
н
аночастицами
подложек
л
ю
б
о
й
п
лошали
.
Ри
с
.
З.
Упор
я
доченн
ы
е
Si
н а
н
ок
о
л
о
н
н
ы
,
у
го
л
об
зо
ра
450,
ш
к
а
ла
- 1
мкм
(
Ф
Н
М
МГ
У
им
.
М
.В
.
Ломоносова)
2
• • •
Ок
с
и
д
ны
е
наноча
стиц
ы
можно
син
те
зировать
окис
ление
м
соогве
тст
ву
ю
ш
и
х
ме
тал
лических
нан
о ча
сти
ц
в
а
тмосфере
ки
с
лоро
да
.
Впрочем,
н
е
д
ос
т ат
ки
м
е
тол
а
НЛ
т
а
кж
е
очеви
дны
-
не
в
о
з
можно
н
с
з
ависим
о
варьировать
ра
змер
на
но
ч
аст
и
ц
и
расс
тояние ме
жду
ними
,
со
з
да
в
а
ть
с
тр
у
к
т
уры
от
л и
ч
н
о
й
о
т
гексаго
нальной
г
е
о
м
е
т
р
и
и.
С
и
с
по
ль
з
ованием
мето
ла
НЛ
можно
по
лу
ч
а
ть
не
то
л
ь
ко д
ву
м
е
р
н
ы
е,
но
и
тр
ех
м
е
р н
ы
е
структу
р
ы
.
Д
е
йств ител
ь
н
о,
ес
ли
в
ме
то
де
НЛ
си
с
т
ема
ко
лло
ид
н
ы
х
сфер
исп
о
ль
зуе
тся
в
ка-
честве
маски
для
напыления
на
подложку
тре
буемого
вещества
,
то
почему
бы
не
использо
вать
систему
по
лученных
т
а
к
и
м
образом
нано
частиц
в
качестве
маски
дл
я
травления
самой
по
д
ложки
?
Например
,
ес
ли
структуру,
показан
ную
на
рис.
2
(наночастицы
хрома
на
поверх
ности
кремния)
поместить
в
агрессивную
сре
д
у
,
то
трав
ление
кремния
начнет
происхо
дить
т
о
л
ь
к
о
11
об
ластях
,
«
н
ез
а
ш
и
щ
е
н
н
ы
х»
наночас
тицами
хрома
,
в
резу
ль
тате
чего
можно
будет
сформирова
ть
систему
УПОРЯдоченных
кремни
евых наноко
лонн
(рис
.
З)
.
Ли
т
ер
а т
ур
а
1.
Н
и
й
е
еп
з.с
..
Van
П
и
у
п
е
R.P. J.
Ун
е
.
Sei. Tcehnol. 1995. Yol
.A
13(3). P.1553
-155
8.
АЗБУКА
АЛЯ
ВСЕХ
219
НАНОТЕРМОМЕТР
(Nanothennometer)
...
множ
ес т
во
м
елких
ч
аст
и
ц,
лн
ижу
ш
и х
с я с
ТО
Й
или
ИНОЙ
скорос
т
ью
,
к
от
о
ры
е
,
встре
чаяс
ь
с
н
а
шим
тело
м,
прони
к
аю
т
в
н
е
го
с ве
л ич
айши
м
п
ро
вор
ств
о
м
,
их
прик
осно
ве
ни
е
...
и
ес
т
ь
Т
О
во
зд
ейств
ие
.
ко
т
орое
мы
на
зыв
ае
м
теп
лом
(темпе
ратурой)
...
Пр
обир
ных
де
л
маст
ер
,
Г
ал
иле
о
Г
а
ш
/
е
й
О
дно
й н
з
наиболе
е в а
ж
н
ы
х
и
часто
и
змеряе
мых
физических
ве
личин
,
с
которыми
мы
стал
ки
вае
мся
повсеме
стно
,
помимо
длины
,
массы
и
в
р
ем
е
н и
.
я
вл
я
ется
темп
ература
-
она
х
арак
т
е
р и
з
у
ет
л
ю
б
о
й
живой
и
ли
нежив
ой
объект
,
а
также
окр
у
жаюшую
е
г
о
сре
ду
.
Температура
от
р
а
жает
внутреннюю
э
н
е
р
г
и
ю
л
ю
б
о
го
т
ел
а
,
Т
.
е
.
кине
тичес
ку
ю
э
н
е
рг и
ю
составл
яющих
его
а
то
мов
ид
и
м
о
л
ек
у
л
.
е
м
ом
ен
та
,
ког
д
а
в
1593
го
ду
Галил
ео
Г
али
л
ей
изобр
ел
первы
й
ртутный
т
е
р
м
о
м
е
тр
с
ул
об
но й
дл
я
испо
льзования
чи
словой
шкалой
,
ни
у
кого не во
зника
ет
вопроса
-
к
ак
опре
д
елять
тем
п
е
ратуру
.
О
днако
,
не
каждый
,
измеря
я
,
к
при
м
е
ру
,
т
ем
п
е
р
а
ту
р у
собств
енного
т
ел
а,
з
алу
м ы
ва
ется
о физиче
с
ком
процессс,
лежаще
м
в
основе
д
ей
с
тв
и
я
обы
чн
о
го
м
едицинского
т
е
р
м
о
ме
тр
а
.
Речь
иде
т
об о
дном
и
з
уникальном
сво
йств
не
ко
торых
мат
ериалов
-
высоком
ко
эффициен
т
е
те
р
м
и
ч е с
к о
г
о
расширения,
ко
торы
й
при
во
ди
т
к
з
н
а
ч
и
те
л
ь
н о
м
у
и
з
менению
объема
даж
е в
р
е
з
у
ль
т
а
те
небольшого
,
на
д
е с
я
т
у
ю
дол
ю
гр
ад
ус
а
,
и
з
менения
температуры
окружающе
й
сре
ды
.
Для
измерения
т
е
м
п
е
р
а
ту
р
ы
можно
исп
ол
ьзова
ть
не
то
лько
э
ф
фе
кт
изм
енения
объема
матери
ма
с
температурой
,
но
и
л
ю
б
ы
е
д
ру
г
и
е т е
м
п
е
ра
тур
но-чувстви
те
льные
свойс
тва
вещес
тв
,
а
такж
е
ли
агиостируя
испуска
ние
те
ла
м
и
эл
е
ктро
м
а
гн
ит
ного
излучения
.
Е
динс
твенным
требов
ание
м
явля
е
тся
строгая
обр
ати
мос
ть
в
р
ежиме
мно
го
кр
а
тного
нагревания
-
охлаждения.
Так
,
со
з
да
ны
высокоточны
е
э
л
е
ктр
и
ч
е
с
к и
е
т
е
р
м
о
м
е
тр
ы
,
принцип
работы
ко
т
орых
основан
на
и
з
мене
нии
сопро
тивления
прово
дни
к
а
,
и
ли
и
змене
нии
кон
тактной
р
азности
потенци
ало
в
м
ежд
у
проводниками
с
ра
злично
й
пло
тностью
носи
тел
е
й
заряда
(
термопара).
Т
емпера
турная
чув
ст
ви
тельно
сть
оп
тических
свойс
тв
нек
о
торых
ма
териалов
(и
зменение
оп
тического
спектра)
по
зво
ля
ет
их
использова
ть
М
Я
со
з
д
ания
опти
ческих
т
е
р
м
о
м
етр
о
в.
Именно
та
к
и
змеряют
т
е
м
пературу не
посягаемых
дл
я
нас
з
ве
з
д
.
Итак
,
уже
д
а
в н
о
стало
во
зможным
,
испо
ль
з
у
я
ра
зличны
е
свой
ства
вещест
в
,
со
здава
ть
р
аз
нообразные
макроскопические
т
е
р м о
м
е
тр
ы
.
Но
наука
не
стоит
на
мес
т
е
-
бурное
ра
зви тие
нан
0-
и
био
техно
логий
приве
ло
к
ра
зра
~о
тк
е
и
миниа
тюри
эации
новых
высокоточных
т
е
х
но
ло
гий
и
змерения
т
е
м
п
е
р
а
т
у
р
ы
примени
те
льно
к
объектам
нанометровы
х
ма
с
ш
та
бо
в
,
напри
мер
,
э
ле
ктронным
ил и
био
л
огическим
(о
т
де
ль
ные
кле
тки
,
и н
тегральные
схемы)
.
220
• • •
18°С
45
0С
f
Рис.
з,
Нанотермометр
на
основе
з
а
п
о
л
н
е
н
н о
й га
ми
ем
уг
леродной
н
анотрубки
22°С
Традиционным
стало
испо
льзование
биметал
лических
наносенсоров
,
полученных
нанесени
ем
тонкого
с
лоя
о
дного
мсталла
на поверхность
д
ру
гог
о
методами
литографии
или
осаждения
из
га
зовой
фазы.
Такие
наносис
томы
обладают
очень
высокой
чувствите
льностью
к
изменению
т
е
м
пературы
•
'по
позволяет
с
их
помощью
фик
с
и
р
о
ва
ть
даже
очень
сл
абые
ее
изменения
(на
пример
,
т
е
м
п
е
р
ат
у р
н
ы
й
коэффициент
Pt/W
нан
ос
енсора
,
равный
5,4
м
В
/
ОС
,
в
130
раз
пре
выша
ет
чувстви
те
льность
традиционных
термо
п ар
и
спос
обен
з
а
ф
и
к
с и
р
о
ва
т
ь
и
зменение
тем
пературы
в
0,001
О
С
).
Биосовместимые
квантовые
точки
и
ф
люорисцентные
наночастиии
с
моди
фицированной
поверхностью
успешно
исполь
з
у
ю
т
с
я
в
к
аче
стве
оптических
нанотермометров
ДЛ
Я
г
рад
у
и р
ов
а
н
и
я
биологических
систем.
О
днако
самым
интересным
из
всех
извест
ных
сего
дня
наноме
тровых
термометров
явля
стс
я
соз
данное
японскими
инженерами
уст
р
ой
с
тво
н
а
основе
многостенной
уг
леро
лной
нано
труб ки
,
напоминающее
по
своей
конст
рукции
и
принцилу
д
е
й
с
т
в
и
я
уменьшенный
в
мил
лиарды
р
аз
обычный
ртутный
термометр
.
Многостенная
углеродная
нанотрубка
,
представ
л
я
ю
щ
а
я
собой
ряд
замкнутых
с
одного
конца
концентрических
цилиндров,
дл и
н
о
й
ПОРЯдка
10
мкм
И
д и
а
м
е
тр о
м
около
75
нм
,
с
лужит
кор
пусом
нанотермометра
.
В
качестве
темпера
т
у
р
н
о
-
ч у вс т в
и
т
е
л
ь
н
о
г
о
элемента
выступае
т
металлический
галлий
,
з
а
п ол
н
я
ю
щ
и
й
часть
внутреннего
пространства
нанотрубки
(рис.
1).
Прецизионные
измерения
показали
,
что
в
ин
тервале
50
-500
о
с
зависимость
высоты
столбика
галлия от
температуры
строго
л и
н
е
й
н
а
как
при
повышении,
так
и
при
поиижении
температу
ры
(рис.
1).
Кроме
того
,
поско
льку
углеро
дная
ванотрубка
о
ткрыта
с
о
дно
го
конца
,
то
при
нагревании
нанотермометра
на
воз
духе
на
по
верхности
столбика
гал
лии
обра
зуется
с
лой
оксида
,
обладающего
хорошей
адгезией
к
по
верхности
трубки.
В
результате
длина
метапли
ческого
с
то
лбика
остается
фиксированной
«
о
к
сидным
маркером
»
даже
пос
ле
охлаждения
системы
д
о
комнатной
температуры
,
что
даст
возможность
считать
данные
спустя
несколько
часов
после
проведения
измерений.
Е
динствен
ным
недостатком
нанотермометра
является
его
миниатюрность
:
для
считывания
показаний
И
опре
де
ления
температуры
необходим
электрон
ний
микроскоп.
В
2004
году
изобретение
япон
ских
инженеров
было
з
а
н
е с е
н
о
в
книгу
рекор
до
в
Гиннеса
как
самый
маленький
в
мире
термометр
.
Ли
т
ера
т
ура
1.
[
ее
J.• Kotov N.A. Nanotoday. 2007. Vol. 2.
Р
.48
.
221
НАНОТЕХНОЛОГИИ
(N
anofechno[ogy)
Нанот
ехн
о
л
о
ги
и
-
::
п
о
ворота.
о
т к
р
ы
в
а
ю
щи
е
СИ
в с
о
ве
р
ше
н н
о
н
овы
ii
м
и
р,
Р
.
Ко
лв
еи
Есть
все
основания
полагать
,
"то
в
нс
л
ал
с
ком
бу
душем
наноте
х
но
логии
з
а
й
м
ут
в
нашей
жи
зни
несравненно
бо
лее
важное
место
,
чем
моби
льный
те
лефон
,
Ин
тсрне
т
или
ц
и
ф
р о
в
ая
камера
.
Но
эт
о
д
е
л о бу
дущего
,
а
пока
д
ал
е
к о
не
к
аждый
че
ловек
представляет
себе,
что
1".1-
кое
нано
т
схно
л
огии
и чего
с
ле
дует
ожидать
с
их
прихо
дом
в
повсе
дневную
жи
знь.
И
з
книг
или
Интерн
ет-сайтов
можно
почерп
нуть
,
ч
то сре
ди ученых
(и
тем
более
не
ученых)
отсутству
е
т
е
диное
пре
дставление
о
нанотехно
логиях
.
Есть
немало
иссле
довате
лей,
которые
на
зывают
нано
тсхнологиями
процсссы
атомной
и
мо
лекулярной
сборки
с
обра
зованием
ра
знооб
разных
нанопродуктов
,
об
ладающих
уникальны
ми
свойствами
.
Принципи
альная
во
зможность
регу
лировать
и
кон
тро
лирова
ть
процессы
со
з
д
а
н
ия
структур на
а
томном
уровне
бы
ла
вы
ска
зана
Р
.
Фейнманом
в
1959
г.,
но
потребова
л
о
с ь
еше
17
л
ет
,
чтобы
появился
инструмен
т
атомно-силовой
микроскоп
,
по
зво
ливший
реаль
но
осушествить
та
к и
е
процессы
,
наз
ванные
те
х
нологией
«
с
н
из
у
-
в в е
р
х
"
.
О
днако
,
наряду
с
ней
сущес
твует
и
д
р
у
г
о
й
путь
со
з
дания
нанопро
л
у
кт
о
п
и
нанаструктур
-
«
с в
е
р
х
у
-
в
н
и
з»,
ко
го
-
222
рый
свя
з
ан
с
ос
ущес
т
вл
ени
е
м
р
азнообр
азных
пропессов
в
объемных
те
лах
,
включая
их
м
еха
ническое
лиспсргиров
ание
,
ин
т
снсивные
п
ла
стические
д
е
ф
о
р
м
а
ц
и и и
ли
распа
д
т
в е
рд
ы
х
растворов
на
основе
многокомпон
е
н
тных
сп
л а
вов
и
сталей
.
Все
эт
о
вместе
взятое
по
зво
ляет
опре
д
елить
нано
тсхноло
гии
как
совок
упность
пропе
ссов
.
позволяющи
х
со
з
давать
ма
териалы
,
устройства
и
технические
системы
,
функционирование
кото
рых
опре
деляется
наноструктурой
,
Т
.е
.
ее
у п
о
ря
д
о
ч е
н
н
ы м
и
фраг
ментами
размером
о
т
1
д
о
100
и
м
,
Как
уж
е
отмеч
алось
ран
е
е
,
н
ан о
тс
хно
логия
являются
чре
звычайно
сл
ож
н
о
й
,
ме
ЖдИС
ЦИП
л
и
на
о н о
й
наукой
,
объ
е
диняюш
ей
во
е
дино
уси
л и
я
физиков
,
химиков
,
м
ат
ем
а
тиков
,
биологов
,
специ
алис
тов
в
об
лас
ти
м
е
дицины
и
вы
числи
т
ел
ь
н
о й
техники
(см
.
Междисциплинарносты
.
И
в
эт
о
м,
пож
а
луй
,
о
лна
из
важнейших
и н ер
е
шенных
полнос
тью
п
р
о
б
л
е
м
взаимопонимания
исс
ле
дова
те
лей
и вз
аимопроникновения
и
д
ей
,
имея
в
виду
ра
зличия
в
фун
л
ам
ен
г
альных
по
д
ходах
ученых
с
р
аз
личным
базовым
обр
азова
нием.
Достато
чно
вспомни
ть
д
и
с
ку
с с
и
ю
меж
д
у
Э.
Дрекс
лером
,
ав
тором
з
н
а
м
е
н
и
т
о
й
кни
ги
«
М
а
ш
и н
ы
со
зидании
:
наст
упление
н
анотехно
л
ог
и
ч
ес
к
о
й
эры
»
И
Р.
Смо
л
ли
,
о
дним
и
з
п е
р
в
о
открывате
лей
фу
ллерена
,
у
достоенным Нобе
лев
ской
премии
.
Э
та
дискуссия
,
опуб
ликов
анная
в
форме
обмена
пи
сьм
ами
I
декабря
2003
г
.
в
журнале
«Chemical and
Епgiп
еегiпg
News»,
от
ражала
принципи
ально
ра зли
чные
подхо
ды
к
та
к
н
азываемой
мо
лекулярной
инженерии
.
Ес
ли
у
Э.
Дрекс
лера
в
основ
е
нано
гехноло
гии
по
ло
жено
механическое
манип
у
лирование
мо
ле к
у
л
я р
н
ы м
и
объек
тами
с
обр
азованием
нано
про
лукгоп
и
ли
наносис
тем
,
т
о
Р.
Смо
л
ли
,
бу
дучи
химиком
,
счи
тал
,
что
опр
е
д
е
ляю
шими
факто
рами
я
вляю
тся
химические
вза
и
м
одей
ст
в
и
я
.
НАНОТЕХНОЛОГИ
И
Нанотехнологии
в
будущей
повседневной
жизни
~u
-UC;:
- -
"..,I-~
L'-
---:
"""
.-.
т
_
...".,.",,'"
"ммpuIIIOf
Шneм
H•
.n>дuтaI
"-,_
.:"1
,..
..
Ifoнrnвкmf
с
e.пв3мt.ц1Нll
.....
.".,
1 -
ФОЛЮfCII
..
/7I8IIIo1tC«It
tJJI8НlI",
npмpeщ8ЮЩ811
- - C88m•
.мe«mpuчестео
~~ff
~t~~
:t~~===
,
Сеemousnyчвющu.llJйаы
; (UD) 110
C8OfO
.voщнocтu
yжt
110l)'I'l
copннoиmt.ея
С
II8IIntAlUнed111.1ННUf1
OttOННbls
cтeJUМ
C{I
1::~
""=:'~.
-
CIМЩ
uaпы.
1II
f/OКpI>ItfIlJfНI
npomu8
ЦlPlnUН
и
Г
J!,
~~~
i..
I
I
__
nCnЮC.
МeIi/OII'
1t"
,
·,.IIOI
:::LM.r"
·C:
~
sлsкmpoннoD1III&1It8
-
-
_
м.
_
Н08i1J:rнoyтe:y«OC
Рис.
~
.
Р
ИСУНОК
и
з
брошюры
Ев
ропе
йской
к
о
м
исс
и и
-
Нв
н
о
те
х
нох
о
г
и и
.
НОВИН
КИ за
вт
рашнего
дн
я
..
М
о
жн
о
спо
р
ить
о
б
и
с
т
оках
в
о
зникно
ве
ния
н
а
н о
т
е
хно
л
ог
и й
,
но
н
е
л
ь
зя
отр
и
ца
ть
,
ч
то
имен
н
о
в
С
ША
в
п
е
рв
ые
в
мире
бы
ла
в
ы
р
а
бо
та
на
г
о
с
у
д
а
рс
т
венн
ая
стр
а
те
гия
по
о
тношению
к
р
а
зв
и
тию
н
ан
о
технологи
й
,
Речь
и
дет
,
в
час
т
н о
ст
и,
о
з
н
а
м
е
н
и
т
о й
Нац
иональной
нано
тех
н
олог
и
ческой
инициа
тиве
(2000
г
.)
,
в в е
д
е
н
и
ю
кот
орой
пр
е
л
ш
с
с
т
в
овало
с
л
с
д
ую
ш
сс
зая
в
лснис
а
м
е
р
иканс
к
ого прс
э
и
п ен
та
Клин
тона
:
«
Я
вы
дел
яю
500
м
илл
и
о
н
о
в
д
о
л
л
а
ро
в в
текушем
фи
нан
сово
м
году
на
г
о
су
д
а
р
ст
в
е
н
н у
ю
нанотехно
л
о
г
и
ч
е с
ку
ю
ин
и
ц
иат
и
ву
,
ко
торая
по
зво
ли
т
нам
в
б
у
дущ
е
м
со
з
д
ава
ть
новы
е
матери
алы
(превос
ход
яш
и
с
п
о
ха
ра
к
т
е
р
и
ст
ик
а
м
с у
шс
с
твую
щие
в
т
ы
ся
ч
и
р
аз)
,
способ
ные
з
а
п и
с
а
т
ь
всю
инфор
м
а
ц
и
ю
Биб
лио
теки
Конгресса
на
крошечном
устр
ойст
ве
,
д и
а
г
н
ост и
р
о
в
ат
ь
раковые
з
а
б
оя
с
н
а
ния
пр
и
появ
лении
нес
ко
льки
х
пораженны
х
кл
еток
и
д
об и
т
ьс
я
др
угих
пор
ази
те
льны
х
ре
зу
ль
татов
.
Пре
дл
а
г
ае
м
ая
иници
а
тива
рассчитана
,
по
кра
йн
е
й
ме
ре,
н а
п
вад
цать
л
с
т и
об
ещае
т
при
вс
сти
к в
ажны
м
пра
к
тич
еским
ре
з
у
льтата
м
-
Ни
ж
е
персчи
с
л
ены
важ
н
ей
ш
и
е
п
е
л
и,
наме
чен
ны
е
Национ
альной
нано
технологической
иници
а
тивой
США
:
.:
•
со
з
дание
кро
шечных
по
ра
змеру
з
а п
о
м
и
нающих
устройс
тв
с
му
льтитераби
товым
объе
мом
памя
ти
;
•
развитие
техно
логии
обработки
веществ
и
мат
ериалов
на
атомарном
и
молекулярном
уровне
;
•
создание
сверхпрочных
материалов
и
разра
ботка
на
их
основе
новых
транспортны
х
сре
дств
;
•
создание
сверхминиатюрных
тран
зисторов
и
повышение
быстродействия
компьют
еров
в
мил
л
и
о н
раз
.
Р
азработка
генетических
и
медицин
ских
препарагов
против
раков
ых
забол
е
ва
н и й
;
•
разрабо
тка
новых
м
а
териалов
и
процсссов
для
защиты
окружающей
сре
ды
;
новые
мето
ды
очис
тки
во
ды
и во
здуха
;
•
уве
личение
КПД
со
лнечных
батареи
в
д
в
а
ра
за
.
Программа
развития
нано
техно
логий
и
нано
индустрии
в
Российской
Фе
псрации
,
разрабо
т
ан
ная
л
и
ш
ь
в
э
то
м
го
ду
,
при
всей
масштабности
пос
тавленны
х
це
лей
,
потребуе
т
не
вероятных
уси
лий
дл
я
их
пос
тижения
.
О
лнако
,
не
т
сомнс
ний
,
что
разви
тие
нано
техно
п
огий
окаже
т
ог
ромное
во
зпсйс
твис
ка
к
на
жи
знь
от
дельных
л
юд
е
й
,
т
а
к и
на
су
дьбу
всего
че
ловеческого
со
общес
тва
в
це
лом
.
223
нхнотоксичносгь
(Nanotoxicity)
Все
в
мире
ССТ
Ь
ЯД,
И
ли
шь
Т
ОЛ')
К
О
д
оза
делает
в
е
щ
ество
без
о
пасн
ы
м
.
П
ар
ац
е
ль
с
Warning
Nano Hazard
Способность
бс
звре
лных
всшсс
т
в
при
силь
110М
и
змельчении
с
тановиться
опасными
дЛ
Я
зд
о ро
в ья
человечес
твом
бы
ло
откры
то
давно
,
з
ад
ол
г
о
д
о
появления
нанотехно
ло
гий
.
Еше
в
древние
времена
л
юд
и, з
а
н
я
т
ы
е
выплавкой
ЦИН
ка
,
страдали
о
т
цинковой
л
и
х
о
р
ад
к
и,
вы
зван
ной
в
дыханием
аэро
золей
окиси
цинка
.
Такжс
всем
и
звестно
канцерогенное
д
е
й
с
т
в
и
е
асбес
товой
пыли,
вы
зываюшей
рак
л
е
г
к
и х и
брю
шины.
Но
все-таки
самый масштабный
ушерб
зд
о
р
о
в
ь
ю
наносит
в
дыхание
наночастиц
у
г
ле
рода
,
обра
зуюшихся
при
непо
лном
сгорании
органического
т
о
п
л и
в
а
в
д
в
иг
ат
ел
я
х
автомоби
лей
,
на
эл
е
ктр
о
ст
а
н
ц
и
я х
,
а
в
особенно
бо
льших
количествах
попадающих
в
легкие
че
ловека
в
процессе
курения
.
де
ло
в
ТОМ
,
что
з
а
щ
и
т
н
ы
е
механи
змы
л
е
г
к и
х
совершенно
н
е
способны
пе
реработать
или
у
далить
углеро
дную
нано
пы
ль
,
и она
остается
там
навсег
да
,
пы
зывая
реф
л
ек
торное
сужение бронхио
л и
альвео
л
и
снижая
тем
самым
количество
кис
лоро
да
в
крови
.
П
о
э
т
о
м
у
в
эпоху
нанотехно
логической
ре
волюции
ученые
,
со
з
давая
и
испо
ль
зуя
новы
е
на
н о
мат
ер
и
ал
ы
,
д
ол
ж
н
ы
чувс
твова
ть
о тве
т
ственность
пере
д
обществом
,
учиться
прогно
з
и
р
о
в
ат
ь
влияние
наночастиц
на
зд
о
р о
в ье
л
ю
п
е
й
И эко
логию
всей
п
ланеты.
Дл
я
того
ч
тобы
предотвратить
нанесение
ущерба.
необхо
димо
з
н
ать
токси
ко
логию
н
аночастиц
.
Характерная
особеннос
ть
в
ещес
тв
в
наносо
с
тоянии
-
это
способность
«
п р
о
х
оп ит
ь»
чере
з
зашитные
системы
органи
зма
.
Например
,
час
тицы
мельче
неско
льких
сотен
нанометров
л
е
г
ко
проникают
во
вн
у
три
легочное
пространство,
а
нанометровые
частицы
свобо
дно
поступаю
т
из
л
е
г
ки
х
в
кровоток
.
Именно
так
поп
адает
в
орга
НИЗМ
чсловска
вирус
гриппа
,
являющийся
с
лож
ной
приро
дной
наночастицей,
Ес
ли
проникновсние
наночастиц
в
л
е
г
к
и
е
происхо
дит
,
как
правило,
против
нашего
же
лания
,
то
на
кожу
мы
их
наносим
д обро
вол
ь
н о
и
с
огромным
у
дово
льствием
- наночастицы
яв
ляю
тся
ключевой
сос
тавляюшей
бо
льшин
ства
всево
зможных
кремов
,
рекомен
дованных
дермато
ло
гами
и
космето
логами.
д
ействите
ль
но
,
кремы
дл
я
«омоложения
»
кожи
со
держа
т
н
а
н о р
а
з
м
е
р
н
ы
е
л и
п
о
с
о
м
ы,
а
актуальные
в
пе
риод
л
ет
н и
х
отпусков
кремы
«
О
Т
з
аг
а
р
а»
-
в
ы
сокоэффек
тивные
ваночастицы
окси
дов
тита
на
Ti0
2
и
цинка
ZnO,
пог
лошающие
УФ
-часть
со
лнечного
спектра.
О
днако
п р
а кт
и
ч е
с к и
ник
то
не
з
ад
у
м ы
в а е
т
с
я
о
т
о
м,
'ПО
наночас
тицы
Тi0
2
проникает
внутрь
кожи
и
обнаружива
ются
н
эпи
псрме
уже
чере
з
8
ч
ас
о
в
пос
ле
на
-
224
•
• •
несения
к р
е
м
а.
Не
у
д
и в
и
т
е
л
ь
н
о
,
что
с
момен
та
нач
ала
массового
применения
т
а к
и
х
кре
мов
з
а
бол
е
в
а
е
м
о
с
ть
раком
кожи
,
к
примсру
,
В
США
уве
личи
лась на
90%!
В
от
личие
от
д
ы
х а
т
ел
ь
н о
й
сис
темы
и
кожи
пове
дение
наночас
т
и
ц
в
же
лу
по
ч
н
о-
к
и
ш
е ч
н
ом
тр
а
кт
е
мало
ис
с
ледовано
-
и
звес
тно
л
и
ш
ь,
что
они
быс
тро
выво
дятся
и
з
ор
г
ани
зм
а
.
Опир
аясь на
н
акоп
ленные
к
нас
тоящему
м
о
м
е
н
ту
з
на
н
и
я
о
с
войствах
р
азличных
наноча
сти
ц
,
м
о
ж
н
о
вы
де
ли
ть
три
основные
причины
их
вре
дного
во
здействи
я
н
а
зд
о
р
о
в
ье
че
ловека
.
Во
-первы
х
.
т
о
к
с
и
ч
н
ы
м
может
быть
основ
ное
вещество
наночастицы
.
Например,
в
водо
растворимых
наноч
ас
тицах
селен
ида кадмия,
CdSe,
именно
Cd
Z
+,
ядовитость
ко
торого
ве
ли
ка
к
ак
в
нано
-
,
так
и в
макросостоянии
,
обл
а
д
ает
токсически
действием
.
При
этом
цито
ток
с
и
ч н
о
с
т
ь
CdSe
коррелирует
с
коли
чсством
к
адмия
,
выде
лившегося
и
з
них при
о
кислении.
и
может
быть
многократно
снижена
при
по
к
р
ы
т
и
и
оболочко
й
и
з
ZnS
или
SiO
z
.
В
качс
с
тве
д
ру
г
о
г
о
примера
можно
привести
ультра
дисперсные
частицы
оксид
а
бериллия,
а
также
м
е
тал
л ич
е
с
ког о
бери
ллия
и
его
сое
динений,
в
д
ых
а н
и
е
ко
торых
вы
зывает
ме
дленно
ра
зви
в
ающее
с
я
з
а
б
оле
в
а
н
и
е
л
е
г
к
и
х
со
смертельным
исхо
дом
-
б
ери
л
л о
з
.
В
то
время
как
компак
т
ны
й
ВеО
и
сключит
е
л
ьно
инертный
и бе
звре
д
ны
й
для
здо р
ов
ь
я
материал
,
высокореакцион
ные
н
аноч
астицы
э т
о
г
о
окси
да
.
попадая
в
клет
к
и л
сг
к и
х,
д
а
ю
т
рас
творимый
фосфатный
компл
е
кс
Ве
2
+
,
который
ингибирует
фосфата
з
у
и
в
ыз
ы
вает
гибель
клеток
.
В
о-в
т
оры
х
,
д
аж
е е
с
л
и
попа
вшие
в
организм
нано
ч
асти
цы
с
а
ми
п
о
с
е
бе бе
з
вредны
,
неко
то
рые
и
з
IIИХ
могут
выс
тупать
в
ро
ли
катали
зато
ров
образ
ования
токсичных
веществ
.
Так
ве
д
ут
себя
рассмотренны
е
выше
наночастицы
Ti0
2
и
ZnO ,
кат
ал
изир
уя
ф
отоокис
л
ение
.
вирусы,
на
ноч
а
стицы
о к
сидов
же
ле
за
и
неко
торых
д
р
уг
и
х
ме
т
аллов
,
вы
зы
вающие
метал
лическую
(в
час
т
н
ост и
,
цинковую)
л
их
о
р
ад ку
.
И
,
нак
онец
,
специфическое
воздействие
ве
щес
тва
на
о
р
га
н
из
м
може
т
бы
ть
обус
лов
лено
непосре
дс т
венно
т
е
м
,
что
он
о
н
а
хо
ди
тс
я
в
на
-
носе
стоянии
.
Например,
х
и
м
и
ч
ес
к и
инер
тны
й
и
бе
зопасный
по
лимер
ф
т
ороп
л
а
с
т
,
широко
испо
льзуе
мый
дл
я
и
зготовления
пос
у
лы
,
б
у
ду
чи
распыленным
в
в
о
з
д
ухе
в
виде
нанеч
ас
тиц
д
и
а
м
е
т
ро
м
26
нм
u
нич
тожной
концентрации
(60
мкг
/м
' ),
способен
уби
т
ь
крысу
з
а
30
мин
ут
,
вы
зывая
кровои
з
лиянии
в
л
е
г
ки
х.
В
это
с
ло
ж
но
поверить
,
но
фтороп
ластов
ая
на
н
опы
л
ь
н
а
порядок
то
к
с
и
ч
н
е е
,
чем
боевое
о
т
р
а
вл
я
ю
щ
ее
вещес
тво
УХ!
А
в
дыхани
е
аэро
з
о
ле
й
наночас
тиц
д
ио
к
с
ид
а
кремния
SiO
z
вы
зывает
силикоз
-
хроническое
разрушение
л
е
г
к и
х,
в
т
о
вре
мя
к
ак
в
макрокристалличе
ском
состоянии
он
абсо
лютно
безопасен
-
это
самый
обычный
песо
к
,
ко
торым
покры
ты
п
ляжи
и
напо
лнены
д
етс
к
и
е
песочницы
.
По-види
мому,
специф
ика
наноча
ст
и
ц
сос
тои
т
в
бо
льшой
ро
ли
поверхнос
ти
,
хи
МИЯ
которой
(оборванные
связи,
ад
с
о
р б и р о
в
а
н
ные
молек
улы)
радикально
от
личае
тся
от
химии
объемного
ма
териала
-
дл
я
о
дно
г
о
и
того
ж
е
вещества
м
елкие
наночастицы
т
о
кс
и ч
н
е е
кр
уп
IIЫХ.
Кроме
того,
проникнув
в
клетк
у
,
нано
частицы
способны
при
липать
к
р а
з
личным
органе
л
лам
и
деформировать
ДНК
,
вызывая
структурные
ра
зрушени
я
и
мут
ации
.
Опрс
лс
пенное
з
н
а ч е
н
и
е в
нанотоксичнос
ти
имеет
форма
наночас
тиц
.
Ани
зотропные
н
ано
частицы
(например
,
во
локн
а
асбес
та)
ассоци
и
рую
тся
с
увеличением
ри
ска
фибро
за
и
рак
а
л
е
г
ких.
А
эрозо
ль
углеродных
нанотрубок
при
во
лит
к
прорастанию
во
локон
и
утолщению
сое
ди
нительной
т к
а
н
и в
легких
мышей
.
А
попада
я в
эпидермис.
нанотруб
ки
вызываю
т
вы
д
е
ление
кл
е т
к
а
м
и
кожи
цитокина
,
являюшегося
молу
л
и
т
о
р о
м
воспалите
льных
пропессов
.
В
з
а
кл
ю
ч
е
н
и
е
хоте
лось
бы
обратить
вним
а
ние
на
приве
деиные
в
эпиграфе
с
лова
Пар
а
цельса
.
Даже
т
а
к
о
е
поле
знейшее
вещество
,
как
кислоро
д
,
в
больших
д
оза
х
ядовито
-
чер
е
з
трое
суток
нахождения
в
атмосфсре
чи
с
того
кис
ло
ро
ла
че
ловек
погибает
от
отек
а
л
е
г
к
и
х
.
Д
ли
бо
льшинс
тва
же
наночастиц
т
о к
с
и
ч
н
ы
е
д
о
з
ы
неи
звес
тны
,
ос
тается
л
и
шь
н
адеягьс
я
,
ч
то
в
бу
душем
они
бу
дут
опр
е
дел
ены
,
а
пок
а
прос
то
сле
дует
соб
лю
дат
ь
э
лемен
т
арную
осторожнос
т
ь
при
работе
с
т
а
к
ими
объектами.
Ли
т
ера
тур
а
1.
З
ар
убежн
ая
н ау
к
а
и
т
ех и н
к
а
Вы
п
.
38,
Н
ано
т
е
хно
ло
гии
и
зд
о
ро
в ье ч
ел
о
ве
к
а
,
2. Oberddrs1er G., Oberddrs1er
Е
.
Oberddrs1er J.
Еl1viГОl1ш
епtаl
Healtll Perspcctives. 2005. Yol.
11
3.
Р
.
82
3
.
3.
Н
ое:
Р
. ,
Bruske
-H
o(fe/d 1., Sa/a/a
О
.
Journal
of
Nanobiotechl101ogy. 2004.
У
оl
,
2.
Р
.
12.
АЗБУКА
ДЛЯ
ВСЕХ
5
НАНОТРИБОЛОГИЯ
(Nanotribology)
Ты
сл
и
ш
к
о
м
Д
ОЛ
1'0
не
затач
и
вал
лез
в
и
я
,
-
сrю
койно
объ
ясни
л
Эрн
адо
,
сн о
ва
щ
е
лк
а
я
кнопкой.
-
Твой
меч
ус
пел
зату п
ит
ься
о
т
т
ре н
и
я
о
во
з
д
ух,
То
лщина
клинк
а с
тал
а
р
а
в
ня
т
ь
ся т
рем-
че
т
ы
ре
м
а
т
о
м
а
м
.
"
С.
Л
у
кь
яне
нко
.
«
П
ри
н и
е
сс
а
с
т
о
и
т
с
ме
р
т
и
»
И
звес
тно
,
что
на
микро-
и
наноуровне
по
верхностные
силы
ДОМИНИРУЮТ
над
объемными
.
Бо
лее
то
го,
ввиду
малой массы
микро-
и
нано
механические
эл
е
м
е
н
т
ы
различных
систем
обла
дают
малой
инерцией,
что
выражается
в
высо
ких
динамических
характеристиках
(скорости
отклика)
и
высокой
рабочей
частоте
собствен
ных
колебаний
.
В
связи
с
этим
при
разработке
микромеханических
устройств
большое
значение
следует
уделять
трению
и
износу
пвижушихся
частей
,
так
как
это
приводит
как
к
энергетиче
ским
потерям
и
снижению
общего
КПД
,
так
и
к
уменьшению
срока
их
службы.
Задача
нанотри
бо
яогни
заключается
в
объяснении
и
мо
делиро
вании
трения
в а
том
арном
масштабе
.
В
от
личие
от
микротрибологии
,
использующей
пре
дставле
ния
и
терминологию
теории
сплошных
сре
д
,
в
д
а
н
н о
м
случае
на
первый
план
выступаю
т бо
лее
фундаментальные
понятия
,
основанные
на
взаи
мо
действиях
отде
л
ьных
атомов
.
Во
многих
моделях
,
описывающих
процессы
трения
н
а
микроуровне
,
рассматривают
взаимо
дейс
твие
выступа
с
некоторой
поверхнос
тью.
В
связи
с
эт
и
м
,
основным
экспериментальным
методом
микротрибопогии
стала
сканирующая
з
о нд
о
в
ая
микроскопия
(соответствуюшая
мсто
дика
носит
название
«
м
ет
о
д
а
латеральных
сил
»)
.
Острие
зонда
позволяет
«почувствовать»
трение
на
чрезвычайно
малой
контактной
площадке
,
со
стоящей
и
з
о
дного
или
неск
ольких
атомов.
Од
ной
из
основных
особенностей
нанотрибо
логии
является
э
фф
е
кт
прилипания-чжольжения
.
з
а
ключающийся
в
неравномерности
д
в
иж
е
н и
я
од
ной
поверхности
относительно
д
р
у
г
о
й
.
В
неко-
РИС.:1.
Остри
е
и
з
5i0
2
С
ради
у
с
ом
100
А
в
кон
т
акте
с
с
амособираю
щимс
я
м
он о
сх
о
ем
ЭЛ
К
И"сил
анОВ
н а
подл о
ж
к
е
5i0
2
.
Пок
а
з
аны
д
еф
орм
ация
и р а
зруш
е
ни
е
сл
оя
при
к
онт
акт
е
с
ос
тр
ие
м
.
И
сточник
:
С
hап
d
ross
М
,
L
ог
еп
z
С.О.
,
Grest G.S.,
St
еv
епs
M.J., Webb
Е-
В.
Nanotribology of Anti-
Friction Coatings in
МЕМ5
//
J. Minerals, Metals, and
Materials
(
JO
М)
_
2005. Vol. 57.
Р
.
55
торый
момен
т
выступы
повер
хносте
й
слипаются
в
ре
зультате
адге
зии
или
капиллярных
сил.
и
для
их
последуюшего
отрыва
н
е
об
х
од
и
м
а
преоб
лада
юшая
сила
.
Эффект
прилипания
-скольжения
су
шсственно
зависит
от
скорости
движения
.
Так,
при
д
ост
и
ж
е
н
и
и
не
которой
критической скоро
сти
скольжения
эффект
пропадает
,
и
сила
тре
ния
становится
регулярной
.
При
этом
выясни
л ос
ь,
что
фи
зические
процессы
в
грибокон
тактах
значи
те
льно
богаче
и
разнообразнее,
чем
можно
было
бы
пре
дпо
лагать
,
и
включают
множество
принципиалыю
новых
явлений
.
Ли
тер
а т
ур
а
1.
дедко
в с.в
.
Ус
п
е
хи
фи
зи
ч
еских
на
ук
,
2000. N! 170.
С.
585
-61
8.
2.
htt
р
:
/
!
WWW
,
р
а
сifiсn
аn
о
.
СОn1
!п
апоtгiЬоlо
g у
.html
226
• • •
НАНОФАРМАКОЛОГИЯ
(Nallophanl1acology
)
к
2010
г.
пол
о
в
и
на
вс
ех
л
е
карс тв
бу
дет
п р о
из
во
ди
тьс
я С
и
спо
ль
зов
ани ем
на н
оте
х н ол
ог
и
й
.
Нац
ио
на
льн
ый
н
аучный
ф
о
н
д
США
Разработка
ново
го л
е
к
а р
ст
в а
-
очень
дл
и
те
льный
И
д о
р
о
г
о
ст
о
я
ш
и й
процесс
:
выпуск
каждого
ме
дицинского
ирепарата
на
рынок
на
те
к
у
щ
и й
момен
т
оценивае
тся
в
среднем
8
800
миллионов
долл
аро
в.
По
стаТИСТИКС
,
про
хо
ди
т
нс
мснсс
12
л ст
с
момен
та
л
а
бо
р
а
т
о р
н
ы
х
испыт
аний
и
патентования
т
о
й
или
иной
л
е
карственной
формы
д о
ес
появления
в
аптс
ках, а
и
з
5
т
ы
с
.
пре
дложенных
новых
л
е
к
а
р
ст
в
л
и
ш
ь
5
доходя
т
д
о
стадии
клинических
испы
га
ний
,
и т ол
ь
к
о
I
из
5
в
ре зу
льтате
испо
льзуется
для
широкого
применения
.
И
э
то
8
том
случае
.
ког
да
речь
и
де
т
о т
р
а
д
и
ц
и о
н
н
ы
х
лекарствен
ных
препаратах
.
Уже
дл
я
многих
очевидно
,
ч
то
бу
душее
фармацевтики
свя
зано
с
применением
высокотехно
логических
полхолов
,
поэтому
се
бсс
тоимос
ть
исс
ле
лований
и
риск
неу
дачи
бу
дут
то
лько
уве
личиваться
.
Однако
,
как
говори
т
ся,
овчинка
стоит
выде
лки
-
со
здание
новых
препаратов
,
д
с
й
с
т
в
у
ю
ш
с
й
основой
которых
яв
л
я
ю
тс я
наноструктурированные
л
е
к
а
р
ст
ве
и
н
ы
е
формы
.
позво
ли
т
до
б
ит
ьс
я
направленного
д
е
й
с
твия
л
е
к
а
р
ст в
а,
сго
л
у ч
ш
е
й
рас
творимос
ти
и
усвояемости
органи
змом
.
а
з
н
а ч
ит
бо
лсс
быст
-
рого
терапевтическо
го
э
ф
ф
е
кт
а
и
уменьшения
необхо
димой
дозы
таких
нанопекарств
,
со
з
д
а
н и
е
м
которых
занимается
новая
отрас
ль
фарм
индустрии
-
нанефармако
логия.
Тем
не
менее
,
в
настоящий
мом
ент
в
тради
ционной
ме
дицине
дл
я
ус
транения
симп
томов
болезни
по-прежнему
применяют
относите
ль
но высокие
д о
з
ы
л
е
к
а
р
ст
ве
и
н
ы
х
вещес
тв
,
в
ре
зу
льтате чего
з
а
ч
а
с
т
у
ю
во
зникают
ра
зличные
побочные
эффекты.
которые
могут не то
лько
заме
ллить
выз
поров
лсиие
,
но
и
л
а
ж
е
ухудши
ть
состоянис
больного
.
Как
же
можно
уменьши
ть
д
оз
и
р о
в
к и
препаратов
и
и
з
л ечи
ть
з
а
б
ол
е
в
а
н
и
е
нанограммовыми
ко
личес
тв
ами
л
е
к
а
р
с т в
а')
Де
ло
в
том
,
что
лечить
напо
не
ор
ганизм
в
цс
лом
,
а
то
лько
бо
льные
клстки
.
Ес
ли
научи
ться
це
лснаправленно
до
с
та
в
л
ят
ь
К
ним
л
е
к
а
р
с
т
в
е
н
ные
ирепараты.
например
.
пре
лвариге
льно
з
а к
л
ю
ч
а
я
их
в
инертную
обо
лочку
И
т
ол
ь
к
о
на
месте
по
зволяя
ей
«
о
т
к
р
ыт
ьс
я»
,
то
п
а
ж
е
малые
д
о
з
ы
бу
дут
способны
стиму
лирова
ть
процесс
вы
з
доровления
.
А
обо
лочки
таки
с
уже
най
де
ны
-
эт
о
природные
и
искусственные
поли
мерные
наноконтейнеры.
Важность
д
о
с
т
а в
к и л
е
карства
к
очагу
поражения
л
е
г
к
о
понять
на
слс
дующсм
примере
.
При
л
е
ч
е
н
и и
и
профи
л а
к
т
и
к
е
повторного
во
зникновения
раковых
опухо
лей
применяю
т
химиотерапию
.
При
эт
о
м
вво
д
противораковых
препаратов
осуществляют
внутривенно
и
,
с
ледова
т
е
льно
.
в
до
зах
,
з
н
а
чите
льно
прсвышающих
необхо
димы
е
,
нано
ся
огромный
вред
зл
о
р
о
в
ы
м тканям
и
клет
кам
-
д
о
с
та
в
и
в
же
ирепара
т
нспоср
с
дствснно
к
скоплению
раковых
кле
ток,
можно
сокрани
ть
зд
о
р
о
в ь е
всего
органи
зма
.
Но
как
«
н
а
у
ч
ит
ь
л
е
к
а
р
с
т в
а
иска
ть В
ор
гани
зме н
ужные
пути
,
распо
знавая
бо
льны
е
клетки
?
Ок
азывается
.
об
АЗБУКА ДЛЯ
ВСЕХ
227