Третьяков Ю.Д. Нанотехнологии. Азбука для Всех
Подождите немного. Документ загружается.
этом
приро
да
уже
о
тчасти
п
о
заботилась
и
со
зп
ала
некоторые
ключевые
э
лемен
ты
для
ум
ных
л
е
к
а
р
с
т
в
е
н
н
ы
х
сис
тем
.
В
природе
существуют
множес
тво
примеров
то
ю
,
ка
к п
е
й
ст
ву
ют
крайне
малые
до
з
ы
веществ
.
И
звестно
,
что
опре
де
ленные
ви
ды
моты
льков
чувс
твуют
з
а
п
а х
ф
ерромонов
своего
вида
на
р
а
с
с
тоянии
свыше
дву
х
ки
лометров
,
а
акулы
способны
«
ул
о
в
и
т
ь
»
о
дин
грамм
крови
,
раство
ренный
в
600
тысячах
л
и
т
р
о
в
воды!
То
ест
ь
мо
т
ыл
ь
к и и
аку
лы
(как
и д
р
у
г
и
е
живые
сущес
тва)
р
азвили
с
всрхчувсгиигсльность
к
т
о
м
у
,
ч
то
обес
печива
е
т
их
выживание
.
Аналогичные
принци
п
ы
ученые
пы
таются
испо
ль
зовать и
в
совре
менной
ме
дицине
.
Бо
льшинство
читателей
,
наверное
,
с
лыша
л
и
о
гоме
оп
а
тической
медицине
.
До
зы хими
чес
ких
вещес
т
в в
гомеопа
тических
лекарства
х
с
тол
ь
м
алы
,
что
и
х
специально
приходится
раз
б
а
вля ть
в
т
ы
с
я
ч
и И
да
же
де
ся т
к
и
тысяч
ра
з
свя
з
ываю
ш
и
м
и
компонентами
(крахмалом,
н
апри
м
е
р
)
,
ч
тобы
пациен
т
смо
г
хотя
бы
уви
деть
т
абл
етку.
Тем
не
менее
,
се
ли
человек
является
с
верхчувс
твит
е
льным
к
д
анному
лекарственпо
м
у
преп
ар
а
ту
,
т
о
э
т
о
г
о
количества
будет доста
то
ч
н
о.
Т
ак
вот,
но
с
ути
,
за
«
с вс
р
х ч
у
вс
т
в
и
тел
ь
но
с
тью
»
И
с
к р
ы
ва
е
т
ся
ре
али
зация
адресной
д
оста
в к и
вв
о
димо
го
иреп
арата
.
Ве
дь
,
К3К
и
зве
-
стно
,
появление
в
органи
зме
ч у
жер
о
дных
мо
л
е
к
ул
-
анити
генов
-
вы
зывает
момен
тальный
о
тве
т
иммунной
системы
,
который
проявляет
ся
в
вырабатывании
анти
те
л
-
специфичных
бе
лков
,
способных
р
аспо
зна
ть
и
с
вя
з
а
ть ан
ти
ген.
Поэтому
анти
те
ла
могут
выступа
ть в
каче
с
тве
ключевых
эл
е
м
е
н
то
в
бо
льшинст
ва
нано
л
е
к
а
рс
т
в,
своеобразными
«
и
щ
е
й
ка
м
и»
очагов
бо
лезни
на
кле
точном
у
ро
вне
.
И
т
ак
,
«
У
м
е
н
ь
ш
е
н и
е
д
оз
и р
о
в
к
и»
И
«
Н
а п
р
а
в
л
сннос
тъ
д
е
й
с
тв
и
я»
- 1101'
основные
л оз у н
ги,
по
д ко
торыми
нанофармаколо
гия
дол
ж
н
а
уве
ренно
шаг
ать
в
будущее
.
Снижение
п
о
з
и
р
о
в
к
и
применяемых
лекарс
твенных
сре
дств
в
неко
торых
случаях
поз
волит
испо
льзовать
высоко
э
фф
е
кт
и
в
н
ы
е
препара
ты
,
применение
которых
для л
е
ч
е
н
ия
некоторых
бо
льных
ограничивается
из-за
бо
льшого
количества
противопоказаний
.
Кроме
1'01'0,
11
ряде случаев
можно
значительно
сни
зить
стоимость
л
е ч е
н и
я
дорогосто
ящими
(в
т
о
м
числе
онко
логическими)
препаратами
,
с
де
лав
его
более
д о
с
ту
п
н
ы
м
.
Б
у
дем
надеяться,
ч
то
ра
зви
тие
нано
техно
лог
ий
и
на н
о
м
е
дииины
в
ближайшем
будущем
д
а
с
т
нам
д о
п
о
л
н
ит
е
л
ь
н
ы
е
пр
едс
т
авления
о
в
о
з
д
ействии
на
органи
зм
сверхмалых
д
оз
веще
ства
и
о
т
к
ро
ет
н о
в
ы
е
п
срс
пек
ти
вы
дл
я
нано
фармакологии
.
Ли
т
ер
а
т
ура
1.
h
ll
r
:
//
www
.i
-
s
i
s
.
о
ГЕ
.
uk
/п
а
п
о rh
аrm
а
соJоg
у
.rhр
2. http://v.ww.mcdnct.com(medcks(gom/tcorya.htm
З
.
http://www.ipin.ru(
228
• • •
НАНОФИЗИКА
(Nanophysics)
Т
а
м
,
вни
з
у
,
м
ного
мест
а!
Р
.
Фе
йнма
н
Ри
ч
аРА
Фи
ли
п е
Ф
ей
нм
а н
29
д
е
к
а
бр
я
1959
ю
да
на
рождес
тве
нско
м
о
бе
д
е
Америка
нского
физи
ческого
общест
ва
,
п
р
о
хо
дившем
в
Калифорнийском
техно
лог
ическом
и
н
с
т
и
тут
е
,
бу
дущий
нобе
л
евский
лауреа
т и
со
з
дат
ел
ь
теори
и
кван
товой
эл
е
кт
р
од
и
н
а
м
и
к
и
Р
и
чар
д
Ф
и
л
и
п
с
Ф
е
й н
м
а
н
проч
итал
л
е
к
ц
и
ю
«
Т
а
м
вни
зу
мною
мес
та
:
п р
и
гп
а
ш
е
н и
е
11
новый
мир
фи
зики
»
.
•...
Мне
хоче
тся
обсу
ди
ть
о
дну
малои
зучен
ную
об
л
асть
физики
,
ко
торая
предс
тавляется
весьма
важной
и
псрспектинной
и
може
т
най
-
т
и
множестно
це
н
ных
тех
ническ
их
применений.
Р
е
ч ь
идет
о
проблеме
ко
нтроля
и
уп
равления
строен
ием
вещ
е с
т
ва
в
ин
те
рв
ал
е
оче
нь
малых
размеро
в
.
В
н из
у
(т
.е
.•
в
низу
ил
и
вн
утри про
стра
нст
ва
»
если
угодно
)
рас
по
лагается
п
о
р а
з
итель
но
сло
жн
ый
мир
м
ал
ы
х
форм
,
и
когда-
ни
б
у
д
ь
(
н
ап
рим
ер
,
11
2000
г.
)
лю
д
и
б
у
д
ут
удивляться
тому,
ч
т
о
до
1960
г
.
н
икто
не
относ
ился
серье
з
н о к
и
с
с
л
е
д ов
а
ни
ям
этого
ми
ра
...»
То
щ
а
он
п
р
е
двос
х
и
т
ил
воз
н
ик
нове
ни
е
цело
го
р
яд
а
об
л
а
сте
й
в
науке
и
техни
ке,
кото
р
ые
ста
л и
неотъе
мле
м
о
й
частью
соврем
е
н
ною
ес
тествоз
н
ания
и
п
олучил
и
название
наноте
хно
ло
гия
.
Электро
н
но-лучевая
и
ио
нн
о
-
л
уч
е
ва
я
обрабо
тка
ма
тер
иалов,
молекулярно-
л
учевая
зпита
к
сия
,
наналитография
.
электронная
микроскопия
,
ма
н
ип
уп
яци
я
от
д
е
льны
ми
атомами
с
помощью
атомно-сшовой
микроско
пии
.
нано
злектромеха
нические
системы
,
сп
интро
ника
,
кван
товая
элект
р
о н
и
к
а
-
л
и
ш
ь
н
е
к
от
о
р
ы
е
из
ни
х
.
Едва
ли
в
эт
о
й
ярко
й
>
д
инам
ично
разн
иваюшейся
науке
имее
т
с
мы
с
л
выделя
ть от
де
льн
ые
област
и
фи
з
и
к
и
>
химии>
механики или био
логии.
Ее
ха
ракте
рно
й
ч
е
р
т
о й являе
тся
ме
ж
ди
с
ц
ипл
ин ир
но
сть
,
тесное
п
ер
еп
л
е
т
е
ни
е
фунда
ментал
ьных
и п
р
и
кл
ал
ных
и
с с
л
е
д
о
ва
ни
й
,
в
кото
рых
физи
ки
объе
диняют
сво
и
усилия
с х
имиками
и
л
и
биологам
и
,
а
зачастую
н
е
в
о
з
м
о
жн
о
обойт
ись
и
бе
з
п
о
м
о
щи
меха
н ики
.
Тем
не
менее
,
принято
счита
ть,
что
наноф
и
зика
з
а
н
и
м
а
е
т
с я
исс
л
едо
ва
н
ием
свойств
н
а
н
о
р
а
з
м
е
р
н
ы
х
объектов.
стро
ит н
а
у
ч
н
ы
е
мо
де
л и
,
а
иногда
д
а
ж
е
пы
т
ается
препсказагь
каким
и
физическими
свойствами
бу
дет
облада
т
ь
вещес
тво
и л
и
ма
териал,
буд
ь
о
н
в
нано размерном
состоянии.
Ли
т
ера
т
ур
а
1. htlp:
//
en.wikipedia.org/wiki
/F
eynman
..
229
НАНОХИМИЯ
(Nanochemistry)
Во
вс
е
м
Э
Т
О
М
н
е
т
нич
е
го та
и
нс
тве н
н
о
г
о
и
ли
м
а
гич
е
ского
.
Э
ТО
ХИМ
И
Я
.
~1
н и
ч
его
б ол
ьш
е
.
А
рт
у
р
К
о
на
н
-Д
о
й
л.
'
К
О
Л
Ь
Ц О
Г
о
т
а
»
Химия
как
на
ука
о
веществах
и
их
взаимных
пре
вр
аш
ени
я х
ф
а
ктич ески
с
с а
м
ого сво
с
го
рож
п
е
н
и
я
стал
к
и
вала
с
ь с
п
о
лучением
нано
лисперс
ных
си
с
т
ем
.
У
жс
бо
лс
е
1000
л
ет
на
зад
в
Китае
бы
л
и
зв
ес т
ен
способ
по
лучения
н
ано
лисперс
но
го зо л
о
т
а
,
которое
испо
л
ьзовали
ДЛЯ
окраски
фарфоровых
из
де
лий
.
О
днако
т
ол
ь
к
о
л
и
ш
ь
о
т
носи
т
е
льно
н
е
давно
(в
пос
ле
дние
20-25
лет
)
химики
п о
лучи
ли
во
з
мо
жн
ость
и
зуча
ть
н
аноси
стемы
и
д
а
ж
е
непосре
д
с
твенно
наб
лю
да
ть
час
т и
ц
ы
,
р
аз
мер
которых
соста
вляе
т
порядка
I
нм
,
О
к
аз
алос
ь
,
'
П
О
п
о
добные
наночастииы
обл
адаю
т
вес
ьм
а н
ео
бычными
хи
ми
ческими
свойствами
и
,
в
ч ас
тн
ос
ти
,
с
ними
во
зможно
осуше
ствл
е
ние
ре
акций
,
к
о
т
оры
е
не
и
дут
с
уча
с
ти
ем
ч
ас
т
и
ц
м
ак
роско
пич
е
ско
г
о
ра
змер
а
.
Химические
св
о
йс
тва
и
ме
то
ды
п о
лу
ч
е
н
и
я
вешеств
в
нано
д
и
с
п
е
рс н
о
м
с
ос
то
янии
с
тали
пр
е
л мето
м
изуче
ния
но
во
й
об
л
а
ст
и
з
н
а
н и
я
-
н
анохимии
.
Н
ан о
х и
м
ин
-
эт
о р
а
з
п
е
л
химической
науки
,
и
зуч
ающи
й
про
ц
ес
сы
.
про
те
каю
щие
при
фор
миро
вании
на
нод
и
сп
е
р
с
н
ых
сис
тем
,
а
т
а к
ж
е
фи
з
и к
о
-
хи
мичсс
ки
е
свойс
тва
та
к
и
х
сис
тем
.
Поско
льку
наночастиuы
по
своим
р
азмерам
занимаю
т
промежуточное
положение
между
мо
л
е
ку
л
а
м
и
и
микроскопическими
частицами
,
их
синтез
можно
вести
д
ву
м
я
ра
зличными
способа
ми
.
Первый
основан
на
объединении
атомов
,
мо
лску
л или
кластеро
в в
нанообъекты.
Эгот
под
хо
д
к
синте
зу
может
быть
назван
синтезом
«
с
н и
зу
-
вверх
»
.
Второй,
синте
з
«
с
в
е
р
ху
-
в
н
из
»
основан
на
и
зме
льчснии
каким
-либо
способом
крупных
частиц
вешества
или
де
зинтеграции
объемной
структуры
без
механического
разрушения
.
ОСНОвной
проб
лемой
,
стоящей
пере
д
новой
наукой
,
можно
назвать
ус
тановление
влияния
ра
змера
частиц
(или
,
д ру
г
и
м
и
словами
,
числа
сосгавляющих
их
атомов)
на
IIХ
химическую
ак
т
и
в
н
ост
ь
,
Перехо
д о
т
изучении
привычных
ДЛ
Я
химиков
мо
леку
л
или
компактных
те
л
к
ис
сле
до
ва
н
и
ю
нанообъектов
вынуждает
их во
многом
пересматривать
уже
устоявшисся
теоретические
предс
т
авления
о
свойствах
веществ
,
а
т
а
кж
е
изоб
ретал,
совершенно
новые
синтетические
мето
д
и к
и.
Основная
особеннос
ть
нанехимии
как
на
уки
-
ее
межлисциплинарност
ъ
.
В
хо
де
решения
как
конкретных
приклалных.
так
и
нео
тд
е
лимых
о
т
ни
х
фундамен
тальных
задач т
ес
н
о
п ереп
ле
та
ются
подхо
ды
и
ме
то
ды,
исполь
зуемые
в
фи
зи
ке
,
химии
,
био
логии,
материалове
дении
.
Успеш
нос
ра
зви
тие
ра
зличных
напра
влений
наненауки
в
ц
елом
и
нанохимни
в
частности
немы
слимо
без
те с
н
ог
о
сотру
дничес
тва
ученых
различных
с
п
ец
и
ал
ь
н
о
ст
е
й и
различных
научных
шко
л
в
рамках
е
диной
обшей
з
ад
ач
и
или
программы
.
М
ежлисцип
линарностъ
нано
химин
требует
изме
нения
и
совершенствования
мето
дических
по
д
х
о
до
в
к
обучению
и
по
дготовке
специ
алистов
.
ко
торые
будут
опред
елять
ра
звитие
естество
зна
ния
в
наступившем
сто
л
е
тии
.
Л
и
т
ер
а т
ур
а
1.
С
е
р
г
ее
в
ГЕ
.
Н
а
н
о
хи
м
н
я
.
М
.
:
И
зи
-
но
МГУ
,
2003. 288
с.
230
• •
НАНОЧАсrицы
(Nanoparticles)
Сте
кл
о
м
п
о
з
нал
и
мы
тол
и к
и
чу
ле
с а
,
Ч
ем
он
н
апо
лни
л
ПОИ
Т
,
И
В
О
З
ДУ
Х
,
И
леса.
Приб
анив
рос
т ве
щ
ей
,
оно
,
к
оль
нам
потреб
н
о
,
Я
вля
ет
трав
ра
збор
и
з
н а
н и
е
вр
а
ч е
б
но
;
Ко
л
ь
м
н
ого
Микр
оск
о
п
н
а
м
та и н
осгей
от
к
рыл.
Н
евидимых
частиц
и
ТО
Н К
ИХ
в
т
еле
жи
л
!
М
.
В
.
ЛОМ
ОН
ОС
О
6
.
«
П
и
с
ьм
о
О
п
ол
ы
е с
т
е
кл
а
...•
Т
ак
и
е
разнооб
р
азны
е
наночаст
ицы
:
-
н а н
о
в
о
с
ь
м
е р
к
а
..
и з
частиц
8
аТ
Ю
з
(вв
ерху)
и
-
т
о
н к и
е-
ленты
Sn0
2
(вниз}')
Термин
«
н
а
н
о
ч
а
ст
ица
-
и
ли
«
н
а
н о
р
аз
м
е
р н
а
я
час
тица
»
прочно
вош
е
л
11
научный
л
е
к
с
и к
о
н
око
JIO 20
л
е
т
на
зад
,
од н
а
ко
критерий
нанора
змер
нос
ти
д
о
сих
пор
является
пре
дметом
многих
научных
д и
с
к у
с с
и
й
.
Сог
ласно
межлунаро
лной
конвенции
I
UPAC
,
пред
е
льный
(максималь
-
ный)
ра
змер
наночасгиц
соо
тве
тс т
вует
100
нм
,
хотя
эта
ве
личина
я
вляется
чисто
условной
и
необходима
только для
формальной
классифи
кации.
Пос
ле
днее
время
опрс
делсние
наночас
тиц
свя
зываю
т
не
с
их
размером
.
а с
проявлс
нием
У
них
новых
свойс
тв
,
о
т
личных
ОТ
свойств
объемной
фазы
.
Действительно
,
при
переходс
вешсства
от
макроразмеров
к
размерам.
всего
на
один-
два
порядка
большс
мо
лекулярных
,
ре
зко
меняются
его
свойства
-
с
увеличением
у
де
льной
поверхностной
энергии
изменяется
сго
повсрхностное
натяжение
,
температура
плавления
и
температуры
структурных
персхо
до
н,
може
т
измениться
сама
структура
,
его
э
л
с
кт
ровные
характеристики,
т
о
есть весь
спек
тр
физико
-химических
свойств
становится
иным
,
чем
дл
я
веществ
в
макроссстоянии
.
По
э
тому
критерием
принадлежности
частицы
того
ИЛИ
иного
вещества
к
классу
нанечас
тиц
правиль
нсс
считать
сопоставлснис
се
размера
с
коррс
л
я
ц
и
о
н
н
ы м
радиусом
т
о
г
о
и
ли
ино
го
физиче
ского
явления
(например
,
с
длиной
свободного
пробега
эл
е
к
т
р
о
н о
в и
ли
фононов
,
длиной
ко
герентнос
ти
в
сверхпроводнике
,
размерами
ма
гнитного д
о
м
е
н
а
или
з
а
р
сл
ы
ш
а
т
в
е
р
л о
й
фазы)
.
Различают
д
ва т и
п
а
наночастиц
:
наноклисте
ры
,
или
нанокристамы
,
и
собственно
наночае
muцы
.
К
первому
типу
относят
частицы
упоря
до
че
н н
о
го
строения
(часто
цситросимметричныс)
размером
1
-5
нм
,
со
держашие
до
1000
а
томов
,
ко
второму
-
собственно
наночас
тицы
размером
5-IOOIIM,
состоящие
из
103
-10
&
атомов
.
Ниге
видные
и
пластинчатые
частицы
м о
гут с
о
держать
23:1.
го
раздо
б о
льш
е е
к
оли
ч е с
тв
о
атомов
и
иметь
од
и
н
и
ли
д
а
ж
е
два
л и н
ей н
ы
х
ра
змера
,
превы
ш
аю
щих
ПОрО
Г0
8ОС
з
на
ч
е
н
ие
,
но
их
свойства
в
опр
е
де
ленном
направлении
ос
таю
тся
характер
н
ы
м
и
для
вещ
ес
тва
в
и
анокрис
таялическом
со
с
то
янии
.
Е
с
ли
н
аночас
гица
имеет
с
ложную
форму
и
строение
,
то
в
ка
ч
е
ст
ве
характеристи
ческо
го
рассм
а
трив
аю
т
не
л
и
н
е
й н
ы
й
ра
змер
ч
а с
тицы
в
це
л
ом
,
а
р
а
змер
ее
с
труктурного
эл
е
мен
т
а
.
Такие
ча
стицы
,
к
а к
пр
авило,
на
зываю
т
наноструктурами
,
п
р
и
ч
е
м
и
х
л
и н
е
й
н
ы
е
р
азме
ры
м
о
гут
з
н
а
ч и т
е
л
ь
н о
превыш
а
ть
100
нм
.
Р
а
зличия
в
л и н
е
й н
ых
ра
змера
х
нанеч
а
стиц
д
ел
а
ю
т
ц
ел
есообразным
по
дразделятъ
их
на
нуль-
,
о
д
но-
,
ДНУХ-
И
трехмерные
(соответственно
,
00
-,
10
-,
20-
и
30-ншю'
шс
тицы)
.
К
н
у
л
ьмерным
вано
стру
ктур
ам
относя
т
свободные
и
с
табили
з
и р
о
ва
н
н
ы
е
кла
ст
ер
ы
,
фуллерены
и
э
нд
офу
лл
с
р
ены
и
квантовые
точки
.
Класс
од
н
о
м
е
р
н
ы
х
ванострук
т
ур
пре
д
ста
нлен
гор
а
з
до
б6льши
м
р
аз
нообра
зием
н
анообъекто
в
:
э
то
наностержни
.
нанонити
(вискеры),
нанатрубки
и
нано
ленты
.
Сре
ди
ц
в
у
м
е
р
н
ы
х
н
аноструктур
вы
де
ляют
тон
кие пленки
то
лщиной
до
со
тен
нанометров
,
ге
теро
структуры
,
пленки
Лзнгмюра
-г
Блоджетт
.
ианоп
л
ас
тины
,
ад
с
о
рб
ц
и
он н
ы
е
и
самособираю
щиеся
моноспои
.
а
т
акж
е
дву
м
е
р
н
ы
е
массивы
объекто
в,
ра
змеры
ко
торы
х
л
е
ж
а
т в
нанометро
но
м д
иа
п
а
зо
н
е
.
К
кл
асс
у
трехмерных
нанострук-
тур
с
ледует
относить
как
сами
наночастицы
и
наночас
тицы
в
обо
лочке
,
т
а
к
и
нанокомпоз
иты
и
трехмерные
с
амооргани
з
о
ванны
е
массивы
н
а
носбъсктов
,
При
эт
о
м
сами
композиты
могут
включать
нуль-
,
о
дно-
и
двумерные
объе
кты
,
то
ес
ть
пре
дставлягъ
собой
масси
вы
к
вантовых
т
о
чек
,
нитей,
многос
лойные
пл
енки
или
сл
о
и
с
тые
сое
динения
,
а
также
раз
личные
к
о
м
би
н
а
нии
эт
и
х
т
и
п
о
в
н
аноструктур
.
На
н
аноуровне
оказалось
во
зможным
и
сушествование
струк
тур
промежуточной
р
а
змернос
ти
,
1'.11.
Фракта
лов и
дендримеров
,
об
л
адающих
с
амоподоби
ем
и
рассматривавшихся
р
анее
л
и
ш
ь
в
качес
тве
ма
т
е
м
а
ти
ч е с
к
и
х
моде
лей
.
В
после
дние
го
ды
бо
льшие
уси
лия
иссле
до
вате
лей
направлены
н а
получение
наночас
тиц
заранее
заданных
формы
и ра
змера
,
а
е
ле
ло
в
а
тс
лыю
,
обладающи
х
опре
деленными
физико-хи
мическими
свойствами
-
описано
множес
т
во
различных
син
те
тичсски
х
подхо
до
в
,
каждый
и
з
которых
обладает
своими
преимушсствами
.
но
и
не
л
и
ш
е
н
опре
де
ленных
не
дос
татков
.
Сего
д
ня
все
методы
получения
наноматериалов
раз
дсл
яют
на
две
большис
группы
по типу
форми
рования
наноструктур
:
мето
ды
«
с
н
из
у
-
в в е
р
х
"
(
<<Bottom-up
~)
хара
ктери
зуются
ростом
наноча
стии
или
сборкой
наночастиц
из
отде
льных
ато
мов
;
а
м
ето
ды
«
с
в
е
рх
у-
в
н
из»
(«Top-down
<<)
ос
нованы
на
«д
ро б
ле
н
и
ю'
частиц
д
о
наноразмеро
в
.
Ли
т
ер
а
тур
а
1.
Г
у
с
ев
А
.
И
.
Н
а н
о
м
ате
р и ая
ы
.
н
а
н
острук
тур
ы
,
нано
ге х
н ол о
г
и
и.
М
. :
Фи
з
м
а
т
п
ит.
2007.
232
• • •
НАНОЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЕ
СИСТЕМЫ
(Nanoelectromechanical
Systems)
...
кратч
а
йш
е
е в
ы
раже
н
ие
с
мысла
ЖИ
З
Н И
мож
е
т
б ыт
ь
та к
и
м:
мир
д
в
и
жетс
я
и
с
о
ве
рше
нств
уетс
я.
Гл
авн
а
я
задача
-
в
не
с
т
и
в
к
л
а
д
п
то
пв
ижен
ие,
по
д
чи
ни
ться
е
му
и
с
о
труд
н
и
чат
ь
с
н
и
м
.
л.
н.
То
л
ст
ой
Пр
е
д
по
л
ожи
м
.
что
е с
т
ь
наноконс
тр
уктор,
с
ос
т
оя
щ
и
й
и
з
нес
к
ол
ь
к
и
х
ты
с
я ч
атомов
разно
г
о
ви
д
а
.
Что
с
е
г
о
помощью
можно
собрать
?
Н
а
авто
м
о
б
иль
и
ли
л о
м
и
к
в
д
е
р
е
в
не
такого
ко
лич
е с
т в
а
атомов
,
у
в
ы,
не хв
а
тит
,
Зато
можно
с
у п
ое н
и
ем
собир
ать
всево
зможные
молеку
лы
р
а
з
лич
ной
формы
:
ко
ль
цеобр
а
зные
(например
,
б
ен
зо
л)
,
в
ыт
я
нут
ые
(
алканы)
сферические
(фуллерены)
...
Скучно
.
Особ
енно
ес
ли
хочется
автомоби
ль
,
Впроч ем
,
автомоби
ли
собираю
т
из
все
в
о
зм
ож
н
ы
х
д
и
с
к
о
в,
шес
т
еренок
,
ци
лин
дров
,
по
р
ш
ней
и
прочих
д
е
т
але
й,
которых
в
нашем
констр
ук
тор
е
.
к
с
ожал
е
н
и
ю. н
ет
.
Но
ес
ли
зад
у
м
а
тьс
я
,
по
че
му
бы
на
м
н
е
исп о
ль
зо
вать
вместо
вс
е
х
п ер
счи
с
л
енны
х
детале
й
мо
лек
у
лы
соответ
ст в у
ю
ш
ей
ф
ормы
и н
е
с
о
б рат
ь
и
з
них
наноав
т
о
м
о б
иль?
Уж
е
г
о
р
азл
о
и
н
т
ер
есн
ее
,
н
е
прав
да
..
л
и?
Особенно
ес
ли
н
е
з
ад
а
в
а т ь с я
вопросами
относите
льно
того.
не ра
звали
тся
ли
такой
ав
томоби
ль
,
сможе
т
л и
он
ез
дить
и
кого буде
т
во
зи
ть
?
П
ро
щ
е
сказать
,
чем
с
де
лать
.
Несмотря
на
все
п
ос
т
и
ж
е
н и
я
нанот
ех
но
л
оги
и
,
любые
работы
на
молеку
лярном
уровне
остаю
тся
чрезвычайно
с
ложной
зад
а
ч
е
й.
Впрочем,
современные
уче
ные
работаю
т
Над
со
з
данием
наносистем
,
кото
рые
являлись
бы
аналогами
хорошо
всем
и
звест
ных
эл
е
к
т
р
о
м
от
о
р
о
в
.
Эти
объекты
по
лучили
на
звание
«
н
а
н
о
э
л
е
ктр
о
м
е
х
а
н
и
ч е с
к
и
е
системы
»
или
НЭМС
,
поско
льку
они
развивают
наноси
л
ы
под
д
е
й ст
в
и
е
м
э
л
е
кт
р
и
ч
е с
к
о
г
о поля
или
све
та
,
или
,
наоборо
т
,
при
приложении
внешней
силы
со
здают
эл
е
ктр
о м
а
г
н и
т н
ы
й
отклик
.
В
настоя
шее
время
одной
из
общих
тен
д
с
н ц
и й ра
зви
тия
т е
х
н
и к
и
являе
тся
миниа
тю
ри
зация
функциональных
устройств
.
В
наи
бо
лее
явном
виде
эт
а
тен
денция
прояви
лась
в
про
цессе
эво
люции
э
лектронных
компонен
тов.
Если
первые
тран
зисторы
бы
ли
насто
ль
ко
ве
лики
,
что их
можно
было
в
зять
пальца
ми
,
то
т
еперь
уже
никого
не
у
див
ляет
,
что
пропессор
современного
компьютера
состоит
и
з
миллионов
по
левых
нанотран
зисторов
.
Всле
д
з
а
эле
кт р
о
н
н
ы
м
и
компонентами
мини
а
тюризация
з
ат
р
о н
ула
и
э
лектромеханические
устройс
тва.
Несмотря
на то
,
что
поведение
однотипных
механических
устройс
тв
в
макро
и
микромире
различно
,
усилия
ученых
и ин
женеров
приве
ли
к
со
з
панию
микроэлектро
механических
систем
,
которые
уже
широко
при
меняются
д
а
ж
е в
нашем
быту
.
О
днако
сде
л а
т
ь с
ле
дующий
ша
г
и
осущест
вить
перенос
эл
е
к
т
р
о
м
от
о
ро
в в
н
аномир
ока
залось
еще
2ЗЗ
сло
жнее
.
При
уменьшени
и р
а
з
м
е
р
о
в
объекто
в
от
ношен
ие их
площ
ади пове рх ност
и к
объему
з
а
м
е
т
н
о
возрастае
т
,
, [
Т
О п
риводит
к
зна
ч
итель
ному
увел
ичению
в
к
л
ад
а
сил
тр
е
н
ия
в
меха
н
ическое
поведе
ние
нан
есисте
м
и
к
дом
и
н
и
р
о
в
а
н
и
ю
с
ил
т
р
ени
я
над
с
и
лам
и
и
нер
ц
и и
.
Т
а
к
,
время
,
з
а
т
р
а
ч е
н
н
о
е
на
га
ше
н
и
е
и
не
р
ц и
и
п
о
с
ле
придани
я
в
раща
тел
ь
н ого д
вижен
ия
(с
од
и
наковым
моме
нтом
в
раще
н
ия)
мя
ч
у
,
л
ежаще
му
на
пове
рхн
ости
стола,
и
м
оле
купе
ф
у
лл
е
ре н
а
н
а
поверхност
и
м
он
о
кри
с
талл
а
к
ре
мни
я
,
б
у
д
ет
ра
зли'13Т
ЬСЯ
113
нескол
ько
П
Ор Я
ДК
ОВ
.
О
д
н
а к
о
даже
ес
ли
теорети
чес
к
и
воз
мож
но
оп
исать
м
е
ха
ни
ческое
п о
в
е
д
е
ние
на
но
электро
моторов
,
во
з
н
икает
ОСНОВНОЙ
во
прос
-
ка
к
их
и
з
г
о
т
ов и
ть
?
Н
а
сегодня
м
о
ж
н
о
вы
делить
две
основные
тенд
ен
ц
ии
в
со
здан
и
и
Н
ЭМ
С
:
у
ме
нь
ш
ен ие
ра
з
мсра
существующ
и
х
микр
о
э
л
е
ктр
ом
е х
анич
е
с
ких
с
истем
и
разра
б
отка
пр
инц
и
п
и
ал
ьно
н о
вых
молекулярн
ы
х
дв
и
гателей
и
м
ол
ек
у
ля
рных
эле ктр
о
м
е
ха
н и
ч
е
с
к
и
х
уст
ройств
.
П
ервы
й
п о
д
ход
свя
зан
с
о
ч
евидны
ми
сложност
ями
,
по
ско
л
ьку
методы
,
используе
м
ые
для
с
о
з
дани
я
М
Э
М
С
(электро
н на
я
л
ито
гр
а
фия,
ионн
о
е
трав
л
е
н
и
е
и д
р.
)
и
м
е
ю
т
огра
н и
че н
ное
раз
ре
ш
ен
ие
,
и
п
о
э
т
о
м
у
их
проблемати
чно
использоват
ь
дл
я
созда
н ия
н
а
нообъектов.
В
п
рочем
,
ка к
уже
от
мечалось
110
В
в е
д
е
ни
и
,
размер
н
ан
о
э
л
е
ктр
о
мо
-
Ри
с
,
:1..
М
О
А
е
КУА
Я Р Н
Ы
Й
редуктор.
Ин
с
т
и
тут
М
О
А
еК
УАЯРНОЙ
сбо
рк
и.
С
Ш
А,
© IMM, www imm.org
т
о
ро
в
нас
т
о
л
ь
к
о
м
ал
,
ч
т
о дЛЯ
и
х
конс
тр
уи
р
ова
IIИ
Я
впо
лне
м
ожно
и
сп
ол
ь
з
ов
а
т
ь
о
т
дел
ь
н
ые
м
о
ле ку
л
ы
и
ф
ункци
он
аль
ны
е
гр
у п
пы
(ри
с.
1).
В
ч
а
стн
ост и
,
о
п
иса
на
возмож
ность
п
ер
е
д
ачи
в
ра
щ
е
ния
с
од
ной
н
ан
о
тр
уб
к
и н
а
другу
ю
(
п
о
а
нало
гии
с
ш
е
стер
ен
к
а
м
и
-
см
.
р и
с
.
2),
а
так
ж
е
созда
н
ие
механ
и
ческого
ос
ци
ллято
ра из
Р
ис.
2.
Сое
д
инение
«
н
а
н
о
шес
т
е
ре
н
о
к
-
на
осн
о
в
е
УГАеродных
н а н
о
т
рубо
к
.
http
·
//www
jDl arc nasa.go
v/c
arbonnano.html
34
группы
концен
трическ
их
нано
трубок
.
Др
уг
им
я
рким
примером
Н
ЭМ
С
являются
наномаши
ны
,
способны
е
езл
ит
ъ
по
л д
е
й ст в и
е
м
в
не
шнего
э
лектрического
поля
или
света
.
Как
ожи
дается
,
Н
ЭМ
С
пр
ои
зв
е
д
ут
рев
о
л
ю
ц
и
ю
в
об
ласти
метро
логии
.
особе
нно
пр
и
и
з
мерении
чре
звычай
но
малых
сил
и
с
ме
шс
н
ий
на
мо
лекулярном
уровне
.
К
а
к
из
вестно
,
ме
ха
нические
сис
темы
колеб
лются
с
собств
ен
ной
ча
стотой
rou
~
(k
эффl'т
,,
~
ф)I
/ 2
,
г
де
k
,q,
ф
-
э
ф
ф
е
к
т
и
в
н
ая
жес
ткос
ть
,
а
т
,
ф
ф
-
э
фф
ектив
ная
мас
са
сис
т
емы
.
Ес
ли
мы
уме
ньшаем
{-
л
и
н
е
й
н
ы
й
ра
змер
устройс
тва
,
сохраняя
е
ю
ф
ор
м
у
,
то
rou
бу
дет
уве
личиваться
,
поскольку
k
,q,ф
~
/,
тог
да
как
m" lxl'
~
/3.
При
этом
высок
ие
з
начен
ия
не
л
и ч
и
н
ы
rou
соотве
тс
твуют
высок
им
ско
ростям
отклика
сис
темы
на
вн
ешние
с
ил
ы
,
что
п
о
зн
о
л
я
е
т
со
з
дава
ть
на
ос
но
ве
Н
ЭМ
С
чр
е
зв
ы
ч
а
й н
о
ч
увстви
те
льные
и
змерите
льные
устройства
.
У
ж
е
в
н
а
с т
о
я
щ
е е
время
на
основе
Н
ЭМ
С
со
зда
н
ы
наноре
зонаторы
с
фун
дамен
тал
ь
ной
частотой
ко
лебаний
выше
10
ГГи
(1010
гц
)
,
что
еще
не
та
к
д
а в
н о
ка
залось
не
досгижимым.
Т
аки
е
ре
з
о
н
ат
о
р
ы
уже
наш
ли
применен
ие
в
ка
честв
е
кантшеееров
ск
а
нирующ
ей
зондоной
ми
кр о
с
ко
п
и
и,
нандвесов
и
каносенсоров
б
иол
о
гиче
с
к
их
м
о
л
еку
л
и
днк.
Др
уги
м
о
чевид
н
ым
п
реим
у
ше
ством
Н
ЭМ
С
я
вля
ется
их
чр
е
з
выч
айно
н
из
кое
эн
е
р
го
п о
т
р
е
бле
н
и
е
.
След
у ет
о
тм
е
ти
ть
,
чт
о
е
сл
и
дл
я у че
ных
со
з
д
а
н
и
е
Н
ЭМС
явл
яет
с
я
с
лож
не
й
ш
ей
зада
чей
,
реше
ние
к
ото
рой,
п о
-
в
иди
мо му
,
с
та
нет дел
ом
б
лижайшег
о
буду
щ
е
го
,
П
ри
р
ода
уже
н
а
пр о
т
я
же н
и и
мил
ли он
ов
лет
легко
создаст
разл
и ч
н
ые
на
номе
ха
н
и
че
с
к
и
е
у
с
т
ройства
.
Многие
и
зве
с
т
ны
е
б
иол
о
г
и
ч
ес
к
ие
с
исте
м
ы
-
вирусы
,
бакте
р
и
и,
од
ноклето
чн
ы
е
ми
кро
ор
г
ан
и
змы
и
др
.
-
и
м
ею
т ра
з
л
ичн
ые
п
риспособлс
н
ия
,
позвол
я
ю
шие
им
пер
смещ
а
ть
с
я
в
за
в
и
с
и
м
о
сти
о
т п
овс
л
е
н и
я
окр
ужаю
щей
ср
е
д
ы,
в
том
ч
и
с
ле
под
д
е
й
ствие
м
э
ле
к
т
р
и
чес
к
их
имп
у
льс
ов
н
ей
ро
нов
.
По
э
то
му
од
ним
и
з
актуал
ь
н
ых
н
апр
авлени
й
в
обла
ст
и
с
озда
н и
я
Н
ЭМ
С
явл
яет
с
я
не
р
азр
а
бо
тк
а
п
ринцип
иально
новы
х
,
а
м
и
м
и
к
р
ия
уже
и
звес
т
ны
х
прир
о
дны
х
мо
ле
куля
р
н
ых
мото
ров
(с
м
.
Биомиметика)
,
Во
з
можн
о
,
Прир
од
а
в
о
ч
е
р
ед
ной
р
а
з
пом
ож
е
т
нам
р
еш
и
ть
задачу,
е
ш
е
н
е
та
к
да
в
н о
к
а
з
а
вшу
юся
не
в
ып
о
лним
о й
.
Лит
ер
атура
1.
С
от
е
й
ик
Т.
Lco
l1d
cs Mems
jN
ems: (1)
Н
а
гкйюо
к
Тес
ппшц
е
э
ап
ё
Ар
р
йсапопь
Desig
l1
Melhods; (2)
Fabгica
lio
n
Т
ес п
гпсп
е
ь
;
(3) M
anuf
a
clLI
ring Method s: (4)
S
el1
soгs
а
пд
А
с
ш
а
т
о
гв
;
(5) Medieal Applications. Springer,
2007.
Р
.
1350.
2.
Р
о
о
/
е
е
р.
,
Owens
Е:).
I
n
t
гo
d
u
c
ti
o
l1
10 Nal1olechnology
W
il
e
y
-I
n
t
c
гs ci
en
ce
.
2003.
Р
.
400.
3.
Р
ы
б
ал
к и
на
М
.
Н
ан
о
т
е
х
н о
ло
гии
для
вс
е
х.
М
. ,
2005.
4.
www.im
m.
oгg
.:
235
НАНОЭЛЕКТРОНИКА
(Nanoelectronics)
Правда
н
еве
роя
т
н
е е
вы
м
ыс
л
а
,
п
о
т
о
му
'по
в
ы
мысел
об
яз
ан
д
е
р
ж
ат
ьс
я в
р
амка
х
пр
ав
до
по
д
обия
.
а
прав
д
а
-
не
т
.
Мар
к
TBe/l
Сов
р
ем
е
н н
ы
й п
р
опе
с
со
р
П
Р О ИЗ
В
ОА
с
т
ва
ком
п
ании
Intel .
Ра
з
м
е р
э
ле
м
ен
тов
т
ра
н
з
и
ст
ора
в
та
к и х
про
ц
е
ссор
е
х
мене
е
50
н
м
Во
второй
по
ловин
е
прошлого
века
эл
е
к
тро
ник
а
ПрОЧ
НО
во
шл
а
в
нашу
п
о
в
се
дн
е
в
н
у
ю
жизнь
(моби
льные
т
е
лефоны,
пе
рсональные
компь
ю
т
е
р
ы
,
кал
ь
ку
л
ят
о
р
ы
,
системы
упр
авления
дви
гате
лем
ав
то
м
об
иля
)
,
и
т
е
п
е
р
ь
с
ло
жно
себе
п
ре
д
ст
авить
д
е
н
ь
,
про
жи
тый
бе
з
э
л
е
к
тро
н
н
ы
х
устрой
с
т
в
.
И
д
аже
д
ень
отдыха
на
природе
вда
л
и от
ци
вили
зации
многи
е
проводят
с
элект
ронным
сп
утниковым
навигатором
в
кармане
.
Все
з
н
а
ю
т,
ч
то
все
э
т
и
эл
е
к
т
р
о
н н
ы
е
уст
ро
йс
т
ва
со
дер
ж
ат
11
себе
интегральные
э
л
е
к
т
ронные
сх
емы
-
чипы
,
которые
быстро
об
р
аб
агыва
ю
т э
л
е
кт
р
и
ч
е с
к и
е
сигналы
.
Но
не
все
до
гад
ыв
а
ю
т
с
я
,
что
чипы
в
современных
при
бор
ах
являю
тс
я
продуктом
нинотехнологий
.
Н
а
но
э
л
екгро
ник
а
-
э
то
формирующа
яся
сег
од
н
я
на
осн
о
ве
посл
едних
д
о
с
т
иж
е
н
и
й
нано
тех
но
л
оги
и и
эле
к
тр
о н
и
к и
обл
а
сть
техники
,
кото
р ая
зан
имает
с
я
разработкой
физических
и
технологиче
ских
основ
созд
ани
я
инте
гральных
э
л
е
к
тр
о
н
н
ы
х
схем
с
характ
ерными
размерами
эле
ме
нто
в
м
е
нее
100
нм
.
Иссл
едо
вания
в
эт
о й
23
-.6 _
области
направле
ны
на создание
нов
ого
поко
л
е
н и
я
быстродействующих
си
стем
обрабо
тки
информации
.
Расчеты
уче
ных
пока
зывают
,
'по
транзистор
(основной
компонент
э
л
е
ктро
н
н
ы
х
микросхем)
должен
сохранять свои
персклю
чательные
И
усилительные способнос
т
и
при
уменьшении
его
размеров
вплоть
до
10
нм
,
Ожидается,
что
переход
эт
о
г
о
рубежа
произой
дет
к
2020
году
.
Дальнейшее
уменьшение
раз
мера
тран
зистора
п
р ив
е
дет
К
к а ч
ес
т
вен
н
о
му
и
зменению
его
свойств
,
к
огд
а
г
л
авную
ро
л ь
будут
играть
так
на
зываемые
квантово-размер
ные
эффекты
.
Тогда
чел
ов
ечество
вс
тупит
в
э
р
у
квантовых
чипов
и
квантовых
компьютеров
,
а
основной
зад
ачей
иссле
дова
те
л
ей
станет
не
уменьшение
э
л
е
м
е
н
т
о
в
сущ
ес
твуюшей
техно
логии
,
а
ра
зрабо
тка
новых
перс
ключ
ающих
,
з
а
п
о
м
и
н а
ю
щ
и
х
и
уси
ливающих
э
лементы
дл
я
с
верхбыстрых
унив
ерсальных
суперкомпьюте
ро
в
будущего
.
Собственные
нанопрограммы
-
программы
по
исс
ледованиям
в
области
нано
электроники
-
развивают
все
ве
д
у
ш
и
е
ра
зработчики
э
ле
кт
роники
:
IВМ,
Hewlett-Packard, Hitachi. Agilent,
Lucent, Infeneon, Mitsubishi, Motorola, NEC.
В
2004
году
н
а
Международной
конфер
енции
по
э
лектронным
устро
йст
вам
в
С
ан
-Фр
анциско
компания
IВM
п ре
д
с
т
ав
ил
а
но
вую
те
хн о
л
о
г
и
ю
,
по
з
во
ляющую
втрое
увеличить
произво
дитель
ность
тран
зи
сторов
.
Ускорить
работу
позво
лил
слой
напряженного
герма
ния
,
нанесенный
н
а
за
твор
транзистора
.
Новые
чипы,
и
зготавлива
е
мые
по
32-нЗlЮМСТРОВОМУ
проц
ессу
,
компания
планирует
выпустить
к
2013
год
у
.
Н
емецкие
спе
циали
сты
из к
о м
п
а
н и
и
IIlГеп
соп
Technologics
н
а
той
ж
е
конференции
продемон
стриров
али
эл
ек
т
р
о
н
н
ы
й
'ШП
дл
я
устройств
хранения
иllформации
размером
всего
20
11М
.
Ана
логичные
по
характеристикам
широко
приме
няемые
элементы
записи
flаsh-памяти
имеют
почти
в
5
ра
з
БО
льшие
размеры
.
Миниатюрный
чип
исс
ле
довате
лям
удалось
создать
благода
ря
трехмерному
распо
ложению
слоев
полупро
во
днико
в
,
тогда
как
подобных
размеров
тру
д
но
добиться
дл
я
традиционных
«плоских»
тр
анзис
торов
.
Развитие
наноэ
лектроники
сегодня
идет
се
мимильными
шагами.
Вот
некоторые
тому
при
меры
.
Специалисты
Intel
совместно
с
учеными
университе
та
Беркли
продемонстрировали
од
низлектронный
транзистор
на
базе
открытых
нобелевскими
лауреатами
Ричардом
Смолли,
Робертом
Кар
лом
и
Хэрольдом
Крото
фуллере
1108
(мо
лекул
уг
леро
да
С
60
)
.
Иссле
довате
ли
и
з
Калифорнийского
универ
ситета
в
Сан
-диего
и
университета
Клемсона
изготовили транзистор
на
основе
У-образной
углеродной
нанотрубки,
облалающий
более
вы
соким
быстро
действием.
Если
удастся
разра
ботать
эффективный
мето
д
произво
лства и
кон
троля
конфигурации
це
лых
сетей
на основе
нанотрубок,
то тогда
вполне возможно,
что
та
кая
наноструктура
сможет
з
а
м
е
н
ит
ь
чип
ком
пьютерного
микропроцессора
,
Наноэлектроника
сеroдня
-
э
т
о
э
л
е
кт
ро н
и
ка
будущего:
согласно
закону
Мура
всего
через
25- 30
лет
размер
одного
транзистора
в
коммер
чески
доступной
микросхеме
должен
спуститься
до
размеров
одиночной
молеку
лы
,
а с
другой
стороны
,
внедрение
технологии
и
коммерциа
лизация
производства
-
это
д
о
с
т
ат
о
ч
н
о
дол
гий
процесс,
занимающий
порой
д о
10
-15
ле
т
.
То
есть
разрабатывать
такие
компоненты
надо
начинать
уже
сейчас!
Что
ж
,
с
ле
дующий
шаг
за
молекулярной
электроникой
...
Литература
1.
"'WW
.research.ibm.com
2.
Ежов
с
кий
Ю
.к.
Соросовский
обра
зова
те
льный
журнал
.
2000.
Т
.
6. NQ1.
С.
56-63
.
237