В ежегодном послании Федеральному Собранию Владимир Путин сказал о вызовах мирового технологического развития. По словам Президента, для формирования научно-технологического потенциала, адекватного этим вызовам, в России необходимо вести исследования в области нанотехнологий.
Комментарий
Нанотехнологии. Перспективы отрасли
Перспективы, и очень хорошие, есть. Нанотехнологии бурно развиваются за счет того, что эта область науки и техники находится в начальной стадии развития — и практически любые исследования способствуют продвижению вперед.
Хотя с момента зарождения в нанотехнологиях не совершено ни одного крупного открытия, многие исследования косвенно подтверждают существующие теории. Думается, наиболее перспективны отрасли нанотехнологии, связанные с медициной и электроникой. Ведь именно здесь уже получены наиболее значимые результаты — создание транзисторов на нанотрубках, исследование применимости нанотехнологий для создания новой методике лечения опухолей и злокачественных новообразований.
В чем интерес
Интересно уже то, с какими размерами приходится иметь дело. 1 нанометр равен миллионной доле миллиметра. То, что раньше человеческое воображение могло только рисовать, теперь можно увидеть и «потрогать» — это я про атомы и молекулы. Наночастицы нельзя описать и исследовать привычными методами. Но они есть, с этим приходится считаться — и люди пытаются взглянуть на наномиры под различными углами, изучить их. Нанотехнологии — неисчерпаемый источник тем для любых научных исследований, от дипломных работ до докторских диссертаций.
Перспективой одного из направлений нанотехнологий является создание нанороботов и нанокомпьютеров. Инженеры-проектировщики и технологи корпораций Intel, AMD и nVidia столкнулись с проблемой огромного тепловыделения и, как следствие, проблемой систем охлаждения для процессоров. Если попытки создания процессора на нанотранзисторах увенчаются успехом, то можно будет повышать быстродействие процессоров, не заботясь об их охлаждении. А повышение быстродействия приведет к появлению нового поколения ЭВМ, размер которых будет в разы меньше, чем размеры современных субноутбуков.
Так же очень любопытна… философия. Да-да, именно философия наночастиц. Двадцатый век поставил преграду на пути субъективного познания мира человеком — принцип неопределенности Гейзенберга. Однако сформулированное много раньше второе начало термодинамики не отрицает возможности чуда, а лишь говорит о его крайне малой вероятности и неповторимости. Развитие нанотехнологий само по себе укладывается в рамки принципа неопределенности, но вот по следствиям из второго начала термодинамики наносит удар — если получится контролировать операции над «строительным материалом» всего живого, то возникновение «чуда» перестанет быть уникальным и маловероятным.
Выгодное ли дело?
С другой стороны, национальные проекты, финансируемые государством, сейчас бурно развиваются — и есть надежда, что молодых специалистов по нанотехнологиям не придется заманивать на работу в отрасль.
Следует понимать, что нанотехнологии — это общее название множества более конкретных прикладных задач. В частности, наноэлектроника и биомедицинская наноинженерия более чем перспективны и при финансовой поддержке государства ожидать серьезных денег можно в течение ближайших 5–6 лет.
Портрет профессионала
Это человек с высшим образованием, кругозор которого выходит далеко за пределы тем, необходимых ему непосредственно для работы. Нанотехнологии, как и любые другие наукоемкие отрасли, требуют подключения не только знаний и умений, но и фантазии, и перспективного мышления. Мыслить однобоко просто недопустимо, хоть любая технология и строга в определениях и терминах. Как известно, «строительный материал» для нанотехнологов — это и есть молекулы и атомы химических элементов. Взаимодействия между наночастицами носят сверхслабый характер — и традиционные взгляды ни на физику, ни на философию проблемы здесь неприменимы. А полет фантазии (в рамках здравого смысла, разумеется) просто необходим.
Рабочий день такого специалиста ничем не отличается от рабочего дня любого другого исследователя. Это работа в лаборатории и за компьютером, огромное количество высокоточного оборудования, постоянное умственное напряжение.
Мегаспособности для нанотехнологий. Как понять, что нанотехнологии — это твое?
Будущий профессионал должен четко представлять себе, чем именно ему придется заниматься. Нанотехнологии создаются в лабораториях и перед мониторами компьютеров. Поэтому без усидчивости просто не обойтись.
Из базовых предметов, жизненно необходимых для работы с нанотехнологиями, могу отметить химию (как минимум физическую и неорганическую), физику (в первую очередь молекулярную, атомную и квантовую механику), биологию. Из более специализированных — биология клетки, биохимия (для биомедицинской наноинженерии), электроника и электротехника для наноэлектронщиков. По сути, основой знаний для любой наноотрасли является владение тем, что будет находится после части «нано-». Возьмем наноэлектронику — транзистор на нанотрубках. От обычного полупроводникового транзистора он отличается не только размерами, но и составом. Однако принципы работы этого транзистора точно такие же, как и у обычного транзистора.
Самое главное: будущий специалист должен уметь и любить задавать вопросы — пусть нелепые и глупые, на первый взгляд. Нанотехнологии — это, по сути, темный для человечества лес и продвигаться приходится на ощупь. Так что толика здравого чувства юмора и фантазии более чем уместна.