101 вопрос о нанотехнологиях. Нагорнов Ю.С. - 105 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

105
дешевле и безопаснее существующих ныне методов построения космических станций,
когда при их строительстве на орбите присутствует человек.
Любые достижения в нанонауке прежде всего рассматривается обществом под углом
их применимости к информационным технологиям. Несмотря на нарастающий уровень
трудностей, в течение нескольких последних десятилетий поддерживается неизменный и
очень высокий темп роста всех существенных характеристик в электронике. Наиболее
революционные достижения в этой области приближаются к квантовым пределам,
выдвигаемым самой природой, когда работает только один электрон, один квант энергии,
один квант магнитного потока.
С принципиальной точки зрения для оперирования в двоичной системе исчисления
необходимы устройства, которые способны реализовывать два устойчивых состояния «0»
и «1» и допускать быстрое переключение между ними. Подобными наноустройствами
могут служить рассмотренные выше одноэлектронный транзистор, сверхпроводящий
джозефсоновский переход и наномагнитная спинтронная структура. Их использование
позволяет ожидать достижения быстродействия порядка ~10
12
операций в секунду и
плотности записи информации порядка 10
3
Тбит/см
2
, что на много порядков выше, а
энергопотребление - на несколько порядков ниже, чем достигнутые сегодня. При такой
плотности записи в жестком диске размером с наручные часы можно будет разместить
библиотеку национального масштаба.
В ближайшем будущем предполагается, что в качестве ячеек хранения информации
будут также применяться углеродные нанотрубки. В последнее время активно ведется
разработка модуля памяти на их основе. Не исключено, что в перспективе подобные
устройства станут альтернативой традиционной флэш-памяти. Ожидается также переход
от планарных структур к объемным микросхемам, размеры активных элементов
уменьшаться до размеров молекул. Получат распространение объемные решения на
нейроноподобных элементах. Появится быстродействующая долговременная память на
белковых молекулах, емкость которой будет измеряться терабайтами.
Нанотехнологии без сомнения самое передовое и многообещающее направление
развития науки и техники на сегодняшний день. Возможности этого направления
поражают воображение, а мощь вселяет страх. Видимо будущее развитие нанотехнологии
будет основываться на балансе между созиданием и разрушением. Как и у любого
передового направления, у нанотехнологии обязательно появятся и военные применения.
Трезвомыслящие ученые прекрасно понимают, что нанотехнология способна породить
серьезные проблемы, поскольку может быть использована для нанесения ущерба, а не
только для всеобщего блага. В 1989 году была создана специальная организация
«Институт Предвидения» (Foresight Institute) с девизом «Готовясь к нанотехнологиям».
Здесь был подготовлен набор правил «техники безопасности» для разработчиков и
изготовителей наносистем. Основатель и глава этого института - Эрик Дрекслер, который
в своей книге «Машины созидания» проанализировал возможные опасности, связанные с
неконтролируемым развитием нанотехнологии. По инициативе Дрекслера проводятся
ежегодные Форсайтовские конференции, которые фиксируют достижения
нанотехнологий и отмечают возможные опасные для общества моменты ее развития. На
одной из первых таких конференций было принято обращение к ученым и
правительствам не проводить наноразработки в военных целях. К сожалению,