В современном мире применение нанотехнологий присутствует во всех областях жизнедеятельности человека, и представить технический прогресс без внедрения в практику высоких технологий невозможно, фактически это рычаг, для получения политического, финансового и военного превосходства страны.
Прежде чем говорить о применении нанотехнологий разберемся, что обозначает этот термин. Строго говоря, определение нанотехнологии включает несколько критериев:
Самые масштабные нано разработки, в первую очередь, связаны с использованием инновационных технологий в промышленности. Ставка сделана на специальные нанодобавки, содержащие микрочастицы, которые позволят улучшить или изменить свойства традиционных материалов:
Применение нанотехнологий в машиностроении может быть использовано для производства:
Говорить о применении нанотехнологий в промышленности можно много, особенно если заглянуть в микромир и попытаться представить что происходит и как работают наночастицы.
Одной из важнейших задач в электронике является замена материалов элементарной базы (возможности материалов исчерпываются) электроники на наноматериалы, то есть использование материалов с внедренными в их молекулярную структуру наночастицами.
Это позволит намного расширить возможности электронной техники, улучшить ее качество при неизменных, либо меньших размерах:
В скором будущем в электронике ожидается создание сверхбыстродействующих компьютеров и даже нейрокомпьютеров с рекордной производительностью.
Нанотехнологии в сельском хозяйстве имеют большие перспективы: используя наноингибиторы (наномедь, наносеребро):
В животноводстве и птицеводстве нанотехнологии используют при добавлении в корм нанодобавок, которые стимулируют рост животных, повышают их стрессо и иммуноустойчивость к заболеваниям. Наночастицы железа и других микроэлементов повышают продуктивность скота.
Сельское хозяйство интенсивно развивается в сфере генной инженерии. Ученые и селекционеры используют ДНК-технологии, которые позволяют найти гены, связанные с важными хозяйственными признаками:
По сути, вся молекулярная биология есть нанобиотехнология. Основное назначение нанобиотехнологии – создание устройств с использованием биологических макромолекул, которые будут управлять биологическими системами и процессами. Важнейшее качество биологических молекул – способность к самосборке в наноструктуры, например, липиды (жиры) способны самостоятельно объединятся и формировать жидкие кристаллы
Суперсовременное направление в растениеводстве – создание нетоксичного наногербицида, который защитит культурные растения от насекомых-вредителей и сорняков.
Приведенные примеры позволяют предположить, что применение нанотехнологий, как в ближайшем, так и отдаленном, будущем будет стремительно развиваться. К средине столетия промышленность полностью перейдет от тривиальных методов работы к использованию молекулярных роботов, которые будут конструировать устройства и материалы непосредственно из молекул и атомов.
В сельском хозяйстве бионанороботы смогут осуществлять биохимические реакции, которые происходят в организме животных и растений, но значительно быстрее. Можно предположить, что длинные пищевые цепи сведутся к трем звеньям: почва – углекислый газ – молоко.