З історії нанотехнологій

У клінічних лікарів є сумна приказка щодо діагностики:“Точний діагноз ставить тільки патологоанатом“.

А що у випадку,якщо у вас з’явиться за життя спосіб зазирнути всередину себе і замість незворотних змін,які настали в результаті хвороби,виявити початковіе відхилення обміну речовин,ще будучи здоровим,на власні очі спостерігати битви,в яких кожну хвилину беруть участь наші клітини в боротьбі за виживання всього організму,–ви б скористалися такою собі можливістю?

Ще 20 років тому це виглядало як казка. Але нині,завдяки науці і технологіям,–абсолютна реальність.

Метод фазово-контрастної мікроскопії активної краплі крові,не дивлячись на свою непросту назву,виглядає досить легко. За допомогою атравматичної голочки (каріфікатора),швидше за схожого на авторучку,ніж на ріжучу-зброю,що коле для тортур,майже безболісно у вас беруть краплю крові і поміщають на предметне скельце. Впродовж  15 –20 хвилин,поки кров не згорнулася і не зруйнувалася,використовуючи 1500 –тисячне збільшення фазово-контрастного мікроскопа,ви можете спостерігати на екрані телевізора або екрані монітора реальні події,що відбуваються у вашій крові.

Щоб розібратися в цій складній картині,лікар,що проводить дослідження,пояснить вам,що ж насправді ви бачите. Цей метод робить революцію в свідомості людей,в їх відношенні до власного тіла,питань власного здоров’я.

Еритроцит в капілярі

На рис. ліворуч –еритроцит в капілярі, збільшення в 5000 разів на електронному мікроскопі.

А так виглядає кров при збільшенні в 1500 разів на фазово-контрастному мікроскопі (мал. праворуч).

Еритроцити –червоні кров’яні тільця,вони доставляють кисень клітинам наших органів і тканин. І у випадку,якщо вони правильної форми,насичені гемоглобіном і вільно пересуваються в плазмі –це означає,що наші органи не відчувають кисневого голодування,а отже,здорові та повні енергії. Але у випадку,якщо ваші еритроцити склеєні в монетні стовпчики або виглядають як бійка сплющених “обкусані“ з усіх боків клітин –означає,що ваш організм знахадиться в дуже важкій ситуації:у вас згущення крові,ви недопивали води,ваш ферментативний порядок на межі можливостей ,але отруйні речовини і токсини вже нанесли збиток еритроцитам. На рис. праворуч –злиплі еритроцити “монетними стовпчиками”при збільшенні в 1500 разів на фазово-контрастному мікроскопі.

Це дослідження руйнує міфи про стерильність крові. Тому що надзвичайно часто ми бачимо у краплі активної крові “практично здорових“ людей:бактерії,грибки,найпростіші і цисти паразитів. Ви самі можете спостерігати,як ваші лімфоцити (білі клітини крові) борються з інфекційними збудниками,як макрофаги “поїдають“ бактерії або постарілі,які віджили еритроцити.

1985 рік. Троє американських хіміків:професор Райського університету Річард Смелі і Роберт Керл і Ґарольд Крото (Нобелівські лауреати 1996 р.) відкрили фулерени –молекули,що складаються з 60 атомів вуглецю,які розташовані у формі сфери. Ці вчені в перший раз зуміли виміряти предмет розміром 1 нм.

1986 рік. Ґерд Бініґ розробив скануючий атомно-силовий зондовий мікроскоп,який дозволив нарешті візуалізувати атоми будь-яких матеріалів і маніпулювати ними.

1986 рік. Американський вчений Ерік Дрекслер,який працював в лабораторії штучного інтелекту Масачусетського технологічного інституту,написав книгу “Машини творення”(“Engines of Creation”),в якій висунув концепцію універсальних молекулярних роботів,які працюють за заданою програмою і збирають що завгодно (включаючи і себе подібних) з підручних молекул.

1989 рік. Вчені Дональд Ейґлер і Ерхард Швецер з Каліфорнійського наукового центру IBM зуміли викласти 35 атомами ксенону на кристалі нікелю назву своєї корпорації.

1991 рік. Японський професор Суміо Ліджіма,який працював у корпорації NEC,використовував фулерени для створення вуглецевих трубок (або нанотрубок) діаметром 0.8 нм. На їх основі в наш час випускаються матеріали у 100 разів міцніші за сталь.

1991 рік. У США запрацювала перша нанотехнологічна програма Національного наукового фонду. Аналогічною діяльністю захоптлася і влада Японії. А от у Європі серйозна підтримка таких досліджень на державному рівні розпочалася лише з 1997р.

1996 рік. Роберт Керл (США),сер Ґарольд Крото (Великобританія),Річард Смелі (США) стають лауреатами Нобелівської премії “за відкриття фулеренів”.

1997 рік. Ерік Дрекслер оголосив,що до 2020 р. стане можливою промислова збірка нанопристроїв з окремих атомів. На даний час практично всі його прогнози збувалися з випередженням.

1998 рік. Сіз Декер,голандський професор Технічного університету м. Делфтса,створив транзистор на основі нанотрубок,використовуючи їх як молекули. Для цього йому довелося першому в світі виміряти електричну провідність такої собі молекули.

У Японії запущена програма “Astroboy”з розвитку наноелектроніки,здатної працювати в умовах космічного холоду і при спеці у тисячі градусів.

1999 рік. Американські вчені –професор фізики Марк Рід (Єльський університет) і професор хімії Джеймс Тур (Райський університет) –розробили єдині принципи маніпуляції як однією молекулою,так і їх ланцюжком.

2000 рік. Німецький фізик Франц Ґісібл розгледів в кремнії субатомні частинки.

Його колега Роберт Магерле запропонував технологію нанотомографіі –створення тривимірної картини внутрішньої будови речовини з роздільною здатністю 100 нм. Проект фінансувала корпорація Volkswagen.

Уряд США відкрив Національну нанотехнологічну ініціативу (NNI). У бюджеті США на цей напрям виділено $270 млн,комерційні корпорації вклали в нього в 10 разів більше.

2001 рік. Реальне фінансування NNI перевищило заплановане ($422 млн.) на $42 млн.

2002 рік. Сіз Декер з’єднав вуглецеву трубку з ДНК,отримавши цільний наномеханізм.

Фінансування NNI склало $697 млн. (на $ 97 млн. більше плану).

2003 рік. На NNI відпущено $770 млн. У бюджеті NNI 2004 закладено суму $849 млн.

У статті використано прогнози з документа “International Strategy for Nanotechnology Research and Development”2001 р. (Комітет з науки і технологій Уряду США,nano.gov) і звіту 2003 р. “Future Technologies,Today’s Choices”Лондонського університету,який підготував його по замовлення GreenPeace та матеріали Інституту передбачення (foresight.com).

Стаття опублікована в PC Week.