№№5-12(95-102), мамыр-желтоқсан, май-декабрь, May-December, 2015 ISSN 2307-017X
Ġylymi zertteuler a̋lemì – Mir naučnyh issledovanij – World of scientific research
___________________________________________________________________
96
Здесь ожидается наибольшее влияние нанотехнологии, поскольку она
затрагивает саму основу существования общества – человека. Нанотехнология
выходит на такой размерный уровень физического мира, на котором различие между
живым и неживым становится зыбким – это молекулярные машины. Даже вирус
отчасти можно считать живой системой, поскольку он содержит в себе информацию
о своѐм построении. А вот рибосома, хотя и состоит из тех же атомов, что и вся
органика, но такой информации не содержит и поэтому является лишь органической
молекулярной машиной. Нанотехнология в своѐм развитом виде предполагает
строительство нанороботов, молекулярных машин неорганического атомного
состава, эти машины смогут строить свои копии, обладая информацией о таком
построении. Поэтому грань между живым и не живым начинает стираться. На
сегодняшний день создан лишь один примитивный шагающий ДНК-робот.
Наномедицина представлена следующими возможностями:
1. Лаборатории на чипе, направленная доставка лекарств в организме.
2. ДНК – чипы (создание индивидуальных лекарств).
3. Искусственные ферменты и антитела.
4. Искусственные органы, искусственные функциональные полимеры
(заменители органических тканей). Это направление тесно связано с идеей
искусственной жизни и в перспективе ведѐт к созданию роботов, обладающих
искусственным сознанием и способных к самовосстановлению на молекулярном
уровне. Это связано с расширением понятия жизни за рамки органического.
5. Нанороботы-хирурги (биомеханизмы осуществляющие изменения и
требуемые медицинские действия, распознавание и уничтожение раковых клеток).
Это является самым радикальным применением нанотехнологии в медицине будет
создание молекулярных нанороботов, которые смогут уничтожать инфекции и
раковые опухоли, проводить ремонт повреждѐнных ДНК, тканей и органов,
дублировать целые системы жизнеобеспечения организма, менять свойства
организма.
Рассматривая отдельный атом в качестве кирпичика или «детальки»
нанотехнологии ищут практические способы конструировать из этих деталей
материалы с заданными характеристиками. Многие компании уже умеют собирать
атомы и молекулы в некие конструкции.
В перспективе, любые молекулы будут собираться подобно детскому
конструктору. Для этого планируется использовать нанороботов (наноботов).
Любую химически стабильную структуру, которую можно описать, на самом деле,
можно и построить. Поскольку нанобот можно запрограммировать на строительство
любой структуры, в частности, на строительство другого нанобота, они будут очень
дешевыми. Работая в огромных группах, наноботы смогут создавать любые объекты
с небольшими затратами, и высокой точностью. В медицине проблема применения
нанотехнологий заключается в необходимости изменять структуру клетки на
молекулярном уровне, т. е. осуществлять «молекулярную хирургию» с помощью
наноботов. Ожидается создание молекулярных роботов-врачей, которые могут
«жить» внутри человеческого организма, устраняя все возникающие повреждения,
или предотвращая возникновение таковых.Манипулируя отдельными атомами и
молекулами, наноботы смогут осуществлять ремонт клеток. Прогнозируемый срок
создания роботов-врачей, первая половина XXI века.
Несмотря на существующее положение вещей, нанотехнологии – как
кардинальное решение проблемы старения, являются более чем перспективными.
Это обусловлено тем, что нанотехнологии имеют большой потенциал
коммерческого применения для многих отраслей, и соответственно помимо
№№5-12(95-102), мамыр-желтоқсан, май-декабрь, May-December, 2015 ISSN 2307-017X
Ġylymi zertteuler a̋lemì – Mir naučnyh issledovanij – World of scientific research
___________________________________________________________________
97
серьезного государственного финансирования, исследования в этом направлении
ведутся многими крупными корпорациями.
Вполне возможно, что после усовершенствования для обеспечения «вечной
молодости» наноботы уже не будут нужны или они будут производиться самой
клеткой.
Для достижения этих целей человечеству необходимо решить три основных
вопроса:
1. Разработать и создать молекулярных роботов, которые смогут
ремонтировать молекулы.
2. Разработать и создать нанокомпьютеры, которые будут управлять
наномашинами.
3. Создать полное описание всех молекул в теле человека, иначе говоря,
создать карту человеческого организма на атомном уровне.
Основная сложность с нанотехнологией – это проблема создания первого
нанобота. Существует несколько многообещающих направлений.
Одно из них заключается в улучшении сканирующего туннельного микроскопа
или атомносилового микроскопа и достижении позиционной точности и силы
захвата.
Другой путь к созданию первого нанобота ведет через химический синтез.
Возможно, спроектировать и синтезировать хитроумные химические компоненты,
которые будут способны к самосборке в растворе.
И еще один путь ведет через биохимию. Рибосомы (внутри клетки) являются
специализированными наноботами, и мы можем использовать их для создания более
универсальных роботов.
Эти наноботы смогут тормозить процессы старения, лечить отдельные клетки и
взаимодействовать с отдельными нейронами.
Работы по изучению начаты сравнительно недавно, но темпы открытий в этой
области чрезвычайно высоки, многие полагают, это будущее медицины.
Нанотехнологии в сельском хозяйстве и промышленности. Нанотехнологии
способны произвести революцию в сельском хозяйстве. Молекулярные роботы
смогут производить пищу, «освободив» от этого растения и животных. С этой целью
они будут использовать любое «подножное сырье»: воду и воздух, где есть главные
нужные элементы – углерод, кислород, азот, водород, алюминий и кремний, а
остальные, как и для «обычных» живых организмов, потребуются в
микроколичествах. К примеру, теоретически возможно производить молоко прямо
из травы, минуя промежуточное звено – корову. Человеку не придется убивать
животных, чтобы полакомиться жареной курочкой или кусочком копченого сала.
Предметы потребления будут производиться «прямо на дому»
Наноеда (nanofood) – термин новый, малопонятный и неказистый. Еда для
нанолюдей? Очень маленькие порции? Еда, сработанная на нанофабриках? Нет,
конечно. Но всѐ же это – любопытное направление в пищевой отрасли. Оказывается,
наноеда – это целый набор научных идей, которые уже находятся на пути к
реализации и применению в промышленности. Во-первых, нанотехнологии могут
предоставить пищевикам уникальные возможности по тотальному мониторингу в
реальном времени качества и безопасности продуктов непосредственно в процессе
производства. Речь идѐт о диагностических машинах с применением различных
наносенсоров или так называемых квантовых точек, способных быстро и надѐжно
выявлять в продуктах мельчайшие химические загрязнения или опасные
биологические агенты. И производство пищи, и еѐ транспортировка, и методы
Достарыңызбен бөлісу: |