Материал: Нанотехнологии для всех (Рыбалкина), 2005, c.444

НАНОТЕХНОЛОГИИ ДЛЯ ВСЕХ

Наверняка многие читатели видели фантастический фильм “Хищник”, где хитрый инопланетный монстр, нападавший на Шварценеггера, обладал чудесным костюмом невидимкой.

Рис 81. Кадр из кинофильма “Хищник”

И что бы вы думали? Сегодня уже продемонстрированы первые образцы такого костюма, созданного с помощью нано технологий! Они пока еще далеки от совершенства, но, кажет ся, уже в ближайшие годы мы получим первого настоящего “человека невидимку”.

Рис 82. Демонстрация одного из опытных образцов костюма невидимки *

Правительство США планирует к 2018 году оснастить та ким камуфляжем своих солдат.

Принцип работы костюма невидимки будущего прост: он представляет собой наноматериал, в который встроены миниа тюрные видеодатчики и светоизлучающие элементы. Каждый дат

* Перепечатано с www.intelmessages.org

158

ГЛАВА 3. Нанохимия и наноматериалы

чик, принимающий изображение из какой либо точки, например, со спины, посылает видеосигнал на процессор, который перенап равляет его на соответствующий участок “экрана” спереди.

При этом процессор моделирует траекторию луча таким об разом, как если бы между принимающим датчиком и светоиз лучающим элементом ничего не было. Это позволяет наблюда телю видеть предметы, которые фактически находятся за обла дателем костюма.

Технология “невидимости” на верняка будет задействована во многих сферах человеческой дея тельности. Возможно, ею восполь зуются хирурги, которым собствен ные руки и инструменты часто ме шают видеть оперируемые органы. Летчики также будут не против “прозрачного” пола в кабине само лета, показывающего все детали по садки и т.д.

Теперь давайте немного пофантазируем… Как уже было отмечено, одной из особенностей “умных ма

териалов” является возможность программного управления их поведением. Так что мешает нам как программистам такого ма териала невидимки запрограммировать его “показывать” внешним наблюдателям не только “пустое место”, и даже не са мого пользователя костюма, а кого нибудь другого, например, известную кинозвезду или пришельца гуманоида? Вот где было бы раздолье для любителей розыгрышей!

Впрочем, сколь бы ни был изобретателен ум шутника неви димки, “оружие” против него может быть самым простым: баллон с яркой краской да распылитель – и никакой вам невидимости!

Кстати, вот вопрос: а будет ли “человек невидимка” отбра сывать тень в яркий солнечный денек? Предлагаем поразмыс лить над этим вопросом самостоятельно…

Сегодня создать столь совершенную конструкцию невиди мости пока нереально – нет ни соответствующих компьютер ных мощностей, ни малых размеров. Однако технологии при менения той же идеи, ну, например, в архитектуре уже вполне реальны. Для маскировки всего или части высотного здания

НАНОТЕХНОЛОГИИ ДЛЯ ВСЕХ

достаточно даже сантиметрового “разрешения”. Поэтому, на верное, не за горами то время, когда однотипные многоэтаж ные “коробки” канут в лету, а нашему взору предстанут архи тектурные ансамбли, буквально “парящие в воздухе”.

Архитектура будущего будет потрясать воображение красо той, надежностью и индивидуальностью.

Рис 84. Возможно, именно так в будущем смогут выглядеть современные города.

Следует отметить, что идея подобной конструкции не нова. Сотни миллионов лет назад природа уже изобрела похожее покрытие из микроскопических видеодатчиков и наградила ими глаза некоторых насекомых. На рисунке изображены глаза стрекозы с 200 кратным увеличением.

Рис 85. Взгляните в глаза стрекозы*

Некоторые наноматериалы “ведут себя” совсем не так, как им “положено” себя вести с точки зрения классической науки. В школе нас учат, что при нагревании все тела расширяются, а

* Фото перепечатано с разрешения Курта Декерта автора замечательной книги “Eye Design Book” (www.eyedesignbook.com)

160

ГЛАВА 3. Нанохимия и наноматериалы

при охлаждении сжимаются. Однако наноматериал, над кото рым в настоящее время работает Елена Сердунь – молодой кан дидат наук из ФЭИ, – ведет себя с точностью до наоборот! Ма териал состоит из пористой матрицы и лиофобной, то есть нес мачивающей ее, жидкости. Если его нагреть, то он сжимается, накапливая тепло. И наоборот – отдавая тепло, расширяется. Можно поступить наоборот: сжать систему, и тогда она самоп роизвольно нагреется!

Такой “умный” материал, превращающий тепловую энер гию в механическую и наоборот, фактически представляет со бой обратимый тепловой аккумулятор. Благодаря своим удиви тельным способностям он может использоваться как преобра зователь тепловой энергии в двигателях, холодильниках или стать основой для невиданных прежде энергетических устано вок. К примеру, защитные клапаны и мембраны, автоматичес ки срабатывающие при изменении температуры или давления (в случае перегрева или разгерметизации) без вмешательства человека. Такие клапаны способны самостоятельно контроли ровать весь производственный процесс, предотвращать послед ствия ошибок персонала и останавливать работу оборудования в случаях угрозы аварии.

Их можно применять для повышения надежности произво дства, для защиты емкостей, находящихся под давлением, при перевозке и хранении опасных или ядовитых грузов и т.п.

Но инженеры на этом не остановились и создали наност руктурированный сплав четырех металлов – свинца, сурьмы, серебра и теллура, преобразующий тепловую энергию… прямо в электричество. Это позволит не только использовать тепло, бесполезно рассеиваемое при работе разных устройств, но и по лучать огромное количество дармовой энергии из лавы и расп лавленных пород, из которых почти целиком состоит наша Земля, начиная с глубины в несколько десятков километров.

Американские ученые уже сумели пропустить мощные электрические заряды по молекулярным полимерным цепоч кам, что является одним из ключевых моментов в создании так называемых “солнечных пластмасс”, которые могут сделать сол нечные батареи настолько эффективным источником электри чества, что они составят серьезную конкуренцию сегодняшним тепловым электростанциям. Тончайшие пленки, вырабатываю

НАНОТЕХНОЛОГИИ ДЛЯ ВСЕХ

щие электроэнергию, можно будет просто наклеить на крышу дома и полностью обеспечить его электричеством. Долговеч ные и эффективные солнечные батареи могут быть созданы, например, на основе фуллеренов или биополимеров.

Сегодня такие “умные” наноматериалы кажутся нам чудес ными, необычными, и, конечно же, являются весьма дорогос тоящими, поскольку их получение еще остается в рамках лабо раторий. Но все же не за горами тот день, когда и они пересту пят их порог и войдут в нашу привычную жизнь.

Ведь сегодня мы повсеместно используем, например, алю миний и даже не задумываемся над тем, что когда то алюмини евая посуда (аналог современных баночек из под кока колы) ценилась наравне с золотой и серебряной. До изобретения электричества из за огромных трудностей, связанных с получе нием алюминия, этот легкий и красивый металл применялся только для изготовления ювелирных изделий. Об этом свиде тельствуют многие археологические находки. Хрестоматийный пример: алюминиевая кружка на золотой цепочке. В 1889 г., когда великий русский химик Д. И. Менделеев приезжал в Лон дон, ему были преподнесены в качестве особо ценного подарка весы, сделанные из золота и алюминия.

Так что весьма вероятно, что вскоре каждый из нас сможет использовать “умные” наноматериалы в своей повседневной жизни. Только представьте: вы садитесь в сверхпрочный и сверхлегкий автомобиль, температура салона в котором вне за висимости от погоды – будь то невыносимая жара или треску чий мороз – всегда остается в пределах 20 22єС. Кресла и стулья в вашем доме сделаны из “умного” материала, реагиру ющего на изменение давления. Когда вы садитесь, они автома тически трансформируются таким образом, чтобы сидеть в них было удобно и комфортно. Окна вашего дома, сделанные из са моочищающегося стекла, самостоятельно расщепляют и удаля ют попадающую на них грязь и пыль, не требуя никаких усилий с вашей стороны. А на грядках у вашего дедушки парниковая пленка реагирует на потепление или похолодание и сама отк рывает и закрывает грядки. Красота!

Алмазоид – наноматериал будущего

Уникальные свойства алмаза издавна привлекали внима ние ученых. Во первых, благодаря тому, что каждый атом угле

162