Невидимые помощники: как развиваются нанотехнологии в России?

Что называют нанотехнологиями?

Нанотехнологии… не так давно это слово воспринималось, как будто это что-то научно-фантастическое. Однако, сегодня они активно применяются в самых разных сферах человеческой деятельности.

В 2007 году появилась корпорация «Роснано», которая и стала играть ключевую роль в продвижении нанотехнологий: она не только финансирует научные исследования, но и помогает внедрять нанотехнологии в промышленность и другие сферы.

По своей сути, нанотехнологии — конструкции настолько маленькие, что практически невидимы человеческому глазу. Использовать их можно абсолютно где угодно: например, если нанести на любой материал водоотталкивающую поверхность, то сам материал при этом никак не изменится.

Сейчас в России много сфер, где нанотехнологии активно применяются: медицина, энергетика, авиация, строительство и т.д. Но обо всём по порядку.

Лечение рака

Рак — одно из самых серьёзных заболеваний, с каким только может столкнутся человек, но наука активно ищет средства, которые позволят с ним бороться. И отечественные учёные открыли новый способ лечения онкологии с помощью нанотехнологий.

Технология такая: наночастицы серебра, которые получают с помощью облучения, запускают особый подконтрольный процесс гибели клетки. В ходе него клетка «упаковывает» себя в ферменты, которые, в свою очередь, будут «съедены» окружающими тканями. При этом такое лечение проходит относительно мягко, поскольку не сопровождается воспалительным процессом.

Нанотехнологии и импланты

Хорошо зарекомендовали себя нанотехнологии и в процессе заживления и восстановления тканей. Регенерация клеток похожа на реставрацию здания: клетки и биомолекулы на специальных «строительных лесах», скаффолдах (от англ.scaffold - строительные леса), прикрепляются и ведут работы по заживлению тканей.

Российские учёные с помощью нанотехнологий смогли напечатать скаффолды на 3D-принтере. В то же время исследования показали, что эти конструкции достаточно прочные и биосовместимые. То есть, благодаря нанотехнологиям можно не только заживлять ткани, но и даже успешно пересаживать органы.

Можно ли вылечить нервы?

Помните, в детстве нам говорили, что нервные клетки не восстанавливаются? Оказывается, ещё как восстанавливаются! И тут нам на помощь опять приходят нанотехнологии. Учёные из Санкт-Петербурга смогли заменить дефектные периферические нервные волокна с помощью композитных аналогов, которые созданы на основе углеродных нанотрубок.

На самом деле, за рубежом такие дефекты тоже лечат, но есть нюанс: там используют кондуиты, которые не могут заместить участок более 3 сантиметров, а отечественная разработка таких ограничений не имеет.

Электричество из воздуха

Городской шум, от которого мы так стараемся убежать, оказывается, тоже может быть полезен. Сотрудники Института нанотехнологий работают над созданием наногенераторов. Если говорить простым языком, то они разрабатывают устройство, которое способно «собирать» вибрации городского шума, разговоры, звуки движения и превращать их в электроэнергию.

Электроника будущего

Учёные Курчатовского института разработали новые материалы на базе кремния и германия, которые затем смогут найти применение в наноэлектронике и спинтронике.

Фишки у новых материалов следующие:

• Высокая подвижность носителей заряда: Электроны могут быстро перемещаться через материал, что важно для быстрой работы электронных устройств.

• Магнетизм: Некоторые из этих материалов могут быть магнитными, что необычно для таких тонких плёнок.

• Сверхпроводимость: Материалы могут проводить электричество без сопротивления при определённых условиях.

Благодаря таким свойствам, материалы отлично подойдут для электронных устройств нового типа. Не менее важно и то, что их производство можно на уже существующей промышленной базе, так что перейти на них будет не так уж и сложно.

Нанотехнологии в России развиваются и постепенно становятся неотъемлемой частью нашей жизни. Уже сейчас они применяются в совершенно разных сферах — от медицины до электроники.

Изобретения наших ученых — прорыв в российском и мировом нанотехе. Остаётся надеяться, что этой отрасли удастся найти новые инвестиции и сохранить государственную поддержку, поскольку именно за нанотехнологиями будущее.