Нанороботы хозяйничают в кровеносном сосуде. Изображение с сайта azonano.com

Чем грозят человечеству нанотехнологии

В воскресенье, седьмого декабря, в журнале Nature Nanotechnology появилась статья, авторы которой показали, что положительное или отрицательное отношение человека к нанотехнологиям зависит от того, насколько он религиозен. Из данных по странам Европы и США следует, что чем набожнее население государства, тем менее благосклонно оно воспринимает нанотехнологии.

Авторы исследования считают, что набожность создает некий фильтр, через который люди пропускают всю новую информацию. В результате они воспринимают ее во многом иначе, чем атеисты. Но если отвлечься от иррационального страха, то может возникнуть вопрос: что если нанотехнологии действительно представляют опасность? Чего боятся противники нановсего?

Как это часто случается, отрицательные свойства нанотчастиц являются продолжением положительных. Частицы с приставкой нано стали популярными благодаря нескольким своим характеристикам. Необычные свойства наночастиц объясняются их размером (чтобы подчеркнуть, насколько важна эта характеристика, ее даже вынесли в название частиц). Чтобы называться наночастицей, претендентка хотя бы в одном измерении должна быть размером от одного до ста нанометров (то есть, одной миллиардной метра).

Меньше значит лучше

Нано - это сколько?

На сайте госкорпорации Роснано приведены следующие сравнения, позволяющие оценить, насколько малы нанодистанции. Нанометр и метр соотносятся по размеру как копеечная монета и земной шар. Уменьшим слона до размеров микроба (пять тысяч нанометров) - тогда блоха у него на спине станет размером как раз в нанометр. Если бы рост человека вдруг уменьшился до нанометра, мы могли бы играть в футбол отдельными атомами! Толщина листа бумаги казалась бы нам тогда равной... 170 километрам .

Измельчение вещества до крупинок наноразмеров кардинально меняет его свойства. Виновата в этом геометрия: чем меньше частица, тем больше для нее соотношение поверхности к объему. Другими словами, при уменьшении размера частицы многократно возрастает ее удельная поверхность. Атомы вещества, находящиеся на поверхности наночастицы, имеют необычные свойства, и, кроме того, их много (речь опять идет об относительных понятиях). Именно поверхностные атомы делают наночастицы отличными от просто маленьких частиц, обеспечивая чрезвычайно высокую химическую активность нановещества.

Задел , созданный учеными, разрабатывающими процессоры и микроэлектронику, позволил быстро создать умные наноустройства. Например, умные пылинки, несущие микропроцессоры и обладающими объемом памяти около 200 байт. Или жидкость, которая способна изменять вязкость по сигналу извне (как тут не вспомнить жидкого терминатора Джеймса Кэмерона). В перспективе ученые видят создание нанороботов - крошечных машин, которые смогут манипулировать отдельными атомами. Уже из этого краткого списка ясно, что микроскопические частицы открывают перед человечеством необозримые перспективы.

Или не значит

И все эти чудесные свойства наночастиц грозят обернуться стихийным бедствием и уничтожить человечество. Начнем с размера. Нанокрохи обладают очень высокой проникающей способностью независимо от того, из какого вещества они сделаны. То есть, в организм человека и прочих живых существ могут попасть молекулы тяжелых металлов или других токсичных веществ. Недавние исследования показали, что наночастицы способны не только проникать в ткани, но и накапливаться в них. Пока ученым не удалось непосредственно показать, что такой запас является вредоносным, но механизмов пагубного воздействия собранного в одном месте большого числа атомов, скажем, золота, на живые системы можно придумать немало.

Химически активные наночастицы могут образовывать прочные связи с биомолекулами (например, белками или ДНК), повреждая их, выключая или, наоборот, способствуя их повышенной активности. Еще один вариант отрицательного воздействия - катализ вредных для организма химических реакций. Даже если подозреваемые наночастицы окажутся безвредными, оказывать пагубное влияние могут содержащиеся в них примеси, которые очень трудно обнаружить (примесные вещества также могут образовывать с наночастицами прочные связи).

В противоположность высокоактивным существуют химически инертные наночастицы. Они особенно интересуют медиков, которые с их помощью рассчитывают решить проблему доставки лекарств через гематоэнцефалический барьер (ГЭБ). ГЭБ представляет собой дополнительный слой клеток, называемых глиальными, в капиллярах большинства отделов головного мозга. ГЭБ защищает мозг от проникновения вредных веществ, и он же препятствует попаданию туда лекарств или веществ, необходимых для диагностических процедур. Недавно было показано, что если упаковать лекарства в оболочку из определенных материалов, то полученные наночастицы способны проникать через ГЭБ.

Один, два, много…

Один из самых известных сценариев конца света, вызванного примением нанотехнологий - это превращение всего живого на Земле в серую слизь (gray goo) в процессе размножения самореплицирующихся нанороботов. Их число будет возрастать в геометрической прогрессии, и вскоре после начала деятельности одного такого наноробота на нашей планете не останется никого, кроме его копий.

Противники внедрения нанотехнологий указывают, что если в такую оболочку поместить не полезные вещества, а яды, то наночастицы могут стать идеальным орудием убийства.

Кроме проникновения через ГЭБ, использование нанотехнологий может повысить биодоступность некоторых необходимых человеку веществ. Но и это благо, по мнению скептиков, может обернуться злом. Нанотехнологии несут большой потенциал по продлению и улучшению качества жизни, но использовать этот потенциал, очевидно, смогут не все жители Земли. У большинства просто не хватит средств на наноэликсир долголетия. Таким образом, наночастицы могут спровоцировать рост социальной напряженности. Кроме нанолекарств раскол в обществе могут вызвать, например, альтернативные источники энергии, полученные с применением нанотехнологий. В этом случае недовольны окажутся жители стран-поставщиков традиционных энергоресурсов.

Кроме описанных выше последствий применения нанотехнологий, которые представляют потенциальную опасность, наночастицы и наноустройства могут быть прямо использованы для уничтожения человечества. Удивительные возможности новых материалов не могут остаться без внимания военных. Микроскопические бомбы невозможно обнаружить и легко доставить в нужное место. Безжалостные нанороботы будут методично уничтожать заданную цель. В идеале такое оружие могло бы само собираться на вражеских территориях. Этакий наноапокалипсис.

Скрытая угроза

Вариантов уничтожения человечества с помощью нанотехнологий хватит на десяток фантастических фильмов. И именно поэтому стоит продолжать их изучение. Очевидно, что нанотехнологии несут огромные возможности, многие из которых, возможно, еще даже не осознаны. Но пока мы слишком мало знаем о свойствах частиц вещества размером в миллиардные доли метра (отсюда и обилие возможных апокалиптических сценариев). И это незнание само по себе представляет не меньшую опасность, чем гипотетические нанобомбы.

На прошедшем в Москве Первом Международном Форуме по нанотехнологиям журналисты научного отдела портала Infox.ru обнаружили стенд, на котором под видом прорыва в нанотехнологиях предлагался прибор, излечивающий онкологические заболевания. Читатели, не посещавшие форум, тоже наверняка сталкивались с такими прорывами: во многих косметических салонах клиентов обещают омолодить/сделать краше/оздоровить с использованием наномолекул . Так что, возможно, нанотехнологии и представляют угрозу. Только исходит она не с той стороны, где ее ищут.