News image News image News image News image News image News image News image News image


Нанороботы на страже человека
Новости и технологии - Наноматериалы

нанороботы на страже человека

Всеволод Твердислов, заведующий кафедрой биофизики МГУ, доктор физико-математических наук:

Здравствуйте, дорогие зрители. Мы продолжаем наши еженедельные встречи «Популярная наука». Сегодня в гостях профессор Кашкаров Павел Константинович, профессор Московского университета, заведующий кафедрой oбщей физики и молекулярной электроники.Павел Константинович, я хотел бы сегодня беседовать о том, как вы вошли в новое направление науки и технологии. Речь пойдет, как вы, конечно, понимаете, о нанотехнологии и смежных областях. И вопрос мой сегодня: в какой мере это движение науки связано с наукой о наноразмерных объектах? В какой мере это технологии? В какой мере это технологии, уходящие в бизнес, в деловую жизнь, в производство? В средствах массовой информации и в научных беседах, как правило, не проступают структуры. Ведь на самом деле за всем этим стоит взаимодействие разных организаций, государственных и частных органов. Расскажите вот об этом, пожалуйста.

Павел Кашкаров, заведующий кафедрой общей физики и молекулярной электроники МГУ, доктор физико-математических наук:

Уже довольно давно, я думаю, может быть, и в прошлом веке ученые обнаружили, что свойства различных объектов, кристаллов, аморфных веществ в макроскопических размерах, скажем, от метра до одной миллионной метра (до микрона) они практически одинаковы. Оптические свойства, электрические, тепловые – они не меняются. Но если мы переходим к размеру, скажем, десятков нанометров, то здесь появляется удивительное свойство – все эти перечисленные качества начинают зависеть от размера.

Всеволод Твердислов:

Когда мы уменьшаем размеры от микронных в 100 раз примерно, да?

Павел Кашкаров:

Да. Оказывается, что эти свойства становятся функцией размера. Причем, радикальным образом меняются оптические свойства, с точки зрения химии, каталитическая активность, практически все. И как бы появляется новая степень свободы: изменять качество веществ не за счет химического состава, т.е. композиции, а за счет изменения размера. Вот в чем суть. Конечно, говоря о нанотехнологиях, я обязательно должен упомянуть имя выдающегося ученого, блестящего организатора науки, великолепного оратора, профессора Ковальчука Михаила Валентиновича.

Всеволод Твердислов:

Вы сейчас с ним работаете?

Павел Кашкаров:

Он возглавляет Российский научный центр «Курчатовский институт», является его директором. Этот институт является головной научной организацией по всей нанотехнологической программе.

Всеволод Твердислов:

Т.е. фактически это головная организация в нашей стране по научным разработкам в области нанотехнологий?

Павел Кашкаров:

Да. Ну и, говоря о Михаиле Валентиновиче, я бы сказал так, что, именно, благодаря его таланту убеждать людей, лидеры нашей страны реально осознали, что это направление требует очень серьезной финансовой поддержки.

Всеволод Твердислов:

Государственной поддержки.

Павел Кашкаров:

Да, государственной поддержки. И за ним стоит будущее. Если мы не сделаем это сегодня, то через 20-30 лет мы окажемся…

Всеволод Твердислов:

Мы этого не сделаем.

Павел Кашкаров:

Мы этого не сделаем никогда. Этот уровень будет недосягаем. Есть целый набор таких программных документов, которые, собственно, регламентируют развитие нанотехнологии в стране. И это очень серьезные документы, где по существу прописаны все важнейшие пункты нанотехнологической концепции. Собственно, по этому пути следуют и другие страны в мире. И первыми стартовали здесь Соединенные Штаты. В 2000 году была объявлена национальная нанотехнологическая инициатива. И вот нашим важнейшим исходным документом является президентская инициатива «Стратегия развития наноиндустрии» сформулированная Владимиром Владимировичем Путиным.

Всеволод Твердислов:

Это какой год?

Павел Кашкаров:

Апрель 2007 года. И в этом документе уже перечислены практически все важнейшие аспекты тех вопросов, которые нужно решить, если мы движемся по пути развития нанотехнологий. И инструментальной составляющей надо оснастить лаборатории, предприятия соответствующей техникой. Надо дать соответствующее образование. Надо некоторые организационные движения сделать. В этом документе все есть. И Курчатовский институт там обозначен как организация, координатор работ по этой президентской инициативе. Дальше очень важный момент – это построение дорожной карты, прогнозные вещи. Потому что, все-таки, - это новая наука. И вот здесь надо отметить как бы некое отличие развитых стран от России. В развитых странах бизнес идет на поддержку высокотехнологичных отраслей науки.

Всеволод Твердислов:

Это очень болезненную тему вы сейчас затрагиваете.

Павел Кашкаров:

Дело в том, что это, конечно, капиталоемкий, это рискованный бизнес. Но, если здесь получается – он дает отдачу. В России пока бизнес не готов вкладывать серьезные деньги в развитие науки.

Всеволод Твердислов:

Потому что там двух-, трехходовые у нас должны быть исследования, эти технологические разработки. Наш бизнес умеет одноходовые вещи в основном делать.

Павел Кашкаров:

Наверное. И я скажу здесь: государство предприняло такой очень интересный экономический ход. Была создана государственная корпорация «Росснанотех». Задача именно «Росснанотеха» – это самый финальный этап развития нанотехнологии, это коммерционализация. Это развитие существующих производств и создание новых производств с использованием нанотехнологий.

Всеволод Твердислов:

Павел Константинович, все вместе вызывает один такой же общий вопрос. Для того, чтобы находки и уже хорошие разработки из области нанонауки и нанотехнологии попали в производство, должна быть широкая инфраструктура. Потому что одна находка не может делать революцию в авиапромышленности, в атомной промышленности, химической промышленности. Должен быть некий фронт внедрения. У нас же сейчас, на самом деле, производство государственное очень разрознено: где-то есть, а где-то вообще потеряно производство. Вот как мы ориентируем технологии на те производства, которые в стране живы?

Павел Кашкаров:

Во-первых, надо четко себе представлять, что линия на развитие нанотехнологии, как бы дорога в этом направлении, имеет два независимых и несколько различных пути. Одно направление – это использование нанотехнологий в традиционных отраслях: машиностроение, металлургия, химия, нефтепроизводство, нефтедобыча и т.д. И здесь, я вам скажу, уже сегодня они очень широко используются. Есть результаты. И есть вторая ветвь, наверное, которая вам, как ученому и как биофизику, будет даже существенно более интересной – это использование нанотехнологий, особенно нанобиотехнологий, для созданий материалов и особенно устройств абсолютно нового типа. Это путь по созданию гибридных устройств, уже объединяющих живую и неживую природу. В итоге, с переходом в устройства антропоморфного типа.

Всеволод Твердислов:

Смотрите, нет ни одного механического насоса, который может сделать столько сокращений как наше замечательное сердце. На 2-3 порядка уступают сокращению сердца за человеческую жизнь любые насосы механические: пластиковые, металлические и т.д. Потому что сердце обновляется, клетки обновляются. Также происходит и с другими нашими органами. Где в нанотехнологиях мы надеемся на то, что системы будут самовосстанавливаться? Тогда они действительно приблизятся к живым.

Павел Кашкаров:

То, о чем вы говорите, это, в значительной мере, философская проблема: где граница между живым и неживым? Я думаю, что до конца, наверное, такую резкую границу мы не проведем. Это знаете, как, когда складывают шарики, когда там пирамида получается, при каком числе этих шариков?

Всеволод Твердислов:

Сначала еще не пирамида, а потом уже совсем пирамида.

Павел Кашкаров:

Да. Вот когда мы можем применить это понятие вживую? Я думаю, что, наверное, нам неплохо бы поговорить, если это интересно, о тех именно направлениях в науке, в нано,- био,- информационных и когнитивных науках, где мы ждем заметных таких прорывов.

Всеволод Твердислов:

Давайте.

Павел Кашкаров:

Такой нанотехнологический мегапроект – это первый проект, который имеет прямую социальную направленность. Его цель – улучшить качество жизни людей.

Всеволод Твердислов:

Это очень важно.

Павел Кашкаров:

Это значит, в первую очередь, – медицина. И мне вот это направление представляется наиболее привлекательным. Это и создание новых лекарств, причем, на совершенно иных принципах. Первое, – это дизайн лекарств. Для этого нужен целый набор инструментов.

Всеволод Твердислов:

Т.е. это молекулярные конструкции, так скажем.

Павел Кашкаров:

Конечно же. Биомедики нам говорят, какой нужно белок получить, чтоб сделать такое лекарство. Дальше на белковой фабрике нарабатывается этот белок, дальше он кристаллизуется. И мы можем с помощью тех инструментов, которые есть у нас в стране, исследовать структуру этого белка.

Всеволод Твердислов:

Пространственную, с точностью до координаты атома.

Павел Кашкаров:

До координаты атома. Это очень непростая задача. Она требует еще мощного моделирования, попутно счета, но это можно сделать, получить белок. Дальше можно создать лекарственную форму, которую требуют медики.

Всеволод Твердислов:

Но это не только белок. Это вы условно говорите.

Павел Кашкаров:

Конечно, это я условно сказал. И финально дальше можем это лекарство поместить в наноконтейнер.

Всеволод Твердислов:

Это доставка.

Павел Кашкаров:

Целевая доставка. Но не мне вам говорить, вы биолог, вы прекрасно понимаете, что когда мы принимаем любое лекарство, аспирин, проглатываем его, но это как бомбометание для всего организма, что-то идет на пользу, а что-то отравляется этим лекарством. Целевая доставка лекарств – это контейнер, который не позволяет активироваться этому лекарству, пока оно путешествует по организму, и биологическим путем присоединяется, вы лучше меня знаете, антитело, и оно находит тот орган, где должно накопиться это лекарство. Дальше идет разрушение этого контейнера. Итог: мы не травим весь организм, а, скажем, если речь идет об онкологии, о раковой опухоли – все вещество срабатывает в той точке, где нужно. Известно, что лекарство, скажем, созданное для черного населения (кардиологическое) не работает для белых и наоборот. Если мы еще учтем этническую компоненту, то получается принцип, то, что называется сейчас персональная медицина. Т.е. вам подбирается лекарство с учетом вашего генетического паспорта и с использованием адресной доставки, направленной доставки в данный орган.

Всеволод Твердислов:

Две вещи. Первое – это лекарство, второе – это доставка.

Павел Кашкаров:

Это скомбинировано. Есть еще один важнейший момент.

Всеволод Твердислов:

Я все-таки вернусь к доставке. Как правило, проблема контейнера ничуть не меньше утилизации контейнера, ничуть не меньше. Так же как утилизация космических объектов, ведь это тоже стало большой очень проблемой. Вот как здесь?

Павел Кашкаров:

Есть и неорганические материалы, которые достаточно биосовместимы, вот, в частности, кремний, допустим. И мы уже сами на физическом факультете на моей кафедре ведем опыты вместе с биологами и медиками по использованию нанокремния, пористого кремния, который обладает очень большой внутренней поверхностью и может нести в малом объеме большое количество вещества, как такой контейнер для доставки лекарств. А именно в наносостоянии он оказывается достаточно быстро биодеградированным. Поэтому, казалось бы, такое неорганическое вещество, как кремний, может быть вполне используем для этих целей.

Всеволод Твердислов:

И вот третий аспект, о котором вы хотели сказать: лекарство, контейнер и?..

Павел Кашкаров:

И гибридные системы и, в частности, сенсоры. Сенсоры – это чувствительный элемент на различные, скажем, физические величины и химические воздействия. Как примеры: измеритель ускорения, измеритель температуры – это тоже сенсор. Сенсор типа «собачий нос», который определяет композицию газов в смеси. Это очень важная вещь, особенно для тех производств, где используются и могут быть в результате технологических процессов получены токсичные или взрывоопасные газы.

Всеволод Твердислов:

Это тот же таможенный досмотр.

Павел Кашкаров:

Конечно. На наркотики, взрывчатые материалы. Наши глаза, наши уши – это все сенсоры. И множество других сенсоров, но это и звук, это и тактильные вещи. Т.е. в итоге, путь развития нанотехнологий по копированию живой природы. Живая природа – это самая первоклассная нанотехнология.

Всеволод Твердислов:

Это то, что мы называли 50 лет назад, ну не столько мы, сколько до нас, бионикой, да? Т.е. совершенно новая реинкарнация бионики.

Павел Кашкаров:

Абсолютно! Вы здесь правы на 100%. Именно бионического типа системы. Т.е. это и построение интеллекта, и все сенсорные системы. Мне представляется это, конечно, фантастически интересным. И как раз у нас создан фантастический центр нано-, био,- информационных и когнитивных наук и технологий. Это лаборатория, где куплены самые современные секвенаторы. И у нас впервые расшифрован геном русского человека, полностью декодирован. Белковые фабрики, все, что связано с когнитивными вещами, нейрофизиологией, сейчас мы строим, т.е. биологический блок самый современный. Лаборатории выглядят просто фантастически. Все инструменты для нанотехнологии – это электронная микроскопия высокого разрешения, которая содержит такие инструменты, которых в мире по 20, скажем, штук. Технологический блок – это совершенно такая многоцелевая, технологически-аналитическая система, которая выпускается в России модульного типа, т.е. там имеется целый набор современных технологий. И блок анализа, включающий электронную микроскопию, атомно-силовую и многое, многое другое. И в высоком вакууме может перемещать образец, изготовив его дальше в этот аналитический блок. Все есть инструменты, известные в мире нанотехнологии – это молекулярно-лучевая эпитаксия и т.д.

Всеволод Твердислов:

Павел Константинович, за всем этим стоит вот что: приборы можно купить, приборы можно сделать. Но на них должны работать молодые, квалифицированные, азартные, интересующиеся люди.

Павел Кашкаров:

И мотивированные люди. Здесь уж нам с вами, как говорится, профессорам Московского университета, карты в руки. Мы уже с 2005 года на физическом факультете Московского университета ведем систематическую подготовку специалистов в области нано-, био-, информационных технологий. У нас разработаны очень серьезные магистерские программы. И вот что мне особенно приятно, что, получая диплом, эта молодежь говорит, что вы нам дали великолепное образование. Они востребованы не только в России, но повсюду.

Всеволод Твердислов:

К сожалению, и «повсюду», да.

Павел Кашкаров:

И надо сказать, что сейчас у Курчатского института несколько таких больших образовательных структур. Недавно мы создали новый совершенно факультет Московского физико-технического института.

Всеволод Твердислов:

Прямо внутри на базе, да.

Павел Кашкаров:

На базе Курчатского института . В нашем здании происходят занятия – это факультет нано-, био-, информационных и когнитивных технологий. Мы вот в этом году сделали первый набор – это 45 человек. Это молодые люди, которые пришли к нам из специальных школ с очень высоким уровнем по ЕГЭ оценок. И я бы сказал так, что вот такое принципиально междисциплинарное образование, которое у нас реализуется в Физтехе, которое мы пробуем и раньше начали реализовывать на физическом факультете, под силу не всем. Потому что в сопоставимом объемe усвоить физику, математику, химию, биологию, еще и когнитивные науки дано не всем. И вот такие специалисты должны быть интеграторами в научных коллективах. Конечно, специальное узкое образование никогда не перестанет быть востребованным, потому что, в конечном итоге, доводить каждое из направлений должны или биологи, или химики, или физики.

Всеволод Твердислов:

Специалисты.

Павел Кашкаров:

Но должен быть такой человек, который компетентен во всех этих науках. Он может не знать тонких деталей, но он должен заставлять людей говорить на одном языке.

Всеволод Твердислов:

Т.е. фактически мы сейчас завершаем нашу беседу соображением о том, что очень важно нам с вами научиться готовить людей, которые могут быть многодисциплинарно мыслящими учеными.

Павел Кашкаров:

Конечно. Включая не только естественно-научные, но и гуманитарные дисциплины. Нужно формировать иное мировоззрение.

Всеволод Твердислов:

Ну, что ж, будем.

Павел Кашкаров:

Будем работать.

Всеволод Твердислов:

Спасибо большое, Павел Константинович.

Павел Кашкаров:

Спасибо вам за интересные вопросы и приятную беседу.

 


Читайте:


Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Применение нанотехнологий

Новые приборные панели Audi будут работа

News image

Специалисты автомобильной компании Audi для разработки высокотехнологичных приборных панелей остановили свой выбор на универсальном процессоре Te...

Нанотехнологии на вашей кухне

News image

О потенциальной опасности традиционных антипригарных покрытий и подобных им PTFE-покрытий в России начали писать в на...

Устройство, работающее от солнечной энер

News image

Устройство из нанотрубок, питаемое только лишь энергией естественного солнечного света, способно превращать смесь углекислого газа и ...

Genepax, Япония. Автомобиль, которые езд

News image

Компания Genepax из японского города Осака 12-го июня этого года представила автомобиль, который использует в ка...

Углеродные нанотрубки защищают и от воды

News image

Несмотря на замечательные свойства, углеродные нанотрубки (УНТ) пока еще не завоевали рынок. В большинстве случаев он...

Honda совершает научный прорыв в области

News image

Стало известно, что компания Honda, совместно с учеными Университета Пурду (Purdue University) и Университета Луисвилла (U...

Младшие братья

News image

Возможности наноспутников обсуждали энтузиасты на конференции «Микротехнологии в авиации и космонавтике», состоявшейся в Москве 16-17 се...

10 фактов об устрашающем адронном коллай

News image

Новость о проводимом в Европе эксперименте сколыхнула общественное спокойствие, поднявшись на первые позиции списка обсуждаемых те...

Новости нанотехнологий

Кремниевые нанотрубки выращивают без применения золота

Кремниевые нанопроволоки помогут уменьшить размеры микрочипов. Ученые из Института Физики микроструктур Макса Планка в Галле впервые разработали нанопроволоки на кре...

Казавшаяся трудноразрешимой задача придания изделиям из

Казавшаяся трудноразрешимой задача придания изделиям из графена желаемой формы оказалась подвластна капелькам воды – о пластичности графеновых наноструктур сообщают химики из...

Влияние полярности электрического поля на рост вертикал

Одно из наиболее перспективных направлений использования углеродных нанотрубок (УНТ) связано с разработкой холодных полевых эмиттеров на их основе. Уникальные особенности та...

Наноальтернатива таблеткам

  Одним из первых медицинских применений нанотехнологии стало разработанное учеными из США быстродействующее лекарство от импотенции, которое сможет соперничать таблетками Частицы препарата ...

Композиты медицинские «MBM — ЛН»

Справка о применении в клинической практике композитного материала «MBM — ЛН» Композитный материал «MBM — ЛН» представляет собой ткань черного цвета. Развитая по...

More in: Технологии, Наноматериалы, Наномедицина, НаноТехника , Новости

Популярные заметки:

Космический лифт и нанотехнологии

От фантастики к реальности КОСМИЧЕСКИЙ ЛИФТ - это лента, один конец которой присоединен к поверхности Земли, а другой находится на...

ИЗОБРЕТЕН ОПТИЧЕСКИЙ МИКРОСКОП С ЗОЛОТЫМ ПЕРОМ

Немецкие и швейцарские физики придумали оптический микроскоп с золотым пером , который сможет конкурировать с громоз...

Ученые проложили проводку в клеточной мембране

Ученым удалось передать и получить электрический импульс по клеточной мембране при помощи искусственно созданной нанопроволоки. Созданную ими гибридную систему авторы оп...

Обои смогут защитить здание от повреждений

Berry Plastics в сотрудничестве с Army Corp of Engineers разработала новые обои, которые способны защитить здания от повреждений. Обои под на...

Создан первый серийный прибор на органических транзисто

На очередной выставке бытовой электроники CES 2010 в Лас-Вегасе компания Plastic Logic продемонстрировала свою новую разработку – QUE proReader. Это ус...

Your are currently browsing this site with Internet Explorer 6 (IE6).

Your current web browser must be updated to version 7 of Internet Explorer (IE7) to take advantage of all of template's capabilities.

Why should I upgrade to Internet Explorer 7? Microsoft has redesigned Internet Explorer from the ground up, with better security, new capabilities, and a whole new interface. Many changes resulted from the feedback of millions of users who tested prerelease versions of the new browser. The most compelling reason to upgrade is the improved security. The Internet of today is not the Internet of five years ago. There are dangers that simply didn't exist back in 2001, when Internet Explorer 6 was released to the world. Internet Explorer 7 makes surfing the web fundamentally safer by offering greater protection against viruses, spyware, and other online risks.

Get free downloads for Internet Explorer 7, including recommended updates as they become available. To download Internet Explorer 7 in the language of your choice, please visit the Internet Explorer 7 worldwide page.