Nanotechnologie

Toute activité humaine qui n’est pas comprise par la majorité devient immédiatement marquée par des mythes. Naturellement, cela a également affecté la nanotechnologie, le principal projet scientifique et technologique moderne. Tout le monde a entendu parler de cela, mais peu se rendent compte de l’essence de la direction.

La plupart croient que la nanotechnologie est la manipulation des atomes et l’assemblage de micro-objets à partir d’eux. Mais c’est le mythe principal. Les mythes naissent en raison d’un manque de connaissance ou d’un manque d’information, une autre option est l’implantation délibérée de délires afin d’attirer l’attention, et donc d’investir.

Dans le cas du projet de nanotechnologie, les mythes ont même aidé à lancer le processus. Cependant, les délires ont une propriété étonnante – ils sont nés, ils continuent à vivre leur vie.

La même nanotechnologie est si contraire aux mythes qui créent de la confusion dans l’esprit des gens, leur rejet et même le déni en général de l’existence de cette direction. Par conséquent, nous examinerons les mythes de base sur la nanotechnologie.

Le fondateur et l’idéologue des nanotechnologies est Richard Feynman.

Ce mythe est peut-être le plus inoffensif. Il est apparu en 1992 lors du discours d’un des prophètes de la nanotechnologie Eric Drexler devant la Commission du Sénat. Pour que le projet soit perçu et avancé, le conférencier a mentionné les déclarations de Richard Feynman, spécialiste de la physique des particules élémentaires et de la théorie des champs quantiques. Le fait est que le scientifique était un lauréat du prix Nobel et était une autorité inébranlable aux yeux des politiciens. Cependant, Feynman est mort en 1988 et n’a pas pu réfuter cette déclaration. Très probablement, il aurait simplement rigolé, puisqu’il était un joker célèbre. Le célèbre discours du scientifique, au cours duquel la phrase légendaire a été prononcée: “Les principes connus de la physique n’interdisent pas la création d’objets” atome par atome “a été généralement perçu par les collègues comme une grande blague, mais l’idée que la manipulation des atomes est possible a été entendue. a développé de manière créative cette idée, qui a servi de base aux principaux mythes de l’industrie. La nanotechnologie est sans état. Il semble que, lors de la création d’un atome d’objet par atome, il ne peut y avoir de gaspillage. Cependant, cette pensée est inhérente aux personnes qui examinent pour la manipulation des atomes uniquement dans les images. Il n’y a pas de tuyaux et d’évier. Il semble que pour trainer un atome à une distance de nanomètres et que l’énergie n’est pratiquement pas requise. La question de savoir où l’atome prendra l’assemblage est presque indécente. les gens sont mal représentés par la technologie de la production, mais après tout, les atomes ne se trouvent pas dans l’entrepôt en prévision de leur tour? Consommant des produits manufacturés, nous ne soulignons pas leur lien avec une industrie chimique aussi nocive. C’est elle qui consomme du pétrole, du gaz, des minerais pour ses besoins. Mais pour la nanotechnologie, selon beaucoup, tout cela n’est pas nécessaire – seuls les atomes individuels sont nécessaires. Cependant, ce n’est qu’une idylle, les atomes n’existent que dans le vide, à l’exception des gaz inertes. Dans d’autres cas, ils entrent en interaction et forment de nouveaux composés chimiques – c’est la nature des choses. En outre, toute technologie nécessite les outils appropriés, avec l’aide de laquelle la production sera réalisée. Microscopes électriques et en tunnel, laboratoires stériles en général, étonnent l’imagination, présentent des objets du futur. Cependant, tout cela, ainsi que les murs, le toit et la fondation seront assemblés de la manière habituelle, et non des atomes non-déchets. Un jour, l’humanité créera peut-être une production sans déchets et respectueuse de l’environnement, mais elle sera créée avec l’aide d’autres technologies et d’autres principes.

L’existence de nanomachines.

Initialement, c’était une technique différente. De toute évidence, pour concevoir à l’échelle nanométrique, il faut avoir un manipulateur approprié. Il semblerait que l’on puisse réduire proportionnellement sa taille, organiser des plantes miniatures qui forment et scellent des détails. Cependant, cette approche est directe.Au niveau micro, il fonctionne toujours, qui sont des dispositifs microélectromécaniques utilisés dans les voitures, les imprimantes, les climatiseurs, les capteurs et les indicateurs. Si vous les regardez sous un microscope, vous pouvez trouver les arbres et les engrenages habituels, les pistons, les soupapes et les miroirs. Cependant, les nanoobjets ont des propriétés différentes de la macro et des microobjets. Vous ne pouvez pas. Par exemple, pour réduire proportionnellement la taille des transistors du courant de 45 nm à 10, car ils ne peuvent pas fonctionner – les électrons passeront à travers la couche isolante. Et les fils de connexion ne peuvent pas être épais dans un atome, le courant ne sera pas effectué par eux. Une telle conception se désintègre en raison du mouvement thermique, ou se heurte en une pile, ce qui brise le contact électrique. De même, avec les propriétés mécaniques des objets. Avec une diminution de leur taille, le rapport entre la superficie et le volume augmente, et le frottement augmente. En conséquence, les nanoobjets commencent à s’entendre littéralement ou à d’autres surfaces qui semblent être plates en raison de leur petitesse. Si vous devez marcher sur un mur vertical, mais cela peut être utile, mais si l’appareil doit glisser ou marcher – alors le contraire est vrai. Pour se déplacer, il faut trop d’énergie. Même le nanomatnik s’arrête immédiatement – pour lui, une barrière importante sera l’air lui-même. Les nanoobjets ont une grande voile, même une particule de 1 μm de taille ressent la force des petites molécules, qu’est-ce que les éléments de 10 nm qui pèsent moins en un million de fois et le rapport poids / surface est 100 fois plus petit? Cependant, dans les médias, il existe toujours des descriptions de nanokops de noix, d’engrenages et d’autres pièces mécaniques, dont il est destiné à créer des machines d’exploitation. De tels projets ne peuvent être pris au sérieux. Les physiciens se rendent compte que pour créer des dispositifs nanomécaniques ou électromécaniques, d’autres principes sont nécessaires qui diffèrent des macro-et même des micro-analogues. Et cela aidera la nature, qui pour des milliards d’années d’évolution a créé une grande variété de machines moléculaires. Il faut des dizaines d’années pour comprendre comment ils fonctionnent, comment ils peuvent être adaptés à leurs besoins et même s’améliorer. L’exemple le plus célèbre d’un moteur moléculaire naturel est le moteur flagellaire des bactéries. Les machines biologiques fournissent également une contraction musculaire, le transport de nutriments et le transport d’ions à travers les membranes cellulaires. Dans le même temps, ces machines moléculaires ont une efficacité élevée – presque 100%. Ils sont très économiques, donc seulement environ 1% de l’énergie de la cellule est consacrée aux travaux des moteurs électriques qui fournissent le mouvement de la cellule. Par conséquent, les scientifiques parviennent à la conclusion que la manière la plus réaliste de créer des nanodisques est la coopération de physiciens et de biologistes.

L’existence de nanorobots.

Supposons qu’un certain croquis du nanodispositif soit créé. Mais comment serait-il assemblé, ou mieux en plusieurs exemplaires? Suivant la logique de Feynman, vous pouvez créer de petites machines et des manipulateurs miniatures qui regroupent les produits finis. Cependant, ils doivent être gérés par une personne, il doit y avoir un snap-in ou un programme de gestion. En outre, il est nécessaire d’observer tous les processus, par exemple en utilisant un microscope. Une idée alternative a été proposée par Eric Drexler dans son fantastique livre “Machines of Creation” en 1986. L’auteur, qui a grandi sur les écrits d’Azimov, a suggéré l’utilisation de machines à l’échelle nanométrique pour la production de nanodispositifs. Dans ce cas, il ne s’agissait plus d’estampillage ou de forage, les robots devaient collecter le dispositif directement à partir des atomes, ils étaient appelés récolteurs. Cependant, même ici, l’approche est restée mécanique. Les manipulateurs du collecteur devaient avoir plusieurs dizaines de nanomètres de longueur, le moteur du déplacement du robot et une source d’énergie autonome devraient être réalisés. Il s’avère que le nanorobot lui-même doit comporter de nombreux petits détails, dont chacun a une taille de 100 à 200 atomes. Le noeud le plus important du nanorobot était un ordinateur de bord, qui a déterminé quelle molécule ou atome devait être capturé et où le placer.Cependant, les dimensions linéaires d’un tel ordinateur ne doivent pas dépasser 40-50 nm, alors que la technologie d’aujourd’hui ne peut créer qu’un seul transistor de cette taille. Alors Drexler a abordé le livre dans un avenir lointain, alors que les scientifiques n’ont même pas confirmé la possibilité de manipulation d’atomes individuels. Cela s’est produit plus tard, lorsqu’un microscope tunnel a été créé, contrôlé par un puissant ordinateur avec des milliards de transistors. Cependant, le rêve des nanorobots était tellement attrayant, que la découverte n’ajoute qu’à sa persuasion. Non seulement l’auteur lui-même a cru au projet, mais aussi les journalistes, les sénateurs et le public. Et seuls les scientifiques ont expliqué d’une manière intelligible qu’une telle idée n’est pas possible en principe. L’explication la plus simple est que le manipulateur qui capture un atome se connecte avec lui pour toujours, au fur et à mesure de l’interaction chimique. Est-il possible de ne pas être d’accord avec le lauréat du prix Nobel de chimie Richard Smalley? Cependant, l’idée et les nanorobots continuent à vivre jusqu’à maintenant, devenant plus complexes et en croissance avec de nouvelles applications.

L’existence de nanorobots médicaux.

Ce mythe est très populaire ces derniers temps – des millions de nanobots doivent se diriger autour du corps humain, diagnostiquer les changements, réparer les plus petites pannes avec des nanoscaleps, plaques de grattage avec nano-lobules, tout en rapportant quelque chose sur le travail effectué. Cependant, où est la garantie que le message ne sera pas reçu non seulement par le médecin, mais par quelqu’un d’autre? Il y a une divulgation d’informations privées. Les robots deviendront-ils des espions alors? Surtout la croyance en nanoscience est forte. Étonnamment, une grande partie de ce qui est présenté dans ce plan a déjà été créée. Il existe des systèmes de diagnostic invasifs qui signalent des changements dans le corps. Créé et les médicaments qui ne comportent que certaines cellules, il existe des systèmes pour nettoyer les vaisseaux des plaques et de l’accumulation de tissu osseux. Et en termes d’espionnage, il y a de grands succès: nettoyer les souvenirs, les poussières intelligentes et les systèmes de suivi invisibles. Seuls ces systèmes du futur n’ont rien de commun avec les nanorobots Drexler, à l’exception des dimensions. De telles réalisations seront possibles grâce au travail conjoint des physiciens, des chimistes et des biologistes travaillant dans le domaine de la science synthétique, des nanotechnologies.

Présence d’une méthode physique de synthèse de substances.

Une fois que Richard Feynman a involontairement trahi le vieux rêve des physiciens, a déclaré qu’en matière de manipulation des atomes, la synthèse physique est possible. De même, les chimistes se tournent vers des physiciens avec des ordres pour la synthèse de la molécule prévue avec certaines propriétés. Cependant, les chimistes ne sont pas intéressés par la synthèse de la molécule, ils travaillent avec la substance, sa production et sa transformation. La molécule n’est pas seulement un groupe d’atomes, posés dans un certain ordre, ils sont également reliés par des liaisons chimiques. Après tout, un fluide dans lequel deux atomes d’hydrogène est un oxygène, ne doit pas nécessairement être de l’eau. Peut-être que ce n’est qu’un mélange d’oxygène liquide et d’hydrogène. Supposons que nous avons réussi à plier une pile de huit atomes – deux carbone et six d’hydrogène. Pour un physicien, ce composé est C2H6, et le chimiste indiquera au moins deux autres possibilités pour combiner les atomes. Et comment assembler une telle molécule? Tout d’abord, décaler deux atomes de carbone ou ajouter un atome d’hydrogène au carbone? Les scientifiques sont capables de manipuler les atomes, mais jusqu’ici seulement lourds et non réactifs. Des structures complexes d’or, de fer et d’atomes de xénon ont été créées. Mais comment travailler avec des atomes légers et actifs d’oxygène, d’hydrogène, de carbone et d’azote – n’est pas clair. Ainsi, l’assemblage de protéines et d’acides nucléiques n’est pas une question aussi simple que d’autres tentent d’imaginer. Il y a une autre nuance qui limite les perspectives de synthèse physique. Les chimistes obtiennent une substance dans laquelle un grand nombre de molécules. Dans un millilitre d’eau, ils sont des milliards de milliards. Combien de temps faudra-t-il pour collecter un cube comme celui-ci?Maintenant, travailler sur un microscope à force atomique ou en tunnel est comme l’art, sans une éducation qualitative spéciale que vous ne pouvez pas faire – après tout, toutes les manipulations doivent être faites manuellement, en évaluant les résultats intermédiaires. Le processus peut être comparé à la pose de briques. Même si vous mécanisez ce travail et parvenez à empiler un million d’atomes par seconde, alors la reproduction d’un cube d’eau dans 1 cm3 prendra deux milliards d’années! C’est pourquoi des millions de plantes ne résolvent pas le problème de la synthèse, comme un million de nanorobots qui courent à l’intérieur d’une personne, ne résoudra pas ses problèmes. Nous n’avons tout simplement pas le temps d’attendre les résultats de leur travail. Par conséquent, Richard Smalley a également exhorté publiquement Drexler à supprimer de ses discours la mention des «machines de création», afin de ne pas induire le public en erreur. Cependant, l’idée d’une telle réception de matières et de matériaux ne doit pas être immédiatement placée dans une croix. Tout d’abord, il est possible de manipuler non par atomes, mais par des blocs sensiblement plus gros, par exemple, des nanotubes de carbone. Dans ce cas, le problème des atomes légers et actifs disparaîtra, et la productivité augmentera immédiatement de plusieurs ordres de grandeur. Ainsi, déjà, les scientifiques des laboratoires reçoivent les copies simples et simples des nanodispositifs. En outre, il est possible de penser à de telles situations lorsque l’introduction d’un atome, ou simplement l’influence externe, déclenche le processus d’auto-organisation ou de transformation dans le milieu. En conséquence, une analyse de surface de haute précision et une exposition répétée peuvent aider à créer des objets étendus avec une nanostructure régulière. Oui, et cette méthode peut créer des modèles de motifs uniques pour un clonage supplémentaire. La nature peut créer de multiples clones identiques de molécules et d’organismes. Beaucoup ont entendu parler de la réaction de la polymérase lorsqu’un fragment d’ADN unique extrait d’un matériau biologique est propagé artificiellement par des moyens chimiques. Mais pourquoi ne pas créer des machines similaires pour le clonage d’autres molécules? Les principes connus de la chimie ne l’interdisent pas, la multiplication des molécules est assez réaliste et correspond aux lois de la nature.

La possibilité de l’apparition de “mucus gris”.

Dans ses œuvres, Drexler a introduit dans le concept deux types d’appareils. Les premiers sont des démonstrations, leurs fonctions sont retournées aux assembleurs. De tels mécanismes ont dû étudier la structure d’un nouvel objet, en gardant sa structure de nanomatériaux dans la mémoire d’un nanocomputeur. Un tel dispositif serait un rêve pour les chimistes – parce que maintenant la science ne peut pas voir tous les atomes, par exemple, dans la protéine. Une définition exacte de la structure d’une molécule n’est possible que si elle pénètre dans la composition cristalline, ainsi que des millions de personnes similaires. Ensuite, en utilisant la méthode coûteuse de diffraction des rayons X, on peut déterminer la position de tous les atomes dans l’espace. Le deuxième type était les créateurs ou les réplicateurs. Leur tâche principale était d’être la production en ligne des collectionneurs et des réplicateurs similaires, c’est en fait la reproduction des nanorobots. Drexler a suggéré que les réplicateurs devraient être des mécanismes beaucoup plus complexes que des monteurs simples et se composent de centaines de millions d’atomes. Si la durée de la réplication sera mesurée en minutes, puis suite à la progression géométrique, plus d’un trillion de nouveaux créateurs seront recréés par jour, ce qui produira de nouveaux collecteurs. Ce mythe dit qu’il pourrait y avoir une situation où le système n’entrera dans le régime du clonage non restreint et toutes les activités des réplicateurs ne visent qu’à accroître leur propre population. Il ressemblera à une rébellion de nanomachines. Il semblerait que, pour notre propre construction, les nanorobots ne nécessitent que des atomes qui peuvent être obtenus à partir de l’environnement, de sorte que tout autour tombera dans les manipulateurs tenaces des excavateurs, en conséquence toute la matière sur la planète, et avec elle nous allons devenir un «limon gris» – un groupe de nanorobots. Le mythe de la fin du monde n’est pas nouveau, il n’est pas étonnant qu’il ait réapparu avec l’avènement de cette nouvelle technologie.Les fantasmes sur le mucus gris sont directement liés aux nanotechnologies, ce scénario a été grandement apprécié par les cinéastes, ce qui ne fait que renforcer l’erreur générale. Cependant, une telle démarche est impossible. Même si vous croyez toujours à la possibilité d’assembler quelque chose d’essentiel aux atomes, réfléchissez à cela. Tout d’abord, les réplicateurs Drexler n’aura pas assez de difficulté à créer leur propre type. Même 100 millions d’atomes ne suffisent pas à créer un gestionnaire d’assemblage informatique et même à la mémoire. Même en supposant qu’un atome portera 1 bit d’information, la mémoire totale sera de 12,5 mégaoctets, ce qui est trop petit pour cette activité. En outre, les réplicateurs ne pourront pas obtenir les matières premières dont ils ont besoin. Après tout, leur composition élémentaire est significativement différente de ce qui est inclus dans l’environnement, y compris la biomasse. Trouver, livrer et extraire les éléments nécessaires prend beaucoup de temps et d’énergie, ce qui détermine la vitesse de reproduction. Dans les macro-tailles, un tel assemblage sera similaire à la création d’une machine à partir d’éléments qui n’ont pas encore été trouvés, extraits et livrés à partir de différentes planètes du système solaire. Par conséquent, le manque de ressources et limite la propagation sans restriction des populations de toute autre créature, même beaucoup plus sophistiquée et adaptée que les nanorobots.

Littéralement d’ici 2015, le marché de la nanotechnologie sera trillions de dollars.

La raison de l’apparition d’un tel mythe a été le rapport de la National Science Foundation (NSF) en 2001 que le marché de la nanotechnologie sera estimé à 1 billion de dollars d’ici 2015. Plus tard, cette déclaration a été encore plus surestimée, une estimation récente aujourd’hui représente un montant de 3 billions de dollars. Cependant, ces nombres criants sont plus comme des titres de tabloïds que d’une recherche de marketing sérieuse. Aujourd’hui, les spécialistes ne peuvent même pas définir clairement ce qu’est la nanotechnologie. Ainsi, la microélectronique est déjà sur le point de devenir une nanoélectronique, car la structure des circuits électroniques a déjà franchi la barrière à 100 nm. En conséquence, le nombre de sociétés produisant des «nanoproduits» augmentera rapidement. Certes, ils auront des noms très familiers – Toshiba, GE, Nokia, Bayer, Kraft, etc. Leurs produits pourraient être attribués à la nanotechnologie évolutive. Mais pour évaluer avec précision le marché de la nanotechnologie révolutionnaire, qui prévoit de rassembler des dispositifs atomes par atome, est difficile à évaluer, en conséquence il ne peut pas y avoir de chiffres estimés compréhensibles. En outre, la recherche marketing n’évalue pas le coût d’un véritable processus, produit ou matériel de nanotechnologie. Seul le coût total des produits, y compris la nanotechnologie, est compté. C’est une différence subtile et conduit à l’apparition de milliards de dollars dans les rapports. Ainsi, Lux Research estime le marché net des nanomatériaux de 3,6 milliards de dollars d’ici 2010, mais l’ensemble du marché des nanotechnologies est estimé à 1,5 trillion! En fait, ce n’est pas le marché des nanotechnologies, mais le marché des produits contenant des nanoparticules, est estimé. Le même NSF a affirmé que dans l’industrie des nanotechnologies, plus de 200 millions de personnes seraient employées, ces chiffres ont été signalés dans les rapports et dans les demandes de subventions. Cependant, 8 à 10 ans après le rapport, il s’est avéré que l’industrie des nanotechnologies n’existe pratiquement pas, malgré le grand nombre de groupes de recherche dans différents domaines.

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