2012 год. Версии и факты - Вадим Панин

Нанороботы

Нанотехнологии – это отрасль, которая долгое время может развиваться с минимумом практической отдачи и грандиозной затратой финансовых средств, чтобы затем изменить мир практически мгновенно. Разработкой нанотехнологий сегодня заняты все развитые и многие развивающиеся страны мира, но вплоть до последних лет отрасль не давала результатов, пригодных для использования. Однако теперь все изменилось – новостные ленты и полосы журналов пестрят новинками из мира «нано» – чего достиг Китай, чем ответили США и какие технологии собираются внедрить в массы российские разработчики. Оптимистичные прогнозы и новости «от станка» перекрывает вал информации об опасности каждой отдельной разработки и угрозе человечеству от качественного прорыва, возможного в случае создания одного-единственного самовоспроизводящегося наноробота. Если судить по энтузиазму разработчиков, такой прорыв – дело буквально ближайших лет. Создание одного наноробота, производящего себе подобных на основе биомассы, будет последним достижением человечества, которое положит конец биологической жизни на планете.

Некоторые исследователи считают, что на ранних стадиях катастрофы самовоспроизводящихся нанороботов можно будет остановить ядерной атакой в эпицентр их распространения, однако ни одно государство в мире не пойдет на ядерный удар, пока не убедится в происходящем на собственном примере…

За последнее десятилетие эйфория по поводу скорого вступления человечества в новую эру развития сменилась многочисленными прогнозами экологических катаклизмов, которые неизбежно будут сопровождать появление нанотехнологий. Какими бы радужными ни казались перспективы создания «разумной окружающей среды» и полного слияния человечества с невидимыми биороботами, приходится признать, что развитие этой отрасли даже на ранних этапах будет приносить лишь вред, а в очень скорой перспективе (возможно, в течение 2-3 лет) приведет к уничтожению всех организмов на планете. Уже нынешний уровень развития нанотехнологий при их массовом применении приведет к колоссальному росту заболеваний, в том числе и онкологических. В качестве яркой иллюстрации можно привести хотя бы ситуацию с нанотрубками, в совершенствовании которых ведущие специалисты разных стран с действительно впечатляющими результатами соревнуются последние несколько лет.

Нанотрубкой называют каркасную молекулу, которая представляет собой полый цилиндр, образованный свернутым листом толщиной в один атом углерода. По сути, это универсальное сырье для технологий будущего. Материалы на их основе обладают грандиозным запасом прочности – они не плавятся при температуре 3500 градусов, не деформируются при давлении 6000 атмосфер и даже «на разрыв» крепче стали в 60 раз. Нанотрубка может обладать проводящими и полупроводниковыми свойствами – в зависимости от ее конфигурации. Это делает возможной замену нанотрубками всей современной микроэлектроники. Уже сегодня в Японии функционируют прототипы дисплеев и винчестеров из нанотрубок. По замыслу создателей на винчестере толщиной в 10 раз меньше толщины листа бумаги можно будет разместить несколько миллионов терабайт информации. При этих параметрах повредить или деформировать такой прибор можно только с применением самых радикальных из подручных средств – тех, которые могут создать давление больше 6000 атмосфер. Подобный дисплей или винчестер является, в сущности, одной большой молекулой, поэтому для его деформации потребуется рвать уже не межмолекулярные, как в случае с любым другим материалом, а межатомные связи.

Легкие самолеты и сверхпрочные космические корабли, бронежилеты-футболки, выдерживающие очередь из крупнокалиберного пулемета, леска толщиной с волос, на который можно безопасно закрепить груз в несколько тонн (при условии оптимального крепления, которое такая леска не разрежет), – чтобы перечислить возможности применения этого материала, следовало бы написать познавательный фантастический роман-утопию в манере Жюля Верна. Однако практическое применение нанотрубок сегодня ограничено их высокой стоимостью (около 6 евро за один грамм), иначе «материал будущего» к настоящему моменту уже получил бы широчайшее распространение. И, по всей видимости, стал бы причиной экологической катастрофы.

Факты

В объединении SVTC (Silicon Valley Toxics Coalition), которое находится в Силиконовой долине в Калифорнии, состоят 110 компаний, занимающихся исследованиями в области нанотехнологий. В минувшем году SVTC опубликовала тревожный отчет, в котором собраны все факты наблюдений за последствиями проникновения и перемещения нанотрубок внутри живых клеток. Отчет рассказывает об опытах по взаимодействию нанотрубок с живым организмом. Например, ученые ввели нанотрубки в образцы клеток человеческого организма, а затем проверили их на предмет жизнеспособности. В результате выяснилось, что первой реакцией клеток было сопротивление вторжению – клетки пытались поглощать нанотрубки лизосомами – органеллами («органами» клетки), которые отвечают за выведение инородных частиц из организма. Однако против этого врага лизосомы оказались бессильны – наночастицы легко проникали через цитоплазму в клеточное ядро. На четвертый день эксперимента все образцы погибли.

Это не единственный подобный опыт. Например, исследовательская группа из Университета Рочестера в США распылила небольшое число углеродных нанотрубок в клетке с крысами. Уже на следующий день исследователи обнаружили, что наноматериалы, легко перемещаясь сквозь ткани, проникли в обонятельную луковицу головного мозга крыс – это стало причиной воспалительной реакции. В течение недели подопытные животные страшно мучились. Через 6-8 дней все крысы скончались.

Когда в Интернете были обнародованы пугающие видеоролики с фрагментами опыта, многие мирные пользователи высказались за то, чтобы аналогичным способом ввести нанотрубки в головы их создателей, а результаты транслировать в Сеть в прямом эфире.

Шейла Дэвис, директор экологической организации SVTC, провела один из опытов прямо на пресс-конференции. В прозрачную стеклянную емкость с дистиллированной водой она поместила шесть пар новых мужских носков, содержащих наночастицы серебра, используемые для предотвращения развития бактерий и образования неприятного запаха. Пока Шейла Дэвис отвечала на вопросы журналистов, специальное устройство встряхивало емкость с носками так, как это делает стиральная машина. Затем был взят анализ воды, которая, как и ожидалось, содержала множество смытых с ткани наночастиц серебра. По словам Шейлы Дэвис, при попадании этой воды в аквариум все рыбы и моллюски вскоре станут бесплодными, а многие из них очень скоро умрут. Это объясняется тем, что наночастицы, благодаря своим размерам свободно проникающие сквозь клеточные мембраны, вызывают не только нарушения репродуктивных функций, но и рак мозга. Затем директор экологической организации SVTC предложила представителям прессы самим вообразить количество наночастиц, которые уже сейчас попадают при стирке одежды в канализационную систему, а оттуда в естественные водоемы.

Узнав о подобных опытах с использованием достижений нанотехнологий, профессор Гарри Крото, который в 1996 году получил Нобелевскую премию в области физики за открытие наночастицы, в конце 2009-го сделал официальное заявление, в котором признал, что современная наука недооценивает все возможные ошибки и риски, связанные с неконтролируемым развитием нанотехнологий.

Между тем стало известно, что сама технология производства углеродных нанотрубок является существенной угрозой жизни людей и экологической ситуации в целом. Затратный и энергоемкий процесс создания нанотрубок начинается с прокачки углеродной смеси при температуре 1000 градусов через специальный реактор, заполненный катализаторами (например, железом, никелем, кобальтом и золотом). Затем полученный материал обрабатывают в растворе соляной кислоты при температуре 100 градусов. После этого из материала удаляют частицы аморфного углерода, подвергая его воздействию раскаленного до 500 градусов воздуха. Это лишь упрощенное описание части производства углеродных нанотрубок, которое на данный момент запущено сразу в нескольких странах (Китай, США, Россия, Германия). Однако при этом проработка очистительных сооружений для нужд нанотехнологов находится лишь в зачаточном состоянии – следовательно, сверхтоксичные, опасные для всего живого отходы этого сложного производства лишь накапливаются в биосфере планеты.

Токсичность большинства наноматериалов уже заставила задуматься российских ученых, до этого времени поддерживавших идею о том, что развитие нанотехнологий – приоритетная национальная задача России на ближайшее будущее. В конце 2009 года в НИИ медицины труда РАМН прошла специальная конференция, посвященная проблемам биологической безопасности нанотехнологий. Ученые решили предложить правительству принять новые технические регламенты для работы с наноматериалами.