Наш Левша вырастит компьютер в аквариуме

Помните Левшу? Того, который для маленькой блошиной лапки сделал подковку, да еще и приклепал ее малюсенькими гвоздиками? Так вот: Левша - не просто тульский умелец-самородок. Левша - первый русский нанотехнолог! Его современные последователи развлекаются уже не блошиными подковами - делают, к примеру, транзистор из одного электрона или выкладывают логотип своей фирмы из атомов. Наши люди в «стране лилипутов» Нанотехнологии обещают человечеству власть, доселе неслыханную, - власть над строением материи. И созданием из отдельных ее кирпичиков - атомов, молекул - всего, чего угодно. Билл Клинтон закончил свое президентство тем, что конгресс США одобрил «национальную наноинициативу» - полмиллиарда долларов ежегодно выделяются на развитие нанотехнологий. Российское министерство промышленности, науки и технологий тоже считает развитие нанотехнологий одним из приоритетов в науке - наряду с генной инженерией и информационными технологиями. Почему ученых и государственных мужей потянуло в «страну лилипутов», понятно: перспективы нанотехнологий - фантастические (см. таблицу). Но вот насколько это реально? И что уже сделано? Рассказывает об этом читателям «Комсомолки» один из мировых лидеров в наноэлектронике Константин ЛИХАРЕВ. Современного «Левшу» мы разыскали в Нью-Йорке. Заочный диалог с профессором Лихаревым от имени российских коллег ведет академик Камиль ВАЛИЕВ. Компьютер для Дюймовочки - Какими достижениями уже может похвастаться нанотехнология? ЛИХАРЕВ: - Я вижу две очень заметные вещи. Во-первых, микроэлектроника оперирует все меньшими размерами - это уже наноэлектроника. В июне фирма «Интел» объявила на конференции в Японии, что она готова сделать стандартной технологией транзисторы с минимальным размером 20 нанометров. Это просто фурор! Транзистор всего из 60 атомов кремния - действительно фантастическая вещь. - В чем ее фантастичность? - Сейчас у самого популярного процессора, Пентиум-4, около 100 миллионов транзисторов. А если они будут размером 20 нанометров, то транзисторов в процессоре поместится 10 миллиардов. В 100 раз больше, чем сейчас. Соответственно увеличатся и скорость, и память. Это имеет колоссальные последствия для всех информационных технологий, от Интернета до сотовых телефонов. Второе направление - микроинженерия, создание механизмов наноразмеров. Прекрасный пример - подушки безопасности в автомобилях. Когда автомобиль во что-то въезжает, взрывается пиропатрон, которым управляет миниатюрная микросхемка. ВАЛИЕВ: - Приборы наноразмеров смогут путешествовать по кровеносным сосудам, доставлять лекарства куда нужно. Есть уже опытные образцы. Есть идеи у военных. К примеру, надо помещения отслеживать - можно сделать устройство величиной со спичечную головку, в котором видеокамера, радиоаппаратура вмонтированы. Вообще при наноразмерах вещества приобретают новые свойства, полезные во всех отраслях техники и знания. Вот в этом-то и есть соль нанотехнологий. С такой штукой люди столкнулись давным-давно. Зерно само собой не загорается - надо бензином полить, спичкой чиркнуть. А вот мучная пыль, которая скапливается на мельницах, взрывоопасна. Это пример того, как при изменении размеров возникают новые свойства. Такие же «чудеса» происходят и с другими веществами: керамика из нанопорошков гораздо лучше обычной, биологическая активность лекарств повышается, лазер тратит гораздо меньше мощности, если работает с наночастицами. Один из первооткрывателей этого явления - Жорес Иванович Алферов, получивший Нобелевскую премию за гетероструктуры. Гетероструктуры - это очень тонкие слои разных полупроводников, незаменимые сейчас в электронике. Собери ты мне баньку из атомов... ЛИХАРЕВ: - IBM продемонстрировала лет пять назад картинку, написанную атомами на кристалле меди при низкой температуре, - они таким образом логотип свой нарисовали. Значит, даже отдельными атомами можно манипулировать! - А как выглядят манипуляции с атомами? - Их «берут» сканирующими зондовыми микроскопами. Это такая острая иголка, которая висит над поверхностью и управляется микроманипуляторами. Этой иглой двигают атомы, молекулы режут на части. Но это пока душераздирающе трудно и медленно! - Все-таки прав был Артур Кларк, когда писал о том, что современная промышленность в будущем исчезнет - все можно будет собирать прямо из атомов? ВАЛИЕВ: - Наверное, можно. Любое вещество состоит из какой-то последовательности атомов и молекул. Методы поатомной сборки - это реальность. Но сейчас это неэкономно! Поэтому нужны процессы, которые происходят со множеством атомов сразу. Как реактор: в нем сотни миллиардов атомов одновременно соединяются. ЛИХАРЕВ: - Чтобы произошел прорыв в нанотехнологиях, чтоб они стали не «штучными», а массовыми, нужна революция. Я надеюсь, она свершится благодаря ДНК-самосборке наносистем. Что это такое? Кристаллы ДНК наносятся на поверхность, скажем, чипа. Основания молекулы, которые определяют биологический код, торчат наружу. Это все опускаем в жидкость с кластерами - это такие группки атомов, к которым тоже «пришиты» кусочки ДНК. Они плавают в «супе» и сами пристыковываются в нужные места схемы. Если получится - можно будет наносхемы не собирать, как сейчас, а растить их биологически. - Выращивать компьютеры в аквариуме - это заманчиво. А когда такое будет возможно? - Ха! Это вопрос. Надо работать! Я сейчас начинаю совместную работу со специалистами по молекулярной биологии. Они будут делать мои схемки таким методом. Посмотрим. Может, получится через 10 лет - это самый короткий срок. Что такое нанотехнологии? Все, что связано с очень маленькими размерами, порядка нанометра, то есть одной миллиардной доли метра. Это примерно три атома. ИЗ ДОСЬЕ «КП» Камиль Ахметович ВАЛИЕВ - директор Физико-технологического института РАН. Лауреат Ленинской премии. Руководит разработками квантового компьютера. ИЗ ДОСЬЕ «КП» Константин ЛИХАРЕВ удивил весь мир, когда вместе с московскими коллегами сделал уникальную вещь - одноэлектронный транзистор: в нем ток идет по одному электрону. Сейчас Лихарев - профессор физики Нью-Йоркского университета. В Штатах живет 10 лет, до этого работал на физфаке МГУ, в лаборатории криоэлектроники. Еще в 1988 году Лихарев рассказывал о наноэлектронике перед Политбюро ЦК КПСС: «Было все очень здорово. Нам дали валюту, мы начали строить хорошую лабораторию. А потом Советский Союз обанкротился. Ну и делать было нечего, кроме как ехать в Америку. Из 21 кандидата наук, что работали в нашей лаборатории, в Москве, по-моему, четверо остались».