Фізика майбутнього

подушок безпеки і дисплеїв до гіроскопів для автомобілів і літаків. МЕМи - це крихітні пристрої; вони такі маленькі, що легко можуть уміститися на вістрі голки.⁶ їх виготовляють за допомогою тих самих методів фотолітографії, що й комп’ютерні чіпи. Замість того, щоб витравлювати транзистори, інженери витравлюють крихітні механічні компоненти і створюють такі малі деталі, що побачити їх можна тільки в мікроскоп.

У 2000 році науковці в цюрихській дослідницькій лабораторії IBM створили атомну версію рахівниці, маніпулюючи окремими атомами за допомогою тунельного скануючого мікроскопа. Замість дерев’яних кісточок, які пересуваються по дротах у звичайній рахівниці, в атомній використали бакіболи - молекули, що складаються суто з атомів вуглецю і мають форму, подібну до футбольного м’яча, у 5000 разів меншого за товщину людської волосини.

У Корнелльському університеті науковці навіть створили атомну гітару. Вона має шість струн, кожна товщиною лише 100 атомів. Якщо покласти в ряд двадцять таких гітар, то вони вмістилися б у діаметр людської волосини. Ця гітара справжня, зі справжніми струнами, які можна перебирати (однак звук цієї атомної гітари надто високий і невловимий для людського вуха).

Утім, найширше цю технологію сьогодні застосовують в автомобільних подушках безпеки, що містять крихітні акселерометри- МЕМи, які можуть відчути різке гальмування вашого авта. Акселерометр-МЕМ складається з мікроскопічної кульки, що прикріплена до пружинки або важеля. Якщо ви різко гальмуєте, це змушує кульку хитнутися, і від її руху утворюється маленький електричний заряд. Він слугує детонатором для хімічного вибуху, при якому за 1/25 частку секунди вивільняється великий обсяг азоту. Ця технологія вже врятувала тисячі життів.

БЛИЗЬКЕ МАЙБУТНЄ (ВІД СЬОГОДНІ ДО 2030 РОКУ)

НАНОПРИСТРОЇ В НАШОМУ ТІЛІ

У близькому майбутньому варто очікувати появи нових різновидів нанопристроїв, що можуть здійснити революцію в медицині, - зокрема таких, які курсуватимуть нашою системою кровообігу. У фільмі Фантастична подорож команда лікарів-науковців разом із підводним човном зменшується до розмірів червоного кров’яного тільця. Вони вирушають у подорож кровоносними судинами й мозком пацієнта і переживають у його тілі низку небезпечних пригод. Одне з завдань нанотехнології- створити молекулярних “мисливців”, які б полювали на ракові клітини й обережно їх знищували, не пошкоджуючи при цьому здорових клітин. Письменники-фантасти віддавна мріють про молекулярний апарат, який би курсував у крові людини, постійно вистежуючи ракові клітини. Критики колись уважали, що це неможливо, й називали такі ідеї пустими мріяннями фантастів.

Сьогодні ці мрії частково реалізуються. У 1992 році Джером Шен- таґ з Університету Буффало винайшов “розумну таблетку”, про яку ми згадували раніше, - крихітний інструмент завбільшки з таблетку, який пацієнт ковтає і за рухом якого можна стежити за допомогою електронного пристрою. Цій таблетці можна дати команду доправити ліки в потрібне місце. Сьогодні вже створено “розумні таблетки”, що містять телекамеру й можуть фотографувати зсередини шлунок і кишківник пацієнта. Керувати цими таблетками можна за допомогою магнітів. Таким способом можна виявляти пухлини й поліпи. Ймовірно, в майбутньому за допомогою таких “розумних таблеток” виконуватимуть невеликі хірургічні операції - усуватимуть аномалії і братимуть проби на біопсію зсередини, не розтинаючи шкіри.

Значно менший пристрій - наночастинка, тобто велика молекула, що здатна доправити протиракові ліки до конкретної мішені; це може здійснити революцію в лікуванні раку. Наночастинки можна порівняти з такими собі молекулярними “розумними бомбами”, чиє завдання - влучити хімічним вантажем у конкретну ціль, істотно зменшивши таким чином побічні ефекти терапії. Якщо “дурна” бомба нищить усе, в тому числі здорові клітини, то “розумні бомби” діють вибірково і влучають тільки в ракові клітини.