установленных законами физики. Квантовая механика, скорость света, гравитационные силы и прочее.
А теперь подумайте о Земле в новом масштабе, масштабе одной миллиардной метра. Расстояние между Луной и Землёй измеряется миллиардами метров, это полёт продолжительностью в день. Расстояние между метром и одной миллиардной метра — это приблизительно такая же пропасть, но она занимает несколько секунд.
Мы погружаемся глубоко в мир нанонауки, прямо в размерность атома. Если рассматривать этот вопрос в данном контексте, нить ДНК имеет ширину в 2,5 нанометра; молекула белка имеет размер в 5 нм, а красное кровяное тельце — 7 тысяч нм.
По сравнению с волосом человека нанометр в 100 тысяч раз меньше, чем прядь волос. В масштабе нанометров обычные материалы начинают работать невообразимым образом. Поведение наноматериалов может меняться, когда размер становится настолько маленьким по сравнению с большим количеством того же самого материала.
По мере сближения и взаимодействия этих технологий мы будем получать точные на атомном уровне наносистемы — это маленький масштаб по микроскопическим меркам, но большой — по предыдущим меркам систем атомарной точности.
Сегодня такие нанотехнологии находят широкое промышленное применение. В медицине они используются для введения в тело функциональных структур, идёт ли речь о воздействии на раковые клетки или их уничтожении.
Нанотехнологии воплощают мечту о том, что учёные могут переделать мир атом за атомом, производя манипуляции на атомарном уровне для трансформирования и конструирования широкого ряда новых материалов, устройств, живых организмов и технологических систем[162].
Экономические, военные и повседневно-бытовые последствия этого будут колоссальными. Прежде всего, мы можем стать свидетелями миниатюризации деталей в электронной и наноэлектронной промышленности. Не только хранение в крошечных объёмах пространства гораздо больших вычислительных мощностей, чем возможно сейчас, но и преимущества применения этих технологий в биомедицинской сфере: искусственная сетчатка; замена уха, которое больше не слышит; возможности создания молекулярных проводов, вырабатывающие, как нерв, разного рода импульсы, которые расшифровывает мозг.
С появлением новой науки и технологий, связанных с генетической революцией, мы можем буквально переписать нашу генетическую конструкцию. В течение одного поколения мы прошли путь от генетически модифицированных растений к генетически модифицированным животным. Будет ли следующий шаг в сторону генетически модифицированных людей?
На самом деле генная инженерия и военное применение нанотехнологий — это уже новая гонка вооружений.
Метаматериалы
Овладение характеристиками материи, которого нам удалось достичь, открывает новые грандиозные горизонты. К примеру,
«…наноструктурированные фотонные материалы — это смена технологической парадигмы и начало новой фотонной революции. Промышленная революция изменила саму структуру общества — оптический свет. Оптоволокно, несущее свет, привело к созданию глобальных информационных сетей. Фотонные метаматериалы произведут следующую революцию, создав условия для появления более продуманных решений во всех отраслях промышленности, в которых используется свет: от телекоммуникаций и хранения данных до безопасности в сфере обороны»[163].
В 2010 году учёные создали материал, который не должен существовать в природе. Когда свет достигает какого-либо объекта, именно атомарная структура этого объекта определяет, что мы видим. Не важно, идёт ли речь о прозрачном мраморе, чистой воде или зелёной листве. Всё зависит от того, как свет взаимодействует с атомами. Если мы умеем манипулировать атомами, мы в конечном счёте сможем контролировать то, как выглядит мир. Как? Создавая искусственные материалы, называемые метаматериалами.
И эти новые структуры превосходят природу потрясающими способами. И в невероятно малых масштабах. Нанофотонные метаматериалы обеспечивают такую степень контроля над светом, которую невозможно было представить ещё несколько лет назад [164].
