В прошлом году свершилось пять «прорывных», знаковых достижений в области нанотехнологии. Основной актуальной темой стало пересечение компьютерных технологий с биологией – интегральные схемы применялись для исследований буквально во всех областях, от нервной деятельности до динамики тканей, кроме того, стали реальностью одноразовые биологические «лаборатории на чипе» (lab-on-a-chip). Итак, представляем пятерку достижений-лидеров.

В прошлом году свершилось пять поворотных достижений в области нанотехнологии. Свести значение пятерки лидеров на «нет» будет нелегко. Основной актуальной темой сегодня стало пересечение компьютерных технологий с биологией – интегральные схемы применялись для исследований буквально во всех областях, от нервной деятельности до динамики тканей, кроме того, стали реальностью одноразовые биологические «лаборатории на чипе» (lab-on-a-chip).

Гарвардская группа исследователей под руководством Роберта Вестервельта (Robert Westervelt) создали гибридный чип, который способен управлять движением биологических клеток. При помощи этого чипа исследователи могут собирать клетки одну за другой в искусственную ткань, которая может использоваться для испытания действия различных лекарственных средств.

Прошлый год так же еще на шаг приблизил нас к нанокомпьютерным технологиям, так как многие исследовательские группы открыли новые способы разработки нанотрубок на заказ. Ученые из Стендфордского университета и Северо-Западного Университета создали два новейших способа сортировки нанотрубок по их электрическим свойствам.

Кроме того, группа, возглавляемая Джеймсом Туром (James Tour) из Университета Райс (Rice University) изобрела революционный метод, который предвидел легендарный Ричард Смолли (Richard Smalley), по выращиванию массового количества нанотрубок из «нанотрубковых семян».

Несмотря на то, что большинство прорывов было совершено в научных кругах, корпоративный мир также имеет свои достижения. Например, телевизоры на углеродных нанотрубках компании Motorola уже готовятся к выпуску из лаборатории и выходу на рынок, чтобы превзойти современные плоскопанельные экраны, а IBM стала лидером в области наномасштабных компьютерных технологий.

Это был действительно знаменательный технологический год, от биотехнологий до электроники, и следующие технологии стали лучшими из лучших. Итак, без долгих предисловий представляем пятерку достижений-лидеров в области нанотехнологии.

ДНК-ОРИГАМИ
Истинная простота и разнообразие методики ДНК-оригами (DNA origami) Пола Ротмунда производят революцию в наномасштабной архитектуре. Ротмунд разработал технику изгибания единой длинной спирали ДНК в любую двухмерную форму, закрепленную несколькими крошечными фрагментами ДНК. Он создал программное обеспечение для быстрого определения коротких последовательностей, которые смогут изогнуть основную спираль в нужную форму, такую как создаваемый ДНК смайлик, всего 100 нм шириной и 2 нм толщиной, или его наномасштабная карта Америки.

Хотя все это выглядит не слишком серьезно, но такие произведения являются подтверждением идеи: вот метод построения решетки, которую можно использовать для поддержки квантовых точек в квантовом компьютере или протеинов в многоэнзимной фабрике, не говоря уже об иных способах применения.

НАНОМАГНИТЫ ДЛЯ ОЧИСТКИ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ
По сообщениям Всемирного Банка около 65 миллионов людей страдают от заболеваний, вызванных мышьяком, содержащимся в миллионах загрязненных водяных скважин, особенно в развивающихся странах, таких как Индия и Бангладеш. Сегодня группа исследователей под руководством Вики Колвин (Viki Colvin) из Университета Райс (Rice Unicersity) разработала простой и недорогой метод решения этой проблемы.

Наночастицы ржавчины, обладающие магнитными свойствами, связываются с мышьяком, при этом ржавчина и мышьяк вытягиваются из воды при помощи всего одного ручного магнита. Сутью революционного открытия стало то, что передвижение наномасштабной ржавчины не потребует огромных магнитных полей, как предполагалось ранее. Уникальные свойства ржавчины на уровне наномасштаба заставляют наночастицы действовать как один большой магнит, который можно легко извлекать из воды, очищая ее до стандартов, приемлемых для Агентства по охране окружающей среды. Данный метод, не требующий применения электричества или масштабного оборудования, имеет мировое значение.

СЕТКИ СОЕДИНЯЮТ НАНОТРАНЗИСТОРЫ С НЕЙРОНАМИ
В области первой в истории двусторонней взаимосвязи между наноэлектроникой и живыми нейронами профессор Либер (Charles Lieber) и его группа создали революционный способ изучения активности мозга. Кремниевые наноструны соединяются с аксонами и дендритами живых нейронов млекопитающих, создавая между ними искусственные синапсисы и позволяя ученым изучать распространение сигнала в нейронной сети и манипулировать им.

Устройство способно с беспрецедентной чувствительностью измерять электросигналы мозга, увеличивая сигналы на протяжении одного нейрона. Он также позволяет ученым точно моделировать сложную деятельность мозга, проложить путь к мощнейшему нейронному эндопротезированию и открывает возможность обрабатывать гибридную наноэлектрическую и биологическую информацию.

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СХЕМЫ НА ОСНОВЕ ЕДИНОЙ НАНОТРУБКИ
IBM представила самую сложную и самую высокоэффективную электрическую цепь на основе единой нанотрубки, таким образом, продемонстрировав применение CMOS технологии и проложив путь в будущее компьютерных технологий.

Интегральная логическая схема состоит из 12 транзисторов из палладия и алюминия. Токи в сотни раз медленнее, чем в современных кремниевых процессорах, но в 100000 быстрее, чем в любых предшествующих устройствах на углеродных нанотрубках, при этом они имеют потенциал увеличения скорости. В отличие от кремния она не требует легирования, которое рассеивает ток, и обладает значительно большей теплоемкостью. Эксперты, прежде всего, видят применение этих схем на основе нанотрубки в гибридных кремниево-нанотрубочных компьютерах.

НАНОЧАСТИЦЫ УНИЧТОЖАЮТ РАК
В этой битве рак начинает сдавать свои позиции – исследователи из MIT и Гарварда создали особые наночастицы, которые нацеливаются на раковые клетки и переносят дозы целевой химеотерапии.

В клинических исследованиях на мышах, которым был привит человеческий рак простаты, одна инъекция таких наночастиц полностью уничтожила опухоль у пяти из семи подопытных животных, значительно снизив размер опухоли у двух других. Данный метод может быть также воспроизведен для лечения рака груди и печени. Все с надеждой ожидают появления этих убийц рака в клинических опытах над человеком.

ПЕРСПЕКТИВЫ
Мы уверены, что возникнут новые революционные прорывы в области взаимодействия наноэлектроники и биологии. Предполагается увеличение количества новых наночастиц для биомедицинского применения. Особое внимание будет уделяться комбинированным продуктам, которые могут быть использованы в целях медицинской визуализации и целевой доставки лекарственных средств, особенно в отношении раковых заболеваний.

По мере включения корпоративного мира в охрану окружающей среды на первый план выйдут экологические нанотехнологии с применением в области раковых клеток, солнечной энергии, хранения водорода.

При подготовке статьи использованы материалы: Forbes

Академия Конъюнктуры Промышленных Рынков оказывает три вида услуг, связанных с анализом рынков, технологий и проектов в промышленных отраслях - проведение маркетинговых исследований, разработка ТЭО и бизнес-планов инвестиционных проектов.
• Маркетинговые исследования
• Технико-экономическое обоснование
• Бизнес-планирование

Автор:

Любовь Олиферова,
Академия Конъюнктуры Промышленных Рынков
Тел.: (495) 918-13-12, (495) 911-58-70
E-mail: mail@akpr.ru
WWW: www.akpr.ru