Безопасныенанотехнологии
Автор: Юрий Свидиненко Страница 2 из 3. Вернуться на первую страницу. Следует быть осторожным с современными имплантатами. Последствия их длительного ношения изучены еще недостаточно. Тем более что для лучшей адгезии имплантатов к живым тканям можно будет применять модифицированные «адаптивные» покрытия, изготовленные с помощью нанотехнологий и имеющие такую поверхность, на которой легко растут новые живые клетки. Подобная технология уже проверена на титановых протезах Томасом Вебстером (Thomas J. Webster) из университет Пэдью. Единственная опасность — без серии клинических тестов нельзя сказать, будут ли новые протезы вызывать размножение и раковых клеток. В Конгрессе США компании-производители имплантатов (одна из них — Cheney’s Implant), а также FDA (Федеральная администрация по продуктам питания и медикаментам) с 2002 года лоббируют введение закона, позволяющего пациентам бесплатно носить имплантат в течение года. Таким образом компании «проверяют» свою продукцию на биосовместимость. Логичнее было бы проводить испытания в виде клинических тестов, но, видимо, это дорого. Речь не идет о таких устройствах, как хранители ритма, сердечные клапаны, искусственные артерии. Они уже довольно долго используются в медицине, и их побочные эффекты известны. Возможно, опасными станут имплантаты нового века — подкожные бумажники и мобильные телефоны, встроенные в челюстные кости. Многих волнует будущее нанотехнологий (десять-пятнадцать лет от сего года). Конечно, страшно оказаться на Земле, заполненной репликаторами. Ученые уже сейчас работают над безопасными сценариями развития и внедрения нанотехнологий. Одна из будущих опасностей — неконтролируемое распространение репликаторов, называемое еще «серой слизью» (gray goo problem). Впервые это понятие ввел Эрик Дрекслер в своей книге «Машины Создания». Для решения проблемы Эрик Дрекслер предлагал сформировать из наноустройств активный щит, предохраняющий планету от репликаторов. Джон Марлоу, автор книги «Нано» (2002), пошел дальше и описал создание суперчервя, который будет охватывать весь земной шар и мгновенно реагировать на неконтролируемую репликацию, «разбирая» на атомы размножающихся нанитов. Суперчервь должен реагировать мгновенно и иметь доступ в любую точку планеты. Надо сказать, предложенный Марлоу вариант страшнее самой проблемы, так как суперчервь практически неуязвим. На самом деле, как показали недавние исследования NASA, построить работоспособный репликатор можно, и конструктивно он будет не сложнее процессора Pentium 4. Однако недавно Дрекслер выступил со следующим заявлением: «Неконтролируемые репликаторы, конечно, возможны с точки зрения инженерии и физики, но их нельзя произвести современными методами нанотехнологий. К тому же репликаторы не слишком важны для молекулярной нанотехнологии, и их разработка не входит в планы исследований нанотехнологов».
Однако, как показали исследования Эрика Дрекслера, даже специально построить систему репликаторов, способных уничтожить Землю, невероятно трудно. Крис Феникс предложил проект нанофабрики — сложного наноустройства, способного по заданной программе делать различные макрообъекты. При этом ее размеры таковы, что она легко уместится на рабочем столе. Понадобится только загрузить нужный информационный файл (поатомное описание производимой вещи) в фабрику или нарисовать нужный объект самому, используя программное обеспечение нанофабрики (по типу систем Auto CAD). Можно сделать даже копию нанофабрики! Это безопасное решение нанопроизводства. Такая фабрика нуждается в постоянном наличии атомов — сырья для работы. Как только ее хранилища опустеют, производство закончится. А подготавливать атомарное «сырье» можно на более простом устройстве. Классические репликаторы из «серой слизи» подвижны и используют для постройки своих копий неподготовленное сырье. Нанофабрика же представляет собой репликатор, работающий в изолированной среде.
Один из способов остановки нанофабрики в случае производства заведомо опасных продуктов состоит в том, что ее программное обеспечение будет содержать только уже проверенные безопасные схемы. Это можно представить следующим образом: где-то имеется центральная библиотека всех файлов для нанофабрик, тщательно контролируемая мировым сообществом. Нанофабрики связываются с ней, запрашивая продукт, указанный пользователем. Прием-передача информации криптографированы самыми совершенными методами. Пополнение библиотеки проводится специалистами под надзором консультативного совета мирового сообщества. Так можно максимально защитить нанопроизводство от использования его во вред человечеству. К тому же в любое устройство (макро-, микро- и нано-) можно встроить защитный регулятор, уничтожающий устройство в случае отказа. Более того, они влияют на другие белки того же типа, наделяя их теми же свойствами. Структурные свойства прионов обеспечивают их высокую стабильность и способность к самовоспроизведению. Американские нейробиологи из команды Сьюзен Линдквист (Susan Lindquist) недавно установили, что прионы способны самостоятельно соединяться в сверхтонкие и очень прочные нити. Извлеченные из генетически модифицированных дрожжей, эти белки образовывали волокна длиной до нескольких миллиметров и диаметром около ста нанометров. Сама по себе белковая нить — диэлектрик. Чтобы она проводила ток, ее покрывают тонким слоем золота. Оказалось, что такой проводник обладает гораздо меньшим сопротивлением, чем микропровода, используемые в современных интегральных микросхемах. К сожалению, традиционными способами получать подобные «проволочки» невозможно. Прионные ограничители позволят управлять нанокомпьютерами и нанороботами, и в случае отказа этих устройств можно будет уничтожить все наноэлектронные цепи, задействовав прионные регуляторы с помощью ультрафиолетового или теплового излучения — подобно тому, как современные армии используют электромагнитный импульс для поражения электроники врага. Вот лишь один из вариантов защиты от выхода из строя наноэлектронных устройств. Вы, наверное, слышали о том, что использование нанороботов в медицине может вызвать непредсказуемые последствия. Но это на самом деле не так. Ниже мы приведем несколько примеров надежных наномедицинских устройств. Для начала кратко опишем наномедицинских роботов, спроектированных Робертом Фрайтасом (Robert Freitas). Внешние поверхности многих медицинских нанороботов и нанокомплексов могут быть изготовлены из алмаза, поэтому биосовместимость алмазных и алмазоидных материалов представляет интерес для наномедицины.
|