Конверсия попутного нефтяного газа в углеродные наноструктуры и водород

В настоящее время основным источником энергии для экономики и сырьем для химической промышленности являются ископаемые жидкие и газообразные углеводороды. Наряду с крупными газовыми месторождениями, связанными с потребителями с помощью магистральных газопроводов, существует большое количество источников газообразных углеводородов, продукт которых на переработку не поставляется, а либо сжигается, как это делают с попутным нефтяным газом (ПНГ), либо выбрасывается в атмосферу в своем натуральном виде, что усиливает парниковый эффект и отягощает экологическую обстановку. И в том, и в другом случае ценное сырье не используется в экономике.

Углерод и водород представляют собой основные атомарные компоненты, которые входят в состав ПНГ. Это определило основную идею настоящих исследований, цель которых состоит в создании научных основ для развития экологически чистой технологии утилизации ПНГ в коммерческие привлекательные продукты водород и углеродные наноструктуры. Один из возможных путей конверсии – это пиролиз с использованием дугового плазмотрона.

http://bio.fizteh.ru/student/diff_articles/nanotech_03092008.html

Нанотехнологический бум: спекуляции, преувеличения и истерия

Оригинал статьи опубликован на сайте "Нанометр" Автор - Гудилин Евгений Алексеевич, асп. ФНМ МГУ , (реферат по философии по книге книге D. Berube “Nano-hype: the truth behind the nanotechnology buzz”) 1. Введение. В настоящее время нанотехнологии – одна из наиболее интенсивно обсуждаемых тем в научном сообществе. В 2002 году количество упоминаний слова «нанотехнологии» в печатных публикациях превысило четыре тысячи и в настоящий момент продолжает расти в геометрической прогрессии (рис. 1). Согласно прогнозам ученых, нанотехнологии могут принести огромную пользу практически во всех областях человеческой деятельности, например, при создании новых материалов с уникальными свойствами, для совершенствования электронных устройств, проектирования экологически чистых промышленных процессов, поиске новых лекарственных препаратов. Успех нанотехнологий связывают, прежде всего, с тем, что именно в системах нанометрового размера происходит переход от индивидуального поведения атомов к коллективному. Способность управлять такими системами даст возможность направленно создавать атомные, молекулярные и супрамолекулярные ансамбли с заданными свойствами, что открывает путь к принципиально новым материалам и процессам, которые будут существенно превосходить по эффективности то, что существует в настоящее время. Рис. 1. Рост цитируемости термина «Nanotechnology» [1]. Столь многообещающая область современной науки и технологии не может не вызывать общественной реакции и порождает дискуссии по поводу возможных перспектив и скрытых опасностей нанотехнологий. С другой стороны все исследования, связанные с нанотехнологиями, считаются крайне перспективными и поэтому имеют шанс получить повышенное финансирование. В настоящее время приставка «нано» используется во многих научных публикациях и заявках на гранты по химии, материаловедению и физике твердого тела, и не всегда ее применение оправдано с научной точки зрения. Кроме того, слова о нанотехнологиях позволяют увеличить инвестиционную привлекательность различных предприятий, а также спрос на различные товары, например, содержащие в своем составе наноразмерные частицы или произведенные с применением нанотехнологий. Однако с другой стороны ученых и бизнесменов трудно уличить в спекуляциях с целью получить деньги на исследования или развитие бизнеса, так как в ряде случаев они добиваются реальных успехов, совершают научные открытия и создают действительно новые материалы, устройства или лекарственные препараты, не имевшие ранее аналогов. Такая противоречивая ситуация, возникающая в результате взаимодействия передовых научных и технологических достижений и общественной реакции на них, нашла отражение в книге «Nanohype. The truth behind the nanotechnology buzz» Дэвида Берубе (David Berube), профессора университета Южной Каролины, являющегося также главным координатором исследовательских программ в Наноцентре Штата Южная Каролина (UCS Nanocenter). Термин «nanohype» в данном случае обозначает «чрезмерное преувеличение» или «шумиха». В своей книге Дэвид Берубе собрал и систематизировал различные точки зрения на нанотехнологии, которые существуют в США, чтобы дать возможность читателю самому разобраться в том, какая польза может быть от нанотехнологий и какие опасности для человечества они таят, какие результаты достигнуты в настоящий момент и какие возможности есть в будущем, какова роль ученых, технологов, бизнесменов и правительственных структур в развитии нанотехнологий. По мнению автора, читая захватывающие пресс-релизы о выдающихся достижениях в области нанотехнологий и видя заманчивую рекламу нанопродуктов, каждый обязан задуматься над следующими вопросами: - является ли нанотехнология действительно технологией в смысле способа производства различных продуктов, или же она сводится к нанонауке, то есть к наблюдению, объяснению и прогнозированию феноменов в нанометровом диапазоне? Но даже если нанотехнология сводится к нанонауке, что нового она несет по сравнению с химией, физикой конденсированного состояния и другими давно известными науками, изучавшими такие явления ранее? - Сводится ли нанотехнология только к областям интересов различных сообществ: ученых, добивающихся финансирования исследований, бизнесменов, развивающих свое дело, или других групп, решающих свои задачи? - Следует ли верить пугающим прогнозам о нанороботах, которые могут выйти из-под контроля человека и уничтожить все живое? Являются ли наночастицы токсичными и канцерогенными? Книга состоит из одиннадцати глав, касающихся различных спекуляций и истерии вокруг нанотехнологий, роли правительственных структур и неправительственных организаций в развитии нанотехнологий, стратегий развития нанотехнологий, которых придерживаются США, Европейский союз и Великобритания, возможных применений достижений нанонауки, промышленных аспектов нанотехнологий, токсикологическим вопросам и экологический безопасности, а также социальным и этическим аспектам. В данном реферате основное внимание будет уделено первым двум главам: «Преувеличение, гиперболизция и истерия» («Exaggeration, hyperbole and hype-steria») и «Спекуляции и критика нанотехнологий» («Spesulation and criticism about the nanotechnology»). Мой интерес к этим вопросам связан с тем, что при изучении на факультете наук о материалах различных аспектов, которые можно отнести к нанотехнологиям (например, в рамках спецкурсов «Наноматериалы», «Физика низкоразмерных систем» и «Современные функциональные материалы»), данным темам не уделяется никакого внимания. В то же время, отношение общества может иметь большое значение для развития этой недавно выделившейся области знания, и пока не ясно, являемся ли мы свидетелями рождения новой области науки или же наблюдаем одну из наиболее масштабных в истории науки спекуляций. 2. Преувеличение, гиперболизция и истерия По словам Катерины Хайлес (Katherine Hayles), нанотехнологии в настоящее время могут играть значительную роль в культуре общества. Они не содержат практически никаких новых теоретических знаний, однако совместное рассмотрение результатов из различных областей естественных наук в сочетании с применением самых современных приборов дает синергетический эффект и приводит к тому, что наука выходит на новый междисциплинарный уровень [2]. Однако для того, чтобы оправдать значительные расходы на научные исследования и постоянное внимание средств массовой информации к нанотехнологиям зачастую эта мысль предстает в значительно гиперболизированном виде и выдается за что-то новое и чрезвычайно привлекательное. По словам Тима Харпера (Tim Harper) [3], никто не занимается настоящей нанотехнологией, так как сама по себе технологией она не является и являться не будет. В настоящее время считается, что нанонаука и нанотехнология являются результатами эволюции науки, которые появились в конце двадцатого века. В то же время их появление породило ряд специфических общественных явлений, которые можно объединяет общий признак: гипербола или преувеличение. 2.1. Гипербола как переменная Новые технологии всегда привлекали внимание общественности, в том числе, и технически образованной части общества. С одной стороны, нанотехнологии позиционируется, как новая область знаний, которая в будущем позволит человечеству разрешить существующие в настоящее время энергетические, экологические, медицинские и другие проблемы. С другой стороны, она также обладает рядом негативных ассоциаций, поэтому зачастую ее достижения воспринимаются с тревогой, недоверием и порождают спекуляции на тему опасностей для человечества. Это, конечно, не означает, что исключительно нанотехнологии «притягивают» разного рода спекуляции. Например, Пэт Муни (Pat Mooney) ETC утверждает: «преувеличения всегда есть. За прошедшее столетие не было ни одной технологии, которая бы не сопровождалась спекуляциями.» [4] Это так, но масштаб гиперболы был гораздо меньшим, а защита нанотехнологий от различного рода критики является гораздо более интенсивной. Кроме того, гипербола в равной мере используется как защитниками, так и противниками нанотехнологий, в том числе и самим Муни. «Гипербола содержит мысль, которая настолько искажает реальность, что слушатель не воспринимает ее буквально» [5]. Однако, несмотря на то, что большая часть преувеличений очевидна, так как они являются абсурдными, некоторые из них не так легко распознать. Часто гиперболу наряду с иронией используют для того, чтобы слушатель мог легче понять говорящего. Однако если однажды аудитория воспримет гиперболу в буквальном смысле, оказывается практически невозможно уверить людей в том, что они ошиблись. В этом случае опровержения оказываются малоэффективными. Оказывается, что матрица понятий слушателя повреждена и нуждается в коррекции. Однако человек сам должен понять, что ошибся, а это бывает сложно, потому что применение несоразмерных понятий привлекает внимание именно потому, что они наиболее сильно затрагивают интересы целевой группы в аудитории. Таким образом, если аудитория восприняла гиперболу буквально, необходимо заново пересмотреть и скорректировать процесс, который привел к неправильному пониманию. В качестве примера, иллюстрирующего эту проблему, Дон Эйглер (Don Eigler) из компании IBM приводит истории о морских чудовищах, которые бытовали в Европе до плавания Колумба к берегам Америки. Эти чудовища жили в Атлантическом океане и могли разрушить любой корабль, находящийся в открытом море. Эти истории существовали вне зависимости от того, что им не находилось эмпирического подтверждения. Неправильное понимание, связанное с неверным истолкованием гиперболы не является самым тяжелым случаем. Иногда происходит последовательная гиперболизация уже существующих гипербол, вызванная стремлением получить быструю наживу от сбитых с толку людей. Зачастую, журналисты, политики и просто известные люди рекомендуют обывателями «нанотех» - продукты компаний, не имеющих никакого отношения к нанотехнологиям. Кому нужна наногипербола? Всем, кто каким-либо образом, независимо от конечных целей, хочет получить выгоду от нанотехнологической инициативы. К ним относятся мечтатели, бюрократы, официальные лица, лидеры промышленных корпораций, получатели правительственных грантов, банкиры-инвесторы. Кроме них существуют и другие сообщества, которым выгодна шумиха вокруг нанотехнологий. Это различные средства массовой информации и неправительственные организации, которые подогревают интерес к нанотехнологиям для того, чтобы повысить свое финансирование, а также различные неудачники и чудаки. Преувеличения сопутствуют всем эффектам, которых только можно ожидать от нанотехнологий. «Их возможности считаются необыкновенными. Они дают возможность снизить энергопотребление значительно. Их вклад в успехи медицины фундаментален. Они коренным образом повышают точность и эффективность оружия [7].» Это приводит к тому, что «Эксперты по нанотехнологиям по всему миру пришли к выводу, что шумиха вокруг нанотехнологий (то есть необоснованные заявления о том, что нанотехнология может все), могут в будущем являться важным фактором возникновения отторжения нанотехнологии в обществе» [8]. То есть, необходимо понимать, что нас ждет расплата за то, что мы принимаем на веру маловероятные но чрезвычайно желательные события. «Такая риторика может привести к тому, что люди откажутся от разумного поведения, которое так необходимо нам в настоящее время. Обещание будущих технологий, не нуждающихся в ресурсах, может спровоцировать неэкономное расходование ресурсов сейчас. Рассказы о полностью чистых технологиях и уничтожении всех отходов разубеждает людей в необходимости думать о загрязнениях, которые они производят в процессе своей жизнедеятельности» [9]. Несмотря на все это, существует, по меньшей мере, одна мысль, которая может служить более или менее рациональным оправданием гиперболизации всего, что связано с нанотехнологиями – «прогресс идет такими темпами, что превосходит самые смелые прогнозы» [10]. Иными словами, коммуникационных средств в обществе не хватает для описания вновь открываемых феноменов, и поэтому приходится прибегать к литературным средствам. Подобно тому, как профессор, объясняя что-то новое студентам, использует аналогии и сравнения, гиперболизация и преувеличения используются тогда, когда обычные описания не могут быть полностью понятны людям. Таким образом, гиперболизация применяется тогда, когда средств языка оказывается недостаточно для того, чтобы описать все, что происходит в новой области знаний. Если рассмотреть развитие нанотехнологий во времени, то окажется, что в основном гиперболизация связана с понятиями, возникшими десять и более лет назад. Более того, наиболее интенсивное преувеличение возможностей нанотехнологии связано с молекулярными устройствами – то есть молекулами, строение которых повторяет структуру различных механизмов, которые активно популяризировал в своих работах Эрик Дрекслер. Основной идеей Дрекслера и его сторонников являлось то, что появление нанороботов-ассемблеров, способных создать любые предметы путем сборки из атомов приведет к революционным преобразованиям всех технологий или же к исчезновению человечества с лица Земли. Следует отметить, что «приставка «нано» является безошибочным средством для поиска инвесторов. Количество дешевых компаний, название которых, так или иначе, имеет отношение к нанотехнологиям растет день ото дня» [11]. «Сейчас нанотехнологии приобрели огромную популярность не только в научной среде, и поэтому привлекают огромное количество жуликов, которые промышляют тем, что прибавляют приставку «нано» к названию своей компании» [12]. Примером такого явления может служить компания US Global Nanospace, занимающаяся производством оружия. «Но название – не единственное, что лишено смысла в данном контексте. Дело в том, что эта компания при стоимости активов порядка 85 млн. долларов США принесла в 2002 году всего 125,679 тыс. долларов прибыли, притом, что чистые убытки составили около 7 млн. долларов» [11]. Другой пример – компания NanoPierce, известная также как Sunlight Systems или Maldell-Denver, деятельность которой не имеет никакого отношения к нанотехнологиям [11]. По словам Manuel Ansensio, исполнительного директора инвестиционной компании Ansensio & Co, ярлык «нано» стал настолько популярен, что его использование стало любимым приемом при совершении жульнических сделок [13]. Это наносит ежедневный вред инвесторам и предпринимателям [14]. В свою очередь, пересыщенность информационной среды различными спекуляциями на тему «нано» приводит к тому, что инвесторы с осторожностью относятся к предприятиям, которые позиционируют себя, как «нанотехнологические компании». Поэтому в настоящее время многие компании, в том числе и действительно применяющие нанотехнологии при производстве своей продукции, предпочитают не использовать слишком назойливые ссылки на ее применение в рекламе своей продукции [15]. Шумиха, охватывающая все, что связано с нанотехнологиями, оказывает влияние не только на финансовые рынки и коммерческую сферу. Многие ученые также придерживаются мнения, что в научной сфере также присутствует множество спекуляций, переоценивающих возможности нанотехнологий [16]. Это положение усугубляется еще и тем, что пока ученые – особенно, те, которые работают в университетах, а не на производстве или в частных компаниях, – питают несбыточные надежды, нанотехнология так и будет оставаться областью, кишащей различного рода жаргонными терминами, междисциплинарной путаницей и другими проблемами. Однако этим дело не ограничивается. Сейчас во многих университетах открываются наноцентры, создание которых обычно сводится к переселению какой-либо кафедры естественно-научного факультета в отдельное здание или просто в отдельные помещения. Кроме нового названия, а также усиленной поддержки со стороны администрации мало что изменяется. Сенатор Уайден (Wyden) во время первых слушаний по поводу национальной программы по исследованиям и разработкам в 21-м веке сказал: «Забавно, что сейчас практически все ученые в мире занимаются нанотехнологиями. В 90-е была другая мода, всегда ставить после названия dot.com, а теперь каждый намерен поставить «нано» перед названием того, чем он занимается» [17]. Таким образом, в настоящее время в области нанотехнологий существует два направления. Одно – основывается на реально существующих разработках промышленных корпораций и научных лабораторий университетов и ученых и результатах программ, финансируемых правительством – опирается на достижения химии, физики и материаловедения, которые действительно могут привести к технологическому прорыву в течение ближайших десятилетий. Сторонники другого направления – включающего в основном измышления из области научной и не очень научной фантастики – прогнозируют революционное изменение возможностей человека, однако такой прогноз основывается скорее на метафорах и не несет под собой точного расчета. Тем не менее, именно последнее направление оказывает наибольшее влияние на людей, не имеющих специального научного или технического образования. Гипербола является литературным приемом, призванным обратить внимание ранее на незамеченный объект путем преувеличения каких-либо его качеств. Как и многие преувеличения, она начинает жить своей жизнью и это продолжается до тех пор, пока кому-нибудь не придет в голову ее проверить. Однако, если произойдет так, что реальная продукция, произведенная при помощи нанотехнологий, дойдет до потребителей и не оправдает их ожиданий, можно ожидать, что они будут разочарованы, и налогоплательщики начнут задавать вопросы о цене неудавшегося эксперимента. Это будет обусловлено тем, что применение гиперболы приводит к завышенным ожиданиям. Если нанотехнологии объявляются национальной задачей, как, например, в случае Национальной Нанотехнологической Инициативы в США, которая зависит от денег налогоплательщиков, провал такой программы таит в себе большие опасности для состояния общества. Компании Гартнер, специализирующейся на маркетинговых исследованиях и оказывающей консалтинговые услуги, удалось установить общие закономерности развития общественной реакции на новую технологию. Подобная модель была построена на основе реакции общества на появление Интернет-технологий и других популярных товаров и услуг. Согласно этим исследованиям, цикл развития технологии начинается со значительного интереса, который возбуждается в обществе (в развитии нанотехнологий в США этому этапу соответствует появление Национальной Нанотехнологической Инициативы). Общественная реакция проходит через «пик» необоснованных ожиданий, на этом этапе большие деньги в основном получают организаторы различных рекламных компаний, конференций и издатели научно-популярной рекламной литературы. Однако затем происходит разочарование и резкое падение популярности. На следующем этапе более или менее положительное отношение общества или хотя бы его части восстанавливается, и технология выходит на «плато продуктивности». На этом этапе большая часть спекуляций заканчивается, и начинается упорная и успешная работа профессионалов, которая действительно приводит к впечатляющим результатам [18]. В настоящий момент общественная реакция находится на подъеме, и, очевидно, уже близка к «пику необоснованных ожиданий». Сотрудник компании Хьюлетт Паккард Стэнли Вильямс (Stanley Williams) опасается, что если общественные ожидания будут расти так же быстро, то неизбежное разочарование в радужных иллюзиях, ореолом которых окружены нанотехнологии, приведет к тому, что нанотехнологии надолго потеряют довериелюдей [19]. Рис. 2. Развитие реакции общества на новую технологию [1]. К сожалению, необходимо констатировать, что так как большая часть общества недостаточно образованна в научно-технической области, лишь немногие могут отличить действительно выдающиеся перспективы от преувеличений, делаемых в рекламных целях или от разного рада спекуляций. Гиперболу не следует понимать в буквальном смысле слова, однако каким образом простой человек может различить, что является гиперболой, а что – не является? Дело усложняется тем, что кроме положительных перспектив в некоторых случаях, напротив, появляются чрезвычайно мрачные предсказания. Одним из примеров такого подхода является «серая слизь» – фантастический феномен, описанный Эриком Дрекслером. 3. Защита и критика нанотехнологий в научном и околонаучном сообществе В научной среде важную роль при восприятии новых идей играют авторитетные личности – те, кто добился значительных успехов в той или иной области. В случае нанотехнологий авторитетных ученых можно разделить на две большие группы – защитников и критиков. 3.1. Защитники нанотехнологий 3.1.1 Ричард Фейнман Ричард Фейнман (Richard Feynman) был, пожалуй, одним из первых ученых, связавших будущее человечества с нанотехнологиями. Ричард Фейнман был блестящим ученым, лауреатом Нобелевской премии 1965 года в области физики. Роль Фейнмана в развитии нанотехнологий до конца не ясна. Однако его крылатая фраза «Там, внизу, много места», послужившая заголовком для лекции на собрании Американского Физического Общества в декабре 1959 года вдохновляет адептов нанотехнологий и по сей день. В этом докладе Р. Фейнман в основном обсуждал проблему минитюаризации различных механических устройств и средств хранения информации, а также утверждал, что можно обойти многие из ограничений, которые существовали в то время при работе на микронном и субмикронном уровне [20, 21]. Рис. 3. Ричард Фейнман. В феврале 1983 года Р. Фейнман снова сделал доклад на ту же самую тему. Тогда ему пришлось признать, что те устройства, о которых он говорил в 1959 году, до сих пор не нашли реального применения [22], и, возможно, мечты о маленьких механизмах были заблуждениями. Он назвал ряд проблем, которые могут возникнуть при конструировании таких устройств (например, источник энергии, контроль позиционирования и движения), и даже предложил теоретическое решение для некоторых из них (например, для уменьшения влияния силы трения). В завершение он сказал о возможной роли микроустройств при создании квантовых компьютеров и выполнении вычислений на них. Основной идеей, к которой пришел Фейнман, размышляя о микронных механизмах, было то, что человек может учиться у природы, подражая ей при создании механизмов «снизу вверх». Например, сам он говорил, что то, как он видит красоту цветка, сильно отличается от того, как ее видит художник, так как он может себе представить цветок не только в сантиметровом масштабе, но увидеть все его клетки и вообразить все сложные процессы, которые в них происходят, и в этом тоже есть своеобразная красота [23]. Коллега Фейнмана, Глейк (Gleick), полагал, что его интерес к молекулярным и атомным структурам был связан с тем, что он много размышлял над вторым началом термодинамики и связью между энтропией и информацией. Ему казалась удивительной способность живых организмов хранить и воспроизводить генетическую информацию для создания сложных механизмов, которые обуславливали их существование [24]. Для Фейнмана основной ценностью науки была возможность делать экстраполяции [24]. По его мнению, спекуляции про микро- и наномир полезны, даже если пока нет возможности исследовать реальные объекты [24]. Он считал, что «для того, чтобы решить проблему, которая никогда прежде не решалась, необходимо приоткрыть дверь и шагнуть в неизвестное. Необходимо представить себе возможности, которых в настоящий момент может не быть. Скорость развития науки определяется не тем, как быстро мы фиксируем наблюдения, но тем, насколько быстро мы можем найти или создать то, что мы можем наблюдать. То, что мы сегодня называем научным знанием есть лишь скопление неких предположений, верных или неверных с той или иной долей вероятности. Какие-то из них более точны, какие-то менее, но не одно не является верным абсолютно» [25]. Необходимо заметить, что мысли, высказанные Фейнманом, не слишком сильно повлияли на развитие каких-либо новых направлений исследований. Его рассуждения были слишком умозрительными, и поэтому не рассматривались научным сообществом, как начало новой исследовательской программы. И хотя его высказывание «Там, внизу, много места» часто упоминается в связи с нанотехнологиями, «отцом нанотехнологий» все же считается другой ученый – Эрик Дрекслер. 3.1.2 Эрик Дрекслер Дрекслер (Eric Drexler) и Фейнман по-разному видели реализацию нанотехнологий на практике. Если Фейнман считал, что достаточно просто сделать очень маленькие механизмы, причем контроль на атомарном уровне не важен, то Дрекслер, напротив, считал, что наноразмерные механизмы могут и должны быть собраны именно на атомарном и молекулярном уровне [19]. Рис. 4. Эрик Дрекслер. Книга Дрекслера «Машины созидания», изданная в 1986 году, была его первым произведением, ориентированным на массового читателя. Эта книга является уникальным футурологическим произведением. Безусловно, ее нельзя рассматривать, как полностью реалистичное произведение, так как во-первых, это снижает ее художественную ценность, а во-вторых, делает ее основные положения чрезвычайно уязвимыми для критики. Однако сам автор не рассматривает свою книгу исключительно как футурологическую фантастику, и это только провоцирует различного рода спекуляции. В «Машинах созидания» Дрекслер рассматривает возможность создания нанороботов или ассемблеров – устройств субмикронного размера, которые бы, во-первых, могли быть запрограммированы на то, чтобы при наличии питательной среды создавать различные полезные для человека предметы, а во-вторых, производить себе подобных. Вторая черта, безусловно, делает ассемблеры чрезвычайно похожими на живые организмы. Дрекслером был также придуман вариант конца света с участием ассемблеров – если они выйдут из-под контроля человека, превратятся в так называемую «серую слизь» и уничтожат все живое на Земле. Следует отметить, что восстание роботов – это далеко не новый сюжет в научной фантастике – стоит вспомнить, например, произведения Станислава Лема или фильм «Терминатор». Однако так как нанотехнологии привлекли значительное финансирование, именно этот фантастический сюжет вызвал, пожалуй, наиболее бурное обсуждение в научной и околонаучной среде. Появилось достаточно много критиков идей Дрекслера, развенчивающих как «серую слизь», так и ассемблеров. Например, Роберт Феритас (Robert Feritas), эксперт в области наномедицины написал работу «Некоторые ограничения, касающиеся угрозы уничтожения биосферы наноассемблерами и рекомендации по общественной безопасности», где он говорит о том, что нашествие «серой слизи», состоящей из нанороботов, воспроизводящих самих себя с большой скоростью, вызовет сильное повышение температуры, что позволит человечеству отреагировать на это и противостоять угрозе. Если же скорость их действия будет не очень высокой, и сильного повышения температуры не произойдет, то тогда уничтожение всей биосферы потребует по меньшей мере двадцати месяцев, а следовательно, массу времени для людей, чтобы придумать. как с ними бороться. В своей статье он также приводит расчеты, подтверждающие его предположения [26]. Билл Джой (Bill Joy) подробно описал гибель человечества в результате неконтролируемого размножения ассемблеров в своей статье [27]. Однако это вызвало достаточно слабую реакцию Дрекслера и его последователей: «Несмотря на то, что история про «серую слизь» является весьма захватывающей, однако те исследования, которые ведутся сейчас в области молекулярной сборки, не имеют с ней ничего общего. Идея о том, что молекулярные нанотехнологические системы могут выйти из-под контроля, основана на устаревшей информации» [28]. В 2004 году Дрекслеру пришлось окончательно отказаться от идеи ассемблеров, способных воспроизводить самих себя. Он сам развенчал этот миф, заметив, что наноустройства вряд ли смогут содержать системы, благодаря которым смогут воспроизводить самих себя, а также создавать сырье для постройки себе подобных из окружающих их предметов, так как в этом нет никакой необходимости [29-31]. Таким образом идея «серой слизи» потерпела полное поражение. Несмотря на это, необходимо сказать, что именно идеи Дрекслера позволили получить высокое финансирование Национальной Нанотехнологической Инициативы США. Правда, после того, как финансирование было получено, от идей молекулярной сборки пришлось отказаться в пользу более консервативных приемов современной технологии. Однако в настоящее время, шумиха вокруг нанотехнологий наоборот может отпугнуть инвесторов. Это связано с тем, что теперь от нанотехнологий ждут совершенно необыкновенных вещей, например, нанороботов в организме человека, которые могли бы «чинить» больные органы, в то время, как сейчас научное и технологическое сообщества могут предложить в основном лишь ультрадисперсные порошки. В связи с этим, теперь при развитии нанотехнологий необходимо строить более сложную стратегию взаимодействия ученых и технологов с общественностью, так как радужные обещания теперь вызывают лишь отторжение. 3.2. Критика Следует отметить, что в научном сообществе достаточно сильно распространено критическое отношение к нанотехнологиям. С одной стороны, эта критика относится именно ко взглядам Дрекслера на возможность молекулярной сборки, и ряд ученых весьма презрительно относится к этим идеям. Другая группа критиков имеет, как правило, более идеализированные представления о нанотехнологиях, и в основном, рассматривает медицинские, экологические и социальные аспекты нанотехнологий. 3.2.1. Техническая критика 3.2.1.1.Джордж Уайтсайдс Джордж Уайтсайдс (George Whitesides) является чрезвычайно уважаемой фигурой в научном мире. В настоящее время он является профессором Гарвардского Университета. Уайтсайдс занимается изучением процессов и явлений на нанометровом уровне, в частности, именно он разработал методику мягкой литографии, а также технологические приемы получения самособирающихся слоев. Однако, как химик, он увидел множество недостатков и несовпадений в работках Дрекслера, касающихся молекулярной сборки. Основные идеи и свой взгляд на работы Дрекслера, он выразил в своей работе «Наномашины: возможность существования однажды в будущем» [31]. Рис. 5. Джордж Уайтсайдс Пожалуй, наиболее серьезными критическими замечаниями были следующие: - Маленькие устройства имеют очень большое соотношение между количеством атомов на поверхности и во внутреннем объеме, что может приводить как к положительным, так и к отрицательным эффектам. Это определенно создаст проблемы для функционирования таких устройств [31,32]. - Откуда автономный наноробот будет получать энергию? - Каким образом наноробот будет хранить и собирать информацию? - Прежде, чем говорить о технологиях, связанных с работой нанороботов, необходимо научиться создавать наномеханизмы в количествах, достаточных для практического применения; - Чтобы точно манипулировать отдельными атомами, щупальца наноробота должны быть меньше, чем атомы. Но такого быть не может, так как у них должны быть еще механизмы, приводящие их в движения, которые не могут состоять ни из чего, кроме тех же самых атомов [33]; - С атомами может возникнуть и еще одна проблема: многие атомы связаны достаточно сильными связями со своими соседями, и будет весьма проблематично их отделить, чтобы собрать что-то новое [32]. После таких возражений, с которыми трудно спорить, Уайтсайдс разбирает вопиющий пример гиперболизации, связанной с нанотмашинами. Это идея создания наноробота, который бы мог путешествовать внутри организма человека и осуществлять диагностику или восстанавливать поврежденные органы и ткани. У такого робота было бы по меньшей мере три проблемы – снабжение энергией, ориентация в пространстве и сбор и хранение информации [33]. Поэтому вряд ли возможно создание устройства такого рода, которое бы могло быть настолько мало, чтобы беспрепятственно перемещаться по организму человека. В одном из интервью он казал «несомненно, идея о нанороботе-ассемблере является очень привлекательной, однако для реализации ее на практике существуют мириады непреодолимых препятствий. Эта привлекательность иллюзорна, нанороботов следует воспринимать скорее как метафору, чем как средство решения реально существующих проблем» [34].   3.2.1.2.Ричард Смолли Ричард Смолли (Richard Smalley) получил Нобелевскую премию по химии, как один из авторов открытия новой аллотропной формы углерода – фуллеренов. В основном его работы были связаны с поиском способов применения достижений нанотехнологий в альтернативной энергетике. Научная группа, которую возглавлял Смолли, занималась конструированием сложных молекулярных механизмов путем проведения многоступенчатых органических реакций. Кроме того, он сумел организовать небольшую компанию (Carbon Nanotechnology Inc.), которая занималась производством углеродных нанотрубок и коммерциализацией различных материалов на их основе. Рис. 6. Ричард Смолли Следует отметить, что Смолли оказался на удивление нетерпим к полуфантастическим идеям Дрекслера. В ходе публичного обсуждения с Дрекслером проблемы ассемблеров он сознательно упрощает идею нанороботов и представляет их исключительно в виде грубых по сравнению с единичными молекулами механизмов. В связи с этим он обсуждает проблемы «толстых пальцев» (которая заключалась в том, что наноробот не сможет манипулировать отдельными атомами и строить из них молекулы при помощи манипуляторов, которые с необходимостью также должны будут состоять из атомов) и «липких пальцев» (в основе которой лежало неизбежное взамиодействие между манипулятором робота и атомами – строительным материалом). Кроме того, Смолли рассчитал, что если даже наноробот будет создавать что-либо со скоростью один миллион атомов в секунду, ему потребуется не менее 19 миллионов лет, чтобы создать объект массой 30 граммов [34]. Несомненно, такое упрощение, во-первых, не отражало в полной мере идей Дрекслера, а во-вторых, не учитывало последних открытий в области ферментативных и иных реакций, при которых происходит атомная сборка, однако для этого вовсе не нужны механические роботы с манипуляторами. Спор меж 2015-12-06 618 Обсуждений (0) Конверсия попутного нефтяного газа в углеродные наноструктуры и водород 0.00 из 5.00 0 оценок Скачать документ ⇐ Предыдущая58596061626364656667 Обсуждение в статье: Конверсия попутного нефтяного газа в углеродные наноструктуры и водород Обсуждений еще не было, будьте первым... ↓↓↓ Имя * Email (необязательно) Комментарий * Отправить сообщение Популярное: Личность ребенка как объект и субъект в образовательной технологии: В настоящее время в России идет становление новой системы образования, ориентированного на вхождение... Как распознать напряжение: Говоря о мышечном напряжении, мы в первую очередь имеем в виду мускулы, прикрепленные к костям ... Как построить свою речь (словесное оформление): При подготовке публичного выступления перед оратором возникает вопрос, как лучше словесно оформить свою... Организация как механизм и форма жизни коллектива: Организация не сможет достичь поставленных целей без соответствующей внутренней... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (618)

Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы