Примеры практического применения и перспективы использования нанообъектов и наноструктурированных материалов

Перечень перспективных областей применения наноматериалов очень велик. Отметим лишь некоторые из них.

• 1. Промышленность и транспорт. Использование материалов на основе наноструктур, которые могут быть в десятки раз прочнее, чем конструкционные металлические материалы.
• 2. Наноэлектроника и оптоэлектроника. Создание наномасштабных устройств для сверхминиатюрных транзисторов и элементов памяти, которые повысят быстродействие и эффективность компьютеров в миллионы раз; расширение массива компьютерной памяти до терабит (10¹² бит); разработка более совершенных средств коммуникации за счет увеличения в сотни раз ширины полосы пропускания сигналов.
• 3. Медицина и здравоохранение. Дистанционная и непосредственная диагностика и терапия с использованием анализа генетического кода (быстрого определения последовательности геномов), применение внутриклеточных сенсоров; доставка лекарств к органам и раковым клеткам в человеческом теле; более раннее определение рака с помощью наномашинных агрегатов, концентрирующихся в опухолях; использование сверхминиатюрных медицинских приборов, позволяющих существенно уменьшить побочные повреждения живых тканей.
• 4. Защита окружающей среды. Удаление мельчайших частиц (менее 100 нм) загрязняющих веществ из окружающей среды и воздуха; непрерывный мониторинг среды на больших площадях; очистка и обессоливание морской воды с затратами энергии в десятки раз меньшими, чем в случае применяемого в настоящее время обратного осмоса.
• 5. Энергетика. Существенное улучшение преобразования и аккумулирования энергии; удвоение эффективности солнечных элементов.
• 6. Национальная безопасность. Создание принципиально новых видов оружия на базе наноэлектроники, многофункциональных материалов и бионаноустройств спецназначения; эффективное и быстрое детектирование применения химического и бактериологического оружия, появления опасных вирусных инфекций.

Рассмотрим несколько конкретных примеров применения наноматериалов как уже промышленно реализованных, так и потенциально возможных.