Инновационные отрасли: нанотехнологии

Медиков и биологов чрезвычайно интересует, как перемещаются в организме различные вещества (в частности, лекарства). Отслеживание такого перемещения позволяет им определить, как распределяются и усваиваются в организме новые препараты, то есть какова их биологическая усвояемость.

До недавнего времени для подобных исследований применялись различные красители, называемые маркерами, подмешиваемые к исследуемому веществу. Подкрашенные клетки были хорошо видны в оптический микроскоп на фоне бесцветных клеток организма, что позволяло делать довольно точные выводы об их локализации. Но органические красители, во-первых, могут быть токсичными, а во-вторых, для их обнаружения требуется облучение светом лишь определенной частоты, поскольку различные красители отражали различные частоты спектра. Следовательно, для одновременного исследования нескольких препаратов требовалось столько же источников света. Данную проблему удалось решить с помощью нанотехнологий, а точнее – квантовых точек.

Квантовые точки – это полупроводниковые кристаллы нанометрового размера, имеющие уникальные химические и физические свойства, не характерные для тех же веществ в макромасштабе. Учеными были получены уникальные флуоресцентные квантовые точки, причем разного цвета. Эти точки дают намного более мощный отблеск света, чем традиционные красители, и обладают особым биоинертным покрытием, которое, с одной стороны, защищает сами квантовые точки от «нападения» ферментов и других биологических молекул, а с другой – не дает возможности токсичным веществам попасть в организм, что очень важно для диагностики заболеваний. Кроме того, разные группы таких нанометок можно освещать одним общим источником.

Квантовые точки широко применяются в диагностических целях. В частности, их можно присоединять к биомолекулам типа антител, пептидов, белков или ДНК. А эти комплексы, в свою очередь, могут быть спроектированы так, чтобы обнаруживать другие молекулы (например, типичные для поверхности раковых клеток).

Применение квантовых точек может существенно расширить диагностические возможности медицины. Ведь можно сконструировать сотни разновидностей квантовых точек, соединяющихся в организме с различными биомолекулами или антигенами, и таким образом находить участки со специфическим сочетанием признаков заболевания.

Дальнейшие планы исследователей еще заманчивее. Новые квантовые точки, соединенные с набором биомолекул, будут не только находить и показывать опухоли, но и осуществлять точную адресную доставку новых поколений лекарств.

Отыскать эликсир бессмертия человечество мечтало всегда. В Средние века этой идеей были одержимы алхимики, а в настоящее время она лежит в основе нового философского течения, получившего название трансгуманизм, или иммортализм.

Все более популярное сегодня, трансгуманистическое мировоззрение утверждает, что человеческий вид является не завершающим звеном эволюции, а скорее ее началом. Трансгуманисты убеждены, что недалек тот день, когда с развитием науки и техники люди смогут радикально усилить свои интеллектуальные и физические возможности, перестанут умирать от старости и болезней и избавят весь мир от несчастий и страданий.

14 июня 1996 года Крис Феникс – автор идеи конвергентной нанофабрики, оставил на форуме сообщение: «А что если заменить кровь человека 500 триллионами роботов?». Этот «безумный» на первый взгляд вопрос привел Феникса к продолжительному сотрудничеству с Робертом Фрайтасом, результатом которого явился 100-страничный труд под названием “Roboblood” (робототехническая кровь), изданный в 2002 году.

“Roboblood” представляет собой детально рассчитанный проект комплекса медицинских нанороботов, способных жить и функционировать в человеческом теле, выполняя самые разнообразные функции крови, включая циркуляцию дыхательных газов, глюкозы, гормонов, отходов, клеточных компонентов, процесс деления цитоплазмы. Впрочем, для своего наноробота ученые придумали другой термин – васкулоид (от лат. vas – сосуд и греч. oidos – подобный).

“Робокровь”, включающая около 500 триллионов микроскопических нанороботов общим весом примерно 2 кг, потребляет 30-200 Ватт энергии в зависимости от рода человеческой деятельности. Система соответствует форме кровеносных сосудов и может служить полной заменой естественной кровеносной системе. Проще говоря, нанороботы образуют кровеносную систему и функционируют в ней. Подразумевается, что они будут сделаны из алмазоида или другого биосовместимого материала, а биологическое питание будут получать из глюкозы и кислорода.

Какие же преимущества дает такая роботизированная кровь обычному человеку? Возможностей, оказывается, множество: это и борьба с болезнетворными микробами, и регулярная «чистка» и укрепление сосудов, предотвращающая болезни типа атеросклероза, варикозного расширения вен и т. д., и автоматическое лечение поврежденных клеток, и даже замена больных генов здоровыми.

Нанобизнес

Что значит делать бизнес? Это значит придумать что-то новое, затем это что-то произвести, а после продать. Так вот, придумать нелегко, произвести еще труднее, но самое трудное — продать.

В США и странах Европы выдающиеся ученые и изобретатели люди далеко не бедные. Наши же российские ученые часто не обладают предпринимательской жилкой вообще. Как это ни парадоксально, но они создают технологии, приносящее очень большой экономический эффект, но совершенно не могут их продвигать и получать большие деньги за решение сложных задач. Более того, часто при выборе задач они и не сравнивают их с точки зрения экономического эффекта, а ведь интуитивно понятно, что новое техническое решение, позволяющее производителю сэкономить миллион долларов, будет оплачено намного выше, чем такое же с точки зрения времени и трудозатрат, но дающее копеечные выгоды.

Современная тенденция такова, что среди десяти самых богатых людей мира большинство — это люди, сделавшие капитал с нуля (взять хотя бы Билла Гейтса). Хотя еще несколько десятилетий назад самые богатые люди мира получали свой капитал по наследству. В основе каждого такого состояния лежат изобретения в области техники, производства или продаж.

В последнее время все больше дальновидных предпринимателей, понимающих перспективность и экономическую выгоду нанотехнологий, предпочитают вкладывать средства в высокотехнологичные проекты.

На Россию же приходится менее 1% мировых «наноинвестиций». И в России не существует целевой государственной программы поддержки нанотехнологий. И что самое неприятное – государство само еще не определилось, нужны ли ему нанотехнологии. «Национальная нанотехнологическая инициатива России» – сегодня звучит фантастично, поэтому тому, кто все-таки решил всерьез заняться нанотехнологиями у нас, надо иметь четкое представление о том, откуда берутся и куда уходят деньги в этой удивительной отрасли.

Существуют рискованные бизнесы, связанные с разработкой и продвижением на рынки новых продуктов. Разработка новых продуктов требует времени и денег, и поэтому заранее предсказать, получится ли разработать действительно хороший продукт и будет ли он затем принят потребителями, очень сложно. Риск неудачи такого бизнеса очень велик – вплоть до полной потери инвестированного капитала. Однако же в случае удачи можно оказаться первым и единственным производителем остро востребованного продукта и за счет этого получать в течение определенного времени очень высокие прибыли (чтобы догнать вас, конкурентам придется затратить немало времени и ресурсов).

 Скачать реферат