eng
Цель данной работы – анализ влияния быстро прогрессирующей области науки и техники, основанной на использовании новых нетрадиционных свойств и функциональных возможностей материалов, процессов и систем при переходе к наномасштабам, на возникновение потенциальных рисков и угроз, а также оценка перспективных направлений активного использования наноиндустрии для их предупреждения, ослабления и устранения, т.е. уменьшения вероятности перехода опасности из возможности в действительность.
Более глубокое познание и, безусловно, использование возможностей материального мира на микро- и – особенно – наноразмерных уровнях (когда фактически становится безразличной исходная принадлежность атома или молекулы к объекту органической или неорганической природы) создает предпосылки к синтезу искусственных, ранее не известных в природе систем не просто по составу и структуре, но и, в первую очередь, по свойствам, а, следовательно, функциональным возможностям [1]. Процесс эволюции ускоряется, а возникающее многообразие не всегда подвержено естественному отбору временем, причем, это относится не только к материальной, но и к интеллектуальной продукции. В этом сила и опасность любого нового направления, особенно междисциплинарного. Поскольку в этом пока еще "карлике" просматриваются очертания "гиганта", целесообразно на начальном этапе развития индустрии с приставкой "нано" оценить возможное положительное или отрицательное влияние наноиндустрии на безопасность как "состояние защищенности жизненно важных интересов личности, общества и государства от внутренних и внешних угроз" [2].
ИСТОЧНИКИ НАНОУГРОЗ
Базисом наноиндустрии являются нанотехнологии – совокупность научно обоснованных действий, обеспечивающих практическое материальное воплощение системы знаний, основанной на описании, объяснении и предсказании свойств материальных объектов с нанометрическими характеристическими размерами или систем более высокого метрического уровня, упорядоченных или самоупорядоченных на основе наноразмерных элементов.
Продукция нанотехнологий – наноматериалы и наносистемы [3].
Наноматериалы – вещества и композиции веществ, представляющие собой искусственно или естественно упорядоченную или неупорядоченную систему базовых элементов с нанометрическими характеристическими размерами и особым проявлением физического и (или) химического взаимодействий при кооперации наноразмерных элементов, обеспечивающей возникновение у материалов и систем совокупности ранее неизвестных механических, химических, электрофизических, оптических, теплофизических и других свойств, определяемых проявлением наномасштабных факторов.
Наносистемы – материальные объекты в виде упорядоченных или самоупорядоченных интегрированных элементов с нанометрическими характеристическими размерами, кооперация которых обеспечивает возникновение у объекта новых свойств, проявляющихся в виде квантово-размерных, синергетически-кооперативных, коллективных, "гигантских" эффектов, явлений и процессов, связанных с проявлением наномасштабных факторов.
В основе продукции наноиндустрии лежит использование новых, ранее не известных свойств и функциональных возможностей материальных систем при переходе к наномасштабам, определяемых особенностями процессов переноса и распределения зарядов, энергии, массы и информации при наноструктурировании.
Следует предположить, что наиболее значимыми причинами появления вышеуказанных особенностей в условиях "наномира" являются:
энергетическая, полевая и "вещественная" неравновесность поверхности, охватывающая значительные объемы наночастиц и нанокомпозиций;
повышение роли различных видов размерных эффектов из-за значительной площади границ раздела в условиях нанокомпозиций;
проявление в условиях больших коллективов энергетически активных наночастиц нетрадиционных механизмов упорядочения, переноса энергии и заряда;
малые характеристические размеры частиц и особый характер их упорядочения, обеспечивающие энергетическую и пространственную доступность транспорта заряда, энергии и конформационных изменений.
Наиболее характерными проявлениями "наномира" даже по сравнению с объектами с микроскопическими характеристическими размерами следует признать:
высокую "полевую" (электрическую, магнитную) активность и "каталитическую" (химическую) избирательность поверхности ансамблей на основе наночастиц;
появление нетрадиционных видов симметрии, особых видов сопряжения границ раздела и конформаций, в том числе, с динамически перестраиваемой структурой;
особый характер протекания процессов передачи энергии, заряда и конформационных изменений, отличающихся низким энергопотреблением, высокой скоростью и носящих признаки кооперативного синергетического процесса;
доминирование над процессами искусственного упорядочения явлений самоупорядочения и самоорганизации, отражающих проявление эффектов матричного копирования и особенностей синтеза в условиях, далеких от равновесных.
В качестве возможных причин возникновения наноугроз следует особо выделить:
малые геометрические размеры наночастиц и, как следствие, их высокую проникающую способность, реакционную и адсорбционную активность при отсутствии у человека, животных и растений эволюционно выработанных защитных механизмов противодействия;
многообразие структуры и состава наночастиц и нанокомпозиций и, как следствие, сложность их идентификации и количественной характеризации;
развитие междисциплинарных исследований, стимулирующих создание конвергентных систем, основанных на искусственной интеграции объектов органической (в том числе, живой) и неорганической природы в отсутствии надежной информации о механизмах их взаимодействия и патогенных проявлениях при аккумуляции;
экономически стимулированное резкое ускорение технологической эволюции в области процессов нанотехнологии, наноматериалов и производства продукции на их основе в отсутствии необходимой нанотехнологической культуры у разработчиков, производителей, органов сертификации и санитарно-эпидемиологического контроля;
новизна продукции наноиндустрии при возможной высокой экономической эффективности финансовых вложений, создающей у определенной группы, как правило, "молодых" небольших компаний соблазн достижения быстрого результата без оценки риска и последствий;
малые массогабаритные и энергетические показатели ряда нанотехнологических процессов и возможность их "скрытной" реализации, стимулирующие возникновение тенденций к использованию нанотехнологий и наноматериалов для реализации преднамеренных террористических проявлений.
Изложенные ранее представления о возможной роли наноиндустрии в возникновении искусственных и естественных наноугроз позволяют сделать заключение – проблема из частной выходит на системный уровень, и термины с приставкой "нано" прочно входят в лексикон не только научно-технической и журналистской элиты, но и представителей силовых ведомств.
НАНОУГРОЗЫ И РИСКИ
Совокупность угроз и рисков, порождаемых развитием, применением и распространением нанотехнологий обобщена в табл.1.
В связи с развитием нанотехнологий следует особо выделить направления возникновения военно-технических угроз [4–6]:
новые типы обычного оружия повышенной точности и поражающей силы;
боевые автономные миниатюрные системы наземного, воздушного и космического базирования, в том числе распределенные (типа "рой");
сверхскоростные информационные распределенные системы;
ультрасверхвысокочастотные радиоэлектронные средства обнаружения и связи;
распределенные сенсорные сети (типа "умная пыль") специального назначения;
имплантируемые микро- и наносистемы, предназначенные для управления, изменения потенциальных возможностей и "манипулирования" человеческим организмом;
биологическое и химическое оружие триггерного и генетически избирательного действия.
РОЛЬ НАНОИНДУСТРИИ В ОБЕСПЕЧЕНИИ НАЦИОНАЛЬНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ
В процессе становления наноиндустрии можно определить ряд особенностей "нанотехнологического бизнеса" как инновационного интеллектуальноемкого и экономически эффективного направления, затрагивающего, в том числе, и геополитические особенности развития государств:
нанотехнологии основаны на фундаментальных знаниях и имеют в качестве принципиального ограничения кадровый потенциал;
нанотехнологии построены на новых знаниях и, как правило, требуют защиты интеллектуальной собственности;
развитие нанотехнологических исследований требует значительных экономических вложений;
выход на рынок нанотехнологий требует чрезвычайно значительных "импульсных" экономических вложений;
нанотехнологический капитал – рискованный, отдача медленная.
Основной геополитической особенностью нанобизнеса является селекция государств по их возможностям, исходя из следующих критериев:
образовательный капитал (уровень) [7],
финансовый капитал (экономический потенциал),
природный капитал (ресурсы).
Не претендуя на полноту, представим состояние развития основных областей наноиндустрии в Российской Федерации (табл.2)
Особого внимания заслуживают проблемы обеспечения медицинской, биологической, экологической, продовольственной безопасности, т.е. безопасности жизнедеятельности человека (рис.1) как носителя генетического, исторического, культурного и технологического наследий.
Фактически первым научно-обоснованным нормативным документом, определяющим химическую и биологическую безопасность продукции, полученной с использованием нанотехнологий или содержащей наноматериалы, является "Концепция токсикологических исследований, методологии оценки риска, методов идентификации и количественного определения наноматериалов", утвержденная Постановлением главного государственного санитарного врача Российской Федерации от 31 октября 2007 года № 79.
Следует выделить ряд особенностей, отличающих требования к нанопродукции от требований к традиционным веществам, материалам и процессам. Это "доза-эффект" и "химический состав – эффект". Кроме того, следует особо учитывать отсутствие у организма эволюционно сформированной системы распознавания и иммунного ответа на наночастицы, а также устойчивость наночастиц к биотрансформациям. Это может приводить к их аккумуляции в продуктах растительного, животного происхождений и передаче по пищевой цепи с накоплением в организме человека. Следует также обратить внимание на информацию о том, что токсичность наноматериалов проявляется, в первую очередь, в виде окислительного стресса в клетках мозга, повреждения клеточных мембран и ДНК. Последнее подтверждает особую роль, которую могут играть в будущем для генетического анализа наноаналитические чипы (рис.2) как экономически эффективные системы для массового скрининга населения [8].
Проведенный анализ позволяет выделить совокупность факторов, определяющих риски человека, животных, растений и окружающей среды в связи с развитием наноиндустрии. К ним относятся:
продукция наноиндустрии в виде наноматериалов различной структуры и состава;
обычная продукция, полученная с использованием наноматериалов в качестве основных и вспомогательных компонентов технологического процесса;
промышленные отходы и выбросы при производстве продукции наноиндустрии;
промышленные отходы и выбросы при производстве обычной продукции, в качестве исходных материалов и полуфабрикатов которой используется продукция наноиндустрии;
наноматериалы и наносистемы, используемые в качестве инструментальных, диагностических и лекарственных средств при оказании медицинских услуг и проведении исследований;
одежда, обувь, упаковка, продукты, созданные с применением наноматериалов и процессов нанотехнологии;
пищевая цепочка: вода, растения, животные – человек;
ингаляционный путь: воздушная среда, растения, животные – человек.
Характеризуя современное состояние информационной безопасности на микро- и наноуровнях [9], следует обратить внимание на три основные тенденции:
Перенесение центра тяжести технического и технологического противостояния на наноуровень (за рубежом чрезвычайно высокие темпы разработки и промышленного освоения электронной компонентной базы новых поколений):
- наноразмерные топологические нормы в массовом производстве ИМС, резкое увеличение функциональных возможностей сверхинтегрированных систем, реализуемых в микрообъемах;
- интеграция электронных цифровых, СВЧ и оптических систем на кристалле.
Резкое обострение борьбы за "эфир" как глобальную коммуникационную среду (радиоканал как универсальная беспроводная гибкая распределенная система сбора, передачи информации и управления):
- расширение функциональных возможностей радиотелефонов;
- развитие технологий радиочипов, интегрированных с компьютерной техникой;
- развитие технологии радиоидентификаторов.
Ориентация на междисциплинарные информационные технологии [10]:
- использование конвергентной бионеорганической элементной базы на основе интеграции наноразмерных объектов живой и неживой природы, уже имеющих соизмеримые размеры (рис.3);
- использование вступающих в синергетическое электромагнитное взаимодействие сверхбольших массивов наноразмерных элементов неорганической природы с - возникновением у кооперации свойств обработки и хранения информации, типичных для биосред (адаптивность, рефлексия, обучение).
Развитие методов динамической электрической наноразмерной криптографии на кристалле интегральной схемы для считывания информации о логическом состоянии ячейки памяти (0 или 1) с нанометровым пространственным разрешением с помощью АСМ иллюстрирует рис.4.
Несмотря на то, что продукция наноиндустрии, как правило, имеет двойное назначение, выделим приоритетные проекты, реализация которых ориентирована, в первую очередь, на обеспечение безопасности государства, жизнедеятельности человека и особо опасных производственных объектов.
Общие тенденции в создании системы обеспечения безопасности различного функционального назначения с учетом внедрения в практику продукции наноиндустрии иллюстрирует табл.3.
Не отрицая важности экономических критериев при оценке эффективности наноиндустрии в формировании промышленного и социального секторов экономики, особо выделим ее роль как фактора обеспечения безопасности, обороноспособности и технологической независимости государства.
Наиболее актуальными вопросами при этом остаются:
наличие угрозы;
источник угрозы;
степень угрозы;
момент наступления угрозы;
способ выявления угрозы;
способ предотвращения угрозы;
способ адекватного ответа на угрозу.
С учетом новизны и интеллектуальной закрытости рассматриваемой области ответы на данные вопросы могут быть даны лишь при возможности реального, на уровне "знаний-умений", анализа внешней информации, а также при наличии собственной научной и технологической базы и соответствующего кадрового потенциала.
На этапе перехода от "микро" к "нано", требующего огромного научного задела, экономического потенциала и высокообразованного кадрового обеспечения в качестве стимулирующего фактора в отношениях между различными государствами или фирмами на мировом рынке товаров и услуг будет являться фактор абсолютного превосходства над конкурентом. К данной ситуации уже сейчас применим известный афоризм: "Имей, что знаешь". В то же время, отсутствие научного и образовательного базисов и, безусловно, экономического потенциала для создания или приобретения современного оборудования дает повод использовать другой афоризм: "Знай, что имеешь".
К сожалению, в условиях современной России последний афоризм достаточно долго доминировал над первым, и реальность данной угрозы вполне очевидна, поскольку время не работает на нас.
ЛИТЕРАТУРА
1. Лучинин В.В. Индустрия наносистем. Системный подход. Дополнение №3 к книге Ч. Пул, Ф. Оуэнс. Нанотехнологии. 3 изд-е. – М.: Техносфера, 2007, с. 346–375.
2. Закон Российской Федерации "О безопасности" (в редакции Указа Президента Российской Федерации от 24.12.1993 г. № 2288).
3. Лучинин В.В. Введение в индустрию наносистем. –Нано- и микросистемная техника, 2007, №8 (85), с. 2–7.
4. Альтман Ю. Военные нанотехнологии. – М.: Техносфера, 2006. – 421 с.
5.Ratner D., Ratner M. Nanotechnology and Homeland Security/PRENTICE HALL, 2004. –145 p.
6. Телец В., Алфимов С., Иванов А., Митин Ю., Борисов А., Истомин Е. Прикладные аспекты нанотехнологий. – Наноиндустрия, 2007, № 2, с. 16–23.
7.Лучинин В.В. Наноиндустрия и "человеческий капитал". – Наноиндустрия, 2007, № 6, с. 2–8.
8. Зимина Т.М., Лучинин В.В. От сенсоров к микроаналитическим системам. Дополнение к книге Б. Эггинс. Химические и биологические сенсоры. – М.: Техносфера, 2005, с. 302–324.
9. Лучинин В.В. Проблемы обеспечения информационной безопасности на микро- и наноуровнях. – Петербургский журнал электроники, 2006, № 3, с. 3–9.
10. Лучинин В.В., Мальцев П.П. Биомолекулы как базис информационных систем будущего.– Информационные технологии, 1997, № 5, с. 36–41.
ИСТОЧНИКИ НАНОУГРОЗ
Базисом наноиндустрии являются нанотехнологии – совокупность научно обоснованных действий, обеспечивающих практическое материальное воплощение системы знаний, основанной на описании, объяснении и предсказании свойств материальных объектов с нанометрическими характеристическими размерами или систем более высокого метрического уровня, упорядоченных или самоупорядоченных на основе наноразмерных элементов.
Продукция нанотехнологий – наноматериалы и наносистемы [3].
Наноматериалы – вещества и композиции веществ, представляющие собой искусственно или естественно упорядоченную или неупорядоченную систему базовых элементов с нанометрическими характеристическими размерами и особым проявлением физического и (или) химического взаимодействий при кооперации наноразмерных элементов, обеспечивающей возникновение у материалов и систем совокупности ранее неизвестных механических, химических, электрофизических, оптических, теплофизических и других свойств, определяемых проявлением наномасштабных факторов.
Наносистемы – материальные объекты в виде упорядоченных или самоупорядоченных интегрированных элементов с нанометрическими характеристическими размерами, кооперация которых обеспечивает возникновение у объекта новых свойств, проявляющихся в виде квантово-размерных, синергетически-кооперативных, коллективных, "гигантских" эффектов, явлений и процессов, связанных с проявлением наномасштабных факторов.
В основе продукции наноиндустрии лежит использование новых, ранее не известных свойств и функциональных возможностей материальных систем при переходе к наномасштабам, определяемых особенностями процессов переноса и распределения зарядов, энергии, массы и информации при наноструктурировании.
Следует предположить, что наиболее значимыми причинами появления вышеуказанных особенностей в условиях "наномира" являются:
энергетическая, полевая и "вещественная" неравновесность поверхности, охватывающая значительные объемы наночастиц и нанокомпозиций;
повышение роли различных видов размерных эффектов из-за значительной площади границ раздела в условиях нанокомпозиций;
проявление в условиях больших коллективов энергетически активных наночастиц нетрадиционных механизмов упорядочения, переноса энергии и заряда;
малые характеристические размеры частиц и особый характер их упорядочения, обеспечивающие энергетическую и пространственную доступность транспорта заряда, энергии и конформационных изменений.
Наиболее характерными проявлениями "наномира" даже по сравнению с объектами с микроскопическими характеристическими размерами следует признать:
высокую "полевую" (электрическую, магнитную) активность и "каталитическую" (химическую) избирательность поверхности ансамблей на основе наночастиц;
появление нетрадиционных видов симметрии, особых видов сопряжения границ раздела и конформаций, в том числе, с динамически перестраиваемой структурой;
особый характер протекания процессов передачи энергии, заряда и конформационных изменений, отличающихся низким энергопотреблением, высокой скоростью и носящих признаки кооперативного синергетического процесса;
доминирование над процессами искусственного упорядочения явлений самоупорядочения и самоорганизации, отражающих проявление эффектов матричного копирования и особенностей синтеза в условиях, далеких от равновесных.
В качестве возможных причин возникновения наноугроз следует особо выделить:
малые геометрические размеры наночастиц и, как следствие, их высокую проникающую способность, реакционную и адсорбционную активность при отсутствии у человека, животных и растений эволюционно выработанных защитных механизмов противодействия;
многообразие структуры и состава наночастиц и нанокомпозиций и, как следствие, сложность их идентификации и количественной характеризации;
развитие междисциплинарных исследований, стимулирующих создание конвергентных систем, основанных на искусственной интеграции объектов органической (в том числе, живой) и неорганической природы в отсутствии надежной информации о механизмах их взаимодействия и патогенных проявлениях при аккумуляции;
экономически стимулированное резкое ускорение технологической эволюции в области процессов нанотехнологии, наноматериалов и производства продукции на их основе в отсутствии необходимой нанотехнологической культуры у разработчиков, производителей, органов сертификации и санитарно-эпидемиологического контроля;
новизна продукции наноиндустрии при возможной высокой экономической эффективности финансовых вложений, создающей у определенной группы, как правило, "молодых" небольших компаний соблазн достижения быстрого результата без оценки риска и последствий;
малые массогабаритные и энергетические показатели ряда нанотехнологических процессов и возможность их "скрытной" реализации, стимулирующие возникновение тенденций к использованию нанотехнологий и наноматериалов для реализации преднамеренных террористических проявлений.
Изложенные ранее представления о возможной роли наноиндустрии в возникновении искусственных и естественных наноугроз позволяют сделать заключение – проблема из частной выходит на системный уровень, и термины с приставкой "нано" прочно входят в лексикон не только научно-технической и журналистской элиты, но и представителей силовых ведомств.
НАНОУГРОЗЫ И РИСКИ
Совокупность угроз и рисков, порождаемых развитием, применением и распространением нанотехнологий обобщена в табл.1.
В связи с развитием нанотехнологий следует особо выделить направления возникновения военно-технических угроз [4–6]:
новые типы обычного оружия повышенной точности и поражающей силы;
боевые автономные миниатюрные системы наземного, воздушного и космического базирования, в том числе распределенные (типа "рой");
сверхскоростные информационные распределенные системы;
ультрасверхвысокочастотные радиоэлектронные средства обнаружения и связи;
распределенные сенсорные сети (типа "умная пыль") специального назначения;
имплантируемые микро- и наносистемы, предназначенные для управления, изменения потенциальных возможностей и "манипулирования" человеческим организмом;
биологическое и химическое оружие триггерного и генетически избирательного действия.
РОЛЬ НАНОИНДУСТРИИ В ОБЕСПЕЧЕНИИ НАЦИОНАЛЬНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ
В процессе становления наноиндустрии можно определить ряд особенностей "нанотехнологического бизнеса" как инновационного интеллектуальноемкого и экономически эффективного направления, затрагивающего, в том числе, и геополитические особенности развития государств:
нанотехнологии основаны на фундаментальных знаниях и имеют в качестве принципиального ограничения кадровый потенциал;
нанотехнологии построены на новых знаниях и, как правило, требуют защиты интеллектуальной собственности;
развитие нанотехнологических исследований требует значительных экономических вложений;
выход на рынок нанотехнологий требует чрезвычайно значительных "импульсных" экономических вложений;
нанотехнологический капитал – рискованный, отдача медленная.
Основной геополитической особенностью нанобизнеса является селекция государств по их возможностям, исходя из следующих критериев:
образовательный капитал (уровень) [7],
финансовый капитал (экономический потенциал),
природный капитал (ресурсы).
Не претендуя на полноту, представим состояние развития основных областей наноиндустрии в Российской Федерации (табл.2)
Особого внимания заслуживают проблемы обеспечения медицинской, биологической, экологической, продовольственной безопасности, т.е. безопасности жизнедеятельности человека (рис.1) как носителя генетического, исторического, культурного и технологического наследий.
Фактически первым научно-обоснованным нормативным документом, определяющим химическую и биологическую безопасность продукции, полученной с использованием нанотехнологий или содержащей наноматериалы, является "Концепция токсикологических исследований, методологии оценки риска, методов идентификации и количественного определения наноматериалов", утвержденная Постановлением главного государственного санитарного врача Российской Федерации от 31 октября 2007 года № 79.
Следует выделить ряд особенностей, отличающих требования к нанопродукции от требований к традиционным веществам, материалам и процессам. Это "доза-эффект" и "химический состав – эффект". Кроме того, следует особо учитывать отсутствие у организма эволюционно сформированной системы распознавания и иммунного ответа на наночастицы, а также устойчивость наночастиц к биотрансформациям. Это может приводить к их аккумуляции в продуктах растительного, животного происхождений и передаче по пищевой цепи с накоплением в организме человека. Следует также обратить внимание на информацию о том, что токсичность наноматериалов проявляется, в первую очередь, в виде окислительного стресса в клетках мозга, повреждения клеточных мембран и ДНК. Последнее подтверждает особую роль, которую могут играть в будущем для генетического анализа наноаналитические чипы (рис.2) как экономически эффективные системы для массового скрининга населения [8].
Проведенный анализ позволяет выделить совокупность факторов, определяющих риски человека, животных, растений и окружающей среды в связи с развитием наноиндустрии. К ним относятся:
продукция наноиндустрии в виде наноматериалов различной структуры и состава;
обычная продукция, полученная с использованием наноматериалов в качестве основных и вспомогательных компонентов технологического процесса;
промышленные отходы и выбросы при производстве продукции наноиндустрии;
промышленные отходы и выбросы при производстве обычной продукции, в качестве исходных материалов и полуфабрикатов которой используется продукция наноиндустрии;
наноматериалы и наносистемы, используемые в качестве инструментальных, диагностических и лекарственных средств при оказании медицинских услуг и проведении исследований;
одежда, обувь, упаковка, продукты, созданные с применением наноматериалов и процессов нанотехнологии;
пищевая цепочка: вода, растения, животные – человек;
ингаляционный путь: воздушная среда, растения, животные – человек.
Характеризуя современное состояние информационной безопасности на микро- и наноуровнях [9], следует обратить внимание на три основные тенденции:
Перенесение центра тяжести технического и технологического противостояния на наноуровень (за рубежом чрезвычайно высокие темпы разработки и промышленного освоения электронной компонентной базы новых поколений):
- наноразмерные топологические нормы в массовом производстве ИМС, резкое увеличение функциональных возможностей сверхинтегрированных систем, реализуемых в микрообъемах;
- интеграция электронных цифровых, СВЧ и оптических систем на кристалле.
Резкое обострение борьбы за "эфир" как глобальную коммуникационную среду (радиоканал как универсальная беспроводная гибкая распределенная система сбора, передачи информации и управления):
- расширение функциональных возможностей радиотелефонов;
- развитие технологий радиочипов, интегрированных с компьютерной техникой;
- развитие технологии радиоидентификаторов.
Ориентация на междисциплинарные информационные технологии [10]:
- использование конвергентной бионеорганической элементной базы на основе интеграции наноразмерных объектов живой и неживой природы, уже имеющих соизмеримые размеры (рис.3);
- использование вступающих в синергетическое электромагнитное взаимодействие сверхбольших массивов наноразмерных элементов неорганической природы с - возникновением у кооперации свойств обработки и хранения информации, типичных для биосред (адаптивность, рефлексия, обучение).
Развитие методов динамической электрической наноразмерной криптографии на кристалле интегральной схемы для считывания информации о логическом состоянии ячейки памяти (0 или 1) с нанометровым пространственным разрешением с помощью АСМ иллюстрирует рис.4.
Несмотря на то, что продукция наноиндустрии, как правило, имеет двойное назначение, выделим приоритетные проекты, реализация которых ориентирована, в первую очередь, на обеспечение безопасности государства, жизнедеятельности человека и особо опасных производственных объектов.
Общие тенденции в создании системы обеспечения безопасности различного функционального назначения с учетом внедрения в практику продукции наноиндустрии иллюстрирует табл.3.
Не отрицая важности экономических критериев при оценке эффективности наноиндустрии в формировании промышленного и социального секторов экономики, особо выделим ее роль как фактора обеспечения безопасности, обороноспособности и технологической независимости государства.
Наиболее актуальными вопросами при этом остаются:
наличие угрозы;
источник угрозы;
степень угрозы;
момент наступления угрозы;
способ выявления угрозы;
способ предотвращения угрозы;
способ адекватного ответа на угрозу.
С учетом новизны и интеллектуальной закрытости рассматриваемой области ответы на данные вопросы могут быть даны лишь при возможности реального, на уровне "знаний-умений", анализа внешней информации, а также при наличии собственной научной и технологической базы и соответствующего кадрового потенциала.
На этапе перехода от "микро" к "нано", требующего огромного научного задела, экономического потенциала и высокообразованного кадрового обеспечения в качестве стимулирующего фактора в отношениях между различными государствами или фирмами на мировом рынке товаров и услуг будет являться фактор абсолютного превосходства над конкурентом. К данной ситуации уже сейчас применим известный афоризм: "Имей, что знаешь". В то же время, отсутствие научного и образовательного базисов и, безусловно, экономического потенциала для создания или приобретения современного оборудования дает повод использовать другой афоризм: "Знай, что имеешь".
К сожалению, в условиях современной России последний афоризм достаточно долго доминировал над первым, и реальность данной угрозы вполне очевидна, поскольку время не работает на нас.
ЛИТЕРАТУРА
1. Лучинин В.В. Индустрия наносистем. Системный подход. Дополнение №3 к книге Ч. Пул, Ф. Оуэнс. Нанотехнологии. 3 изд-е. – М.: Техносфера, 2007, с. 346–375.
2. Закон Российской Федерации "О безопасности" (в редакции Указа Президента Российской Федерации от 24.12.1993 г. № 2288).
3. Лучинин В.В. Введение в индустрию наносистем. –Нано- и микросистемная техника, 2007, №8 (85), с. 2–7.
4. Альтман Ю. Военные нанотехнологии. – М.: Техносфера, 2006. – 421 с.
5.Ratner D., Ratner M. Nanotechnology and Homeland Security/PRENTICE HALL, 2004. –145 p.
6. Телец В., Алфимов С., Иванов А., Митин Ю., Борисов А., Истомин Е. Прикладные аспекты нанотехнологий. – Наноиндустрия, 2007, № 2, с. 16–23.
7.Лучинин В.В. Наноиндустрия и "человеческий капитал". – Наноиндустрия, 2007, № 6, с. 2–8.
8. Зимина Т.М., Лучинин В.В. От сенсоров к микроаналитическим системам. Дополнение к книге Б. Эггинс. Химические и биологические сенсоры. – М.: Техносфера, 2005, с. 302–324.
9. Лучинин В.В. Проблемы обеспечения информационной безопасности на микро- и наноуровнях. – Петербургский журнал электроники, 2006, № 3, с. 3–9.
10. Лучинин В.В., Мальцев П.П. Биомолекулы как базис информационных систем будущего.– Информационные технологии, 1997, № 5, с. 36–41.
Отзывы читателей
