с широким использованием квантово-размерных, кооперативно-синер- гетических, гигантских эффектов и других явлений и процессов, проявляющихся в условиях материальных объектов с нанометрическими характеристическими размерами элементов.

Наряду с определением данных терминов, основой которых, в первую очередь, является естественно-научный базис, попытаемся определить широко используемые в литературе, но неоднозначно понимаемые термины.

Нанонаука – система знаний, основанная на описании, объяснении и предсказании закономерностей свойств материальных объектов с нанометрическими характеристическими размерами или систем -бо лее высокого метрического уровня, упорядоченных или самоупорядоченных на основе наноразмерных элементов.

Нанотехника – машины, механизмы, приборы, устройства, созданные с использованием новых свойств и функциональных возможностей систем при переходе к наномасштабам и обладающие ранее недостижимыми массогабаритными и энергетическими показателями, технико-эко- номическими параметрами и функциональными возможностями.

Таким образом, базисом наноинженерной деятельности является система знаний, основанная на описании, объяснении и предсказании закономерностей поведения и свойств материальных объектов с нанометрическими характеристическими размерами или объектов более высокого метрического уровня, упорядоченных или самоупорядоченных на основе наноразмерных элементов, т. е. наука о «нано».

Формально нанотехнология – это деятельность на основе системы знаний, умений и аппаратурно-информационного обеспечения,в рамках которой реализуется совокупность действий для материализации идей нанонауки в виде изделий нанотехники.

Естественно-научный базис наноинженерной деятельности

Представим базовые тенденции развития естественно-научного базиса наноинженерии для формирования шестого технологического уклада в рамках материаловедческого, технологического и информационного направлений (табл. 2).

26

Таблица 2

Естественно-научный базис шестого технологического уклада

Следует особо отметить, что основным системным, стратегическим направлением, по-видимому, будет являться активное использование ранее неизвестных свойств материалов и композиций, возникающих при переходе к таким объектам,

–свойства которых зависят от размерного и конформационного факторов;

–которые представляют собой интеграцию искусственно и естественно упорядоченных систем;

27

–которые интегрируют материаловедческий базис неорганической и органической природы;

–в основе структурной организации которых лежат неравновесные процессы;

–в основе действия которых лежит комплекс кооперативно-си- нергетических процессов и явлений.

В рамках решения задач по изготовлению и использованию объектов с вышеуказанными свойствами необходимо определить возможные приоритетные направления фундаментально-поисковых исследований для обеспечения интеллектуального базиса инноваций шестого технологического уклада, в их числе:

–зависимость свойств материалов и систем от характеристических размеров;

–нетрадиционные виды симметрии и конформации с динамически перестраиваемой структурой;

–передача энергии, заряда и информации на основе кооперативных синергетических процессов;

–молекулярное распознавание как базис селективности и избирательности процессов;

–процессы самоформирования (рис. 1), самоупорядочения и самоорганизации;

Рис. 1. Механическая мембрана с искусственно создаваемыми концентрическими (а) и самоформирующимися радиальными (б) гофрами

28

–полифункциональный адаптивный человеко-машинный интерфейс;

–искусственные органы;

–робототехнические системы;

–бионические принципы конструирования;

–бионические, в том числе когнитивные, алгоритмы и принципы функционирования;

–искусственное модифицирование на генетическом, клеточном и органном уровнях;

–искусственное модифицирование на психофизиологическом уровне. В технологическую практику должен широко войти новый тер-

минологический базис: конвергентные системы, бионические и когнитивные технологии.

Следует обратить внимание на тот факт, что человек, оценивая кон- структивно-функциональные, энергетические и информационные достоинства объектов органической природы, пытался наделить искусственно создаваемые технические системы отдельными свойствами биосистем. Бурное освоение «наномира» позволило выявить ряд его особенностей, которые ранее (особенно у объектов неорганической природы) не наблюдались и тем более не использовались. Наиболее характерными проявлениями «наномира» следует признать [9]:

29