Это определение ныне воспринимается как вульгарное и донельзя примитивное, однако нет гарантии, что и нынешние определения нанотехнологии в обозримом будущем не устареют, и не будут выглядеть кошмарным анахронизмом.
Лауреат Нобелевской премии, научный руководитель Физико-технического института им. А.Ф. Йоффе РАН академик Жорес Алферов, под руководством которого в России едва ли не впервые начались и  проводятся сегодня разработки в области нанотехнологий, считает, что 'нанотехнологии - это для всех, они позволяют видоизменять вещества на уровне атомов и молекул и входят в число наиболее перспективных технологий XXI века'.
Нанотехнологии способны изменить средства связи (новые транзисторы), экологию (новые очистные устройства), энергетику (новые электрические кабели), оборону (новые виды оружия), борьбу с терроризмом (новые приборы слежения), медицину (новые лекарства и приборы) и так далее до бесконечности. А по словам одного из американских ученых, с помощью нанотехнологий могут быть созданы 'нановрачи' - микророботы, которые будут запускаться в организм и лечить больные органы...
На  ХХ Международном Экономическом Форуме прошедшем в Санкт-Петербурге в июне нынешнего года на стенде 'Нанотехнологии и материалы' были продемонстрированы новейшие достижения и перспективы развития в области нанотехнологий. Специалисты утверждают, что продемонстрированные компанией НТ-МДТ нанотехнологический обучающий класс на базе прибора NanoEducator, многофункциональная нанолаборатория NTEGRA и комплекс 'Нанофаб' наглядно показали дальнейшие пути повышения конкурентоспособности России на мировом рынке нанотехнологического оборудования. Уже сегодня мы можем создавать самые передовые и высокоточные приборы, способные обеспечить потребности мирового рынка.

200 миллиардов рублей на развитие нанотехнологий

Россия в ближайшие годы собирается вложить миллиарды рублей в развитие нанотехнологий. Эту программу уже сравнивают с освоением космоса и покорением атома. На совете по нанотехнологиям в правительстве России, состоявшемся 21 июня 2007 года,  речь шла о настоящей технологической революции.

Нанотехнологии уже работают, например, в косметологии или фармакологии. Применяются они уже и в радиоэлектронике. При помощи нанотехнологий выращиваются кристаллы сапфиров, которые потом будут использоваться, например, в качестве светодиодов. Главная проблема - пластина из сапфира должна быть абсолютно ровной. При механической обработке такого не добиться, но на уровне атомов нужный результат легко достижим.

Впрочем, возможные сферы применения нанотехнологий гораздо шире, - это и перспективные авиационно-космические системы, и высокоточное вооружение. Научные разработки будут задействованы в нефтегазовой отрасли, металлургии. Можно будет лечить те болезни, которые сегодня неизлечимы. Об этом говорилось  на первом заседании правительственного совета по нанотехнологиям. На развитие перспективной сферы государство выделит 200 миллиардов рублей - до 2015 года. Причем, 130 из них обещают выделить уже в нынешнем году.

Нанотехнологии - мнение ученых

По вопросам нанотехнологий мы попросили проконсультировать журнал 'Машины и механизмы' известных петербургских ученых доктора техничнских наук, профессора    Г.Н. Филимонов и кандидата технических наук   Б.И. Бережко - специалистов в области конструкционных наноматериалов.

Нано − это приставка в русском языке, обозначающая уменьшение в девятой степени. Если рассматривать производное от стандартной единицы длины, например, метра, то:
10⁻² м − сантиметр,
10⁻³ м − миллиметр,
10⁻⁶ м − микрометр,
10⁻⁹ м − нанометр,
10⁻¹⁰ м − ангстрем.
Таким образом, наноразмер характеризует одну миллиардную долю обычного (привычного) размера. Сегодняшние материаловеды предлагают называть 'наночастицами' частицы вещества, характеризующиеся размерами от 1 до100 нм. Правильнее было бы переход от обычного материала к 'наноматериалу' определять не по абсолютному, а по характерному размеру, то есть, по размеру, обеспечивающему переход количества (уменьшение размера структурного элемента) в новое качество.
Поясним на примере пористых фильтров. Если размер пор (или отверстий в пористых мембранах) постепенно уменьшать, то поначалу мы будем получать лишь количественный эффект очистки фильтруемого вещества от частиц все более мелких фракций. Однако, когда проходной размер станет сопоставим с размером молекул, мы получим качественно новый 'молекулярный фильтр'. Дальнейшее уменьшение размеров пор дает возможность второго качественного скачка - создания 'атомных' фильтров.
Размеры атомов характеризуются межатомным расстоянием в кристаллической решетке, которое составляет от 0,5 до 5 ангстрем (Å) для различных химических элементов в разных полиморфных состояниях (примерно, 2,5 Å для  переходных металлов четвертого периода в периодической системе элементов Д.И.Менделеева). Атомный радиус равен половине межатомного расстояния.
 Следовательно, на  участке длины в один нанометр может располагаться от двух до двадцати атомов вещества. Соответственно, в нанокубике с размером  грани 5 нм будет размещаться от тысячи до миллиона атомов какого-либо химического элемента.

Нанообразования можно дифференцировать по их пространственной форме:
 кусочки вещества, имеющие наноразмеры в трех измерениях (частички в виде кубиков, шариков, пирамид, параллелепипедов, эллипсоидов или объектов неправильной геометрической формы);
 кусочки вещества, имеющие наноразмеры только в двух измерениях (частички в виде иголочек, реечек, пруточков, проволочек, нитей, волокон, прямых или изогнутых, включая колечки и закрученные спирали);
 кусочки вещества с наноразмером только в одном измерении, т.е. образования плоскостного типа, тонкие только в направлении перпендикулярном поверхности (нанопластинки, нанопленки, нанотрубки, наносферы).
Нанообразования нитевидного и пластинчатого типа могут иметь один или два линейных размера, значительно превышающих вышеуказанное 'пороговое' значение 100 нм, но сохранять при этом особые свойства, характерные для вещества в нанокристаллическом (или в наноаморфном) состоянии.
Тем не менее, все вышеперечисленные нанообразования не представляют собой еще конструкционного материала, но могут послужить исходными 'кирпичиками' при компоновке заготовок для машиностроительных конструкций с новыми более высокими  служебными свойствами.

Классификации наноматериалов

Огромное количество возможных и уже созданных разновидностей наноматериалов привело к необходимости их классификации. На 7-й Международной конференции по нанотехнологиям (2004 г., Висбаден) было рекомендовано выделить следующие типы наноматериалов:
 наночастицы;
 нанотрубки и нановолокна;
 нанокристаллы и нанокластеры;
 нанодисперсии (коллоиды);
 наноструктурированные поверхности и пленки;
 нанопористые структуры.
Отметим, что в  предложенной классификации не нашлось места объемным материалам конструкционного назначения (как на металлической, так и на полимерной основе).
В работе  наноматериалы с характерным размером элементов микроструктуры порядка 100 нм или менее предложено разделить на три категории:
1 - материалы в виде наноразмерных частиц, тонких волокон или пленок (а - изолированных, б - нанесенных на пленку, в - внедренных в матрицу), полученных, например методами осаждения, конденсации, аэрозольными методами;
2 - материалы, наноструктура которых ограничивается тонким (нанометровым) поверхностным слоем массивного материала, полученным, например, методами лазерной обработки или ионной имплантации;
3 - массивные материалы с наноструктурой, которые, в свою очередь, разделяют на два класса:
 3а - материалы, в которых структура и/или химический состав        меняются по объёму материала на атомном уровне (стекла, гели,  пересыщенные твердые растворы, имплантированные материалы,  неравновесную структуру которых получают наиболее часто  ускоренным охлаждением из равновесного высокотемпературного  состояния);
 3б - микроструктурно неоднородные материалы, состоящие из  наноразмерных блоков (отличающихся атомной структурой,  химическим составом и кристаллографической ориентацией) и   областей между соседними блоками.
По физико-химической природе наноматериалы подразделяют на полимерные, углеродные, пенистые материалы, суспензии, супрамолекулярные структуры, тонкие пленки,  и металлические материалы (поликристаллические, аморфные сплавы, в том числе, частично закристаллизованные, композитные  с аморфной матрицей и кристаллическими включениями).
По степени неоднородности химического состава и структуры   компонентов нанокристаллического материала различают [3]:
 чистые металлы и  однофазные  поликристаллические сплавы, а также слоистые поликристаллические полимеры с равноосными наноразмерными кристаллитами, имеющими одинаковый химический состав матрицы и границ.
 наноструктурные материалы  и многослойные структуры с кристаллитами различного химического  и фазового состава;
 нанокристаллические материалы, в которых химический состав зерен отличается от состава границ раздела;
 материалы, в которых наноразмерные выделения диспергированы в матричных кристаллитах другого химического состава.

Конструкционные наноматериалы

Примерами использования наноэффекта только в поверхностной (нагруженной зоне)  машиностроительной детали являются:
 нанесение пленочных нанопокрытий на поверхность детали;
 изменение свойств поверхностного слоя созданием наноструктурных элементов в этом слое, например, с помощью лазерной обработки, лазерного легирования или ионной имплантации;
 наплавка с формированием наноразмерной структуры дендритов в наплавленном слое и т.п.
Примерами создания наноструктуры во всем объеме крупной детали могут служить:
 обеспечение ультрамелкого зерна в поликристаллическом материале;
 дисперсионное твердение с формированием в матрице равномерно распределенных наноразмерных выделений упрочняющей фазы или предвыделений;
 формирование методами порошковой металлургии компактированных заготовок для машиностроительных деталей из наноразмерных гранул;
 изготовление нанокомпозитных структур методами внедрения в матричный расплав наноразмерных частиц тугоплавких соединений (окислы, керамика, интерметаллиды, 'наноусы');
 изготовление многослойных объёмных заготовок из тонких плёнок наноразмерной толщины;
 сочетание ультрамелкого субзерна матричной структуры (фазы) с наноразмерными выделениями упрочняющей фазы.

Нанотехнологии

Нанотехнологии - понятие весьма ёмкое. Это могут быть и многообразные технологии получения наноразмерных частиц, как исходного полупродукта для последующего использования в процессах производства наноматериалов (функциональных или конструкционных). Это и разнообразные способы формирования материалов с элементами наноструктуры (в объеме изделия или в поверхностном слое). К числу нанотехнологий можно отнести и технологии оптимизации технологических процессов и служебных характеристик изделий при использовании наноматериалов.
Некоторые из способов получения функциональных наноматериалов выглядят достаточно простыми. Достаточно засыпать нанопорошок в воронку - и готов фильтр для тонкой очистки или более эффективный катализатор. Достаточно размешать в консистентной мази соответствующие наночастицы - и готов крем для загара.
Гораздо сложнее технологии создания конструкционных нанокомпозит-ных материалов, которые должны обладать высокой прочностью, твердостью, износостойкостью, сопротивлением ударному изгибу, хладостойкостью, жаропрочностью, вязкостью, трещиностойкостью.
Этим достаточно долгое время занимаются ученые  петербургского научно-исследовательского института 'Прометей'.

По признанию  петербургских ученых   Г.Н. Филимонова и Б.И. Бережко - специалистов в области конструкционных наноматериалов,  многочисленные  попытки получить государственную поддержку на разработку конструкционных наноструктурных сталей нового поколения для тепловой, атомной и водородной энергетики наталкивались на логическую позицию 'чиновников при науке': ищите поддержку в акционерных обществах, заинтересованных в еще не созданных вами материалах, в перечне приоритетов ваша тематика не значится.
Ученые убеждены:, работы по созданию объемных конструкционных материалов с элементами наноструктуры должны перестать быть пасынками 'Наноиндустрии' и занять достойное место в перечне приоритетов.