Во многих федеральных лабораториях активно осуществляются значительные научно-исследовательские программы, связанные с нанотехнологиями. Лаборатории проводят такие исследования исходя из краткосрочных или перспективных задач руководящих ими ведомств, однако многие результаты могут быть внедрены в производство, вследствие чего почти все лаборатории уже выработали собственные программы и процедуры коммерциализации и передачи технологий в промышленность. Подобно университетам, национальные лаборатории являются одним из важнейших источником получения интеллектуальной собственности в области нанотехнологий.
В основе каждой достаточно развитой системы технологий лежат общие представления о методах их обработки. Нанотехнологии не составляют исключения, и мы должны начать с их классификации. Существует много методов описания и деления технологий, но даже простейшая схема содержит три уровня: (1) материалы, (2) проектирование и изготовление, (3) интеграция, или объединение. Стоит отметить, однако, что в некоторых сложных нанотехнологиях переход от первой стадии к двум следующим очень трудно сформулировать. С другой стороны, наука и технология, связанные с наноматериалами, пока находятся в стадии становления, а некоторые специалисты полагают, что нанонаука вообще сводится к материаловедению на определенном уровне масштабов.
Наиболее важное отличие наноматериаловедения от классических наук (химия, физика и т. п.) действительно заключается в пространственновременных масштабах процессов, которые новая наука и технология пытаются регулировать или действительно регулируют. Вот уже более ста лет классические науки занимаются изучением явлений на атомарном уровне, а наноматериаловедение вдруг предоставило нам возможность не столько изучать, сколько самим создавать и осуществлять такие явления, лежащие за гранью привычной для ученых стохастической теории.
Некоторые специалисты даже предлагают считать новую науку разновидностью инженерного или художественного творчества в общем смысле, поскольку в ней вместо изучения некоторых объектов мы начинаем сами создавать совершенно новые объекты на беспрецедентном для науки и искусства уровне возможностей. О некоторых таких попытках рассказывается в данной главе.
Одним из наиболее неожиданных и оригинальных направлений нанонауки считается изготовление и изучение наночастиц из разных материалов, но стоит заметить, что в действительности человечество неосознанно использовало такие частицы еще с древности. Занимаясь строением и синтезом частиц вещества на атомарном уровне, ученые во многих странах научились изготовлять поразительные физические объекты типа квантовых точек со структурой «ядро – оболочка». Наночастицы почти сразу нашли применение в медицине и биологии (диагностика, изучение токсичности веществ, исследования функциональности тканей организма и т. п.).
