НАНОБИОТЕХНОЛОГИИ В СОВРЕМЕННОМ МИРЕ. БИОТЕХНОЛОГИИ В МЕДИЦИНЕ.

Введение 

     В большинстве стран, в том числе и в России, биотехнология рассматривается как приоритетное направление, во многом опре­деляющее технический прогресс и развитие общества. Некоторые биотехнологические процессы ,относящиеся, главным образом, к производству продуктов питания, были известны в древние време­на. Традиционная биотехнология завоевала мировой рынок и в эко­номическом плане вносит большой вклад в развитие, как отдельных фирм, так и стран в целом. Только сравнительно недавно традици­онные биотехнологические процессы были тщательно изучены и проанализированы. Однако потребуется еще значительное время пока они будут модифицированы в современные научно-обоснован­ные технологии.

     Таким образом, биотехнология находит применение в решении многих актуальных задач и позволяетнаходить неожиданные реше­ния, например, извлечение химических элементов из руд с исполь­зованием микроорганизмов – отрасль, получившая название микро­биологической гидрометаллургии.

     Наноинженерия с использованием молекулярного дизайна – это высокоэффективная технология, которая должна сыграть важную роль в будущем биотехнологии и в ближайшие десятилетия может изменить нашу жизнь. Прогноз развития бионанотехнологии на ближайшее будущеевселяет большие надежды.

     Биотехнологическая индустрия будет основана на безотходных технологиях, адаптирована к нуждам общества, в котором, к сожа­лению, ощущается нехватка энергии, продуктов питания и т. д. По многим направлениям биотехнологии новые современные техно­логии только зарождаются, и необходимы большие инвестиции и усилия для их дальнейшего развития, но, бесспорно, области при­менения их разнообразны, потенциал огромен и нет сомнения, что они будут играть все возрастающую роль.

     Меж­дународные конгрессы «Биотехнология: состояние и перспективы развития» и международные специализированные выставки «Мир биотехнологии» вызвали широкий резонанс в мировом научно-тех­ническом и деловом сообществе. Эти конгрессы  дока­зывают, что  имеется  хорошая фундаментальная база во всех областях современной биотехнологии и большие перспективы даль­нейшего её развития. Важнейшим фактором успешного развития отечественной биотехнологии является дальнейшее развитие сис­темы биотехнологического образования. Биотехнология в нашей стране должна стать главной техно­логией ХХI века.

1.Понятие
нанотехнологий

Любой материальный предмет - это всего лишь скопление атомов в пространстве. То, как эти атомы собраны в структуру, определяет, что это будет за предмет.

С. Лем

     Биотехнология главным образом известна своим применением в медицине, пищевой промышленности и сельском хозяйстве, но в последние годы все большее внимание уделяется созданию новых биологических материалов и машин с самыми разнообразными структурами, функциями и назначением. Эта тенденция усилилась с приходом нанотехнологий. Слово нанотехнология
произошло от единицы измерения нанометр  (10-9 метра), составляющей одну тысячную микрометра (микрона), что является приблизительным размером молекулы. Нанотехнология –изучение, производство и работа со сверхмалыми структурами и приспособлениями возникла благодаря созданию микроскопии-ческих приборов. В настоящее время более 20 тысяч ученых по всему миру проводят исследования в сфере нанотехнологий. Примеры  потенциального применения наноматериалов и нанотехнологий дают возможность подсчитать, что в течение ближайших 15 лет они по всему миру позволят создать более 2 млн рабочих мест. Сегодня много молодых компаний работают в направлении                                                                                                   вуют более 50 компаний. Все их можно разделить на шесть категорий:

1) обработка и получение наноматериалов; 2) нанобиотехнология; 3) прог-раммное обеспечение; 4)нанофотоника; 5) наноэлектроника; 6) наноприбо-ростроение.

     Наиболее многообещающими могут быть исследования компа­ний в облас-ти нанобиотехнологии, наноэлектроники и в создании новых материалов.

     Наноматериалы ‑ материалы, содержащие структурные элементы, геомет-рические размеры которых хотя бы в одном измерении не превышают 100 нм, и обладающие качественно новыми свойствами, функциональными и эксплу-атационными характеристиками.

     Вывод: нанотехнологии - это принципиально новый, надотраслевой приори-тет, он един для всех отраслей науки и промышленности. Фактически переход к нанотехнологиям  знаменует переход цивилизации в ближайшие 10-20 лет к принципиально новому экономическому укладу.

     Когда речь   идет о развитии нанотехнологий, имеются в виду три направ-ления:  

·  изготовление электронных схем (в том числе и объемных) с активными элементами, размерами сравнимыми с размерами молекул и атомов;

· разработка и изготовление наномашин, т.е. механизмов и роботов размером с молекулу;

· непосредственная манипуляция атомами и молекулами и сборка из них всего существующего.

v Краткая история развития:

     Отцом нанотехнологии можно считать греческого философа Демокрита. Примерно в 400 г. до н.э. он впервые использовал слово «атом», что в перево-де с греческого означает «нераскалываемый», для описания самой малой час-тицы вещества.

     Примером первого использования нанотехнологий можно назвать –изобретение в 1883 году фотопленки Джорджем Истмэном, который впоследствии ос-новал известную компанию Kodak.

     Один нанометр (от греческого «нано» - карлик) равен одной миллиардной части метра. На этом расстоянии можно вплотную расположить примерно 10 атомов. Пожалуй, первым ученым, использовавшим эту единицу измерения, был Альберт Эйнштейн, который в 1905 г. теоретически доказал, что размер молекулы сахара равен одному нанометру.
 

     2.Современный уровень развития нанотехнологий

       В настоящее время наноматериалы используют для изготовления защитных и светопоглощающих покрытий, спортивного оборудования, транзисторов, светоиспускающих диодов, топливных элементов, лекарств и медицинской аппаратуры, материалов для упаковки продуктов питания, косметики и одежды.
     Нанопримеси на основе оксида церия уже сейчас добавляют в дизельное топливо, что позволяет на 4-5% повысить КПД двигателя и снизить степень загрязнения выхлопных газов.

     Общемировые затраты на нанотехнологические проекты превышают $9 млрд. в год. На долю США приходится примерно треть всех мировых инвестиций в нанотехнологии. Другие главные игроки на этом поле – Евро-пейский Союз и Япония. Исследования в этой сфере активно ведутся также в странах бывшего СССР, Австралии, Канаде, Китае, Южной Корее, Израиле, Сингапуре, Брази-лии и Тайване. Прогнозы показывают, что к 2015 году общая численность пер-сонала различных отраслей нанотехнологической промышленности может дойти до 2 млн. человек, а суммарная стоимость товаров, производимых с использованием наноматериалов, составит, как минимум, несколько сотен миллиардов долларов и, возможно, приблизится к $1 трлн.
 

                             3.Нанобиотехнологии 

     Нанобиотехнология – область нанонауки и наноинженерии, применяющей методы и подходы нанотехнологии для создания биоструктур и изучения био-логических систем. Нанотехнологи такжеиспользуют способность биомоле-кул к самосборке в наноструктуры. Так, например, липиды способны спон-танно объединяться и формировать жидкие кристаллы. Молекулы пептидов в воде формируют правильные нановолокна, которые, в свою очередь, связы-ваются и образуют каркасы. “ПюраМатрикс” – это коммерчески реализован-ный каркасный материал из нановолокон, который получил свое название благодаря идеальности в качестве биотехнологически разработанного биоло-гического каркаса. Ученые-биомедики во всем мире сейчас используют его для изучения раковых и стволовых клеток и для воссоздания костной ткани. Наличие в каркасах из нановолокон пор размером от 5 до 200 на­нометров и чрезвычайно высокое содержание воды обусловливают возможность их ис-пользования при трехмерном выращивании клеток и тканей восстановитель-ной медицине. Помимо этого благодаря малым размерам пор этих каркасов, очевидно, их можно будет использовать для постепенного выделения меди-каментов для пролонгирования их действия. Устройство с нанокаркасом для медленного выделения может имплантироваться в кожу с запасом лекарства на месяцы, и даже годы.

     ДНК используется не только для создания наноструктур, но и в качестве важ-ного компонента наноустройств. Вполне вероятно, что ДНК, представ-ляющая собой молекулу, хранящую информацию, может стать основным компонентом компьютеров следующего поколения. Вместо того чтобы созда-вать кремниевую основу микросхемы, нанотехнологи смогут использовать двухцепочечную молекулу ДНК, которая представляет собой натуральный каркас для создания наноструктур, а ее способность к высокоспецифичному связыванию позволяет объединять атомы в предсказуемой последователь­ности, необходимой для создания наноструктуры. К тому времени, как микропроцессоры и микросхемы превратятся в нанопроцессоры и наносхемы, молекулы ДНК могут заменить используемые в настоящее время неорганические полупроводники. Такие биочипы будут представлять собой ДНК-процессоры, исполь зующие исключительную способность ДНК к хранению информации.

     Другие биологические молекулы также используются для создания способов передачи как можно большего количества информации. Например, некоторые исследователи изучают возможность использования поглощающих свет моле-кул подобных тем, что содержатся в сетчатке глаза, для тысячекрат-ного увеличения объема хранящейся на компактдисках информации. Применение нанобиотехнологии будет способствовать развитию экологически чистых производственных процессов.

     Исследования по практическому применению нанобиотехнологии в медицине направлены насовершенствование средств и методов диагностики,  профи-лактики и лечения. К ним можно отнести:

·        – повышение чувствительности и экспрессности анализа, что позволит осу-ществлять раннюю диагностику заболеваний и уже в ближайшее время может быть использовано для обнаружения онкологических, эндокринных и сер-дечно-сосудистых заболеваний, вирусных и бактериальных инфекций. Особым типом наноустройств являются биочипы, основанные на применении полимеразной цепной реакции. Они позволяют оценить генетический статус обследуемого пациента и/или патогенного микроорганизма и спланировать мероприятия по профилактике и лечению;

·        – повышение производительности позволяет проводить комплексное обсле-дование по набору диагностических критериев, что может быть использовано для индивидуального подхода к лечению и профилактике;

·        – создание биосенсоров путем объединения биологического и электронного компонентов в один миниатюрный прибор;

·        – разработка молекулярных детекторов на основе нанопор;

·        – изучение возможности получения и применения, эффективных фармпре-паратов и вакцин в виде наночастиц;

·        – создание на основе наноструктур системы адресной доставки лекарств, позволяющей повысить специфичность и скорость доставки функциональных молекул в клетки-мишени.

     Технологии биосистем перспективны с точки зрения контролируемого создания наноустройств различного назначения, таких как получение биосовместимых наноматериалов, конструирование медицинских нано- роботов, создание минимальной искусственной биосистемы,способной самостоятельно воспроизводить саму себя и др.

    4. Нанобактерии.

      По мнению ученых, нанобактерии играют важную роль в образовании минералов, превращении вулканических пород в почву и коррозии металлов.

Проявление некоторых патологических состояний почек у чело­века, в частности образование камней, было объяснено наличием нанобактерий. Известно, что:

1. Нанобактерии не синтезируют собственные аминокислоты, жирные кислоты (и, возможно, нуклеотиды), а используют готовые, получая их из окружающей среды. При нехватке экзогенных жирных кислот мембранные липиды могут частично заменяться фосфатом кальция.

2. У нанобактерий отсутствуют энергоемкие системы активного транспорта, характерные для про- и эукариотических клеток. Транспорт веществ осуществляется за счет диффузии и броуновского движения, чему способст-вуют ультрамикроскопические размеры бактерии.

3. Концентрация растворенных веществ и, следовательно, ос­мотическое давление внутри нанобактерий не отличается от окружающей среды. В связи с этим нанобактериям не требуются энергозатратные системы поддержания внутриклеточного гомеостаза.

     Но многие ученые, тем не менее, сомневаются в том, что нанобактерии действительно являются жизненной формой, и утверждают, что с большей вероятностью это органические структуры, а не биологические.

     Несмотря на то, что со времени первого обнаружения бактерий прошло около 20 лет, существование нанобактерий на данное время является одним из спорных научных вопросов, поскольку открытие этой новой формы жизни имеет не только академическое, но и практическое значение. Исследования в данном направлении проводятся во многих лабораториях мира и можно на-деяться, что в ближайшее время полученныерезультаты позволят разрешить возникшие вопросы.
                    

                                 5. Наномедицина

             Человек

     Современные приложения нанотехнологий в медицине можно разделить на несколько групп:

1. Наноструктурированные материалы, в т. ч., поверхности с нанорельефом, мембраны с наноотверстиями. В настоящее время достигнуты успехи в изго-товлении наноматериала, имитирующего естественную костную ткань.

2. Наночастицы.
Спектр возможных применений чрезвычайно широк. Он включает борьбу с вирусными заболеваниями такими, как грипп и ВИЧ, онкологическими и нейродегенеративными заболеваниями, остеопорозом, заболеваниями сосудов. Наносферы могут использоваться и в диагностике, например, как рентгено-контрастное вещество, прикрепляющееся к поверхности определённых клеток и показывающее их расположение в организме.

3. Микро- и нанокапсулы. Миниатюрные

Искусственная сетчатка глаза (общая схема)

(~1 мк) капсулы с нанопорами могут быть использованы для доставки лекарственных средств в нужное место организма. Уже испытываются подобные микрокапсулы для доставки и физиологически регулируемого выделения инсулина при диабете 1-го типа.

4. Нанотехнологические сенсоры и анализаторы. Использование микро- и нанотехнологий позволяет многократно повысить возможности по обнару-жению и анализу сверхмалых количеств различных веществ. Одним из вари-антов такого рода устройства является«лаборатория на чипе» (lab on a chip). Это пластинка, на поверхности которой упорядоченно размещены рецепторы к нужным веществам, например, антитела. Такое устройство, способное обнаруживать буквально отдельные молекулы может быть использовано при определении последовательности оснований ДНК или аминокислот, обнару-жения возбудителей инфекционных заболеваний, токсических веществ.

5. Медицинские применения сканирующих зондовых микроскопов. Сканирующие микроскопы представляют собой группу уникальных по своим возможностям приборов. Они позволяют достигать увеличения достаточного, чтобы рассмотреть отдельные молекулы и атомы.

6. Наноинструменты  и наноманипуляторы.

Инвалидное кресло, управляемое «силой мысли». На голове пациента -«шапочка» из электродов, снимающая электроэнцефалографию (ЭЭГ) мозга.

      Наноманипуляторами можно назвать устройства, предназначенные для манипуляций с нанообъектами - наночастицами, молекулами и отдельными атомами. Примером могут служить сканирующие зондовые микроскопы, которые позволяют перемещать любые объекты вплоть до атомов. В насто-ящее время созданы прототипы нескольких вариантов "нанопинцета". В одном случае использовались две углеродные нанотрубки диаметром 50 нм, располо-женные параллельно на сторонах стеклянного волокна диаметром около 2 мкм. При подаче на них напряжения нанотрубки могли расходиться и сходить-ся наподобие половинок пинцета. Так, была продемонстрирована возможность перемещать нанообъекты с помощью луча лазера. В  недавней работе ученых Корнельского и Массачусетского университетов им удалось "размотать" моле-кулу ДНК с нуклеосомы. При этом они тянули ее законец с помощью такого "лазерного пинцета".

7. Микро- и наноустройства различной степени автономности. В настоящее
время всё большее распространение получают миниатюрные устройства, которые могут быть помещены внутрь организма для диагностических, а возможно, и лечебных целей. Современное устройство, предназначенное для исследования желудочно-кишечного тракта, имеет размер несколько мил-лиметров, несёт на борту миниатюрную видеокамеру и систему освещения. Полученные кадры передаются наружу.

     Сегодня для врачей и фармакологов очевидна аксиома, что лекарства, упакованные в липосомы, становятся более эффективными и безопасными, точно попадают к органам-мишеням и позволяют снизить дозу препаратов. Применение наноконтейнеров в медицине открывает перед ней новые воз- можности и новые перспективы манипуляций с мини-дозами препаратов.

Зачем медицине нанотехнологии? "Поскольку основной объект воздействия современной медицины - это клетка, а зачастую - макромолекулы, - тои инст-рументы для их починки должны быть того же порядка, что и объект, то есть
нанометрового диапазона". Для медицины наноразмеры - это все, что меньше 1 мкм, получается, что это понятие в медицине несколько менее строгое, чем в
физике или химии. Важно, чтобы нанообъект проходил через поры капил-ляров размеров 100-200 нм.

                  7. ЛЕКАРСТВЕННЫЕ НАНОПРЕПАРАТЫ

     "КОНТЕЙНЕРЫ". Существенно не более или менее строгое ограничение
размеров нанообъектов, а то, что при переходе к этим размерам объект
приобретает качественно новые свойства. Именно этим и отличаются лекарст-венныенанопрепараты. Под этим словом понимают лекарства, молекулы которых упакованы в наноконтейнеры - например, липосомы. В таком "упакованном" виде они поступают в организм, достигают органов и клеток-мишеней, высвобождают лекарство и распадаются на безопасные части, кото-рые организм покидают. В липосомном виде увеличивается растворимость многих лекарственных веществ, что крайне важно для их действия. Уменьшается токсичность, поскольку действующее вещество защищено
липосомной оболочкой. Поэтому лекарство действует только тогда, когда достигает клетки-мишени, никак не раньше, и по пути не деградирует, а дохо-дит в активной форме. Все это позволяет снизить эффективную дозу лекарс-тва, что особенно существенно, например, для онкологических больных, полу-чающих химиотерапию. В основе прицельной доставки нанопрепаратов к мишеням лежат два основных механизма.
Во-первых, они обладают свойством пассивного нацеливания. В районе воспаления в капиллярах расширяются поры, и липосомы проходят как раз через эти поры, то есть, попадают именно туда, куда нужно. Но можно органи-зовать еще и активный транспорт, присоединяя к наночастице "молекулярный адрес" к рецепторам на мембранах клеток-мишеней.

         НАНОПРЕПАРАТЫ В ОНКОЛОГИИ.

 В Харькове производят липосомный доксорубицин ("Липодокс") - препарат для химиотерапии рака. Показано, что его липосомная форма действует в несколько раз эффективнее, чем просто раствор. В препарате бетулиновой кислоты, которая действует против меланомы, липосомная форма сущест-венно повышает растворимость, а еще лучше растворяется вещество в форме
нанокристаллов. Электронномикроскопические фотографии показывают, как меченые наночастицы бетулиновой кислоты проникают в клетки меланомы, предположительно, по механизму эндоцитоза.

    НАНОПРЕПАРАТЫ В НЕВРОЛОГИИ.

Разработана и липосомная форма противопаркинсонической субстанции ДОФА. В крови ДОФА быстро деградирует, так что только 20% введенного лекарства достигает гематоэнцефалического барьера (ГЭБ). Липосомы, помимо всего прочего, облегчают прохождение вещества через ГЭБ. При применении липосомной формы ДОФА эффективную дозу можно уменьшить в 10 раз, а продолжительность действия лекарства в два-три раза увеличи-вается. Липосомы позволяют использовать для лечения не ДОФА (предшест-венник нейромедиатора дофамина) а сам дофамин. Это именно то, чего не хва-тает клеткам мозга при болезни Паркинсона, но без липосом он не оказывает никакого эффекта.

             НАНОПРЕПАРАТЫ В ИММУНОЛОГИИ.

Экстракт березовой коры обладает большим набором биологической активности: антиоксидантной, ммуномодулирующей, антимутагенной и пр. Из этого экстракта изготовили наночастицы, которые, как они показали, взаимо-действуют с иммунными клетками. Разработаны нанопрепараты, три произ-водятся промышленно, также некоторые препараты проходят клинические испытания.

               РЕГЕНЕРАТИВНАЯ МЕДИЦИНА.

В области клинической медицины самое существенное применение биоме-дицинских нанотехнологий, осуществлено при решении проблем доставки препаратов и регенеративной медицине. Наночастицы позволят врачам доставлять лекарство точно к месту болезни, увеличивая эффективность и минимизируя побочные эффекты. Они также предлагают новые возможности для контролируемого вывода терапевтических веществ. Наночастицы также могут использоваться, чтобы стимулировать врожденные механизмы регенерации.                                                                                                                                                                 

                                                                   Нано сердце

    Так оно работает

     Новое работающее сердце

     В целом же, разработка и применение нанотехнологий позволят достичь следующих основных целей:

1.  Изменение структуры валового внутреннего продукта в сторону увели-чения доли наукоемкой продукции.

2.  Повышение эффективности производства.

3.  Переориентация российского экспорта с, в основном, сырьевых ресурсов на конечную высокотехнологичную продукцию и услуги путем внедрения наноматериалов и нанотехнологий в технологические процессы российских
предприятий.

4.  Создание новых рабочих мест для высококвалифицированного персонала инновационных предприятии, создающих продукцию с использованием нанотехнологий.

5.  Развитие фундаментальных представлений о новых явлениях, структуре и свойствах наноматериалов.

6.  Формирование научного сообщества, подготовка и переподготовка кадров, нацеленных на решение научных, технологических и производственных проблем нанотехнологий, создание наноматериалов и наносистемной техники, с достижением на этой основе мирового уровня в фундаментальной и прикладной науках.

     Эффективное достижение намеченных целей потребует системного подхода к решению целого ряда взаимоувязанных задач, основными из которых являются:

1. Координация работ в области создания и применения нанотехнологий, наноматериалов и наносистемной техники;

2. Создание научно-технической и организационно-финансовой базы, позволяющей сохранить и развивать имеющийся в России приоритетный задел в исследованиях и применении нанотехнологий; развитие бюджетных и внебюджетных фондов, поощряющих и развивающих исследования в области наноматериалов и нанотехнологий и стимулирующих вклады инвесторов;

3.Формирование инфраструктуры дляорганизации эффективных фундаментальных исследований, поиска возможных применений их результатов, развития новых нанотехнологий и их быстрой
коммерциализации;

4. Поддержка межотраслевого сотрудничества в области создания наноматериалов и развития нанотехнологий;

5. Обеспечение заинтересованности в решении
научных, технологических и производственных проблем развития нанотехнологий и наноматериалов путем либерализации налоговой политики, оптимизации финансовой политики; создание системы защиты интеллектуальной собственности;

6. Разработка и внедрение новых подходов к обучению
специалистов в области нанотехнологий.

     Стратегическими национальными приоритетами Российской Федерации, изложенными в утвержденных 30 марта 2002 г.
Президентом Российской Федерации «Основах политики Российской Федерации в области развития науки и технологий на период до 2010 года и дальнейшую перспективу», являются: повышение качества жизни населения, достижение экономического роста, развитие фундаментальной науки, образования и культуры, обеспечение обороны и безопасности страны.

     Одним из реальных направлений достижения этих целей может стать ускоренное развитие нанотехнологий на основе накопленного научно-технического задела в этой области и внедрение их в технологический комплекс России.

      Развитие направлений науки, техники и технологий, связанных с созданием, исследованиями и использованием объектов с наноразмерными элементами, уже в ближайшие годы приведет к кардинальным изменениям во многих сферах человеческой деятельности.

      Новейшие нанотехнологий наряду с компьютерно-информационными технологиями и биотехнологиями являются фундаментом научно-технической революции в XXI веке, сравнимым и даже превосходящим по своим масштабам с преобразованиями в технике и обществе,
вызванными крупнейшими научными открытиями XX века.

     В развитых странах осознание ключевой роли, которую уже в недалеком будущем будут играть результаты работ по нанотехнологиям, привело к разработке широкомасштабных программ по их развитию на основе государственной поддержки.

      Так, в 2000 г. в США принята приоритетная долгосрочная комплексная программа, названная Национальной нанотехнологической инициативой и рассматриваемая как эффективный инструмент, способный обеспечить лидерство США в первой половине текущего столетия.

     В России работы по разработке нанотехнологий начаты еще 50 лет назад, но слабо финансируются и ведутся только в рамках отраслевых программ. К настоящему времени назрела необходимость формирования программы общефедерального масштаба с учетом признания важной роли нанотехнологий на самом высоком государственном уровне.

     Нанотехнологии могут стать мощным инструментом интеграции технологического комплекса России в международный рынок высоких технологий, надежного обеспечения конкурентоспособности отечественной продукции.

     Разработка и успешное освоение новых технологических возможностей потребует координации деятельности на государственном уровне всех участников нанотехнологических проектов, их всестороннего обеспечения (правового, ресурсного, финансово-экономического, кадрового), активной государственной поддержки отечественной продукции на внутреннем и внешнем рынках.

     Формирование и реализация активной государственной политики в области нанотехнологий позволит с высокой эффективностью использовать интеллектуальный и научно-технический потенциал страны в интересах развития науки, производства, здравоохранения, экологии, образования и обеспечения национальной безопасности России.

                      8. Заключение 

     Ключевые технологии и материалы всегда играли большую роль в истории цивилизации, выполняя не только узко производственные функции, но и социальные. Достаточно вспомнить, как сильно отличались каменный и бронзовый века, век пара и век электричества, атомной энергии и компьютеров. По мнению многих экспертов, XXI в. будет
веком нанонауки и нанотехнологий, которые и определят его лицо. Воздействие нанотехнологий на жизнь обещает иметь всеобщий характер, изменить экономику и затронуть все стороны быта, работы, социальных отношений. С помощью нанотехнологий мы сможем экономить время, получать больше благ за меньшую цену, постоянно повышать уровень и качество жизни.

     Главная надежда нанотехнологий связана с тем, что удастся двигаться не «сверху вниз», а «снизу вверх», т.е. выращивать наноструктуры, наноматериалы, нанообъекты. Нанотехнологии требуют больших объемов материалов, и собирать их атом за атомом невозможно. Поэтому есть два основных ключа к нанотехнологиям:

1. Нужно организовать процессы так, чтобы наноструктуры собирались сами, образуя то, чего бы нам хотелось. Другими словами, это процессы самоорганизации, самоформирования и самосборки.

2. Решение многих проблем нанотехнологий требует совместной деятельности физиков, химиков, математиков, биологов – общего языка,
понятий и моделей – междисциплинарного подхода. Кроме того, именно широкий междисциплинарный взгляд дает понимание того, чего в принципе, возможно, достичь, чего хотелось бы достичь и – главное – чего хотелось бы избежать. Здесь первостепенное значение приобретает проектирование будущего, в котором технологические, экономические, политические, военные и социальные проблемы оказываются значительно более взаимосвязаны, чем ныне. Это обусловлено совершенно новыми технологическими возможностями.

      В самом деле, чтобы нанотехнологии не остались научной фантастикой, они должны найти свое место в экономике, включиться в
существующие экономические циклы или создать новые. Это требует активного мониторинга и сопровождения на всех этапах от лаборатории до рынка. Это качественно новый уровень управления, позволяющий решать
организационно-экономические проблемы невиданного уровня сложности.

     В развитых странах осознание ключевой роли, которую уже в недалеком будущем будут играть результаты работ по нанотехнологиям, привело к разработке широкомасштабных программ по их развитию и государственной поддержке.

      Из числа технологически продвинутых стран Россия - единственная - до настоящего времени не имеет программы развития нанотехнологий федерального масштаба. Исследования в этом направлении проводятся в рамках академических институтов, частично вузов, входят отдельными разделами в отраслевые программы, но, как правило, не завершаются практическим внедрением результатов. Более того, даже
осуществить зарубежное патентование отечественных изобретений, как правило, не удается, так как государство в этом не заинтересовано и никакой финансовой поддержки авторам изобретений не оказывает. Растворение проблематики нанотехнологий в отдельных разделах федеральных и отраслевых программ не позволяет даже оценить, сколько средств выделяется государством на их развитие. По существующим оптимистическим оценкам - несколько десятков миллионов долларов США. При этом сотни высококлассных российских специалистов, которые могли бы
составить цвет отечественной нанотехнологии, вынуждены работать за рубежом.

     В Алтайском крае также занимаются развитием нанотехнологий в Алтайском техническом университете на кафедре экспериментальной физики. Побыавав в лаборатории и посмотрев,  как действительно можно развивать науку, как интересно видеть и своими руками влиять на развитие нанотехнологии, я заинтересовался этой проблемой. Думаю, что настанет тот час и день, когда и отечественная наука встанет на достойный рубеж по оценке отечественных специалистов. 

                                     

                          Список литературы 

1.Курс лекций по основам биотехнологии.
В 2 ч. Ч.
1. Вве­дение в биотехнологию
 /
С.С. Рыбаков; Владим. гос. ун-т. – Владимир : Изд-во Владим. гос. ун-та, 2008.

2. Нанотехнология в ближайшем десятилетии. Прогноз направления развития // Под ред. М.К.Роко,
Р.С.Уильямса и П.Аливисатоса: Пер. с англ. М.: Мир, 2002.

3. Основы политики Российской Федерации в области науки и технологий на период до 2010 года и дальнейшую перспективу // Поиск. 2002. № 16 (19 апреля).

4.
Материалы с сайта о нанотехнологиях #1 в России Nanonewsnet (http://www.nanonewsnet.ru)

5. http:// nanorf.ru  

                                             АЛТАЙСКИЙ КРАЙ    г.ЗАРИНСК НАНОБИОТЕХНОЛОГИИ В СОВРЕМЕННОМ

МИРЕ. БИОТЕХНОЛОГИИ В МЕДИЦИНЕ.

          НАПРАВЛЕНИЕ  -  ФИЗИКА

       КОНКУРС  «БУДУЩЕЕ  АЛТАЯ»

                                                         Выполнил:  ученик  10  класса  Фадеев Владимир

                                                         Руководитель Фадеева Г.Э

                                Г.Заринск,2013

                                                                Содержание

      1.Введение                                                                                       стр.1

      2.Понятие нанотехнологий                                                      стр.2

     3.Современный уровень развития нанотехнологий       стр.3

     4.Нанобиотехнологии                                                                 стр.4

     5.Нанобактерии                                                                           стр.6

     6.Наномедицина                                                                           стр.7

     7.Наноинструменты и наноманимуляторы                      стр.10

     8.Лекарственный нанопрепараты                                        стр.12

     9.Заключение                                                                                стр.18