• Название:

    Просто, чем старше мы и выше ростом, Тем дальше..


  • Размер: 0.12 Мб
  • Формат: RTF
  • или
  • Сообщить о нарушении / Abuse

Установите безопасный браузер



Предпросмотр документа

Зміст

Введення

1. Поняття біотехнологія

2. Поняття нанотехнологія

2.1 Коротка історія розвитку

3. Сучасний рівень розвитку нанотехнологій

4. Нанобіотехнології

4.1 нанобактерії

5. Наномедицина

5.1 Навіщо медицині нанотехнології?

6. Значення застосувань нанотехнологій

7. Наслідки застосування біо-і нанотехнологій

Висновок

Список літератури

Введення

У більшості країн, в тому числі і в Росії, біотехнологія розглядається як пріоритетний напрям, багато в чому визначає технічний прогрес і розвиток суспільства.

Деякі біотехнологічні процеси, пов'язані з виробництва продуктів харчування, були відомі в стародавні часи. Традиційна біотехнологія завоювала світовий ринок і в економічному плані вносить великий вклад у розвиток, як окремих фірм, так і країн в цілому. Тільки порівняно недавно традиційні біотехнологічні процеси були ретельно вивчені та проаналізовані. Однак потрібно ще чимало часу поки вони будуть модифіковані в сучасні науково-обгрунтовані технології.

Таким чином, біотехнологія знаходить застосування у вирішенні багатьох актуальних завдань і дозволяє знаходити несподівані рішення, наприклад, вилучення хімічних елементів з руд з використанням мікроорганізмів - галузь, що отримала назву мікробіологічної гідрометалургії.

Наноінженерія з використанням молекулярного дизайну - це високоефективна технологія, яка повинна зіграти важливу роль в майбутньому біотехнології і в найближчі десятиліття може змінити наше життя.

Проведені у 2002, 2003, 2005 і 2007 рр.. московські міжнародні конгреси «Біотехнологія: стан та перспективи розвитку» та міжнародні спеціалізовані виставки «Світ біотехнології» викликали широкий резонанс у світовому науковотехнічної і діловому співтоваристві. Ці конгреси переконливо доводять, що Росія має хорошу фундаментальну базу в усіх областях сучасної біотехнології і великі перспективи подальшого її розвитку. Біотехнологія в нашій країні має стати головною технологією ХХI століття.

1. Поняття біотехнологія

нанотехнологія біотехнологія

Біотехнологія - сукупність промислових методів, які використовують живі організми та біологічні процеси, досягнення генної інженерії (галузі молекулярної генетики, пов'язаної із створенням штучних молекул речовини, що передає спадкові ознаки живого організму) і клітинної технології. Такі методи застосовуються в рослинництві, тваринництві, при виготовленні ряду цінних технічних продуктів. Розробляються біотехнологічні програми збагачення бідних руд і концентрації рідкісних і розсіяних у земній корі елементів, а також перетворення енергії.

Під біотехнологією розуміють сукупність методів і прийомів використання живих організмів, біологічних продуктів і біотехнічних систем у виробничій сфері. Іншими словами, біотехнологія застосовує сучасні знання і технології для зміни генетичного матеріалу рослин, тварин і мікробів, сприяючи отриманню на цій основі нових (часто принципово нових) результатів.

Біотехнологія - це біотехнічні дослідження, які розвиваються у зв'язку з посиленням взаємодії біології і технічних наук, особливо з матеріалознавство і мікроелектронікою. В результаті чого створюються біотехнічесікіе системи, біоіндустрії та біотехнології.

У вузькому сенсі біотехнологіями називають використання живих організмів у виробництві та переробці різних продуктів. Сучасні біотехнології засновані головним чином на культивуванні мікроорганізмів (бактерій і мікроскопічних грибів), тваринних і рослинних клітин.

У широкому сенсі біотехнологіями називаються технології, що використовують живі організми або продукти їх життєдіяльності. Або так: біотехнології пов'язані з тим, що виникло біогенним шляхом.

2. Поняття нанотехнологія

Будь матеріальний предмет - це всього лише скупчення атомів в просторі. Те, як ці атоми зібрані в структуру, визначає, що це буде за предмет (С. Лем).

Біотехнологія головним чином відома своїм застосуванням в медицині, харчовій промисловості та сільському господарстві, але в останні роки все більша увага приділяється створенню нових біологічних матеріалів і машин з найрізноманітнішими структурами, функціями і призначенням. Ця тенденція посилилася з приходом нанотехнологій.

Слово нанотехнологія походить від одиниці вимірювання нанометр (10-9 метра), що становить одну тисячну мікрометра (мікрона), що є приблизними розміром молекули.

Нанотехнологія - вивчення, виробництво і робота зі сверхмалимі структурами і пристосуваннями виникла завдяки створенню мікроскопічних приладів. Сьогодні багато молодих компаній працює в напрямку розвитку нанотехнологій.

Найбільш багатообіцяючими можуть бути дослідження компаній в області нанобіотехнології, наноелектроніки і в створенні нових матеріалів.

Наноматеріали? матеріали, що містять структурні елементи, геометричні розміри яких хоча б в одному вимірі не перевищують 100 нм, і мають якісно новими властивостями, функціональними та експлуатаційними характеристиками.

Висновок: нанотехнології - це принципово новий, нанотраслевой пріоритет, він єдиний для всіх галузей науки і промисловості.

Фактично, перехід до нанотехнологій знаменує рух цивілізації в найближчі 10-20 років до принципово нового економічного укладу. Коли мова йде про розвиток нанотехнологій, маються на увазі три напрямки:

- Виготовлення електронних схем (у тому числі і об'ємних) з активними елементами, розмірами порівнянними з розмірами молекул і атомів;

- Розробка та виготовлення наномашин, тобто механізмів і роботів розміром з молекулу;

- Безпосередня маніпуляція атомами і молекулами та збирання з них всього існуючого.

2.1 Коротка історія розвитку

Батьком нанотехнології можна вважати грецького філософа Демокріта. Приблизно в 400 р. до н.е. він вперше використав слово «атом», що в перекладі з грецького означає «нераскаливаемий», для опису найменшої частинки речовини.

Прикладом першого використання нанотехнологій можна назвати - винахід у 1883 році фотоплівки Джорджем Істмен, який згодом заснував відому компанію Kodak.

Один нанометр (від грецького «нано» - карлик) дорівнює одній мільярдній частині метра. На цій відстані можна впритул розташувати приблизно 10 атомів. Мабуть, першим вченим, що використав цю одиницю виміру, був Альберт Ейнштейн, який в 1905 р. теоретично довів, що розмір молекули цукру дорівнює одному нанометра.

3. Сучасний рівень розвитку нанотехнологій

В даний час наноматеріали використовують для виготовлення захисних та светопоглощающих покриттів, спортивного обладнання, транзисторів, светоіспускающіх діодів, паливних елементів, ліків і медичної апаратури, матеріалів для упаковки продуктів харчування, косметики та одягу.

Нанопрімесі на основі оксиду церію вже зараз додають в дизельне паливо, що дозволяє на 4-5% підвищити ККД двигуна і знизити ступінь забруднення вихлопних газів.

Загальносвітові витрати на нанотехнологічні проекти перевищують $ 9 млрд. на рік. На частку США припадає приблизно третина всіх світових інвестицій у нанотехнології. Інші головні гравці на цьому полі - Європейський Союз і Японія. Дослідження в цій сфері активно ведуться також у країнах колишнього СРСР, Австралії, Канаді, Китаї, Південній Кореї, Ізраїлі, Сінгапурі, Бразилії і Тайвані. Прогнози показують, що до 2015 року загальна чисельність персоналу різних галузей нанотехнологічної промисловості може дійти до 2 млн. чоловік, а сумарна вартість товарів, вироблених з використанням наноматеріалів, складе, як мінімум, кілька сотень мільярдів доларів і, можливо, наблизиться до $ 1 трлн.

4. Нанобіотехнології

Нанобіотехнології - область нанонауки і наноінженерії, яка застосовує методи і підходи нанотехнології для створення біоструктур і вивчення біологічних систем. Нанотехнологи також використовують здатність біомолекул до самосборке в наноструктури. Так, наприклад, ліпіди здатні спонтанно об'єднуватися і формувати рідкі кристали. Молекули пептидів у воді формують правильні нановолокна, які, в свою чергу, зв'язуються і утворюють каркаси.

"ПюраМатрікс" - це комерційно реалізований каркасний матеріал з нановолокон, який отримав свою назву завдяки ідеальності як біотехнологічно розробленого біологічного каркаса. Вчені-біомедікі в усьому світі зараз використовують його для вивчення ракових і стовбурових клітин і для відтворення кісткової тканини. Наявність в каркасах з нановолокон пір розміром від 5 до 200 нанометрів і надзвичайно високий вміст води обумовлюють можливість їх використання при тривимірному вирощуванні клітин і тканин у відновній медицині.

Крім цього завдяки малим розмірам пір цих каркасів, очевидно, їх можна буде використовувати для поступового виділення медикаментів для пролонгування їх дії. Пристрій з нанокаркасом для повільного виділення може імплантуватися в шкіру з запасом ліків на місяці, і навіть роки.

ДНК використовується не тільки для створення наноструктур, але і як важливого компонента нанопристроїв. Цілком імовірно, що ДНК, що представляє собою молекулу, що зберігає інформацію, може стати основним компонентом комп'ютерів наступного покоління. Замість того щоб створювати кремнієву основу мікросхеми, нанотехнології зможуть використовувати двухцепочечную молекулу ДНК, яка представляє собою натуральний каркас для створення наноструктур, а її здатність до високоспецифічний зв'язування дозволяє об'єднувати атоми в передбачуваною послідовності, необхідної для створення наноструктури.

До того часу, як мікропроцесори і мікросхеми перетворяться в нанопроцессори і наносхеми, молекули ДНК можуть замінити використовувані в даний час неорганічні напівпровідники. Такі біочіпи будуть являти собою ДНК-процесори, що використовують виняткову здатність ДНК до зберігання інформації.

Інші біологічні молекули також використовуються для створення способів передачі як можна більшої кількості інформації. Наприклад, деякі дослідники вивчають можливість використання поглинаючих світло молекул подібних тим, що містяться в сітківці ока, для тисячократного збільшення обсягу що зберігається на компакт-дисках інформації. Застосування нанобіотехнології сприятиме розвитку екологічно чистих виробничих процесів.

Дослідження щодо практичного застосування нанобіотехнології в медицині спрямовані на вдосконалення засобів і методів діагностики, профілактики та лікування. До них можна віднести:

- Підвищення чутливості і експресності аналізу, що дозволить здійснювати ранню діагностику захворювань і вже найближчим часом може бути використано для виявлення онкологічних, ендокринних і серцево-судинних захворювань, вірусних і бактеріальних інфекцій. Особливим типом нанопристроїв є біочіпи, засновані на застосуванні полімеразної ланцюгової реакції. Вони дозволяють оцінити генетичний статус обстежуваного пацієнта і / або патогенного мікроорганізму і спланувати заходи з профілактики та лікування;

- Підвищення продуктивності дозволяє проводити комплексне обстеження по набору діагностичних критеріїв, що може бути використано для індивідуального підходу до лікування та профілактики;

- Створення біосенсорів шляхом об'єднання біологічного та електронного компонентів в один мініатюрний прилад;

- Розробка молекулярних детекторів на основі нанопор;

- Вивчення можливості отримання і застосування, ефективних фармпрепаратів і вакцин у вигляді наночастинок;

- Створення на основі наноструктур системи адресної доставки ліків, що дозволяє підвищити специфічність і швидкість доставки функціональних молекул в клітини-мішені.

4.1 нанобактерії

На думку вчених, нанобактерії грають важливу роль в утворенні мінералів, перетворення вулканічних порід у грунт і корозії металів.

Прояв деяких патологічних станів нирок у людини, зокрема утворення каменів, було пояснено наявністю нанобактерії. Відомо, що:

1. Нанобактерії не синтезують власні амінокислоти, жирні кислоти (і, можливо, нуклеотиди), а використовують готові, отримуючи їх з навколишнього середовища. При нестачі екзогенних жирних кислот мембранні ліпіди можуть частково замінюватись фосфатом кальцію.

2. У нанобактерії відсутні енергоємні системи активного транспорту, характерні для про-та еукаріотичних клітин. Транспорт речовин здійснюється за рахунок дифузії і броунівського руху, чому сприяють ультрамікроскопічні розміри бактерії.

3. Концентрація розчинених речовин і осмотичний тиск всередині нанобактерії не відрізняється від навколишнього середовища. У зв'язку з цим нанобактерії не потрібні енерговитратні системи підтримки внутрішньоклітинного гомеостазу.

Але багато вчених, проте, сумніваються в тому, що нанобактерії дійсно є життєвою формою, і стверджують, що з більшою ймовірністю це органічні структури, а не біологічні.

Незважаючи на те, що з часу першого виявлення бактерій пройшло близько 20 років, існування нанобактерії на даний час є одним із спірних наукових питань.

5. Наномедицина

Сучасні програми нанотехнологій в медицині можна розділити на кілька груп:

1. Наноструктуровані матеріали, в т. ч., поверхні з нанорельефом, мембрани з наноотверстіямі. В даний час досягнуті успіхи у виготовленні наноматеріалу, що імітує природну кісткову тканину.

2. Наночастки. Спектр можливих застосувань надзвичайно широкий. Він включає боротьбу з вірусними захворюваннями такими, як грип і ВІЛ, онкологічні та нейродегенеративними захворюваннями, остеопорозом, захворюваннями судин. Наносфери можуть використовуватися і в діагностиці, наприклад, як рентгеноконтрастне речовина, що прикріпляються до поверхні певних клітин і показує їх розташування в організмі.

3. Мікро-та нанокапсули. Мініатюрні (~ 1 мк) капсули з нанопор можуть бути використані для доставки лікарських засобів в потрібне місце організму. Вже випробовуються подібні мікрокапсули для доставки і фізіологічно регульованого виділення інсуліну при діабеті 1-го типу.

4. Нанотехнологічні сенсори та аналізатори. Використання мікро-і нанотехнологій дозволяє багаторазово підвищити можливості з виявлення та аналізу надмалих кількостей різних речовин. Одним з варіантів такого роду пристрою є «лабораторія на чіпі» (lab on a chip). Це платівка, на поверхні якої впорядковано розміщені рецептори до потрібних речовин, наприклад, антитіла. Такий пристрій, здатне виявляти буквально окремі молекули може бути використано при визначенні послідовності підстав ДНК або амінокислот, виявлення збудників інфекційних захворювань, токсичних речовин.

5. Медичні застосування скануючих зондових мікроскопів. Скануючі мікроскопи представляють собою групу унікальних за своїми можливостями приладів.

Вони дозволяють досягати збільшення достатнього, щоб розглянути окремі молекули і атоми.

6. Наноінструменти і наноманіпулятор. Наноманіпулятора можна назвати пристрої, призначені для маніпуляцій з нанооб'єктів - наночастинками, молекулами і окремими атомами. Прикладом можу слугувати скануючі зондові мікроскопи, які дозволяють переміщати будь-які об'єкти аж до атомів.

В даний час створені прототипи декількох варіантів "нанопинцет". В одному випадку використовувалися дві вуглецеві нанотрубки діаметром 50 нм, розташовані паралельно на сторонах скляного волокна діаметром близько 2 мкм. При подачі на них напруги нанотрубки могли розходитися і сходитися на зразок половинок пінцета. Так, була продемонстрована можливість переміщувати нанооб'єктів з допомогою променя лазера. У недавній роботі вчених Корнельського і Массачусетського університетів їм вдалося "розмотати" молекулу ДНК з нуклеосоми. При цьому вони тягли її за кінець за допомогою такого "лазерного пінцета".

7. Мікро-та нанопристрої різного ступеня автономності. В даний час все більшого поширення набувають мініатюрні пристрої, які можуть бути поміщені всередину організму для діагностичних, а можливо, і лікувальних цілей. Сучасне пристрій, призначений для дослідження шлунково-кишкового тракту, має розмір кілька міліметрів, несе на борту мініатюрну відеокамеру і систему освітлення. Отримані кадри передаються назовні.

Сьогодні для лікарів та фармакологів очевидна аксіома, що ліки, упаковані в ліпосоми, стають більш ефективними та безпечними, точно потрапляють до органів-мішеней і дозволяють знизити дозу препаратів. Застосування наноконтейнеров в медицині відкриває перед нею нові можливості і нові перспективи маніпуляцій з міні-дозами препаратів.

5.1 Навіщо медицині нанотехнології?

"Оскільки основний об'єкт впливу сучасної медицини - це клітина, а часто - макромолекули, - то й інструменти для їх лагодження повинні бути того ж порядку, що й об'єкт, тобто нанометрового діапазону". Для медицини нанорозміри - це все, що менше 1 мкм, виходить, що це поняття в медицині дещо менш суворе, ніж у фізиці чи хімії. Важливо, щоб нанооб'єктів проходив через пори капілярів розмірів 100-200 нм.

ЛІКАРСЬКІ нанопрепаратів "КОНТЕЙНЕРИ". Істотно не більш-менш суворе обмеження розмірів нанооб'єктів, а те, що при переході до цих розмірами об'єкт набуває якісно нових властивостей. Саме цим і відрізняються лікарські нанопрепаратів. Під цим словом розуміють ліки, молекули яких упаковані в наноконтейнери - наприклад, ліпосоми. У такому "упакованому" вигляді вони поступають в організм, досягають органів і клітин-мішеней, вивільняють ліки і розпадаються на безпечні частини, які організм покидають. В ліпосомного вигляді збільшується розчинність багатьох лікарських речовин, що вкрай важливо для їх дії. Зменшується токсичність, оскільки діюча речовина захищено ліпосомного оболонкою. Тому ліки діють тільки тоді, коли досягає клітини-мішені, ніяк не раніше, і по дорозі не деградує, а доходить в активній формі. Все це дозволяє знизити ефективну дозу ліків, що особливо істотно, наприклад, для онкологічних хворих, які отримують хіміотерапію. В основі прицільної доставки нанопрепаратів до мішенях лежать два основних механізми.

По-перше, вони мають властивість пасивного націлювання. В районі запалення в капілярах розширюються пори, і ліпосоми проходять якраз через ці пори, тобто, потрапляють саме туди, куди потрібно. Але можна організувати ще й активний транспорт, приєднуючи до наночастинок "молекулярний адресу" до рецепторів на мембранах клітин-мішеней.

Нанопрепаратів В ОНКОЛОГІЇ. У Харкові виробляють ліпосомного доксорубіцин ("Ліподокс") - препарат для хіміотерапії раку. Показано, що його ліпосомного форма діє в кілька разів ефективніше, ніж просто розчин. У препараті бетулінову кислоти, яка діє проти меланоми, ліпосомного форма істотно підвищує розчинність, а ще краще розчиняється речовина у формі нанокристалів.

Нанопрепаратів В НЕВРОЛОГІЇ. Розроблена і ліпосомного форма протипаркінсонічний субстанції ДОФА. У крові ДОФА швидко деградує, так що тільки 20% введеного ліки досягає гематоенцефалічного бар'єру (ГЕБ). Ліпосоми полегшують проходження речовини через гематоенцефалічний бар'єр. При застосуванні ліпосомного форми ДОФА ефективну дозу можна зменшити в 10 разів, а тривалість дії ліків в два-три рази збільшується. Ліпосоми дозволяють використовувати для лікування не ДОФА, а сам дофамін. Це саме те, чого не вистачає клітинам мозку при хворобі Паркінсона, але без ліпосом він не робить ніякого ефекту.

Нанопрепаратів В ІМУНОЛОГІЇ. Екстракт березової кори володіє великим набором біологічної активності: антиоксидантної, ммуномодулірующей, антимутагенної і пр. З цього екстракту виготовили наночастки, які, як вони показали, взаємодіють з імунними клітинами. Розроблено нанопрепаратів, три виробляються промислово, також деякі препарати проходять клінічні випробування.

РЕГЕНЕРАТИВНА МЕДИЦИНА. В галузі клінічної медицини найістотніше застосування біомедіцінсккіх нанотехнологій здійснено при вирішенні проблем доставки препаратів і регенеративної медицини. Наночастки дозволять лікарям доставляти ліки точно до місця хвороби, збільшуючи ефективність і мінімізуючи побічні ефекти. Вони також пропонують нові можливості для контрольованого виводу терапевтичних речовин. Наночастки також можуть використовуватися, щоб стимулювати вроджені механізми регенерації.

6. Значення застосування нанотехнологій

В цілому ж, розробка і застосування нанотехнологій дозволять досягти наступних основних цілей:

1. Зміна структури валового внутрішнього продукту в бік збільшення частки наукомісткої продукції.

2. Підвищення ефективності виробництва.

3. Переорієнтація російського експорту с, в основному, сировинних ресурсів на кінцеву високотехнологічну продукцію і послуги шляхом впровадження наноматеріалів і нанотехнологій в технологічні процеси російських підприємств.

4. Створення нових робочих місць для висококваліфікованого персоналу інноваційних підприємстві, що створюють продукцію з використанням нанотехнологій.

5. Розвиток фундаментальних уявлень про нові явища, структуру та властивості наноматеріалів.

6. Формування наукового співтовариства, підготовка і перепідготовка кадрів, націлених на вирішення наукових, технологічних і виробничих проблем нанотехнологій, створення наноматеріалів і наносістемной техніки, з досягненням на цій основі світового рівня в фундаментальної і прикладної науках.

Президентом Російської Федерації «Основах політики Російської Федерації в галузі розвитку науки і технологій на період до 2010 року і подальшу перспективу», є: підвищення якості життя населення, досягнення економічного зростання, розвиток фундаментальної науки, освіти та культури, забезпечення оборони і безпеки країни.

Одним з реальних напрямів досягнення цих цілей може стати прискорений розвиток нанотехнологій на основі накопиченого науково-технічного доробку у цій галузі та впровадження їх у технологічний комплекс Росії.

Розвиток напрямків науки, техніки і технологій, пов'язаних із створенням, дослідженнями та використанням об'єктів з нанорозмірними елементами, вже в найближчі роки призведе до кардинальних змін у багатьох сферах людської діяльності.

В Росії роботи по розробці нанотехнологій розпочато ще 50 років тому, але слабо фінансуються і ведуться тільки в рамках галузевих програм. До теперішнього часу назріла необхідність формування програми загальнофедеральних масштабу з урахуванням визнання важливої ролі нанотехнологій на найвищому державному рівні.

Нанотехнології можуть стати потужним інструментом інтеграції технологічного комплексу Росії в міжнародний ринок високих технологій, надійного забезпечення конкурентоспроможності вітчизняної продукції.

Розробка і успішне освоєння нових технологічних можливостей потребують координації діяльності на державному рівні всіх учасників нанотехнологічних проектів, їх всебічного забезпечення (правового, ресурсного, фінансово-економічного, кадрового), активної державної підтримки вітчизняної продукції на внутрішньому та зовнішньому ринках.

7. Наслідки застосування біо-і нанотехнологій

У глобальному масштабі біотехнології повинні забезпечити поступовий перехід до використання поновлюваних природних ресурсів, включаючи використання сонячної енергії для одержання водневого та рідкого вуглеводневого палива. Біотехнологічні методи відкривають нові можливості в таких областях, як видобуток корисних копалин, утилізація відходів та захист довкілля, отримання нових матеріалів і біоелектроніка.

Особливе значення мають біотехнології у вирішенні проблеми продовольчої безпеки країни. Досягнення біології відкривають принципово нові можливості для підвищення продуктивності сільськогосподарського виробництва. Основною причиною втрат врожаю є захворювання рослин, що викликаються патогенними мікроорганізмами і вірусами, а також комахи-шкідники. У Росії втрати соняшнику від грибкових захворювань складають до 50%. Традиційні методи боротьби з патогенними мікроорганізмами, вірусами і комахами-шкідниками, засновані на класичній селекції, неефективні з огляду феномена автоселекціі патогенних форм і рас мікроорганізмів, швидкість якої випереджає штучну селекцію рослин.

Часто новий сорт уражається новими, невідомими раніше расами патогенів. Ця проблема вирішується шляхом введення в геном рослин чужих генів, що обумовлюють стійкість до захворювань. В даний час трансгенними сортами картоплі, томатів, рапсу, бавовни, тютюну, сої та інших рослин уже засіяно площі орних земель, в два рази перевищують площу Великобританії. Завдання найближчого майбутнього - створення сортів, стійких до посухи, засолення грунтів, раннім заморозків та іншим природним явищам.

Разом з тим, неминучі і серйозні негативні наслідки бурхливого біологічного прогресу.

По-перше, у світі постійно з'являються нові інфекції, небезпечні для здоров'я людей і тварин, - СНІД, стійкі до антибіотиків форми туберкульозу, губчастий енцефаліт великої рогатої худоби. По-друге, серйозну стурбованість викликає стрімке поширення трансгенних рослин та отриманих з нихпродуктів харчування. Хоча науці поки не відомі будь негативні наслідки споживанням продуктів, виготовлених на основі трансгенних рослин, тут необхідний ретельний контроль проведених експериментів і впровадження їх результатів у практику сільського господарства.

Свині, яким вводять гормони росту, страждають гастритами та виразкою шлунка, артритом, дерматитом і іншими захворюваннями, тому недивно, що м'ясо таких тварин небезпечно для здоров'я людини. Створення стійких до гербіцидів культур призводить до розширення застосування цих хімікалій, які неминуче потрапляють в атмосферу і системи водопостачання в більшій кількості. Крім того, коли бур'янам і шкідників вдається розвинути в собі опірність до цих нових біологічних засобів, то фахівцям доводиться створювати покращені різновиди гербіцидів, тим самим здійснюючи черговий крок на нескінченному шляху спроб підпорядкування та поліпшення природи.

Істотна небезпека таїться також і в углубляющемся генетичному однаковості основних видів рослин. В сучасному сільськогосподарському виробництві застосовується насіннєвий матеріал, створений за методиками генної інженерії з метою збільшення продуктивності і якості одержуваних урожаїв. Якщо, проте, щорічно висаджуються мільярди ідентичних насіння кукурудзи, то всі посіви стають вразливими навіть з-за якогось одного шкідника або єдиною хвороби. У 1970 році в США несподіване масове ураження кукурудзяного листа знищило всі посіви від Флориди до Техасу. У 1984 році нова хвороба, викликана невідомою бактерією, призвела до загибелі в південних штатах країни десятків мільйонів цитрусових дерев. Отже, біотехнологічна революція, підвищуючи врожайність, одночасно збільшує ризик дорогих невдач.

Негативний вплив біотехнологій на навколишнє середовище виявляється і в тому, що засноване на ній сільське господарство всіляко ухиляється від кардинальних економічних реформ. Якщо створені нові сорти культур, здатні виростати на засолених грунтах або в жаркому і сухому кліматі, безглуздо очікувати від фермерів і «капітанів» аграрного сектора економіки очікування того часу, коли вчені змінять агротехніку їх вирощування до цих умов так, щоб не створювати небезпеки для навколишнього середовища. З іншого боку, замість боротьби з глобальним потеплінням, засоленням грунтів через надмірне осушення прилеглих боліт або швидким зведенням лісів, вчені - біотехнологи винаходять нові види рослин, які починають «співпрацювати» зі змінами навколишнього середовища, викликаними людською діяльністю. Іншими словами, високоврожайне сільське господарство бере на озброєння біотехнологію, не задаючись питанням про її екологічної агресивності. Створення та впровадження в повсякденний раціон людей генетично модифікованих продуктів все ще значною мірою відбувається шляхом проб і помилок, але ціна цих помилок може виявитися занадто високою. Фактично непередбачуваність впливу генетично модернізованих організмів на навколишнє середовище, на людину і на тварин - головна негативна риса біотехнологічних досягнень.

Саме тому, що області застосування біотехнології настільки широкі, важко передбачити і описати всі можливі її наслідки. При цьому дуже важливо бачити різницю між біотехнологією, яка збільшує виробництво продукції в поле, і більш новою наукою - теж біотехнологією - яка створює синтетичні продукти in vitro в лабораторії. Обидві несуть глибокі зміни, але саме остання, що переживає поки стадію експерименту, може мати найсерйозніші наслідки.

Нанотехнологія забезпечить небачені досі можливості практично в будь-якій області людської діяльності, включаючи і способи ведення війни. Непідробний ентузіазм викликають перспективи використання нанотехнології в таких областях, як обчислювальна техніка, інформатика (модулі пам'яті, здатні зберігати трильйони бітів інформації в обсязі речовини з шпилькову головку), комунікаційні лінії, виробництво промислових роботів, біотехнології, медицина (адресна доставка лікарських препаратів до пошкоджених клітин , виявлення пошкоджених і ракових клітин), космічні розробки. Однак необхідно передбачити і можливі негативні наслідки розвитку нанотехнології для безпеки світу.

Серед потенційних негативних наслідків розвитку нанотехнологій, експерти виділяють цілий ряд загроз. Побоювання експертів пов'язані з тим, деякі компоненти нанотехнологічних виробництв потенційно небезпечні для навколишнього середовища, а їх вплив на людину і середовище її проживання до кінця не вивчено.

Вважають, що такі компоненти стануть принципово новими забруднювачами, до боротьби з якими сучасна промисловість і наука будуть поки не готові. Крім того, принципово нові хімічні та фізичні властивості таких компонентів дозволять їм безперешкодно проникати через існуючі системи очистки, включаючи і біологічні, що призведе до вибухового росту числа алергічних реакцій і пов'язаних з цим захворювань.

Важливими видаються також проблеми, пов'язані з мініатюризацією нанотехнологічних продуктів та встає в зв'язку з цим проблемою захисту приватного життя: поява вже не мікро-, а так званих «наномашин-шпигунів» в умілих руках дає необмежені можливості по збору будь-якої конфіденційної і компрометуючої інформації. Крім того, різна ступінь доступності нанотехнологічних додатків в медицині та інших соціально значущих областях призведе до появи нового кордону розділу людства за ступенем використання нанотехнологій, що в цілому посилить і без того гігантський розрив між багатими і бідними.

Передбачається також, що нанотехнології спричинять зміни не тільки в області традиційних озброєнь, але і прискорять створення ядерної зброї наступного покоління, що володіє підвищеною надійністю і ефективністю при набагато менших розмірах. Експерти відзначають, що потенційно нанотехнології здатні суттєво вплинути на всі аспекти розвитку перспективних зразків озброєння та військової техніки, що спричинить і суттєві зміни у військовій науці.

Особливу увагу експерти приділяють можливостям використання нанотехнологій при створенні перспективних засобів хімічного і бактеріологічної війни, так як продукти нанотехнологій дозволять створити принципово нові засоби доставки активних агентів. Такі кошти будуть набагато більш керованими, виборчими і ефективними при застосуванні на практиці. На думку експертів НАТО, існуюче сьогодні у військово-політичних колах ставлення до проблеми нанотехнологій, їх впливу на військову стратегію і систему міжнародних договорів у галузі військової безпеки багато в чому не відповідає потенційну загрозу, що виходить від нанотехнологій.

Висновок

Ключові технології і матеріали завжди відігравали велику роль в історії цивілізації, виконуючи не тільки вузько виробничі функції, а й соціальні. Досить згадати, як сильно відрізнялися кам'яне і бронзовий століття, століття пара і століття електрики, атомної енергії та комп'ютерів. На думку багатьох експертів, XXI ст. буде століттям нанонауки і нанотехнологій, які і визначать його обличчя. Вплив нанотехнологій на життя обіцяє мати загальний характер, змінити економіку і торкнутися всі сторони побуту, роботи, соціальних відносин. За допомогою нанотехнологій ми зможемо економити час, отримувати більше благ за меншу ціну, постійно підвищувати рівень і якість життя.

Головна надія нанотехнологій пов'язана з тим, що вдасться рухатися не «зверху вниз», а «знизу вгору», тобто вирощувати наноструктури, наноматеріали, нанооб'єктів.

Нанотехнології вимагають великих обсягів матеріалів, і збирати їх атом за атомом неможливо. Тому є два основних ключа до нанотехнологій:

1. Потрібно організувати процеси так, щоб наноструктури збиралися самі, утворюючи те, чого б нам хотілося. Іншими словами, це процеси самоорганізації, самоформування і самозбірки.

2. Вирішення багатьох проблем нанотехнологій вимагає спільної діяльності фізиків, хіміків, математиків, біологів - спільної мови, понять і моделей - міждисциплінарного підходу. Крім того, саме широкий міждисциплінарний погляд дає розуміння того, чого в принципі, можливо, досягти, чого хотілося б досягти і - головне - чого хотілося б уникнути. Тут першорядне значення набуває проектування майбутнього, в якому технологічні, економічні, політичні, військові та соціальні проблеми виявляються значно більш взаємопов'язані, ніж нині. Це обумовлено абсолютно новими технологічними можливостями.

Справді, щоб нанотехнології не залишилися науковою фантастикою, вони повинні знайти своє місце в економіці, включитися в існуючі економічні цикли або створити нові. Це вимагає активного моніторингу та супроводу на всіх етапах від лабораторії до ринку. Це якісно новий рівень управління, що дозволяє вирішувати організаційно-економічні проблеми небаченого рівня складності.

У розвинених країнах усвідомлення ключової ролі призвело до розробки широкомасштабних програм щодо їх розвитку та державної підтримки.

З числа технологічно просунутих країн Росія - єдина - до теперішнього часу не має програми розвитку нанотехнологій федерального масштабу.

Дослідження в цьому напрямку проводяться в рамках академічних інститутів, входять окремими розділами в галузеві програми, але, як правило, не завершуються практичним впровадженням результатів. Більш того, навіть здійснити закордонне патентування вітчизняних винаходів, як правило, не вдається, тому що держава в цьому не зацікавлене і ніякої фінансової підтримки авторам винаходів не надає. Розчинення проблематики нанотехнологій в окремих розділах федеральних і галузевих програм не дозволяє навіть оцінити, скільки коштів виділяється державою на їх розвиток. За існуючими оптимістичними оцінками - кілька десятків мільйонів доларів США. При цьому сотні висококласних російських фахівців, які могли б скласти колір вітчизняної нанотехнології, змушені працювати за кордоном.

Відсутність Федеральної програми, чіткої цільової установки на промислове впровадження розробок, неготовність галузей до сприйняття досягнень нанотехнології, убогість фінансування - все це є наслідком відсутності державної політики в цьому стратегічно важливому напрямку.

Список літератури

1. Курс лекцій з основ біотехнології. В 2 ч. Ч;

2. Введення в біотехнологію / С.С. Рибаков; Владім. держ. ун-т. - Володимир: Изд-во Владім. держ. ун-ту, 2008;

3. Нанотехнологія в найближчому десятилітті. Прогноз напрями розвитку / / Під ред. М.К.Роко, Р.С.Уільямса і П.Алівісатоса: Пер. з англ. М.: Мир, 2002;

4. Основи політики Російської Федерації в галузі науки і технологій на період до 2010 року і подальшу перспективу / / Пошук. 2002. № 16 (19 квітня);

5. Матеріали з сайту про нанотехнології # 1 в Росії Nanonewsnet (http://www.nanonewsnet.ru);

6. http:// nanorf.ru.