Посвящение ..................................................... 11

Об авторах ..................................................... 12

Предисловие .................................................... 13

Благодарности .................................................. 16

                          ЧАСТЬ I. ОТКРЫТИЕ

ГЛАВА 1. Открытие фуллерена .................................... 19
  В начале всех начал .......................................... 20
  "Внизу полным-полно места" ................................... 26
    Графит, алмаз и фуллерены .................................. 32
  Однослойные углеродные нанотрубки ............................ 33
  Вперед! ...................................................... 35
  Контрольные вопросы .......................................... 36

ГЛАВА 2. Наномасштаб ........................................... 38
  Всегда ли следует верить тому, что мы видим .................. 38
  Микро- и нано- ............................................... 38
  Размер имеет значение ........................................ 40
  Открытие микромира ........................................... 43
  Подробнее о масштабах ........................................ 44
    Международная система единиц - СИ .......................... 46
    Периодическая таблица элементов ............................ 47
    Биологическая номенклатура ................................. 49
    Номенклатура нанотехнологий ................................ 49
  Контрольные вопросы .......................................... 50

ГЛАВА 3. Что особенного в наномире ............................. 53
  Формы углерода ............................................... 54
  Однослойные углеродные нанотрубки ............................ 56
  Наностержни .................................................. 57
  Цвет ......................................................... 57
  Поверхностная площадь ........................................ 58
  Квантовая механика ........................................... 60
  Производство ................................................. 61
  Новые продукты ............................................... 62
    Наноботы ................................................... 63
  Контрольные вопросы .......................................... 65

ГЛАВА 4. Наноинструменты ....................................... 67
  Инструменты для новых открытий ............................... 67
    Сканирующий электронный микроскоп (СЭМ) .................... 69
    Просвечивающий электронный микроскоп (ПЭМ) ................. 71
    Аналитический электронный микроскоп (АЭМ) .................. 71
    Сканирующий туннельный микроскоп ........................... 73
    Атомно-силовой микроскоп ................................... 74
    Мультифункциональные микроскопы ............................ 76
    Лазерный сканирующий конфокальный микроскоп ................ 76
    Другие инструменты ......................................... 77
  Наноинструменты .............................................. 80
  Теория и компьютерное моделирование .......................... 80
  Контрольные вопросы .......................................... 86
  Тест к части 1 ............................................... 88

         ЧАСТЬ II. "МОКРЫЕ" (ОРГАНИЧЕСКИЕ) ПРИЛОЖЕНИЯ

ГЛАВА 5. Биология .............................................. 97
  Граница раздела .............................................. 98
    Уотсон и Крик ............................................. 100
    Код ДНК ................................................... 102
  Наблюдение за биологическими структурами и процессами ....... 103
    Наблюдение за однослойными углеродными нанотрубками ....... 104
  Биологические наносенсоры ................................... 107
    Поверхностное натяжение ................................... 109
    Вязкость .................................................. 110
    Электрическая кинетика .................................... 110
    Жидкостная электросиловая микроскопия ..................... 111
  Влияние на биологический мир ................................ 112
  Контрольные вопросы ......................................... 113

ГЛАВА 6. Медицина ............................................. 115
  Методы лечения .............................................. 117
    Кремниевые нанопровода .................................... 121
  Борьба с раком .............................................. 121
  Биологическая инженерия ..................................... 127
    Самосборка ................................................ 130
    Многофункциональная терапия ............................... 131
  Нанотоксичность ............................................. 136
  Медицина будущего ........................................... 136
  Контрольные вопросы ......................................... 137

ГЛАВА 7. Охрана окружающей среды .............................. 139
  Загрязнение ................................................. 139
  Нанотехнологии в охране окружающей среды .................... 142
  Очистка воды ................................................ 142
  Нанотехнологии и государственные приоритеты ................. 148
  Факторы риска окружающей среды .............................. 152
  Международный совет по нанотехнологиям ...................... 154
  Глядя в будущее ............................................. 155
  Контрольные вопросы ......................................... 155
  Тест к части II ............................................. 158

         ЧАСТЬ III. "СУХИЕ" (НЕОРГАНИЧЕСКИЕ) ПРИЛОЖЕНИЯ

ГЛАВА 8. Материалы ............................................ 167
  Умные материалы ............................................. 168
    Производство .............................................. 171
  Нанокристаллические материалы ............................... 171
  Нанокристаллы ............................................... 172
    Биологические маркеры ..................................... 176
  Сплавы ...................................................... 178
  Нанокомпозиты ............................................... 179
  Нанокольца .................................................. 181
  Нанопокрытия ................................................ 182
  Нанооболочки ................................................ 183
  Катализаторы ................................................ 185
  Микрокапсулы ................................................ 186
  Контрольные вопросы ......................................... 187

ГЛАВА 9. Электроника и сенсоры ................................ 189
  Закон Мура .................................................. 189
    Транзисторы ............................................... 192
    Иммерсионная литография ................................... 196
    Плоскостной транзистор .................................... 197
    Полевой транзистор ........................................ 198
    Нанотранзисторы ........................................... 198
  Электронная гонка ........................................... 199
  Главная надежда ............................................. 202
  Единообразие ................................................ 202
    Подвешенные нанопровода ................................... 205
    Напыленные нанопровода .................................... 205
    Свойства и применения нанопроводов ........................ 205
  Квантовые эффекты в наномасштабной электронике .............. 206
  Биологические наносенсоры ................................... 207
  Биологические чипы .......................................... 208
  Контрольные вопросы ......................................... 209

ГЛАВА 10. Коммуникации ........................................ 212
  Квантовые коммуникации ...................................... 213
  Атомарное позиционирование .................................. 216
  Влияние размеров ............................................ 217
  Нанооптика .................................................. 218
    Нанолинзы ................................................. 221
    Сети ...................................................... 223
    Беспроводные технологии ................................... 223
    Компьютерная и общественная безопасность .................. 224
    Прогресс видеотехнологий .................................. 224
  Хранение информации ......................................... 225
  Контрольные вопросы ......................................... 227

ГЛАВА 11. Энергетика .......................................... 229
  Энергия ..................................................... 230
  Доступность ................................................. 233
    Эффективность ............................................. 235
  Альтернативные виды энергии ................................. 236
  Углеродные нанотрубки ....................................... 244
  Будущие исследования ........................................ 245
  Инвестиции .................................................. 246
  Энергетика будущего ......................................... 247
  Контрольные вопросы ......................................... 248
  Тест к части III ............................................ 250

                      ЧАСТЬ IV. БУДУЩЕЕ

ГЛАВА 12. Бизнес и инвестиции ................................. 259
  Игроки ...................................................... 260
    Нанопровода ............................................... 264
    Клеточная терапия ......................................... 265
    Наноструйная техника ...................................... 266
    Биологические угрозы ...................................... 266
    Компьютеры ................................................ 266
    Ассемблеры ................................................ 267
  Группа NanoBusiness Alliance ................................ 267
  Внедрение ................................................... 269
  На что следует обратить внимание в первую очередь ........... 269
    Новые и улучшенные инструменты ............................ 270
  Локальные центры нанотехнологий ............................. 272
  Международные усилия ........................................ 272
    Программы развития биотехнологий и нанотехнологий ......... 273
  Прогнозы на будущее ......................................... 274
  Что стоит посмотреть ........................................ 275
  Контрольные вопросы ......................................... 275

ГЛАВА 13. Нанотоксичность и общество .......................... 278
  Нанотехнологии и общество ................................... 279
  Растворимость и токсичность ................................. 280
    Образование производных химических веществ ................ 282
  Международный совет по нанотехнологиям ...................... 283
  Устойчивое развитие ......................................... 284
  Окружающая среда, здравоохранение и безопасность ............ 286
    Оценка риска .............................................. 288
  Распространение информации .................................. 289
  Международное сотрудничество ................................ 290
  Риски и выгоды .............................................. 291
  Контрольные вопросы ......................................... 292

ГЛАВА 14. Что дальше? ......................................... 295
  Перспективы нанотехнологий .................................. 295
  Продукты и рынки ............................................ 296
  Патенты ..................................................... 299
  Ключевые приложения ......................................... 299
    Производство .............................................. 300
    Медицинские имплантанты ................................... 301
    Дисплеи ................................................... 304
    Керамика .................................................. 306
    Космические аппараты ...................................... 313
    Оптоэлектронные устройства ................................ 314
    Инфракрасные сенсоры ...................................... 314
    Космический лифт .......................................... 315
    Геостационарная орбита .................................... 316
    Как все это осуществить ................................... 317
  Мир нанотехнологий .......................................... 318
  Контрольные вопросы ......................................... 321
  Тест к части IV ............................................. 323
  Итоговый экзамен ............................................ 331

Список литературы ............................................. 349
  Русскоязычные ресурсы в Интернете ........................... 352
  Англоязычные ресурсы в Интернете ............................ 352

Ответы на контрольные вопросы к главам ........................ 356

Ответы на тесты в конце частей ................................ 358

Ответы на вопросы итогового экзамена .......................... 360

Предметный указатель .......................................... 361