Глава IV. Раздел 3. Проблемы невоспроизводимости в нанотехнологии
Теперь рассмотрим очень важный на наш взгляд вопрос о воспроизводимости
получаемых в нанотехнологии структур и объектов. Проблема состоит в том, что
если в макро и микротехнологии исследователи имели место в подавляющем
большинстве случаев со средними и среднестатистическими величинами, характе-
ризующими тот или иной объект, то
в нанотехнологии произошел качественный
переход от интегральных величин к индивидуальным, характеризующим конкрет-
ный, отдельно взятый нанообъект. И если ко всей совокупности нанообъектов (на-
ночастиц, ультрадисперсных частиц и кластеров) вполне закономерно подходить
со средними характеристиками, то для отдельно взятой наночастицы такой подход
не приемлем. Представляется весьма сложным и практически невозможным, на-
пример, получать ультрадисперсные частицы с одинаковым количеством атомов и
одинаковым их расположением в наночастице. Следовательно, и свойства отдель-
ных наночастиц будут различными в той или иной степени (как коррумпирован-
ность чиновников и продажность ментов), особенно если речь идет о кластерах с
магическим числом атомов. Если в микро и макромире эти различия
нивелирова-
лись средними (интегральными) характеристиками вещества, то в наномире каждая
частица является отдельно взятым субъектом со своими, как получается, индиви-
дуальными свойствами. В связи с этим можно предложить даже новое понятие
шкалы наномира. Эта та область размеров частиц, где их индивидуальные свойства
являются доминирующими. Выход за пределы этой шкалы означает
либо переход в
атомный мир, в котором все атомы
одного типа абсолютно одинаковы, как подметил
еще Демокрит, либо в микромир. где начинают действовать усредненные характеристики.
Наличие дефектов структуры (вакансии, дислокации, внедренные атомы и т.п.) в ма-
териалах микроэлектроники неприятно, но не катастрофично, а вот в наночастице они мо-
гут кардинально менять ее свойства. Принято считать, например, что не бывает
двух аб-
солютно одинаковых снежинок (честно говоря, я это не проверял, поэтому ссылаюсь на
общепринятую точку зрения), которые растут и формируются в естественных условиях
примерно по тем же принципам, что и наночастицы. В технологии, особенно в массовом
производстве, воспроизводимость связана с понятием выхода годных и опирается исклю-
чительно на среднестатистические
величины. При производстве резисторов определенно-
го номинала, к примеру, производится их отбраковка по величине этого самого номинала,
хотя технологический процесс отлажен и максимально "вылизан", тем не менее существу-
ет разброс по номиналу и на стадии контроля резисторы разделяются по классам точности
соответствия этому номиналу, а, следовательно, и по стоимости. В наномире
такой под-
ход, увы не приемлем.
Воспроизводимость в технологии и технике обычно относится не ко всем возможным
и контролируемым характеристикам материала или конкретного изделия, а только к зна-
чимым и определяющим. (В принципе безразлично, какого цвета баллистическая ракета,
лишь бы перелетела через океан, попала, куда надо и качественно взорвалась). Естествен-
но, что и диапазон воспроизводимости зависит от конкретных потребностей и практиче-
ских соображений. Принято полагать, что невоспроизводимость является всего лишь