next up previous
След.: Сотня крошечных рук-манипуляторов Выше: nano Пред.: Проблемы миниатюризации

Проблемы смазки

Гораздо более важные проблемы должны возникнуть при обеспечении смазки таких сверхмалых механизмов. Дело в том, что вязкость смазочных масел растет по мере уменьшения размеров (и при соответствующем увеличении скорости). Если мы не будем стремиться к очень высоким скоростям и вместо масла возьмем керосин или другие жидкости, то ситуация может оказаться не безнадежной. Однако я хочу обратить ваше внимание на то, что смазка, вероятно, вообще окажется ненужной! Существует масса других возможностей. Например, наши микроскопические подшипники смогут работать в сухом состоянии, поскольку выделяющееся в микроскопических устройствах тепло будет рассеиваться так легко и быстро, что отпадет проблема нагрева подшипников вообще. В то же время мгновенный отвод тепла в микрообъемах не позволит нам нагреть до достаточной температуры бензин в камере сгорания, поэтому мы не сможем пользоваться в микроавтомобильчиках привычными двигателями внутреннего сгорания и нам придется поискать какие-то другие химические реакции, позволяющие получать энергию при низких температурах (не исключено, что наилучшим решением станет просто подача электроэнергии от внешнего источника). Пока совершенно неясно, какое практическое применение могут найти такие микромашины. Конечно, было бы забавно следить за гонками букашек на автомобильчиках, но столь трогательная забота об этих крошках не есть наша главная цель. Однако нас не может не заинтересовать возможность автоматизированного производства микродеталей для компьютеров на микрозаводах, где установлены сверхминиатюрные станки (например, токарные). Конечно, такие станки, по изложенным выше причинам, не могут быть просто уменьшенными копиями обычных, крупномасштабных прототипов. Я предлагаю поразмыслить о процессах механической обработки на микроуровне, позволяющих с максимальной пользой употребить открывающиеся возможности. Мой друг Альберт Р.Хиббс предложил весьма интересный вариант использования таких маленьких механизмов. Идея на первый взгляд кажется довольно дикой и заключается в создании крошечного механического «хирурга» (которого пациент может просто проглотить). Попав через кровеносную систему, например, в сердце пациента, такой микрохирургический робот начинает «оглядываться», изучать и анализировать состояние сердечной мышцы (разумеется, информация при этом подается наружу), а затем микроланцетом производит необходимую операцию на клапане сердца. Вы можете представить себе также крошечные автоматы, которые вводятся в больные органы и постоянно работают там, осуществляя лечение или профилактику. Подумайте о методах изготовления таких механизмов, а я пока подброшу вам еще одну сумасшедшую идею. Вы наверняка слышали о сложных проблемах, связанных с транспортировкой и переработкой высокорадиоактивных материалов, опасных для обслуживающего персонала. На атомных установках для таких работ используют сложные системы рычагов и манипуляторов с дистанционным управлением, заменяющие руки оператора и способные, например, затянуть гайку или открутить болт.

2003-09-20