Особенно ярко проявляются любые поверхностные эффекты. Если в мире макрообъектов многое определено их объемом, то здесь все более важными становятся именно свойства поверхности наноструктур, где и расположена большая часть атомов, составляющих их. Допустим, мы возьмем частицу диаметром 30 нанометров — лишь около пяти процентов ее атомов пребывают на поверхности частицы. Если уменьшить ее размер до 10 нанометров, то уже 20 процентов атомов находится на ее поверхности, а у частицы диаметром в один нанометр там оказывается половина всех атомов. По этой причине макрообъекты и наночастицы, изготовленные из одного и того же материала, обладают разными физическими свойствами. У последних заметно выше твердость и электропроводность, а вот температура их плавления на несколько сотен градусов ниже, чем у традиционных порошковых металлов. Или такой пример: крупицы диоксида титана рассеивают видимый свет, а наночастицы пропускают его, словно они из стекла, но зато поглощают ультрафиолетовый свет. Они представляют собой идеальный фильтр для защиты от вредного излучения.
Другая особенность заключается в том, что поведение всех структур диаметром менее 50 нанометров обусловлено, скорее, законами квантовой, нежели классической, физики. Мы покидаем территорию традиционной науки и переносимся туда, где нас подстерегает что-то неопределенное и зыбкое. Например, здесь наблюдается туннельный эффект. Благодаря ему электронам с определенной долей вероятности удается преодолевать различные барьеры — допустим, зазор, разделяющий металлическую поверхность и наконечник растрового туннельного микроскопа (более точная формулировка этого эффекта такова: «туннельный эффект — это преодоление микрочастицей потенциального барьера в том случае, когда ее полная энергия меньше высоты барьера». — А.В.). Кстати, с помощью того же растрового микроскопа можно не только наблюдать за отдельными атомами, но и манипулировать ими — перемещать их, формируя из них более сложные структуры.
По прошествии двух десятилетий нанотехнология превратилась в очень перспективную отрасль промышленности. Инвестиции в нее исчисляются миллиардами долларов. Все «нано» нынче в моде — от Калифорнии до Камчатки. Все чаще производители сообщают, что при изготовлении их продукции «использованы новейшие нанотехнологии». Это замечание сразу выделяет их товары из потока других, произведенных по старинке. Правда, некоторые из лаков и полимеров, содержащих высокодисперсные добавки, успешно продаются вот уже лет 30 — 40, и лишь в последние годы они стали именоваться «наноизделиями», поскольку это повышает объем продаж.
