Зачем нужны динамические, трехмерные виртуальные наномиры

Хорошо ли мы понимаем, что такое нанотехнологии на самом деле? Спросите простого обывателя, и он ответит вам, что слово "нано-" сегодня - это всего лишь модная приставка.

Потому что "нано" теперь почти повсюду: внутри нас и вокруг нас. Сейчас мы можем услышать и увидеть это слово в самых удивительных сочетаниях: "нано-мышки", "нано-фильтры", "нано-упаковки" и еще тысячи нано-продуктов на полках магазинов, на коробках с лекарствами, на этикетках и на наклейках самых разных продуктов.

Что именно означает "нано-" в каждом отдельном случае? Многие ли из нас действительно понимают, что это такое? Достаточно ли краткого описания технологического процесса на упаковке товара, чтобы человек, далекий от науки, понял, что именно изменилось в продукте и какую роль это играет в его жизни?

То, что происходит в непривычных нам величинах, таких как макро или микромиры, обычно очень сложно объяснить на словах. А так как мы привыкли воспринимать окружающий мир через зрение, то наши глаза остаются самым удобным способом принимать и обрабатывать новую информацию.

Невооруженным глазом мы способны видеть микрочастицы, размером не меньше 10^-4 метра! А говоря привычным языком, мы не сможем отличить объекты друг от друга, если они будут меньше 0.1 - 0.3 мм.!

Как же можно увидеть и почувствовать то, что происходит на уровне наномиров? Там, где размеры объектов измеряются в нанометрах - в 10^-9 метра и ниже? Как можно увидеть процесс и результат своей работы в таких наноскопических масштабах?

Поэтому самый удобный способ понять то, что происходит на макро и микро уровнях - это научная и научнопопулярная визуализация этих удивительных процессов. Визуализация динамическая, трехмерная и интерактивная. Потому что именно так мы и привыкли работать с информацией вокруг нас. Потому что именно так устроен наш мир и органы чувств человека.

Используя самые сильные электронные микроскопы, мы можем увидеть отдельные атомы. И даже сделать зарисовки и статичные фотографии.

Однако и здесь есть свои "подводные камни". Когда мы видим что-то очень маленькое, то согласно законам квантовой физики, мы так или иначе воздействуем на этот объект. И по этой причине воспринимаем этот объект не так, как он существует в реальности.

Именно поэтому очень эффективным способом исследования, моделирования и демонстрации процессов в наномирах является трехмерная компьютерная визуализация. Иными словами, это создание виртуальных наномиров, которые в точности повторяют все известные человеку физические процессы, но в искусственной компьютерной среде.

Однако не всякая компьютерная визуализация приносит одинаковый эффект. Мы уже упомянули тот факт, что человеку удобнее всего наблюдать за объектами и работать с ними в привычной среде, с привычным восприятием действительности. В объеме, в динамике и, самое главное, получая обратную связь от своих действий! Только такой комплексный подход дает самый большой эффект и самую сильную отдачу в исследовании нанотехнологий и наноматериалов.

В этой колонке мы будем рассказывать о высоких технологиях и системах интерактивной трехмерной и стереоскопической визуализации в области нанотехнологий. Эти разработки уже ведутся не одно десятилетие. И с каждым годом становятся все более эффективными. Это особенно важно сейчас, когда нанотехнологии с каждым днем становятся все более популярными, их понятное и привычное представление дает возможность объяснить и показать сложнейшие процессы простым визуальным языком людям, далеким от нанотехнологий.

В следующем выпуске нашей колонки мы расскажем вам о первых примерах применениях технологий интерактивной визуализации в нанотехнологиях, которые уже применяются в России.

Автор статьи: Валерия Холодкова, Компания EligoVision