Wyobraź sobie świat, w którym żelazo możesz przemienić w złoto, spełniając marzenie alchemików sprzed wieków. Wyobraź sobie świat, w którym mikrokomputery są mniejsze od główki szpilki, choć ich prędkość ogranicza szybkość poruszania się elektronów. Wyobraź sobie świat, w którym w ciałach ludzi pędzą mniejsze od bakterii mechanizmy, niszczące wszelkie wirusy oraz zmutowane i starzejące się komórki. Wyobraź sobie świat, w którym w powietrzu, glebie i wodzie "żyją" urządzenia oczyszczające je z najmniejszych nawet zanieczyszczeń. Wyobraź sobie świat, w którym w każdym domu stoi maszyna, zdolna stworzyć jedzenie, sprzęty domowego użytku i wszystko, czego tylko mieszkańcy sobie zapragną. Wyobraź sobie świat, w którym kula ma idealny kształt. Pomyślisz zapewne, że to tylko mrzonki, że to fantastyka, nic nie warte pomysły. Otóż nie - już niedługo tak może wyglądać nasz świat.
Nanotechnologia - hipotetyczna, dopiero powstająca technologia, w której przedmioty są planowane i powstają dzięki wybieraniu i umieszczaniu w odpowiednich miejscach pojedynczych atomów i molekuł (brzmi to trochę jak alchemia, a nie nauka). Dzięki niej człowiek będzie w stanie niedrogo kontrolować strukturę materii. Pierwszy eksperyment nanotechnologiczny miał miejsce w 1990 roku, kiedy to korzystając z tej techniki wyrysowano atomami ksenonu logo znanej firmy komputerowej. W skrócie można powiedzieć, że nanotechnologia to pełna kontrola nad strukturą materii. Jeśli zostanie wprowadzona w życie, całkowicie odmieni nasz świat.
Assembler (z angielskiego assemble:
zgromadzać, montować) - urządzenie, zdolne budować zadaną z góry strukturę molekularną.
Będzie posiadać pełną, trójwymiarową kontrolę nad umiejscowieniem atomów oraz
zdolność kreowania wielu wiązań chemicznych. Dzisiejsze kalkulacje pozwalają
stwierdzić, że assembler będzie niezwykle małym urządzeniem - 100 nanometrów
długości i 30 nanometrów szerokości. Dokładność, z jaką będzie umieszczał atomy
w strukturze molekularnej, zdaje się być niewyobrażalna - 0,1 lub 0,2 nanometra.
Assembler będzie posiadał najpewniej kilobajt RAM'u wysokiej prędkości (podobnego
do dziś stosowanego w komputerowych chipach) i 100 kilobajtów wolniejszego,
ale gęstszego "dysku". Poza ramionami (sześcioma?) służącymi do umiejscawiania
atomów w strukturze, w skład assemblera wejdzie komputer oraz "zestaw narzędzi"
(będą one potrzebne ramionom do specjalnych prac), a wszystko to nie będzie
ważyło więcej niż 109 jednostek masy atomowej - bakteria koli waży jakieś 1012.
Trudno jest oszacować koszty assemlera - w pierwszy może trzeba będzie włożyć
miliardy dolarów. Ponieważ jednak każde z tych urządzeń będzie w stanie zbudować
wszystko, więc także i siebie. Innymi słowy, po stworzeniu pierwszego assemblera,
koszty będą żadne.
W ostatnich latach dwudziestego wieku ludzkość stanęła przed wieloma trudnymi
do rozwiązania problemami: przeludnienie, choroby cywilizacyjne, zanieczyszczenia,
rozpad warstwy ozonowej, ocieplenie globu. Każdy z nich sam w sobie jest trudny
do pokonania. A kiedy jeszcze nałożyły się one na siebie. Nic więc dziwnego,
że naukowcy na całym świecie próbują rozwiązać te problemy, myśląc o przyszłości
nas, naszych dzieci i naszej planety. Wielu z nich widzi rozwiązanie właśnie
w nanotechnologii - pomyśle może futurystycznym, ale jakże ciekawym i gorącym
ostatnimi laty.
Nanotechnologia oferuje niezwykłe możliwości: szansę odtworzenia środowiska naturalnego, wyplenienie wszelkich chorób, dostęp do taniej energii oraz darmowe pożywienie. Jednak z drugiej strony każdy, kto zdoła opanować tę technologię, zdobędzie niesamowitą potęgę. Możliwości broni, jaką można będzie dzięki niej stworzyć, przekraczałaby najśmielsze wyobrażenia pisarzy fantastyki. Ale to jeszcze nie wszystko. Firma, która jako pierwsza wprowadzi na rynek nanotechnologiczne rozwiązania, zyska niezwykłą przewagę co w efekcie może doprowadzić do krachu ekonomicznego.
Można się pokusić o stwierdzenie, że główna teza, na której opiera się nanotechnologia, pojawiła się już w 1959 roku, kiedy to późniejszy zdobywca nagrody Nobla (otrzymał ją w 1965 roku), znany fizyk Richard Feynam stwierdził: "Z tego co widzę, zasady fizyki nie sprzeciwiają się możliwości zmieniania rzeczy atom po atomie". Teza ta poruszyła naukowców. Odbyło się wiele spotkań, posiedzeń i konferencji z udziałem najsłynniejszych fizyków i nie tylko. Naukowcy stwierdzili, że istnieje możliwość wprowadzania zmian w strukturze materii atom po atomie. Technologia taka ma na prawdę niesamowite perspektywy.
Prowadzone dziś badania nad nanotechnologią pozwalają stwierdzić, że stworzenie tą metodą pierwszego urządzenia może mieć miejsce już w 2020 roku! Będzie to mechanizm (zwany po angielsku assembler), którego wielkość nie przekroczy jednej miliardowej metra. A jakie będą jego możliwości? Po prostu będzie w stanie produkować wszystko, korzystając jedynie z atomów węgla i surowców naturalnych. Efekty jego działania będą idealne - żadnych niedokładności, zadrapań - i niezwykle wytrzymałe. Co wtedy stanie się z naszym światem, jego wartościami, wszystkimi firmami i producentami? Po co kopalnie, rafinerie, szklarnie, fabryki, plantacje, sklepy, firmy budowlane, jeśli każdy może zrobić co sobie tylko zażyczy wstukując odpowiedni kod na panelu? Jakie znaczenie będzie to miało dla wiecznie głodnego Trzeciego Świata? A dla medycyny? Przecież będziemy wtedy w stanie zbudować mikromikrokompuetry, które będą poruszały się w naszych ciałach, walcząc z rakiem, niszcząc efekty starzenia, wspomagając system immunologiczny. Jeśli zaś nanotechnologia rozwinie się jeszcze bardziej, to może za sto lat ludzkość będzie w stanie przekształcić jedną planetę nie nadającą się do zamieszkania w inną, która będzie prawie dokładną replikę Ziemi? Człowiek będzie wędrował od jednego ciała niebieskiego do drugiego i korzystając z niego jako materiału oraz niewielkich urządzeń przemieniał je tak, by nadawały się do zamieszkania.
Czy pamiętacie jeszcze pierwsze komputery? Te olbrzymie szafy, które potrafiły mniej, niż teraz przeciętny telefon komórkowy? Czy przed laty ktoś się spodziewał, że przemysł komputerowy i technologia krzemowej doliny tak szybko się rozwinie? Pytanie brzmi, czy z nanotechnologią będzie tak samo. Należy przypuszczać, że nie, że technologia ta będzie rozwijać się o wiele szybciej i dynamiczniej. Wystarczy w końcu jedno urządzenie, które będzie mogło stworzyć wszystko, a więc też dokonać duplikacji samego siebie.
Badania nad nanotechnologią prowadzone są póki co w tajemnicy - mało kto zdaje sobie sprawę, że w ogóle ktoś się tym zajmuje. Rząd Stanów Zjednoczonych zainwestował ponoć miliony dolarów, ale rekordzistą w tym względzie jest podobno Japonia, która włożyła ponad 200 milionów dolarów w coś, co jeszcze nie tak dawno było jedynie mrzonką. Ciekawe, czy pierwsze plany assemblera nie zalegają na dnie jakiś biurek, dobrze strzeżone przez naftowych potentatów, bojących się krachu czy też rządy krajów, które utrzymują się dzięki przemysłowi.
Tomek Kreczmar
http://nano.xerox.com/nano
http://www.nanothinc.com
http://athos.rutgers.edu/nanotech
http://hoohana.aloha.net/nanozine
http://www.public.iastate.edu/~bhein/nanotechnology.text.html
Tomek Kreczmar
mag@butler.medianet.com.pl
CYBER 1/98