Budućnost nanotehnologije
29.10.2007. // National Geographic HR // Objavljeno u kategoriji Znanost i tehnologija
Nanometar je milijarditi dio metra. To je kao da usporedite veličinu špekule i Zemlje. Dobrodošli u svijet nanotehnologije.
“Danas sjedim pred vama s vrlo malo kose na glavi. Otpala mi je prije nekoliko tjedana zbog kemoterapije kojoj sam podvrgnut. Prije 20 godina, bez ove nesavršene kemoterapije, već bih bio mrtav. Ali za 20 godina nanoskopski projektili gađat će stanice raka u ljudskom tijelu ostavljajući sve ostalo u blaženom miru. Ja to možda neću doživjeti. Ali siguran sam da će do toga doći.” Richard Smalley izgovorio je te riječi 22. lipnja 1999. godine. Umro je od ne-Hodgkinova limfoma 28. listopada 2005. godine. Taj 62-godišnji kemičar, dobitnik Nobelove nagrade, bio je pionir nanotehnologije.Na otvorenu oceanu cunami je neprimjetan – dug, nizak val čija snaga dolazi do izražaja tek kad stigne do obale i razbije se o nju. Jednako neprimjetno napreduju i tehnološke revolucije. Dok val putuje oceanom, teško ga je uočiti, pa to objašnjava zašto su tek rijetki među nama svjesni ovoga koji nadolazi. Nanotehnologija postoji već 20-ak godina, no prvi val primjene tek sada počinje nadirati. Kad se razbije, u usporedbi s njim računalna će revolucija izgledati kao mala promjena. Utjecat će na sve, počevši od baterija koje rabimo i hlača što ih nosimo pa do načina na koji liječimo rak.
Najvažnija stvar koju treba znati o nanotehnologiji jest da je sitna. Doista sitna. Nano, predmetak koji na grčkom znači “patuljak”, stenografska je kratica za nanometar, milijarditi dio metra: udaljenost tako sićušnu da je nema smisla uspoređivati i sa čim u običnom svijetu. Ovaj zarez, na primjer, proteže se na oko pola milijuna nanometara. Ili, drugim riječima, nanometar je toliko koliko čovjeku naraste brada u vremenu dok podigne britvu do lica.
Nanotehnologija je važna jer u nanoskopskim dimenzijama poznate tvari počnu dobivati čudna svojstva. Razderite komad aluminijske folije u tanke trake, i ona će se i dalje ponašati kao aluminij – čak i ako su trake tako male da ih možete vidjeti jedino mikroskopom. Ali, nastavite li ih sjeckati, u jednom bi trenutku – u ovom slučaju na 20 do 30 nanometara – komadići mogli eksplodirati. Ne mijenjaju baš sve tvari svoja svojstva na tako koristan način (priča se o dodavanju nanoaluminija raketnom gorivu), ali činjenica da to neke ipak rade prava je blagodat. Zahvaljujući tomu, znanstvenici su u stanju konstruirati svu silu egzotičnih novih materijala, poput plastike koja provodi električnu struju ili presvlake koja sprečava hrđanje željeza. To je kao da mačku smanjujete i smanjujete, a ona se u jednom trenutku naglo pretvori u psa.
Tvari se u nanoskopskim dimenzijama ponašaju magično, jer tu se određuju esencijalna svojstva materije. Posložite, primjerice, molekule kalcijeva karbonata u obliku zupčasta uzorka i dobit ćete krhku, lomljivu kredu. Razmjestite iste te molekule poput cigala i dobit ćete slojeve tvrde školjke Petrova uha, koja se prelijeva u duginim bojama.
To je primamljiva zamisao: stvoriti materijal savršenih svojstava prilagođujući njegovu atomsku strukturu. Znanstvenici su već razvili precizne instrumente, poput mikroskopa koji prodire u atom i pretražuje ga, te kojim se mogu promatrati i pomicati pojedinačni atomi pomoću izvanredno naoštrena vrha širine samo jednog atoma.
“Nanotehnologija će biti poput otkrića plastike”, govori Paul Alivisatos, pomoćnik direktora fizikalnih znanosti u novom centru za nanoproizvodnju pri Državnom laboratoriju Lawrence Berkeley. “Bit će je posvuda: u skalpelima kojima se liječnici koriste na operacijama i u tkaninama kojima se odijevamo.” Alivisatos već sada posjeduje par Gapovih nanohlača otpornih na mrlje, izrađenih od vlakana obrađenih nanopolimerom s fluorom. “Jutros sam po njima prolio kavu, a ona se samo otkotrljala.”
Na stolu u laboratoriju Sveučilišta Rice, postdiplomac André Gobin obrađuje dva odreska sirove piletine. Gurka odreske jedan prema drugom i ukapava zelenkastu tekućinu duž mjesta gdje se dodiruju. Tekućina je otopina nanoljusaka: sićušnih kuglica silicija pokrivenih, u ovom slučaju, zlatom. Uključivši infracrveni laser, Gobin spretno prelazi snopom prateći zelenu liniju. Digavši pincetom piletinu, maše onim što je sada opet jedinstven komad mesa.
Takvim postupcima kirurzi bi uskoro mogli početi spajati vene prerezane kirurškim zahvatima. “Jedna od najtežih stvari što ih liječnici moraju činiti prilikom transplantacije bubrega ili srca jest ponovo spojiti prerezane arterije”, govori Gobin. “Krajeve moraju spojiti sićušnim šavovima. Pukotine su velik problem.” Uz pomoć Gobinove otopine nanoljusaka kirurg bi mogao jednostavno slijepiti dva kraja i ostvariti savršen spoj. Time bi spajanje krvnih žila moglo postati jednostavno poput lemljenja žica.
Iako su obećanja nanotehnologije uglavnom još uvijek neostvarena, ulaganja na tom polju u naglom su porastu. Američka je vlada u 2005. godini istraživanjima na području nanotehnologije dodijelila više od milijardu dolara – više nego dvostruko od onoga što je potrošeno na određivanje ljudskog genoma u vrijeme kad je taj projekt bio na svom vrhuncu. Japan i Europska Unija uložili su slične iznose, a čak se i manje zemlje žure uhvatiti korak. Jedna korejska tvrtka antibakterijski materijal zasnovan na nanosrebru rabi za izradu unutrašnjosti zamrzivača. Taj materijal moguće je ugrađivati i u zavoje. Na svim poljima nade su jednake: uključiti se u rastuće globalno tržište za koje američka Državna zaklada za znanost procjenjuje da će do 2015. godine biti vrijedno bilijun dolara...
Nanotehnologija budućnost znanost tehnologija nano