200111 nanomaszyny i nowy stan


NANOWIZJE
K. Eric Drexler
Nanomaszyny i nowy stan materii
Mikroskopijne roboty zrewolucjonizujÄ… produkcj´ przemys"owÄ… i przeobraŻą
spo"eczełstwo  przewiduje pionier nanotechnologii molekularnej
W 1959 ROKU FIZYK Richard Feynman menty konstrukcyjne. Produktem koÅ‚co- i uk"adów magazynujÄ…cych energi´. A to
wyg"osi" wyk"ad popularnonaukowy, wym równieÅ» mogÄ… byç nowe maszyny spowoduje spadek popytu na w´giel i ro-
w którym zastanawia" si´ nad granica- molekularne. A biologia dostarcza dowo- p´ naftowÄ… i tym samym zmniejszenie za-
mi miniaturyzacji. W swoich rozwaÅ»a- dów, Å»e moÅ»na je wykonywaç niewiel- nieczyszczania Ęrodowiska.
niach wyszed" od wspó"czesnej mu tech- kim kosztem i w duŻych iloĘciach. Zastosowanie tanich, lekkich i wyjąt-
niki (by"y to czasy, kiedy arytmometr Pomijając aspekt biologiczny, wydaje kowo wytrzyma"ych materia"ów sprawi,
z trudem mieĘci" si´ w kieszeni), po si´, Å»e istotnym celem jest opanowanie Å»e do transportu potrzeba b´dzie znacz-
czym przeanalizowa" ograniczenia wy- umiej´tnoĘci precyzyjnego umieszczania nie mniej paliwa, a transport kosmicz-
nikajÄ…ce z praw fizycznych i zakoÅ‚czy" kaÅ»dego atomu w dowolnie wybranym ny wreszcie stanie si´ op"acalny. Dawne
stwierdzeniem, Å»e moÅ»liwe b´dzie  miejscu (gdzie stanowi"by cz´Ä˜ç jakiegoĘ marzenia o rozszerzeniu biosfery poza
a nawet nieuniknione  konstruowanie aktywnego lub pasywnego elementu kon- naszÄ… kruchÄ… planet´ znów wydajÄ… si´
obiektów atom po atomie. strukcyjnego) bez dodatkowych nieprzy- moŻliwe do zrealizowania.
OsiÄ…gni´cie takiego poziomu techni- datnych czÄ…steczek, przeszkadzajÄ…cych Przypuszczalnie najbardziej ekscytu-
ki wydawa"o si´ w tamtych czasach za- tylko w pracy budowanego urzÄ…dzenia. jÄ…ca jest perspektywa molekularnej na-
daniem ma"o realnym. Obecnie jednak Takie uk"ady nie b´dÄ… cieczami ani gaza- prawy ludzkiego cia"a. Snuje si´ wizje,
nikt tego celu nie kwestionuje. Po dzie- mi, poniewaÅ» Å»adna czÄ…steczka nie b´- w których nanoroboty medyczne b´dÄ…
siÄ…tkach lat, dzi´ki post´powi tech- dzie poruszaç si´ w nich w sposób przy- niszczyç wirusy i komórki rakowe, napra-
nicznemu, rozmiary urzÄ…dzeÅ‚ mikro- padkowy, nie b´dÄ… teÅ» cia"ami sta"ymi, wiaç zniszczone struktury, usuwaç z mó-
elektronicznych zbliÅ»y"y si´ do skali w których czÄ…steczki sÄ… unieruchomione zgu z"ogi i doprowadzaç cia"o z powro-
molekularnej, a post´p badaÅ‚ nauko- w okreĘlonym miejscu. By"by to nowy tem do stanu m"odzieÅ‚czego zdrowia.
EkscytujÄ…ca jest perspektywa molekularnej naprawy ludzkiego cia"a.
wych na poziomie molekularnym  stan materii   faza maszynowa  w któ- Prawdopodobnie b´dziemy umieli
szczególnie molekularnych systemów rym wyst´powa"by ruch czÄ…steczkowy ob- przywróciç do Å»ycia i zdrowia tych nie-
funkcjonujących w uk"adach Żywych  serwowany jedynie w cieczach i gazach, licznych ludzi, którzy zostali zahiber-
uĘwiadomi" ogó"owi to, co geniusz do- a jednak stan ten odznacza"by si´ w"aĘci- nowani, nawet tych, których zakonser-
strzega" juŻ wiele lat temu. woĘciami mechanicznymi charaktery- wowano prymitywnymi technikami
KierujÄ…c si´ doĘwiadczeniem zdoby- stycznymi dla cia" sta"ych. Obj´toĘç zajmo- kriogenicznymi dost´pnymi od lat szeĘç-
tym w biologii molekularnej, w bada- wana przez materi´ by"aby wype"niona dziesiÄ…tych. Wspó"czesne techniki prze-
niach nad zaawansowanymi nanotech- aktywnÄ… maszyneriÄ…. chowywania w niskich temperaturach,
nologiami skoncentrowano si´ na Umiej´tnoĘç konstruowania przedmio- pozwalajÄ…ce uniknÄ…ç powstawania
podejĘciu  z do"u do góry (od ma"ej ska- tów z dok"adnoĘcią molekularną zrewo- zgubnych kryszta"ków lodu, powinny
li do duÅ»ej)  maszyny molekularne budu- lucjonizuje proces produkcji przemys"o- u"atwiç dokonywanie napraw, ale wy-
jÄ… nowe uk"ady, "Ä…czÄ…c molekularne ele- wej dzi´ki znacznemu polepszeniu daje si´, Å»e nawet w przypadku star-
w"aĘciwoĘci materia"ów i istotnemu po- szych technik zachowana zosta"a struk-
prawieniu osiągów róŻnych urządzeł. Co tura mózgu w wystarczającym stopniu,
K. ERIC DREXLER jest prezesem Foresight
wi´cej, jeĘli w procesie produkcyjnym aby moÅ»liwe by"o przywrócenie stanu
Institute i pracownikiem naukowym w In-
kontrolowane jest po"oŻenie kaŻdego ato- wyjĘciowego.
stitute for Molecular Manufacturing. Napi-
mu, nie ma powodów, aby powstawa"y Badacze najbardziej zaznajomieni
sa" ksiąŻki Engines of Creation (Silniki
toksyczne odpady, dziĘ zwykle usuwane z nanotechnologią molekularną uwaŻa-
stworzenia) oraz Nanosystems: Molecular
do atmosfery lub kanalizacji. Udoskona- ją, Że podstawy technologiczne dające
Machinery, Manufacturing, and Computa-
lenie metod produkcyjnych pozwoli rów- takie moÅ»liwoĘci b´dÄ… dost´pne za 10 30
tion (Nanosystemy: molekularne maszyny,
wytwarzanie i obliczenia). nieÅ» obniÅ»yç ceny ogniw s"onecznych lat. Obecnie koncentrujÄ… si´ oni na po-
64 ÂWIAT NAUKI LISTOPAD 2001
O AUTORZE
czÄ…tkowych etapach: znalezieniu NANOPISARZ K. Eric Drexler jest au-
torem koncepcji molekularnego sys-
sposobu budowania wi´kszych
temu mechanicznego (jeden z jego
struktur z atomowÄ… precyzjÄ…,
elementów widoczny jest w tle).
opanowaniu projektowania ma-
szyn molekularnych i okreĘleniu
celów poĘrednich mogących wią- gazów cieplarnianych moŻe zo-
zaç si´ ze znacznymi korzyĘciami. staç tanio usuni´ty z atmosfery.
Potencja" kryjÄ…cy si´ w techno- W prognozach demograficznych
logii wytwarzania na poziomie pojawiajÄ… si´ ostrzeÅ»enia, Å»e licz-
molekularnym "atwiej zrozumieç ba starszych, schorowanych
po przyjrzeniu si´ technikom uÅ»y- osób b´dzie si´ zwi´ksza"a. Ale
wanym obecnie w przemyĘle dzi´ki zaawansowanej nanotech-
w skali makro. Wyobraęmy sobie nologii jutrzejsi staruszkowie
rami´ robota przemys"owego si´- mogÄ… byç aktywniejsi i zdrowsi
gajÄ…ce do taĘmociÄ…gu, by unieĘç niÅ» dzisiaj, co nada nowe zna-
znajdujÄ…ce si´ na nim narz´dzie czenie okreĘleniu  z"oty wiek .
i uÅ»yç go do montaÅ»u urzÄ…dzenia, JednoczeĘnie musimy skon-
a nast´pnie odk"adajÄ…ce niepo- centrowaç si´ na unikaniu wy-
trzebne juÅ» narz´dzie na taĘmo- padków i niew"aĘciwego wy-
ciÄ…g i pobierajÄ…ce nast´pne narz´dzie itd. Inny znany chemik postawi" zarzut, korzystania tej pot´Å»nej technologii.
 jak we wspó"czesnych zautomatyzowa- Å»e aby wykonywaç przewidywane za- Przeprowadzono rzetelne badania do-
nych fabrykach. dania, nanomonter musia"by byç wy- tyczÄ…ce kwestii powaÅ»nych wypadków
A teraz pomniejszmy ca"Ä… t´ scen´, posaÅ»ony w 10 automatycznych  pal- nanotechnologicznych. Proponowane
"ącznie z taĘmociągiem, do poziomu mo- ców , na które jednak nie wystarczy regu"y bezpieczełstwa zosta"y naszki-
lekularnego, aby otrzymaç obraz syste- miejsca. Nigdy jednak nie twierdzono cowane w tekĘcie  Foresight Guide-
mu montaŻowego w nanoĘwiecie. JeĘli ani nawet nie sugerowano, Że potrzeb- lines (Wytyczne Instytutu Foresight),
wyposaÅ»ymy go w odpowiednio uroz- na by"aby tak duÅ»a liczba manipula- dost´pnym w witrynie internetowej
maicony zestaw narz´dzi, to stanie si´ torów. Przeciwnie, w konstrukcjach, www.foresight.org.
on uniwersalnym urządzeniem kon- które zosta"y poddane skrupulatnej, kry- Jednak problem zapobiegania niew"a-
strukcyjnym, nazywanym monterem tycznej analizie (wysz"y z niej zwyci´- Ęciwemu uÅ»yciu nanotechnologii przez
(asemblerem). Za jego pomocÄ… moÅ»na sko), przewiduje si´ uÅ»ycie w danej rzÄ…dy wrogo nastawionych paÅ‚stw,
zbudowaç niemal dowolnÄ… rzecz, nawet chwili tylko jednego narz´dzia, utrzy- grupy terrorystyczne lub nawet poje-
jego w"asnÄ… kopi´. mywanego bez pos"ugiwania si´ jakimi- dynczych obywateli na ich w"asne po-
W rozwoju nanotechnologii nie jest kolwiek palcami. trzeby dalej budzi zaniepokojenie. Da
istotne, czy zrealizowanie tego konkret- Przyk"ady te pokazujÄ…, Å»e w przypad- si´ go porównaç z obecnymi trudnoĘcia-
nego pomys"u jest moÅ»liwe, bowiem ku konstrukcji nanotechnologicznych mi z ograniczeniem dost´pu do broni
omawiane wyÅ»ej funkcje da si´ zreali- trudno jest znaleÄ™ç kompetentnych kry- chemicznej i biologicznej. W zwiÄ…zku
zowaç za pomocÄ… zestawu mniej uni- tyków. Cz´sto badacze, których praca z post´pem w dziedzinie nanotechnolo-
wersalnych urzÄ…dzeÅ‚. PoniewaÅ» jednak wydaje si´ zwiÄ…zana z nanotechnologiÄ…, gii molekularnej istnieje pilna potrzeba
koncepcja nanomontera wciąŻ budzi nie są odpowiednimi ekspertami do ta- znalezienia efektywnych sposobów po-
kontrowersje, warto omówiç zg"aszane kiej oceny  sÄ… doskonali w swoich dys- s"ugiwania si´ rozwijajÄ…cymi si´ nowy-
do niej zastrzeŻenia. cyplinach, ale mają niewielkie doĘwiad- mi technologiami, które są cenne, kryją
Jeden z wybitnych chemików, przema- czenie w dziedzinie inÅ»ynierii systemów. w sobie duÅ»e moÅ»liwoĘci, ale mogÄ… byç
wiajÄ…c niedawno na spotkaniu sponso- MoÅ»na si´ spodziewaç, Å»e czynnikiem "atwo uÅ»yte w niew"aĘciwy sposób.
rowanym przez American Association ograniczajÄ…cym tempo rozwoju nano-
T"umaczy"
for the Advancement of Science (Amery- technologii b´dzie zbyt ma"a liczba na- Piotr RÄ…czka
kaÅ‚skie Stowarzyszenie na rzecz Rozwo- ukowców specjalizujÄ…cych si´ w inÅ»y-
ju Nauki), zapyta", w jaki sposób nano- nierii systemów molekularnych.
JEÂLI CHCESZ
monter b´dzie sterowany i zasilany, a Istotne jest, aby krytyczna analiza na-
WIEDZIEå WIóCEJ
takŻe czy rzeczywiĘcie móg"by on rozry- notechnologii zosta"a przeprowadzona
Engines of Creation: The Coming Era of Na-
waç i ponownie tworzyç silne wiÄ…zania we w"aĘciwy sposób, poniewaÅ» moÅ»e
notechnology. K. E. Drexler; Fourth Estate,
molekularne. To sensowne pytania, na mieç ona wp"yw na waÅ»ne decyzje spo- 1990.
Nanosystems: Molecular Machinery, Manu-
które moÅ»na jedynie odpowiedzieç, "eczne. JeĘli nanotechnologia moleku-
facturing, and Computation. K. E. Drexler;
przedstawiając opis projektów i oblicze- larna w opisywanej tu formie jest moŻ-
John Wiley & Sons, 1992.
nia (zbyt obszerne, aby zamieĘciç je liwa do zrealizowania, to decydenci Nanotechnologia. Narodziny nowej nauki,
czyli Ęwiat cząsteczka po cząsteczce. Ed
w tym artykule). Na szcz´Ä˜cie literatura mogÄ… mieç zupe"nie inne problemy, niÅ»
Regis; Prószyłski i S-ka, 2001.
fachowa zawierajÄ…ca w"aĘciwe odpowie- si´ powszechnie uwaÅ»a. Obecnie wi´k-
Wyk"ad Richarda Feynmana zatytu"owany
dzi jest dost´pna przynajmniej od roku szoĘç ludzi sÄ…dzi, Å»e trudno b´dzie po-  Tam na dole jest mnóstwo miejsca moÅ»na
znaleÄ™ç w Internecie pod adresem: www.zy-
1992, kiedy zosta"a opublikowana moja wstrzymaç globalne ocieplenie  tym-
vex.com/nanotech/feynamn.html
ksiÄ…Å»ka Nanosystems (Nanosystemy). czasem dzi´ki nanotechnologii nadmiar
LISTOPAD 2001 ÂWIAT NAUKI 65
PETER MENZEL


Wyszukiwarka