WPROWADZENIE
Ma"e jest
wielkie
Nanotechnologia to dziĘ modny temat.
Lecz czy spe"ni oczekiwania? I cóŻ to u licha jest?
Gary Stix
Albert Einstein w jednym z rozdzia"ów swojej które mogą kiedyĘ okaza� si� przydatne. Czerpie do woli z fi-
pracy doktorskiej obliczy" wielkoĘ� cząsteczki cukru. Zrobi" zyki cia"a sta"ego, materia"oznawstwa, biologii molekularnej
to, opierając si� na danych doĘwiadczalnych dotyczących dy- i chemii. Naukowcy, którzy do niedawna uwaŻali si� za ma-
fuzji tych cząsteczek w wodzie. Stwierdzi", Że kaŻda z nich teria"oznawców czy chemików organików, dziĘ przemiano-
ma Ęrednic� oko"o 1 nm. Nanometr  jedna miliardowa me- wali si� na nanotechnologów.
tra  to kwintesencja ma"oĘci. To 10 atomów wodoru u"oŻo- PuryĘci akademiccy woleliby zapewne, Żeby nazywano ich in-
nych jeden za drugim, jedna tysi�czna d"ugoĘci bakterii, jed- Żynierami obiektów mezoskopowych, lecz tylko s"owo  nano
na milionowa "ebka od szpilki, jedna miliardowa d"ugoĘci brzmi dziĘ w"aĘciwie. Chyba po raz pierwszy od czasu, gdy fir-
Ęwietnie umi�Ęnionej nogi Michaela Jordana. Nanometr to ma Du Pont wylansowa"a slogan  Better things for better li-
dziĘ takŻe wielka szansa dla badaczy. ving through chemistry (chemia tworzy lepsze rzeczy, aby Ży-
Po niemal stu latach od tamtego stwierdzenia obiekty o roz- "o nam si� lepiej), uda"o si� naukowcom manipulującym
miarach nanometrów budzą wielkie zainteresowanie naukow- cząsteczkami tak zr�cznie przyku� uwag� publiczną, a zw"asz-
ców. Gdyby Einstein by" dziĘ doktorantem poszukującym obie- cza zyska� poparcie legislatorów z Waszyngtonu, którzy trzy-
cującej drogi do kariery, jego opiekun z pewnoĘcią namawia"by mają kies� z pieni�dzmi na badania.  Musisz mie� coĘ nowe-
go do zaj�cia si� ma"ymi obiektami.  Nanotechnologia, Al- go, pasjonującego i wystrza"owego, by przekona� ludzi decy-
bercie, tylko nanotechnologia  tak by brzmia"a jego rada. dujących o budŻecie, Że warto da� ci wi�cej pieni�dzy  mó-
Nanotechnologia to obecnie  po badaniach biomedycz- wi Duncan Moore, by"y urz�dnik Bia"ego Domu, który pomóg"
nych (walka z rakiem) i związanych z obronnoĘcią (budowa administracji Clintona zorganizowa� pieniądze  duŻe jak na
tarcz przeciwrakietowych)  najdynamiczniej rozwijająca si� coĘ, co nie jest tarczą przeciwrakietową  na nanotechnologi�.
dyscyplina nauki i techniki. Jest wielkim zbiorem wszystkie- Og"oszona przez prezydenta Billa Clintona Narodowa Ini-
go, co wiąŻe si� z wytwarzaniem maleł
kich przedmiotów, cjatywa Nanotechnologiczna (NNI  National Nanotechno-
24 �WIAT NAUKI LISTOPAD 2001
logy Initiative) jest programem mi�dzyresortowym, mającym MIKROSKOP SI� ATOMOWYCH uŻywany do analizy powierzchni i mani-
pulowania cząsteczkami jest symbolem rewolucji nanotechnologicznej.
na celu zdynamizowanie badał
w zakresie nauk fizycznych
i technicznych. W roku finansowym, który skoł
czy" si� 30
wrzeĘnia tego roku, nak"ady na te badania wzros"y do 422 mln wi�kszych od einsteinowskiej cząsteczki cukru. (JeĘli chcesz si�
dolarów  o 56% w porównaniu z rokiem poprzednim  czegoĘ wi�cej dowiedzie� o  erze samorozmnaŻających si�
a w kolejnym roku powinny zwi�kszy� si� o dalsze 23%, na- dóbr konsumpcyjnych, superzdrowia, superekonomii i wyna-
wet przy ci�ciach, jakie zapowiedzia"a administracja Busha lazków niemoŻliwych do dokonania w pierwszym stadium in-
w budŻetach wi�kszoĘci instytucji federalnych finansujących dustrializacji  zajrzyj na stron� internetową czasopisma
badania i prace rozwojowe. Nanomania kwitnie na kaŻdym NanoTechnology: http://planet-hawaii.com/nanozine/)
kroku. Na uniwersytetach istnieje juŻ ponad 30 nanotechno- Gdy prezydent Clinton og"asza" w ubieg"ym roku urucho-
logicznych oĘrodków badawczych i zespo"ów interdyscyplinar- mienie inicjatywy nanotechnologicznej, jego przemówienie
nych, podczas gdy dwa lata temu by"o ich niespe"na 10. Ten- by"o pe"ne wizji, lecz ma"o konkretne. Nanotechnologia  po-
dencja ta dotyczy zresztą nie tylko USA. Wed"ug danych wiedzia"  moŻe sprawi�, Że ca"a Biblioteka Kongresu zmie-
National Science Foundation (NSF), ca"kowite nak"ady na Ęci si� w urządzeniu wielkoĘci kostki cukru i powstaną mate-
nanotechnologi� w innych krajach wzros"y z 316 mln dolarów ria"y 10 razy wytrzymalsze od stali, a przy tym wielokrotnie
w roku 1997 do 835 mln w tym roku. od niej lŻejsze. Nie da si� jednak tego zby� stwierdzeniem,
Zainteresowanie nanoĘwiatem rozbudzają teŻ  w niezdrowy Że po raz kolejny polityk wykaza" si� analfabetyzmem nauko-
sposób  wizje niektórych futurologów wieszczących biblijną wym. Jest teŻ prawdą, Że naukowcy nie ca"kiem wiedzą, co
d"ugoĘ� Życia ludzkiego i nieprzebrane bogactwo lub  prze- mają na myĘli, gdy mówią o nanotechnologii.  ZaleŻy, kogo si�
ciwnie  masową zag"ad� za sprawą legionów samoreprodu- zapyta  powiedzia" na zesz"orocznym sympozjum nanotech-
kujących si� w niekontrolowany sposób robotów, nieco tylko nologicznym Steven M. Block, biofizyk ze Stanfordu, starając
LISTOPAD 2001 �WIAT NAUKI 25
ILUSTRACJA: FELICE FRANKEL; WSPÓ�PRACA TECHNICZNA: J. CHRISTOPHER LOVE
Makro, mikro, nano
si� zdefiniowa� t� dziedzin�.  Są tacy, którzy najwyraęniej sto-
sują ten termin, by nazwa� to, co sami robią, w przeciwieł
-
Jak ma"y jest nanometr? Zwi�kszając powi�kszenie skokami
stwie do tego, co robią wszyscy inni.
o czynnik 10, przechodzimy od widoku wierzchu d"oni do
 na poziomie 1 nm  nukleotydów tworzących DNA.
Kraw�dę kaŻdego obrazu jest 10 razy d"uŻsza od kraw�dzi CóŻ wi�c to jest?
sąsiedniego obrazka o wi�kszym powi�kszeniu. ISTOTNIE, NIE�ATWO poda� definicj�. Cz�Ę� nanotechnologii
Czarny kwadracik zakreĘla obszar nast�pnego przybliŻenia.
wcale nie jest nano, gdyŻ zajmuje si� obiektami o rozmiarach
rz�du mikrometrów (milionowych cz�Ęci metra), a wi�c tysiąc
D�OĄ
razy wi�kszymi od nanometra. Ponadto w wielu przypadkach
nanotechnologia nie jest bynajmniej technologią, lecz bada-
niami naukowymi struktur mających przynajmniej jeden wy-
12
miar nie wi�kszy niŻ kilkaset nanometrów (Einstein teŻ by" ra-
czej nanonaukowcem niŻ nanotechnologiem). A wreszcie
trzeba zauwaŻy�, Że wiele zagadnieł
nanotechnologicznych
znamy juŻ od dawna. Na przyk"ad cząstek w�gla o rozmia-
rze nanometrów (sadzy) zacz�to uŻywa� w produkcji opon
jako dodatku zwi�kszającego ich wytrzyma"oĘ� sto lat temu,
a wi�c na d"ugo zanim przedrostek  nano narobi" tyle szumu.
10 cm 1 cm
A szczepionki, które cz�sto zawierają cząsteczki bia"ek o roz-
miarze z zakresu nanometrów, teŻ moŻna przecieŻ zaliczy� do
wynalazków z tej dziedziny.
34
Lecz jest jednak coĘ szczególnego w nanonauce i nanotech-
nice. �wiat nano to dziwaczne pogranicze Ęwiata pojedyn-
czych atomów i cząsteczek (w którym rządzą prawa mecha-
niki kwantowej) i Ęwiata makroskopowego (w którym
wi�kszoĘ� w"asnoĘci materia"ów wynika ze zbiorowego za-
chowania si� bilionów atomów, niezaleŻnie, czy jest to stalo-
wy pr�t, czy nadzienie w ciasteczkach). Na samym koł
cu,
1 mm 100 m
w okolicach nanometra, nanolandia zderza si� z podstawowy-
mi sk"adnikami materii. Definiuje najmniejsze struktury
BIA�E CIA�KO KRWI
w przyrodzie i ustala Ęcis"ą granic� kurczenia si�: po prostu
nie da si� zbudowa� niczego mniejszego.
56
Przyroda tworzy nanostruktury od miliardów lat. Mihail C.
Roco, odpowiedzialny w NSF za inicjatyw� nanotechnologicz-
ną, wie jednak, jak odróŻni� nową nanotechnologi� od starej.
Nowa musi spe"nia� trzy kryteria: po pierwsze  badane struk-
tury powinny mie� przynajmniej jeden wymiar nie wi�kszy
niŻ 100 nm, po drugie  w procesie ich wytwarzania w"aĘciwo-
Ęci fizyczne i chemiczne powinny da� si� kontrolowa�, po trze-
cie  musi istnie� moŻliwoĘ� budowania z nich wi�kszych
10 m 1 m
obiektów. Wielkie zainteresowanie nanostrukturami bierze si�
DNA stąd, Że mogą one mie� korzystniejsze od wi�kszych struktur
w"aĘciwoĘci elektryczne, chemiczne, mechaniczne lub optycz-
ne. Jednak mniejszy nie zawsze oznacza lepszy [patrz: Mi-
78
chael Roukes  Feynman mia" racj� , s. 40].
Nanotechnologia odpowiadająca definicji Roki istnieje juŻ
dziĘ. Warstwy niemagnetyczne, z których jedna ma gruboĘ�
mniejszą niŻ 1 nm, umieszczone mi�dzy warstwami materia-
"ów magnetycznych s"uŻą do produkcji g"owic dysków twar-
dych o czu"oĘci wielokrotnie wi�kszej niŻ we wczeĘniejszych
uk"adach, dzi�ki czemu na powierzchni dysku moŻna zapi-
100 nm 10 nm
sa� wi�cej danych. Technologia g"owic o gigantycznym magne-
tooporze, wprowadzona w roku 1997, jest dziĘ podstawą pro-
dukcji przemys"owej, której wartoĘ� ocenia si� na wiele
9
miliardów dolarów.
Nowe technologie wymagają nowych narz�dzi  w tym
przypadku przyrządów do obrazowania pojedynczych czą-
steczek lub atomów i manipulowania nimi. Sztandarowymi
urządzeniami rewolucji nanotechnologicznej są mikroskopy
skaningowe  przede wszystkim skaningowy mikroskop tu-
Z klasycznej juŻ ksiąŻki Pot�ga dziesi�ciu
Philipa i Phylis Morrisonów oraz biura
1 nm Charlesa i Raya Eamesów.
ZDJóCIA: � BIBLIOTEKA SCIENTIFIC AMERICAN, ZA ZGODŃ W. H. FREEMAN AND COMPANY
Uk"ady nanoelektroniczne najprawdopodobniej zastąpią
konwencjonalną elektronik� krzemową, gdy ta stanie si�
przestarza"a. MoŻna si� o to zak"ada�, cho� moŻe nie na serio.
nelowy i mikroskop si" atomowych  pozwalające otrzyma� ob-  wykorzystująca pó"przewodnikowe kropki kwantowe jako
razy pojedynczych atomów, a takŻe przemieszcza� atomy znaczniki w doĘwiadczeniach biologicznych, poszukiwaniu
z miejsca na miejsce. W laboratorium badawczym firmy IBM nowych leków, testach diagnostycznych i innych podobnych
w Zurychu zamontowano ostrza wielkoĘci kilku nanometrów, zastosowaniach.
uŻywane w mikroskopie si" atomowych, na ponad tysiącu Pierwsze zastosowania nanotechnologii poza biologią to
dęwigni na powierzchni mikrokoĘci krzemowej. Ostrza Mil- wykorzystanie nanocząstek do poprawy podstawowych w"a-
lipede  bo tak nazwano to urządzenie  mogą zapisywa� na ĘciwoĘci materia"ów. Na przyk"ad jedna z pierwszych firm
powierzchni warstwy polimeru dane cyfrowe, których g�- nanotechnologicznych obecnych juŻ na gie"dzie  Nano-
stoĘ� jest nawet 20 razy wi�ksza od g�stoĘci zapisu najlep- phase Technologies  wytwarza cząstki tlenku cynku o roz-
szych produkowanych dziĘ dysków twardych. miarach nanometrów do produkcji filtrów przeciws"onecz-
Nanostruktury moŻna wytwarza� w róŻny sposób. W me- nych. Pozwalają one na uzyskanie przezroczystoĘci kremu,
todzie  z góry na dó" technolodzy  niczym rzeębiarze  mo- który jest normalnie bia"y, poniewaŻ te maleł
kie cząstki nie
delują powierzchni�, dodając do niej lub usuwając nieco sub- rozpraszają Ęwiat"a widzialnego.
stancji. Tak powstają mikrokoĘci o ĘcieŻkach  wed"ug
najnowszych doniesieł
 niewiele szerszych od 100 nm. Me-
NAK�ADY NA NANOTECHNOLOGIó
toda  z do"u do góry polega z kolei na wykorzystaniu zja-
1000
wiska samoorganizacji do uzyskania wi�kszych struktur. Ko-
rzysta si� w niej z tego, Że w odpowiednich warunkach ato-
800
my lub cząsteczki tworzą samorzutnie uk"ady uporządko-
wane. Tak powstają nanorurki, czyli cylindry grafitowe o nie-

600
UDOKUMENTOWANE WYDATKI Początek NNI
zwyk"ych w"aĘciwoĘciach elektrycznych [patrz: George M.
KRAJÓW INNYCH NI� USA
Whitesides i J. Christopher Love  Sztuka budowania bardzo
400
ma"ych struktur , s. 30].
*Proponowane
wydatki
200
RZŃDOWE WYDATKI USA
Wyj� poza krzem

Z NANOTECHNOLOGIŃ wiąŻe si� teŻ nadzieje na dalsze zmniejsze-
0
nie rozmiarów obwodów sk"adowych mikrouk"adów (koĘci)
1997 1998 1999 2000 2001 2002*
elektronicznych. Firmy komputerowe dysponujące duŻymi
Rok budŻetowy
laboratoriami badawczymi, jak IBM i Hewlett-Packard, uru-
Łród"o: Senat USA oraz National Science Foundation
chomi"y w"asne programy nanotechnologiczne. Uk"ady na-
noelektroniczne najprawdopodobniej zastąpią konwencjo-
NAK�ADY NA BADANIA W WYBRANYCH DYSCYPLINACH
nalną elektronik� krzemową, gdy ta stanie si� przestarza"a 
co zapewne nastąpi za 10 25 lat. MoŻna si� o to zak"ada�, 20
cho� moŻe nie na serio. Nikt bowiem nie jest dziĘ w stanie
przewidzie�, czy elektronika oparta na nanorurkach lub innych
15
nowych strukturach pozwoli na zachowanie tempa sta"ego
ulepszania parametrów koĘci komputerowych bez podobne-
go wzrostu kosztów produkcji, co charakteryzuje dzisiejsze
10
technologie krzemowe [patrz: Charles M. Lieber  Niewiary-
NAUKI BIOLOGICZNE
godnie ma"e obwody , s. 48].
NAUKI TECHNICZNE
Nawet jeĘli tranzystory cząsteczkowe nie b�dą s"uŻy"y do
5
zmagania si� z zerami i jedynkami w procesorze Pentium
NAUKI FIZYCZNE
XXV, to uk"ady elektroniczne wytworzone przez nanotech-
nologów przypuszczalnie okaŻą si� przydatne do badania
0
tajemnic maszyny najmniejszej z moŻliwych: komórki bio-
1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000
logicznej. Nanobiotechnologia znajduje juŻ pierwsze zasto-
Rok budŻetowy
sowania, podczas gdy nanokomputery postkrzemowe czeka-
Łród"o: National Science Foundation
ją jeszcze na swego wynalazc� [patrz: A. Paul Alivisatos  Ma"e
SKOK W GÓRó: Narodowa Inicjatywa Nanotechnologiczna (NNI), roz-
moŻe wi�cej , s. 56]. Nic dziwnego  do badania aktywnoĘci
pocz�ta w roku budŻetowym 2001, ma pomóc zachowa� konkurencyj-
komórkowej potrzeba wzgl�dnie niewielu nanoznaczników
noĘ� Stanów Zjednoczonych w Ęwiatowych wydatkach na nanotechno-
z materia"u pó"przewodnikowego, a nanokomputer wyma-
logi� (górny wykres). Dzi�ki tej inicjatywie nastąpi takŻe znaczny wzrost
ga zgodnej wspó"pracy miliardów czy bilionów tranzysto-
nak"adów na nauki fizyczne i techniczne, który by" ostatnio niewielki
rów. Powsta"a juŻ nawet firma  Quantum Dot Corporation w porównaniu ze wzrostem nak"adów na nauki biologiczne (dolny wykres).
LISTOPAD 2001 �WIAT NAUKI 27
Nak"ady na badania w milionach
dolarów (wed"ug wartoĘci bieŻącej)
Nak"ady na badania w miliardach
dolarów (wed"ug wartoĘci sta"ej)
NINA FINKEL
PowaŻnej nanotechnologii odbiera szacunek fakt,
Że kojarzy si� ją z wizjami szalonych futurologów,
którzy upatrują w niej drogi do nanoutopii.
nia niektórych jej obszarów ledwie si� zacz�"y  Że pojawia-
10 9: kamienie milowe
ją si� g"osy powątpiewania, czy te ambitne cele technologicz-
ne nie b�dą musia"y czeka� na urzeczywistnienie nawet 20 lat.
3.5 mld lat temu Powstają pierwsze Żywe komórki. Zawarte
w nich biomaszyny o nanometrowych rozmiarach s"uŻą  Nanotechnologia obiecuje bardzo wiele, ale niektórzy na-
do manipulacji genami i dostarczania energii.
ukowcy przyznają, Że jej zakres jest niezbyt precyzyjnie okre-
400 p.n.e. Demokryt wprowadza termin  atom ,
Ęlony i wi�kszoĘ� dzisiejszych zapowiedzi nie ma oparcia
co w starogreckim oznacza  niepodzielny .
w wiarygodnej analizie naukowej  stwierdza raport Biura
1905 Albert Einstein publikuje artyku", w którym Ęrednic�
Analiz Kongresu USA.
cząsteczki cukru szacuje na oko"o 1 nm.
1931 Max Knoll i Ernst Ruska tworzą mikroskop elektronowy
Nanomarzenia
pozwalający uzyska� obrazy obiektów o rozmiarach poniŻej 1 nm.
WKA�DYCH NOWYCH BADANIACH wyst�puje element ryzyka. Na-
1959 Richard Feynman wyg"asza s"ynny wyk"ad pt.  NiŻej jest
notechnolodzy są jednak w szczególnie trudnym po"oŻeniu. Tej
jeszcze mnóstwo miejsca o perspektywach miniaturyzacji.
powaŻnej dziedzinie odbiera szacunek fakt, Że kojarzy si� ją
1968 Alfred Y. Cho, John Arthur i ich wspó"pracownicy z Bell
Laboratories wynajdują metod� epitaksji z wiązek molekularnych, z wizjami szalonych futurologów, którzy upatrują w niej dro-
pozwalającą nak"ada� na powierzchni� warstwy jednoatomowe.
gi do nanoutopii  niespotykanego dostatku, przemys"u nie
1974 Norio Taniguchi wymyĘla termin  nanotechnologia
zanieczyszczającego Ęrodowiska czy nawet czegoĘ w rodza-
na okreĘlenie obróbki z dok"adnoĘcią mniejszą od 1 m.
ju Życia wiecznego.
1981 Gerd Binnig i Heinrich Rohrer budują skaningowy mikroskop
W roku 1986  pi�� lat po wynalezieniu przez badaczy z la-
tunelowy pozwalający na obrazowanie pojedynczych atomów.
boratorium firmy IBM, Gerda Binninga i Heinricha Rohrera,
1985 Robert F. Curl, Jr., Harold W. Kroto i Richard E. Smalley
skaningowego mikroskopu tunelowego, za co uhonorowano
odkrywają fullereny, cząsteczki w�gla w kszta"cie pi"ki futbolowej,
ich Nagrodą Nobla  sensacj� wzbudzi"a ksiąŻka K. Erica
mające Ęrednic� oko"o 1 nm.
Drexlera Engines of Creation (Silniki stworzenia) przedsta-
1986 K. Eric Drexler publikuje ksiąŻk� futurologiczną Engines
wiająca wizj� samoreprodukujących si� nanomaszyn zdol-
of Creation, popularyzującą nanotechnologi�.
1989 Donald M. Eigler z firmy IBM uk"ada z pojedynczych nych do wytworzenia praktycznie wszelkich dóbr material-
atomów ksenonu napis IBM.
nych, a takŻe odwrócenia procesu globalnego ocieplenia,
1991 Sumio Iijima z firmy NEC w Tsukubie w Japonii odkrywa
likwidacji chorób i znacznego wyd"uŻenia Życia ludzkiego.
nanorurki w�glowe.
Profesorowie na uniwersyteckich posadach, prowadzący ba-
1993 Warren Robinett z University of North Carolina i R. Stanley
dania za granty przyznawane przez NSF, wyĘmiali te pomy-
Williams z University of California w Los Angeles budują
s"y jako absurdalne.
uk"ad rzeczywistoĘci wirtualnej po"ączony ze skaningowym
Lecz ta wizjonerska aura, która odtąd towarzyszy nanotech-
mikroskopem tunelowym, który pozwala uŻytkownikowi widzie�
nologii, moŻe mie� takŻe dobre strony. Dla niespecjalistów na-
atomy i ich dotyka�.
notechnologiczne przepowiednie Drexlera w pociągający spo-
1998 Zespó" Ceesa Dekkera z Politechniki w Delft w Holandii
sób zatar"y granic� mi�dzy nauką a fantazją. Historie
tworzy tranzystor wykorzystujący nanorurk� w�glową.
1999 James M. Tour, obecnie zatrudniony w Rice University, o maszynach do regeneracji komórek, które sprawią, Że znik-
oraz Mark A. Reed z Yale University wykazują, Że pojedyncze
nie problem starzenia si�, czy o maszynach, które wytworzą
cząsteczki mogą pe"ni� funkcj� prze"ączników.
w domu wszelkie wiktua"y, nie odbierając Życia zwierz�tom
2000 Administracja Clintona og"asza Narodową Inicjatyw�
i roĘlinom, pomog"y rozbudzi� fascynacj� rzeczami ma"ymi.
Nanotechnologiczną, zapewniającą ogromny wzrost nak"adów
Fakt ten wykorzystali potem  Ęwiadomie lub nie  autentycz-
na t� dziedzin� i ukazującą jej znaczenie ogó"owi.
ni naukowcy, by zwróci� uwag� na swoje projekty, wprawdzie
2000 Eigler i inni naukowcy tworzą miraŻ kwantowy. Umieszcze-
nie tak zachwycające, lecz za to znacznie bliŻsze rzeczywisto-
nie atomu magnetycznego w ognisku eliptycznego pierĘcienia ato-
Ęci. Z pewnoĘcią zaliczenie projektu badawczego do nano-
mów daje miraŻ tego atomu w drugim ognisku pierĘcienia, co moŻe
technologii czyni go z miejsca bardziej atrakcyjnym niŻ mówie-
by� sposobem przenoszenia informacji bez drutu.
nie, Że dotyczy materia"ów mezoskopowych.
Wizje Drexlera mogą teŻ naprawd� przyciągną� ludzi do
W amerykał
skiej inicjatywie nanotechnologicznej chodzi nauki. Jego przepowiednie sta"y si� inspiracją dla wielu au-
jednak o cele ambitniejsze niŻ krem chroniący przed s"oł
- torów ksiąŻek fantastycznonaukowych [patrz: Graham P. Col-
cem. Zak"ada si�, Że materia"y nanotechnologiczne pozwolą lins  Szamani rzeczy najmniejszych , s. 76]. Odbierane jako
na zmniejszenie wielkoĘci, masy i niezb�dnej mocy statków fantastyka naukowa, a nie dos"owna prognoza przysz"oĘci,
kosmicznych, opracowanie czystych technologii produkcyj- opisy nanotechnologii w ksiąŻkach Drexlera mogą pe"ni� po-
nych, w których powstawanie niepoŻądanych produktów dobną rol�, jaką Star Trek odegra" w rozbudzeniu zaintereso-
ubocznych zostanie ograniczone do minimum, oraz na wy- wania nastolatków podróŻami kosmicznymi, dzi�ki czemu
tworzenie na drodze inŻynierii molekularnej pestycydów ule- niektórzy z nich wybrali karier� w dziedzinie astronautyki
gających biodegradacji. Dziedzina jest tak rozleg"a  a bada- lub astrofizyki.
28 �WIAT NAUKI LISTOPAD 2001
Nano na sprzedaŻ
Niebezpieczne są natomiast przypadki, gdy ludzie skąd-
inąd inteligentni biorą dos"ownie przepowiednie Drexlera.
Nanotechnologia to nie tylko odkrycia, które nastąpią za 20 lat.
Zainteresowanie nanotechnologią w wydaniu tego pisarza JuŻ dziĘ istnieją wyroby, przy których produkcji wykorzystuje si�
materia"y i uk"ady o rozmiarach nanometrów. Oto lista
odŻy"o w ubieg"ym roku, gdy bardzo zasadniczy szef dzia"u
przyk"adowych zastosował
i zaangaŻowanych w nie firm.
badał
firmy Sun Microsystems, Bill Joy, opublikowa" na "a-
mach czasopisma Wired artyku", w którym zamartwia" si�
ZASTOSOWANIE: KATALIZA
perspektywą powstania mnoŻących si� w niekontrolowany
FIRMA: EXXONMOBIL
sposób nanorobotów. Pisa", Że nieprzebrane masy samore-
OPIS: Zeolity to minera"y o Ęrednicy porów mniejszej niŻ 1 nm.
produkujących si� robotów  nazywanych przez Drexlera
Wykorzystuje si� je jako katalizatory reakcji rozrywania
 gray goo (szarymi zlepkami)  mogą sta� si� zagroŻeniem dla
duŻych cząsteczek w�glowodorów w celu wytworzenia benzyny.
ludzkoĘci, w związku z czym powinno si� rozwaŻy� zakaz ba-
ZASTOSOWANIE: PRZECHOWYWANIE DANYCH
dał
w dziedzinie nanotechnologii. Takie sugestie odwracają
FIRMA: IBM
naszą uwag� od prawdziwych zagroŻeł
związanych z nano-
OPIS: W ostatnich kilku latach warstwy niemagnetyczne
technologią: broni chemicznej i biologicznej.
o gruboĘci mniejszej niŻ 1 nm, umieszczane mi�dzy warstwami
Chemikom i materia"oznawcom, którzy stali si� teraz na-
materia"ów magnetycznych, s"uŻą do produkcji g"owic
notechnologami, spekulacje Drexlera wydają si� doĘ� oso-
dysków twardych o czu"oĘci wielokrotnie wi�kszej niŻ
bliwe  nauka w najmniejszym stopniu nie jest gotowa do wy-
we wczeĘniejszych uk"adach, dzi�ki czemu na powierzchni
tworzenia nanomaszyn, mogących przywo"a� do Życia
dysku moŻna zapisa� wi�cej danych.
zamroŻone mózgi [patrz: eseje Drexlera i jego krytyków, w tym
laureata Nagrody Nobla Richarda E. Smalleya, s. 64 i 66]. W ZASTOSOWANIE: ROZPROWADZANIE LEKÓW
FIRMA: GILEAD SCIENCES
firmie Zyvex, stworzonej przez jednego z potentatów opro-
OPIS: Lekarstwa zawarte w lipidowych p�cherzykach o Ęrednicy
gramowania z myĘlą o realizacji wizji Drexlera, zdano juŻ so-
oko"o 100 nm, zwanych liposomami, krąŻą w krwiobiegu d"uŻej,
bie spraw�, jak trudno by"oby zbudowa� roboty o nanome-
a tym samym d"uŻej dzia"ają. Metodą tą moŻna leczy�
trowych wymiarach i skupiono si� na pracach związanych
wyst�pującą w zaawansowanym AIDS posta� mi�saka Kaposiego.
z wi�kszymi elementami mikromechanicznymi, o których
Drexler wyraŻa" si� w swych ksiąŻkach lekcewaŻąco [patrz:
ZASTOSOWANIE: PRODUKCJA NOWYCH SUROWCÓW
Steven Ashley  Brygady nanorobotów , s. 74].
FIRMA: CARBON NANOTECHNOLOGIES
Nawet bez rozwaŻał
o gray goo i robotach-monterach nano- OPIS: Firma ta za"oŻona m.in. przez Richarda E. Smalleya,
technologia ma dosy� k"opotów z brakiem spójnoĘci swoich odkrywc� fullerenów, dzi�ki wykorzystaniu nowego procesu
produkcyjnego wytwarza nanorurki w�glowe znacznie taniej.
obszarów. I tak przeprowadzono by liczne badania, niezaleŻnie
od tego, jak by je klasyfikowano. Po"ączenie s"ów  nano i  tech-
ZASTOSOWANIE: POPRAWA W�A�CIWO�CI MATERIA�ÓW
nologia nastąpi"o juŻ po fakcie  firma IBM par"a do budowy
FIRMA: NANOPHASE TECHNOLOGIES
g"owic wykorzystujących gigantyczny magnetoopór, nie mar-
OPIS: Nanoproszki krystaliczne "ączone z innymi materia"ami
twiąc si�, czy to nanotechnologia, czy nie.
pozwalają polepszy� w"aĘciwoĘci chemiczne, mechaniczne,
JeĘli nanotechnologia ma si� sta� dziedziną w sposób zna-
optyczne lub elektryczne tych materia"ów. Dzi�ki temu
czący jednoczącą badania stosowane, naukowcy muszą wyka-
uzyskuje si� m.in. twardsze materia"y ceramiczne,
za�, Że nawet po"ączenie bardzo nieraz odleg"ych od siebie
przezroczyste filtry s"oneczne zatrzymujące promieniowanie
przedsi�wzi�� przynosi poŻytek. Czy naukowcy i inŻyniero- podczerwone i nadfioletowe oraz katalizatory stosowane
w ochronie Ęrodowiska.
wie badający nanoproszki do produkcji filtrów przeciws"o-
necznych mają jakieĘ wspólne zainteresowania i cele z tymi,
którzy pracują nad obliczeniami za pomocą DNA? Niekiedy
marzenia o zastosowaniach odkry� w innych dziedzinach
spe"niają si�. Pó"przewodnikowe kropki kwantowe, rozwini�-
te z myĘlą o elektronice, są dziĘ stosowane do badania aktyw-
noĘci biologicznej komórek i stanowią wspania"y przyk"ad
wspó"pracy interdyscyplinarnej.
JeĘli w badaniach w skali nano w koł
cu uda si� osiągną�
spójnoĘ�, mogą one naprawd� da� początek nowej rewolucji
przemys"owej. Jednak aby tak si� sta"o, trzeba nie tylko prze-
sta� zawraca� sobie g"ow� nanorobotami i przywracaniem
do Życia g"�boko zamroŻonych cia", lecz takŻe zerwa� z nie-
odpowiedzialną retoryką, która moŻe utrudni� zwi�kszanie
nak"adów na nanotechnologi�. A co najwaŻniejsze, badania
podstawowe muszą przynieĘ� odpowiedę na pytanie, które
kierunki rozwoju nanotechnologii są najbardziej obiecujące.
OdróŻnienie w nanotechnologii tego, co realne, od tego, co
nie, to na obecnym etapie badał
wielokierunkowych zadanie
bardzo waŻne i bynajmniej nie"atwe.
NANOPROSZEK wytwarzany przez firm� Nanophase Technologies.
T"umaczy"
Miros"aw �ukaszewski
LISTOPAD 2001 �WIAT NAUKI 29
NANOPHASE TECHNOLOGIES