Sljedeći korak u nanotehnologiji

Svake godine silikonski računalni čip smanjuje se za 50% u veličini i udvostručuje se u moći, omogućujući našim uređajima da postanu mobilniji i dostupniji. Ali što se događa kada se naši čipovi ne mogu više smanjiti? George Tulevski istražuje nevidljivi i neiskorišteni svijet nanomaterijala. Njegov sadašnji rad: razvoj kemijskih procesa koji prisiljavaju milijarde ugljikovih nanocjevčica da se okupe u obrasce potrebne za izgradnju sklopova, baš kao i prirodni organizmi grade zamršene, raznolike i elegantne strukture. Je li moguće da se tu nalazi tajna sljedeće generacije upotrebe računala?

Zamislimo kipara koji
gradi skulpturu,

razbijajući kamen
svojim alatom.

Michelangelo je to
elegantno opisao rekavši,

"Svaki komad kamena sadrži
skulpturu u sebi,

a zadatak kipara je otkriti ju."

No, što ako bi radio
u suprotnom smjeru?

Ne iz čvrstog kamenog bloka,

nego iz gomile prašine,

spajajući na neki način milijune ovih
čestica kako bi formirao skulpturu.

Znam da je to apsurdna ideja.

Vjerojatno neizvediva.

Jedini način na koji možemo
dobiti skulpturu iz prašine je

da se skulptura sama isklesa --

kada bismo samo nekako mogli
okupiti zajedno milijune ovih čestica

kako bi formirale skulpturu.

No, koliko god to čudno zvučalo,

upravo je to problem na kojem
radim u svom laboratoriju.

Ne gradim kamenom,

gradim koristeći se
nanomaterijalima.

Radi se o nevjerojatno sitnim,
fascinantnim malenim stvarima.

Tako su maleni da kad bi ovaj upravljač bi
nanočestica,

ljudska dlaka bila bi veličine ove sobe.

Oni se nalaze u srcu
nanotehnologije,

za koju smo zasigurno svi čuli,

i svi smo čuli kako će ona
sve promijeniti.

Kad sam bio na diplomskom
studiju,

bilo je to najuzbudljivije doba za
rad u nanotehnologiji.

Nova znanstvena otkrića bila
su posvuda.

Konferencije su bile prepune,

mnogo je novca stizalo iz
fondova.

Zato što,

kad objekti postanu
jako mali,

njima upravljaju drugačiji zakoni
koji upravljaju običnim objektima

poput onih s kojim smo
mi u kontaktu.

To nazivamo kvantnom mehanikom.

Ona nam kaže da možemo
utjecati na njihovo ponašanje

radeći naizgled male promjene na njima,

poput dodavanja ili
oduzimanja atoma,

ili savijanja materijala.

To je poput najmoćnijeg alata.

Osjećate se pouzdano;
osjećate se da možete napraviti bilošto.

Mi smo se time bavili --

a pod mi mislim, čitava
generacija diplomskog studija.

Pokušavali smo napraviti super brza
računala koristeći nanomaterijale.

Stvarali smo kvantne točke

koje bi jednog dana u tijelu
pronalazile i uništavale bolest.

Postajale su i grupe koje
su pokušavale napraviti dizalo u svemir

koristeći ugljične nanocijevi.

Možete to provjeriti, istina je.

Uglavnom, mislili smo da
će to utjecati

na čitavu znanost i tehnologiju,
od računarstva do medicine.

I moram priznati,

popio sam sav Kool-Aid.

Sve do zadnje kapi.

No, to je bilo prije 15
godina

i --

odličan napredak je postignut,
zbilja važan posao.

Mnogo smo naučili.

Nismo nikad uspjeli prebaciti
tu znanost u nove tehnologije --

tehnologije koje bi
zaista pomogle ljudima.

Razlog je taj, što su, ovi
nanomaterijali --

poput dvosjeklog mača.

Stvari koje ih čine toliko zanimljivima --

njihova mala veličina --

ih čini nemogućim za raditi s njima.

Doslovno je poput izrade skulpture
iz hrpe prašine.

I jednostavno nemamo alate koji su
dovoljno mali da rade s nanomaterijalima.

No, čak i kada bi ih imali, ne bi
baš i imalo utjecaja,

jer ne bismo mogli staviti skupa
milijune čestica jednu po jednu

da napravimo tehnologiju.

I tako, zbog toga,

sva obećanja i svo uzbuđenje

su ostali samo to: obećanja i
uzbuđenje.

Nemamo nano-robote koji bi se borili
protiv bolesti,

nema dizala u svemir,

i stvari koja mene najviše zanima,
nema novih načina upotrebe računala.

Sada, ta posljednja, ona je stvarno
važna.

Očekujemo

kako će tempo napretka kod računala
ići u nedogled.

Cijela gospodarstva su izgrađena na toj
pretpostavci.

A taj tempo postoji

zbog naše sposobnosti da upakiramo
sve više naprava

na računalni čip.

A kako te naprave postaju manje,

postaju brže, troše manje snage

i postaju jeftinije.

I to je ta konvergencija
koji nam daje ovaj nevjerojatan tempo.

Na primjer:

kada bih uzeo računalo veličine sobe koji
je poslao tri čovjeka na Mjesec i natrag

i nekako ga smanjio --

smanjio najbolje računalo na svijetu u ono
vrijeme,

da bude iste veličine poput vašeg
smartphone-a --

vašeg stvarnog smartphone-a,

onu stvar na koju trošite 300 dolara i
zamijenite ga svake dvije godine,

zasjenio bi ovo računalo.

Ne biste bili impresionirani.

Ne može učiniti ništa
što vaš smartphone može.

Bilo bi sporo,

ne biste mogli spremiti nikakve stvari na
njega,

možda biste mogli odgledati prve dvije
minute

"Walking Dead" epizode ako imate sreće --

(Smijeh)

Stvar je da napredak --
nije postepen.

Napredak je nemilosrdan.

On je eksponencijalan.

Nadograđuje se iz godine u godinu,

do točke gdje, ako usporedite tehnologiju

jedne generacije sa idućom,

ne može ih se prepoznati.

I dugujemo sebi samima da nastavimo
s tim napretkom.

Želimo reći jednu te istu stvar za
10, 20, 30 godina:

gledajte što smo postigli u posljednjih
30 godina.

A ipak, znamo kako taj napredak možda
neće trajati vječno.

Zapravo, zabava se pomalo stišava.

To je poput "zadnje runde", jel'da?

Ako pogledate ispod površine,

prema mnogim parametrima,
poput brzine i performanse,

napredak je već usporio do zastoja.

Stoga, ako želimo da se zabava nastavi,

moramo raditi ono što smo uvijek bili
sposobni uraditi,

a to je inovirati.

Dakle, uloga i misija naše grupe je

inovirati pomoću ugljikovih
nanocijevi,

jer mislimo kako one mogu otvoriti put
da nastavimo s ovim tempom.

One su baš onakve kakvima i zvuče.

One su sitne, šuplje cijevi
od ugljikovih atoma,

i njihova nano veličina,
ta malena veličina,

poboljšava ta izvanredna elektronska
svojstva.

I znanost nam govori da, ako ih
možemo upotrijebiti u računalstvu,

možemo vidjeti i do deset puta veliko
poboljšanje u izvedbi.

To je poput preskakanja nekoliko
tehnoloških generacija u samo jednom
koraku.

I to vam je to.

Imamo ovaj stvarno važan problem

i imamo ono što je u osnovi idealno
rješenje.

Znanost viče na nas,

"Ovo bi trebao raditi da riješiš svoj
problem."

Dakle, dobro, počnimo,

učinimo to.

Ali onda opet trčite ususret
dvosjeklom maču.

To "idealno rješenje" se sastoji od
materijala s kojim je nemoguće raditi.

Morao bih posložiti milijarde njih samo
da napravim jedan računalni čip.

To je ta ista zagonetka,
to je kao onaj besmrtni problem.

U ovom trenutku, rekli smo:
"Ajmo prestati.

Nemojmo ići istim putem.

Pokušajmo samo shvatiti što nedostaje.

Čime se ovdje bavimo?

Što to ne radimo,
a trebali bismo učiniti? "

To je poput "Kuma," zar ne?

Kad Fredo izdaje svog brat Michael-a,

svi znamo što treba učiniti.

Fredo mora otići.

(Smijeh)

Ali Michael -- on to odgodi.

Dobro, shvaćam.

Njihova majka je još živa,
to bi je uznemirilo.

Stoga smo rekli,

"Što je Fredo u našem problemu?"

Čime se ne bavimo?

Što mi to ne radimo,

a treba učiniti kako bi postigli
uspjeh?

I odgovor je da se skulptura treba
sama izgraditi.

Moramo naći načina, nekako,

da nagovorimo, uvjerimo milijarde
tih čestica

da se skupe zajedno u tehnologiju.

Ne možemo to učiniti za njih.
Moraju to napraviti same.

A to je težak put,
i to nije trivijalno,

i u ovom slučaju, to je jedini put.

Sada, kako se ispostavilo,
taj problem nije toliko stran.

Jednostavno ne gradimo ništa na taj
način.

Ljudi ne grade ništa na taj
način.

Ali ako pogledate okolo --
i ima primjera svugdje --

Majka Priroda gradi sve na taj način.

Sve je izgrađeno od temelja.

Možete ići na plažu,

pronaći ćete te jednostavne organizme
koji koriste proteine --

u osnovi, molekule --

kao podložak za ono što je,
u osnovi, pijesak,

vadeći ga iz mora

i gradeći te izvanredne arhitekture
sa ekstremnom raznolikošću.

A priroda nije sirova poput nas,
da samo hakira.

Ona je elegantna i pametna,

gradeći pomoću onoga što je dostupno.
molekulu po molekulu,

izrađujući strukture sa složenošću

i raznolikošću kojoj se mi ne možemo
i približiti.

I ona je već na nano razini.

Ona je tamo već stotinama
milijuna godina.

Mi smo ti koju kasne na zabavu.

Stoga smo odlučili da ćemo
koristiti isti alat koji priroda koristi,

a to je kemija.

Kemija je alat koji nedostaje.

I kemija funkcionira u ovom slučaju

jer su ti objekti nano veličine otprilike
iste veličine poput molekula,

pa ih možemo koristiti kako bi ih
usmjeravali,

baš poput alata.

To je baš ono što napravili u našem
laboratoriju.

Razvili smo kemiju
koja ide u hrpu prašine,

u hrpu nanočestica,

i izvlači upravo one
koje su nama potrebne.

Tada možemo koristiti kemiju da doslovno
posložimo milijarde tih čestica

u uzorak koji nam je potreban da
izradimo strujne krugove.

I zato jer možemo to napraviti,

možemo izraditi strujne krugove koji
su puno brži

od bilo čega što je dosad bilo izrađeno
koristeći nanomaterijale.

Kemija je alat koji nedostaje,

i svaki dan naš alat postaje oštriji
i precizniji.

A naposljetku --

i nadamo se kako će to biti
u okviru nekoliko godina --

možemo ispuniti jednu od tih
prvotnih obećanja.

Sada, računalstvo je samo jedan primjer.

To je onaj za koji sam ja zainteresiran,
za koji je moja grupa je stvarno
zagrijana,

ali postoje i drugi u
obnovljivoj energiji, medicini,

strukturalnim materijalima,

gdje znanost govori da se napravi
pomak prema nano.

Tu se nalazi najveća korist.

Ali ako ćemo to napraviti,

znanstvenici sadašnjosti i budućnosti
će trebati nove alate --

alate poput onih koje sam predstavio.

I trebati će im kemija.
To je poanta.

Ljepota znanosti je, kada jednom
razviješ te nove alate,

oni su dostupni.

Oni su dostupni zauvijek,

i bilo tko bilo gdje ih može
uzeti i koristiti

i pomoći u ispunjenju obećanja
nanotehnologije.

Hvala vam za vaše vrijeme.
Cijenim to.

(Pljesak)