A következő lépés a nanotechnológiában

A számítógépes chipek mérete csökken, és hatékonysága megduplázódik évente. Ezáltal egységeink mobilitása és elérhetősége nő. Mi történik, ha a chipek már nem lehetnek kisebbek? George Tulevski a láthatatlan és nem érzékelhető nanoanyag világát kutatja. Jelenlegi feladata: nanorészecskék millióit áramkörökbe rendező kémiai módszer kidolgozása a természetben látható lények bonyolult, változatos és elegáns szerkezeteihez hasonló módon. Ebben rejlik a számítógépek következő generációjának titka?

Képzeljünk el egy szobrászt,
aki egy szobrot készít,

vésővel formálva a követ.

Michelangelo választékosan
fogalmazta meg:

"Minden márványtömb
egy szobrot rejt magában.

A szobrász feladata feltárni azt."

Mi lett volna, ha pont
az ellenkezőjét cselekszi?

Nem egy kőtömbből indult volna ki,

hanem egy halom porból,

összeragasztgatva sok millió részecskét,
hogy végül egy szobrot formáljanak?

Tudom, ez képtelenségnek tűnik.

Valószínűleg lehetetlen.

Egy porkupacból csak akkor
lehet szobrot készíteni,

ha a szobor saját magát létrehozza.

Ha valahogy ráerőltetjük,
hogy sok millió elemi részecske

egyesüljön egy szoborban.

Bármilyen különösen hangzik,

pontosan ezt próbálom
megvalósítani a laboratóriumomban.

Nem kővel dolgozom,

hanem nanoanyagokkal.

Ezek parányi, elbűvölő részecskék.

Olyan kicsik, hogy ha ez a távirányító
egy nanorészecske lenne,

akkor egy hajszál szobaméretű lenne.

Ezek képezik a nanotechnológia alapját,

melyről biztos mindannyian hallottunk,

és közismert az a nézet,
hogy mindent meg fog változtatni.

Mikor egyetemre jártam,

az a nanotechnológia egyik
legizgalmasabb időszaka volt.

Folyamatosak voltak az új felfedezések.

Egymást érték a konferenciák,

és szponzorok dollár-milliárdokat
öltek a kutatásokba.

Az elemi részecskék viselkedését

más fizikai törvények jellemzik,

nem érvényesek a klasszikus
mechanikai kölcsönhatásokat leírók,

melyekkel találkozunk.

A fizikának ez az ága
a kvantummechanika.

Ez feltételezi, hogy befolyásolni
tudjuk az anyag viselkedését

látszólag nagyon kis változtatásokkal,

pár atom hozzáadásával
vagy eltávolításával,

vagy az anyag meghajlításával.

Olyan,mint egy jó szerszámkészlet.

Erősnek érezzük magunkat tőle,
mint aki bármire képes.

Ezen dolgoztunk –

vagyis a velem együtt
végzősök generációja.

Megpróbáltunk nagyon gyors
számítógépeket készíteni nanoanyagokból.

Előállítottunk nanogyógyszert,

ami behatol a szervezetbe,
és felveszi a harcot a betegséggel.

Kutattuk szén nanocsövekre
alapozott űrliftek

gyártásának lehetőségét.

Ellenőrizhetik, hogy ez így van.

Elhittem, hogy sokféle hatása lesz

az egész tudományos világban,
az informatikától a gyógyításig.

Elismerem,

vakon hittem benne.

Teljesen vakon.

De ez tizenöt évvel ezelőtt volt.

és hát –

Felfedezéseket tettünk,
fontos volt a munkánk.

Sokat tanultunk.

Sosem sikerült ezt a tudományt
új technológiává alakítanunk,

melynek valós hatása van az emberekre.

Ez azért van, mert a nanoanyag olyan,

mint a kétélű kard.

A kis mérete izgalmas,

de a felhasználása

épp ettől lesz lehetetlen.

Olyan ez, mint szobrot
építeni egy halom porból.

Egyszerűen nincs elég kis
szerszámunk a megmunkálásukhoz.

De még ha lenne is, mindegy,

mert nem tudnánk egyesíteni
a milliónyi egyedi részecskét,

hogy technológiát alkossanak.

Ezért az összes álmunk

és minden lelkesedésünk

csak álom és lelkesedés maradt.

Nincsenek betegségek ellen
küzdő nanobotok,

nincsenek égig érő felvonók,

és ami igazán érdekel engem:
nincs új számítástechnika.

Ez utóbbi különösen fontos.

Azt vártuk,

hogy a számítástechnika fejlődése
véget nem érő folyamat lesz.

Erre az elvre egész gazdaságok épültek.

Ennek a fejlődésnek az alapja

az a képességünk, hogy egyre
összetettebb chipeket

tudunk építeni.

A méretük csökkenésével az eszközök

gyorsabbá, energiatakarékossá

és olcsóbbá válnak.

És mindez együtt meghatározza
a fejlődés szédítő tempóját.

Vegyük például

azt a szobányi komputert, mely három
embert utaztatott a Holdra és vissza.

Ha valahogy összenyomnánk

az akkori idők legfejlettebb számítógépét,

akkora lenne, mint az okostelefonjaink –

amiket 300 dolcsiért veszünk

és kétévente lecserélünk,

ez utóbbi sokkal jobb lenne,
mint az a számítógép.

Nem is lennénk elragadtatva tőle.

Nem rendelkezne a mai
okostelefonok tudásával.

Lassú lenne,

nem tudnánk rátelepíteni
alkalmazásainkat.

Esetleg megnézhetnénk
az első két percet

a Walking Dead-sorozatból.
Ha szerecsénk van.

(Nevetés)

A fejlődés nem fokozatos,
hanem ugrásszerű,

szakadatlan.

Exponenciálisan nő.

Évről évre változik,

amíg egyik nemzedékről a másikra

a technológia

majdnem felismerhetetlenné válik.

Tartozunk magunknak azzal,
hogy fenntartjuk ezt a fejlődést.

Tíz, húsz vagy harminc év múlva
azt szeretnénk mondani:

Nézzétek, mit alkottunk
az elmúlt 30 évben.

Tudjuk, hogy ez a fejlődés
nem tarthat örökké.

A buli a végéhez közeledik.

"Igyunk még egy utolsó kört", nem?

Ha jobban megnézzük,

sok területen – mint a sebesség
és a teljesítmény –

a fejlődés majdnem leállt.

Ha folytatni szeretnénk a bulit,

akkor azt kell tenni, amit mindig tettünk:

újítanunk kell.

A csoportunk szerepe és küldetése,

hogy újítson a szén nanocsövek
felhasználásával,

mert szerintünk ez a fejlődés útja.

Ahogy a neve is sugallja,

apró, belül üres, henger alakú
szénatom csövek,

nanoméretűek,

rendkívüli elektronikai tulajdonságokkal.

Tudományos álláspont szerint
alkalmazásával tízszeres teljesítményt

érhetünk el a számítástechnikában.

Olyan, mintha egy lépésben átugranánk
pár technológiai generációt.

Tehát adott.

Van egy fontos feladat,

és alapjában véve tudjuk
az ideális megoldást.

A tudomány felszólít:

"Ezt kellene tenni a feladat megoldására!"

Rendben. Fogjunk neki!

Tegyük ezt.

De pontosan ugyanoda jutunk vissza,
a kétélű kardhoz.

Az "ideális megoldás"
kezelhetetlen anyaggal dolgozik.

Több millió részecskét kellett
helyretennem egyetlen chip építéséhez.

Ugyanaz a rejtély,
ismét egy megoldhatatlan feladat.

Ezen a ponton leállítottuk.

"Nézzük végig még egyszer.

Vizsgáljuk meg mi hiányzik.

Mit nem veszünk észre?

Mit nem teszünk meg,
ami szükséges lenne?"

Mint a Keresztapa című filmben.

Mikor Fredo elárulja testvérét, Michaelt,

mind tudjuk, mit kell tennie.

Fredónak el kell tűnnie.

(Nevetés)

De Michael halogatja.

Jó, értem.

Él az édesanyjuk,
és nem akarják felzaklatni.

Feltettük a kérdést:

"Ki Fredo a mi esetünkben?"

Mivel nem számoltunk?

Mit nem végzünk el,

ami szükséges a sikerhez?

A válasz az, hogy a szobornak
önmagát kell felépítenie.

Meg kell találnunk a módját,

hogy rákényszerítsünk, meggyőzzünk
több millió részecskét,

hogy maguktól illeszkedjenek össze
egy berendezéssé.

Nem tehetjük meg helyettük,
nekik kell végrehajtaniuk.

Ez nehéz módszer,
nem egyszerű,

de ebben az esetben csak ez járható.

Rájöttünk, hogy ez nem annyira
szokatlan dolog.

Csak még nem alkalmaztuk.

Nem szokás így építkezni.

De ha körülnézünk,
példák vannak mindenhol,

az Anyatermészet így alkot mindent.

Minden alulról felfelé épül.

A tengerparton találunk

egyszerű fehérjével építkező lényeket

– alapvető molekulákat –,

melyek tengerből kiválasztott

homokszemekből építenek

rendkívüli és nagyon változatos formákat.

A természet nem olyan, mint mi,
akik csak letarolunk mindent,

hanem elegáns és intelligens,

abból alkot, ami rendelkezésére áll,
molekuláról molekulára

létrehozva bonyolult és változatos

szerkezeteket,
amiket utánozni sem tudunk.

A természet már alkalmazza a nanót.

Ezt több százmillió éve teszi.

Le vagyunk maradva ebben a játékban.

Elhatároztuk, hogy a természet
eszközét használjuk,

ez pedig a kémia.

A kémia a hiányzó eszköz.

A kémia működik ebben az esetben,

mert ezek a nanoméretű tárgyak
molekulaméretűek,

tehát alkalmas eszköz

az irányításukra.

Pontosan ezt tettük a laborunkban.

Kémiai módszereket dolgoztunk ki,
melyek behatolnak a porkupacba,

a nanorészecske-kupacba,

és kiválasztják azokat,
amelyekre szükségünk van.

Kémiát alkalmaztunk
részecske-milliárdok rendezéséhez,

hogy áramköröket építhessünk a mintákból.

És mivel megtehetjük,

sokkal hatékonyabb áramköröket
hozhatunk létre,

mint az eddigiek.

A kémia a hiányzó eszköz,

és eszközeink napról napra
hatékonyabbak és pontosabbak lesznek.

Végül is

reméljük, hogy az elkövetkező pár évben

sikerül megvalósítani
pár korábbi ígéretünket.

A számítástechnika csak egy példa.

Ez az én területem, és a csoportom
valóban ebbe mélyült el,

de vannak más területek is,
mint a megújuló energia, a gyógyászat,

építőanyagok,

ahol a tudomány a nanotechnológia
felhasználását javasolja.

Ezeken a területeken a leghasznosabb.

De ha ezen dolgozunk,

a ma és holnap tudósainak
új eszközökre lesz szüksége,

azokra, amikről beszéltem.

Kémiára lesz szükségük.
Ez a lényeg.

A tudomány szépsége,
hogy a kifejlesztett eszközök

működnek.

Örökre megmaradnak.

Bárki, bárhol használni tudja őket,

elősegíti, hogy teljesítsék
a nanotechnológia ígéretét.

Nagyon szépen köszönöm,
hogy időt szántak rám.

(Taps)