O próximo passo na nanotecnologia

Ano após ano, o chip de silício para computadores se reduz pela metade em tamanho e duplica em capacidade, levando nossos aparelhos a se tornarem mais portáteis e acessíveis. Mas o que acontece quando nossos chips não podem diminuir mais? George Tulevski pesquisa o mundo invisível e inexplorado dos nanomateriais. Seu trabalho atual é desenvolver processos químicos que compelem bilhões de nanotubos de carbono a se unirem nos padrões necessários para construir circuitos, de modo semelhante a organismos naturais que criam estruturas intrincadas, diversificadas e elegantes. Seriam eles o segredo para a próxima geração da computação?

Vamos imaginar um escultor
fazendo uma estátua;

tirando lascas com o seu cinzel.

Michelangelo descreveu isso
de uma forma elegante, dizendo:

"Todo bloco de pedra tem
uma estátua dentro dele,

e é tarefa do escultor descobri-la".

Mas e se ele trabalhasse
na direção contrária?

Não a partir de um bloco sólido de pedra,

mas de um monte de pó,

colando milhões de partículas
para formar uma estátua.

Sei que essa é uma noção absurda
e provavelmente impossível.

O único jeito de obter uma estátua
a partir de um monte de pó

é se a estátua construir a si mesma,

se pudéssemos forçar milhões de partículas
a se juntarem para formar uma estátua.

Isso pode parecer estranho,

mas é quase que o mesmo problema
com o qual eu lido no laboratório.

Eu não trabalho com pedras,
trabalho com nanomateriais.

São objetos incrivelmente
pequenos e fascinantes.

São tão pequenos que, se este controle
fosse uma nanopartícula,

um cabelo humano seria
do tamanho desta sala toda.

Estão no centro da área
chamada de nanotecnologia,

sobre a qual com certeza
todos ouvimos falar,

e todos ouvimos que ela vai mudar tudo.

A época em que eu era
aluno de pós-graduação

foi uma das mais empolgantes
para se trabalhar em nanotecnologia.

Descobertas científicas
aconteciam o tempo todo.

Os congressos eram movimentados,

toneladas de dinheiro
jorravam das agências financiadoras.

A razão é que, quando os objetos
são tão minúsculos,

são regidos por leis da física diferentes
das que regem os objetos comuns

com os quais interagimos.

Isso se chama mecânica quântica.

E ela nos revela que podemos ajustar
seu comportamento com precisão,

fazendo mudanças aparentemente pequenas,

como colocar ou tirar
um punhado de átomos,

ou retorcer o material.

É como um kit de ferramentas ideal.

Sentimos que temos poder;
sentimos que podemos fazer tudo.

E estávamos fazendo... e por "nós"
refiro-me à minha geração de estudantes.

Tentávamos fazer computadores
super-rápidos usando nanomateriais.

Construíamos pontos quânticos

que um dia poderiam entrar em nosso corpo,
encontrar e combater doenças.

Havia até grupos tentando fazer
um elevador para o espaço

com nanotubos de carbono.

Pode pesquisar, é verdade.

Pensamos que afetaria todos
os campos da ciência e tecnologia,

da computação à medicina.

Tenho que admitir, embarquei nessa.

Até o último fio de cabelo.

Mas isso foi há 15 anos...

Se fez muita ciência,
um trabalho importantíssimo.

Aprendemos muito.

Mas nunca conseguimos traduzir
aquela ciência em tecnologias novas,

em tecnologias úteis para as pessoas.

A razão é que esses nanomateriais

são uma faca de dois gumes.

Aquilo que os faz tão interessantes,

seu tamanho pequeno,

também os torna impossíveis de manusear.

É literalmente como tentar construir
uma estátua usando pó.

Não temos ferramentas pequenas
o suficiente para trabalhar com eles.

Mas, mesmo se as tivéssemos,
não faria diferença,

porque não poderíamos juntar
partícula por partícula

para criar uma tecnologia.

Por causa disso, toda a promessa
e toda a empolgação ficaram só nisto:

promessa e empolgação.

Não há nenhum nanorrobô
combatendo doenças,

não há elevadores para o espaço,

nem aquilo pelo qual mais me interesso:
novos tipos de computação.

Este último é mesmo o mais importante.

Criamos o hábito de pensar
que o ritmo dos avanços nos computadores

irá continuar indefinitivamente.

Baseamos economias inteiras nessa ideia.

Este ritmo existe
devido à nossa habilidade

de compactar mais e mais dispositivos
em um chip de computador.

À medida que esses dispositivos diminuem,

eles ficam mais rápidos, consomem
menos energia e ficam mais baratos.

Essa convergência
nos dá esse ritmo incrível.

Um exemplo: se eu tomasse
o computador do tamanho de uma sala

que levou três homens à Lua
e trouxe-os de volta

e de alguma forma o comprimisse,
o melhor computador daquela época,

para ficar do tamanho do seu smartphone,

o seu smartphone,

aquele que você comprou por US$ 300
e joga fora a cada dois anos,

superaria de longe aquele computador.

Você não ficaria impressionado.

Ele não faria nada que seu smartphone faz.

Seria lento, você não poderia
instalar nada nele,

tavez assistir dois minutos de um episódio
de "Walking Dead", com muita sorte.

(Risos)

A questão é: o progresso não é gradual.

O progresso é incessante, é exponencial.

Constrói-se sobre si mesmo, ano após ano,

de forma que, se compararmos a tecnologia
de uma geração com a seguinte,

são quase irreconhecíveis.

É nosso dever manter
o progresso em andamento.

Queremos dizer o mesmo
nos próximos 10, 20, 30 anos:

"Olhem o que fizemos nos últimos 30 anos!"

Mesmo sabendo que esse progresso
pode não durar para sempre.

De fato, a festa está chegando ao fim.

Como quando dizem: "rodada da saideira!"

Se olharmos mais de perto

usando várias métricas,
como velocidade e performance,

o progresso já parou.

Se quisermos que a festa continue,
temos que fazer o que sempre fizemos,

que é inovar.

A função e a missão do nosso grupo

é inovar usando nanotubos de carbono,

pois acreditamos que eles podem oferecer
uma forma de continuar naquele ritmo.

Seu nome os descreve bem.

São tubos de átomos de carbono
pequenos e ocos

e seu tamanho em nanoescala,
aquele tamanho pequeno,

origina propriedades
eletrônicas surpreendentes.

A ciência nos diz que, se usados
em computadores,

poderemos ver uma melhoria
de performance de até dez vezes.

É como pular gerações
de tecnologia num só passo.

Então, aí está.

Temos um problema muito importante

e temos o que é basicamente
a solução ideal.

A ciência está gritando para nós:

"Isto é o que precisam fazer
para resolver seu problema".

Então vamos começar, vamos lá!

Mas aí voltamos àquele problema
da faca de dois gumes.

Essa "solução ideal" contém um material
com o qual é impossível trabalhar.

Eu teria que organizar bilhões deles
para fazer um só chip de computador.

É o mesmo dilema, é um eterno problema.

Nesse ponto, dissemos: "Vamos parar.

Não vamos seguir por esse mesmo caminho.

Vamos descobrir o que está faltando.

O que não estamos tratando?

O que não estamos fazendo
que precisa ser feito?"

É como em "O Poderoso Chefão".

Quando Fredo trai seu irmão Michael,

todos nós sabemos o que precisa
ser feito: Fredo tem que sumir.

(Risos)

Mas Michael deixa para depois.

Tudo bem, eu entendo.

A mãe deles ainda está viva,
ela ficaria triste.

Perguntamos:

"Qual é o Fredo no nosso problema?

Do que não estamos tratando?

O que não estamos fazendo,

mas precisa ser feito
para obtermos êxito?"

A resposta é que a estátua
precisa construir a si mesma.

Temos que, de alguma forma, achar um meio

de impulsionar, de convencer
bilhões de partículas

a se agruparem para criar a tecnologia.

Não podemos fazer isso por elas.
Elas têm que fazer por si próprias.

É difícil, não é trivial,

mas, nesse caso, é o único meio.

Acontece que este problema
não é tão incomum assim.

Nós não criamos nada desse jeito.

As pessoas não criam nada desse jeito.

Mas, se olharmos à nossa volta,
há exemplos por toda a parte.

A mãe natureza cria tudo dessa maneira.

Tudo é criado de baixo para cima.

Indo à praia, encontramos organismos
simples que usam proteínas,

moléculas, basicamente,
e, em essência, moldam a areia;

retiram-nas do mar e criam arquiteturas
extraordinárias com extrema diversidade.

E a natureza não é bruta
como nós, que quebramos tudo.

Ela é elegante e inteligente,

e cria com o que tem às mãos,
molécula por molécula,

fazendo estruturas com uma complexidade
e diversidade inatingíveis para nós.

Ela já está em nanoescala,

por milhões de anos.

Somos nós que estamos atrasados.

Decidimos então usar
a mesma ferramenta que a natureza usa:

a química.

Química é a ferramenta que nos falta,

e funciona nesse caso,

porque estes objetos em nanoescala
têm tamanho parecido com o de moléculas,

então podemos usá-la para mover objetos,

como uma ferramenta.

Isso é o que temos feito
em nosso laboratório.

Desenvolvemos uma química
que entra num monte de pó,

num monte de nanopartículas,

e tira aquelas que precisamos.

Então usamos a química
para organizar bilhões dessas partículas

em padrões que precisamos
para criar circuitos.

Como podemos fazer isso,

podemos criar circuitos muito mais rápidos

do que os que se podiam criar
antes com nanomateriais.

Química é a ferramenta que faltava,

e todos os dias ela fica
mais apurada e precisa.

E, finalmente, esperamos
que aconteça dentro de poucos anos,

poderemos cumprir
uma das nossas promessas iniciais.

A computação é só um exemplo.

É o que me interessa,
é a isso que meu grupo se dedica,

mas há outros em energia renovável,
em medicina, em materiais estruturais,

em que a ciência vai nos conduzir
à nanotecnologia.

É ali que se encontra o maior benefício.

Mas, se vamos fazer isso,

os cientistas de hoje e de amanhã
precisarão de ferramentas novas,

tais como aquelas que descrevi.

Precisarão da química. Esta é a questão.

A beleza da ciência é que, uma vez
que novas ferramentas sejam criadas,

elas ficam à disposição, para sempre,

e qualquer um, em qualquer lugar,
tem acesso para usá-las

e ajudar a cumprir
as promessas da nanotecnologia.

Muito obrigado pela atenção.

(Aplausos)