Rewolucja w skali mikro

Rewolucja w skali mikro

Dodano: 
Zaczynamy żyć w nanoświecie

Ponad milion naukowców i inżynierów w Japonii, Stanach Zjednoczonych oraz w krajach europejskich znalazło furtkę do niewidzialnego świata najmniejszych rozmiarów. Tworzą materiały o nie znanych dotychczas właściwościach, lekkie jak aluminium i trwalsze od stali. Z DNA, w którym zapisane są informacje genetyczne, budują pamięć dla komputerów. Konstruują też miniaturowe struktury, na przykład zdolne do oczyszczania krwi z nadmiernej ilości cholesterolu. Jeszcze dziesięć lat temu brzmiałoby to jak science fiction. W czerwcu 1992 r. przed amerykańską Komisją Senatu ds. Nauki, Techniki i Przestrzeni Kos-micznej stawił się Eric Drex-ler, młody naukowiec z Uniwersytetu Stanforda. Do Waszyngtonu wezwano go jako eksperta, mającego przedstawić wizję, która odmieni naszą cywilizację. Drexler twierdził, że potrzebne ludziom do życia sprzęty, urządzenia i ubrania, a także samochody, komputery czy statki kosmiczne mogą być konstruowane przez mikroskopijne roboty. Tak małe, że niewidzialne gołym okiem. Drexler nazwał je monterami molekularnymi. Roboty te byłyby setki razy cieńsze od ludzkiego włosa. Mieściłyby się w tzw. nanoskali, czyli nie przekraczałyby miliardowych części metra. Armia takich robotów, zdolnych w dodatku do samoodtwarzania, składałaby wszystko z atomów. Nanotechnologia stałaby się niewyczerpanym rogiem obfitości.

Tam na dole jest mnóstwo miejsca
Na możliwości, które kryją się w świecie najmniejszych wymiarów, pierwszy zwrócił uwagę ponad 40 lat temu genialny amerykański fizyk Richard Feynman, jeden z twórców mechaniki kwantowej, laureat Nagrody Nobla. Podczas sesji Amerykańskie- go Towarzystwa Fizycznego w 1959 r. wygłosił wykład pod intrygującym tytułem: "Tam na dole jest mnóstwo miejsca". "Zmniejszanie przedmiotów w praktyce jest realne. Nie robimy tego, bo jeszcze się do tego nie zabraliśmy" - mówił Feynman. Do wyścigu w nanotechnologii przystąpiły obecnie prawie wszystkie wielkie agencje, które finansują badania naukowe. Japoński resort przemysłu i handlu pierwszy przyznał olbrzymie sumy na badania w nanoświecie. W Stanach Zjednoczonych prezydent Clinton powołał w 2000 r. Narodową Inicjatywę Nanotechnologiczną. "Nanotechnologia może sprawić, że cała Biblioteka Kongresu zmieści się w urządzeniu wielkości kostki cukru" - zapowiedział wówczas. W ubiegłym roku na podstawowe badania w tej dziedzinie przeznaczono w USA setki milionów dolarów. Komisja Europejska zobowiązała się w ciągu 4 lat przekazać 1,5 mld euro na programy sprawdzające możliwości zastosowania nanotechniki w krajach unii. Firmy komputerowe IBM i Hewlett-Packard urucho- miły już własne programy w przekonaniu, że elektronikę krzemową zastąpią miniaturowe układy nanokompozytów. Agencja kosmiczna NASA liczy, że nowe materiały, uzyskane dzięki manipulowaniu pojedynczymi atomami, pozwolą na zmniejszenie wielkości i masy statków kosmicznych. Biolodzy chcą użyć cząstek o rozmiarach kilkunastu atomów do poszukiwania defektów genetycznych, wykrywania obecności bakterii chorobotwórczych czy diagnozowania AIDS.

Maszyny ze stu atomów
Ćwierć wieku temu nikt jeszcze nie widział pojedynczych atomów. Są zbyt małe, by wiązka światła widzialnego mogła się od nich odbić i trafić do naszego oka. Budowanie z nich molekularnych robotów wydawało się więc absurdem. Jednak tempo schodzenia w dół skali rozmiarów, aż do świata atomów, okazało się równie szybkie jak poznawanie genów. Parę tygodni temu na konferencji w Brukseli zaprezentowano dziennikarzom film dokumentalny "NANO: The Next Dimension". Pokazano w nim atomy w otoczeniu białawych obłoczków elektronów. Skaningowy mikroskop tunelowy pozwala je nie tylko ujrzeć, ale i ich dotknąć. Zakończona tylko jednym atomem ostra igła, która stanowi zasadniczą część mikroskopu, pełni tę samą funkcję co biała laska u niewidomego - rozpoznaje kształty. Christian Joachim, dyrektor Laboratorium Nanomateriałów w Tuluzie, jeden z bohaterów filmu, zbliża ją do badanego przedmiotu. Ekran wówczas rozjaśnia błękitna poświata. To prąd elektronów płynący między igłą mikroskopu a atomami z badanej powierzchni. Joachim kieruje projektem budowy nanomaszyn, których rozmiary nie przekraczają 100 atomów. Manipulowanie najmniejszymi cząstkami materii okazało się możliwe. Niżej nie da się już zejść. Trzeba by rozerwać jądro atomu.

Pociąg do przyszłości
Pierwszą maszynę molekularną skonstruował dwanaście lat temu brytyjski chemik Fraser Stoddart. Był to pociąg wykonany z zaledwie kilku tuzinów atomów. Całkowicie niedostrzegalny gołym okiem poruszał się wzdłuż molekularnych torów i zatrzymywał na czterech molekularnych stacjach. Dokładnie tak jak normalne pociągi. Hiszpański fizyk Enrique Ortega z laboratorium w San Sebastian wykorzystuje mikroskop tunelowy do tworzenia pożądanych konfiguracji atomów i do projektowania nanoukładów scalonych. Inżynierowie z brytyjskiej firmy Seagate wyprodukowali głowicę zapisującą i odczytującą do twardych dysków komputerowych o grubości zaledwie kilku atomów. Dzięki temu informacje na dysku mogą być spakowane dziesięć razy ciaś-niej niż dotychczas. Brytyjski chemik Harold Kroto (wraz z dwoma innymi naukowcami) odkrył niezwykłą formę węgla - fulereny. Sześć lat temu dostali za to Nagrodę Nobla. Cząsteczka fulerenu ma postać foremnego dwudziestościanu. Wkrótce japoński zespół odkrył jej krewniaczki - nanorurki węglowe. Wiązania atomów w nanorurkach są jeszcze silniejsze niż w diamencie. Nanorurki w połączeniu z fulerenami są nie tylko najwytrzymalszym materiałem, jaki kiedykolwiek wyprodukowano, ale są również doskonałym przewodnikiem prądu elektrycznego. Te niewiarygodnie cienkie włókna mogą zastąpić druty miedziane i aluminiowe. W przeciwieństwie do obecnych kabli będą przewodzić prąd bez najmniejszych strat. Dzięki zastosowaniu domieszki specjalnie dobranych nanocząstek w wielu laboratoriach wyprodukowano lakiery samochodowe, których nie można zarysować. Farby do malowania budynków mogą być odporne na graffiti. Nakładane sprayem malowidła po prostu spływają po ścianach. Wiele produktów nanotechnologii najszybciej znajdzie zastosowanie w diagnostyce, a także w leczeniu różnych chorób. Nad wykorzystaniem magnetycznych nanocząstek do wykrywania bakterii chorobotwórczych w organizmie pracują naukowcy niemieccy i amerykańscy. Jednym z priorytetów Narodowej Inicjatywy Nanotechnologicznej w USA jest stworzenie miniaturowych urządzeń do wykrywania pierwszych stadiów niektórych chorób, na przykład schorzeń serca i nowotworów. Instytut Nanotechnologii w Wielkiej Brytanii informuje o prowadzeniu prac nad kieszonkowym laboratorium diagnostycznym do analizy składu żywności. Urządzenia o miniaturowych rozmiarach stworzyła już ewolucja. W żywych komórkach molekularne struktury działają jak urządzenia produkcyjne. Rybosomy, małe organy komórkowe, wytwarzają białka, podobnie jak fabryki produkują samochody. Carl Montemagno z Uniwersytetu Cornella w USA zbudował nanomechanizm z silnikiem napędzanym przez komórki bakterii. Wizje nanorobotów, o których mówił Eric Dexler, mogą się wkrótce stać rzeczywistością.

Nanometr
to jedna miliardowa część metra, 10 atomów wodoru ułożonych jeden za drugim, jedna tysięczna długości bakterii, jedna milionowa łebka od szpilki, jedna miliardowa długości świetnie umięśnionej nogi Michaela Jordana.

Nanooferta
Instytut Nanotechnologii Wojskowej z Cambridge opracowuje skafandry bojowe z nanoczujnikami, które zmienią kolor uniformów żołnierskich w zależności od barwy otoczenia. Nanoczujniki też zaalarmują, gdy w powietrzu pojawią się gazy bojowe lub zabójcze mikroorganizmy. Firma Smart Shirt z Nowego Jorku umieszcza w tkaninach, z których szyje się koszule, biosensory o wymiarach nanometrycznych. Monitorują one pracę serca i temperaturę ciała. Nadajnik przesyła informacje do laptopa. Amerykańska firma Acorda Therapeutics pracuje nad nanotechnologią, która pozwoli na doprowadzanie sztucznych nerwów do uszkodzonego rdzenia kręgowego i przywrócenie normalnych funkcji neurologicznych. Nanocząstki, które nie są większe od drobin białka, znalazły zastosowanie w diagnostyce chorób i nowych lekach. Koncesję na wykorzystanie tych metod uzyskała firma Quantum Dot Corporation. Nanoskorupki, czyli małe pojemniki pokryte złotem, wynalezione przez naukowców z Rice University, zawierają przeciwciała. W organizmie osób chorych na raka będą się łączyć tylko z komórkami nowotworowymi. Odpowiednio uaktywnione promieniowaniem z zewnątrz zniszczą komórki rakowe, a równocześnie nie uszkodzą zdrowych tkanek.

KRZYSZTOF KURZYDŁOWSKI
Wydział Inżynierii Materiałowej Politechniki Warszawskiej:
W wielu laboratoriach na świecie produkuje się już urządzenia z materiałów projektowanych i wytwarzanych w skali nanometrycznej. Składa się je atom po atomie w absolutnej próżni, w ściśle określonych polach magnetycznych i temperaturze. W ten sposób powstają nie znane dotychczas tworzywa o bardzo korzystnych cechach mechanicznych i elektrycznych. W Polsce nanotechnologią zajmuje się prawie 1000 osób, głównie w Warszawie (Politechnika Warszawska oraz Instytut Chemii Fizycznej PAN) i w Krakowie. Otrzymujemy materiały ceramiczne i polimery o szczególnych właściwościach. W obu wypadkach dodanie niewielu cząstek o bardzo małych wymiarach drastycznie zmienia te materiały - na przykład zwykłe torebki plastikowe z polietylenu zyskują nagle nowe własności elektryczne i magnetyczne, co przejawia się m.in. w ich żywych barwach. Aluminium o strukturze nanokrystalicznej staje się wytrzymalsze niż stal. Przy tym jest lekkie, błyszczące, nie ulega korozji. W świecie nanotechnologią zajmuje się co najmniej milion osób. Na badania przeznacza się gigantyczne pieniądze.

Okładka tygodnika WPROST: 6/2003
Więcej możesz przeczytać w 6/2003 wydaniu tygodnika „Wprost”
Zamów w prenumeracie lub w wersji elektronicznej:
 0

Spis treści tygodnika Wprost nr 6/2003 (1054)

  • Interes z parasolem 9 lut 2003 Były fiński negocjator, stoczył przed laty z unijnymi urzędnikami zażarty bój o usunięcie ukośnika z wyrażenia "i/lub"... 3
  • Peryskop - Ostatni lot Columbii 9 lut 2003 Przed tym lotem wahadłowca Columbia szczególnie mocno obawiano się ataku terrorystów. W ekspedycji wziął bowiem udział pierwszy astronauta z Izraela - pułkownik Ilan Ramon, który w 1981 r. zbombardował iracki reaktor... 6
  • Dossier 9 lut 2003 MAREK BOROWSKI, marszałek Sejmu, poseł SLD "Ciągłe przykładanie takiej miary, że stosunki międzynarodowe polegają na tym, kto kogo wykiwa, to chyba nie jest dobry sposób na miejsce Polski w przyszłej Unii Europejskiej"... 7
  • Z życia koalicji 9 lut 2003 Piękną scenkę przyuważyliśmy w telewizji: podczas posiedzenia rządu Jarosław Kalinowski podał Grzegorzowi Kołodce jabłko na talerzyku. Nasz tygrys spojrzał nieufnie, przyjrzał się, ale żeby koalicjantowi despektu nie czynić, w... 8
  • Z życia opozycji 9 lut 2003 Władysław Frasyniuk już wie, co trzeba zrobić. Trzeba zmienić wizerunek Unii Wolności. To sensacyjne oświadczenie jest jeszcze bardziej sensacyjne przez to, że zostało wygłoszone na lokalnym zjeździe UW, i to w Olsztynie. Oznacza to,... 9
  • Tajna jawność 9 lut 2003 Felieton Marka Majewskiego 10
  • Playback 9 lut 2003 10
  • Drużyna Rywina 9 lut 2003 Apelujemy o poszanowanie praw Lwa Rywina" - napisało w liście otwartym 145 osób związanych ze środowiskiem filmowym, m.in. Allan Starski, Janusz Morgenstern, Jan Jakub Kolski, Robert Gliński, Janusz Kijowski. Sygnatariuszy... 10
  • Fotoplastykon 9 lut 2003 12
  • Poczta 9 lut 2003 Dyktator z Woronicza Krzysztof Trębski w artykule "Dyktator z Woronicza" (nr 1) stawia nieprawdziwą tezę, że to działania telewizji publicznej na rynku reklamy doprowadzają media prywatne do ruiny. Otóż to kryzys sprawił,... 14
  • Kadry 9 lut 2003 15
  • Zmowa milczenia 9 lut 2003 Kto osłania pedofilską ośmiornicę, kto blokuje dochodzenie w tej sprawie? Jak daleko sięgają wpływy polskich pedofilów? Po czterech miesiącach w miejscu stoi śledztwo w sprawie największej w Polsce afery pedofilskiej wykrytej przez reporterów "Wprost" i telewizji Polsat.... 16
  • Trik Kołodki 9 lut 2003 Rząd chce reformować finanse publiczne, podwyższając podatki 23
  • Rzesza Opolska 9 lut 2003 Na Opolszczyźnie stoją pomniki, które byłyby zakazane w Niemczech 26
  • Lawina głupoty 9 lut 2003 Jedyną metodą chodzenia po górach bez ryzyka jest niechodzenie po nich 28
  • Taksówka na kasę 9 lut 2003 Kasy fiskalne w taksówkach nie mają sensu, jeśli taksówkarze nadal mają płacić zryczałtowany podatek 30
  • Zły pomysł 9 lut 2003 Jeśli lewica nie porzuci pomysłu o likwidacji pionu śledczego IPN, grozi jej etykietka fałszerzy historii 31
  • Giełda i wektory 9 lut 2003 Hossa Świat Rewolucja styczniowaRosjanie po raz pierwszy od rewolucji 1917 r. mogą legalnie kupować, sprzedawać i dzierżawić ziemię uprawną. Zezwala na to wprowadzony właśnie kodeks ziemski. Według jego twórców, nowe prawo... 32
  • Filipiny Europy? 9 lut 2003 Nie więcej niż 100 tysięcy Polaków znajdzie stałą legalną pracę Wielka Brytania, Dania, Szwecja, Irlandia, Holandia, Norwegia, a być może także Hiszpania, Francja i Grecja, czyli niemal połowa Europy Zachodniej, już za 16 miesięcy w pełni otworzą rynki pracy przed obywatelami... 34
  • Kopenhaga za zamkniętymi drzwiami 9 lut 2003 Kto odpowiada za największy skandal w naszych negocjacjach z UE? 40
  • Skóra Kalinowskiego 9 lut 2003 Była (wyreżyserowana lub nie) dramaturgia, był powrót z tarczą, toast wzniesiony szklanką mleka i wzrost optymizmu obywateli. To wszystko towarzyszyło zakończeniu negocjacji Polski z UE podczas szczytu w Kopenhadze. I cała misternie wypracowana strategia rozleciała się jak... 42
  • Eurobankomatnia 9 lut 2003 Europejskim bankom grozi katastrofa według koreańskiego scenariusza 44
  • Lek konkurencji 9 lut 2003 USA: hossa na rynku konsumenta 48
  • Załatwione odmownie 9 lut 2003 Lewicujący intelektualiści są zawsze gotowi do krytyki wolności w ogóle, a wolności gospodarczej w szczególności 50
  • Supersam 9 lut 2003 Demon retro Chrysler zaczyna się specjalizować w produkowaniu samochodów w stylu retro. Do robiącego furorę po obu stronach oceanu modelu PT cruiser dołączy w tym roku coupé chrysler crossfire. Nieco staroświecką stylizację... 52
  • Wiek świra 9 lut 2003 Kiedy mężczyzna chce się przespać z dorosłą córką kolegi, oznacza to, że przeżywa kryzys wieku średniego. 54
  • Szach enter 9 lut 2003 Garri Kasparow kontra Deep Junior 57
  • Makłowicz do Bikonta, Bikont do Makłowicza - Gołąbki pokoju 9 lut 2003 Piotrusiu! Muszę zdradzić Ci w wielkim zaufaniu, że uwielbiam gołąbki. Nie, nie chodzi mi o ptaszki, podobno wyłapywane przez Wietnamczyków i utylizowane w naleśnikach typu spring rolls. Choć latające gołąbki też cenię... 58
  • Główka za milion - Marek Koźmiński, Krzysztof Warzycha i Piotr Świerczewski 9 lut 2003 Marek Koźmiński, Krzysztof Warzycha i Piotr Świerczewski to najbogatsi polscy piłkarze 60
  • Nie ma jak na żywo 9 lut 2003 Żywiołem telewizji jest globalny voyeryzm: totalne podglądanie wszystkiego i wszystkich w ekstremalnych sytuacjach 62
  • Duch muftiego 9 lut 2003 Jak hitlerowcy aryzowali Arabów 64
  • Know-how 9 lut 2003 Gen taniego sera Wykorzystanie mleka bogatego w białka i pochodzącego od genetycznie zmodyfikowanych, a następnie sklonowanych krów może znacznie zmniejszyć koszty produkcji sera. Nowozelandzcy naukowcy z firmy biotechnologicznej... 67
  • Rewolucja w skali mikro 9 lut 2003 Zaczynamy żyć w nanoświecie 68
  • Biobank Brytyjczyków 9 lut 2003 Dotrzeć do DNA choroby Jeszcze tym roku rozpocznie się największe na świecie badanie genetyczne polegające na stworzeniu "księgi rodzaju" dla 500 tys. mieszkańców Wielkiej Brytanii. 71
  • Narkotyk na zdrowie 9 lut 2003 Marihuana może być przekleństwem, ale i nadzieją 72
  • Klątwa między bajkami 9 lut 2003 Chory chłopiec na tronie Egiptu Tutanchamon, dwunasty faraon z XVIII dynastii, panujący w XIV w. p.n.e., był jednym z najmłodszych egipskich władców. Umarł, mając zaledwie 16-17 lat. W londyńskim Muzeum Nauki można zobaczyć jego... 74
  • Bez granic 9 lut 2003 Nie ma litości dla Ameryki Korea Północna po raz kolejny grozi Stanom Zjednoczonym. W dzienniku "Mindzu Dzoson" zapowiedziano, że Korea "nie pójdzie w przyszłości na żaden kompromis w kwestiach związanych z jej... 76
  • Wielkie uszy Husajna 9 lut 2003 "Niech żyje prezydent" - wykrzykują z coraz większą rezygnacją tłumy Irakijczyków 78
  • Kromka z masłem 9 lut 2003 Położona na uboczu i otoczona wysokim murem ambasada USA w Dausze, stolicy Kataru, bardziej przypomina fortecę niż placówkę dyplomatyczną w zaprzyjaźnionym kraju. 79
  • Unia jest naga 9 lut 2003 Do niedawna publiczna pochwała USA w Europie traktowana była niczym podanie big maca na uroczystym bankiecie. 81
  • Wojna na słowa 9 lut 2003 "Wielki szatan" kontra "oś zła" 83
  • Jastrząb pokoju 9 lut 2003 Przynajmniej od 30 lat nikt w Izraelu nie otrzymał tak jednoznacznego mandatu do rządzenia. 85
  • Cytat dyplomatyczny - Między Europą a sztachetą 9 lut 2003 Wyzwanie europejskie odczytuję od zawsze najpierw w kategoriach cywilizacyjnych Piotr Nowina-Konopka "...kto raz nasiąknie wielkością starożytnych Aten i Rzymu, poezją Homera i Horacego, mowami Cezara, Platonem i tak dalej, ten nigdy... 87
  • Menu 9 lut 2003 Polska Socjolog Młynarski Młynarski to najlepszy socjolog pośród artystów sceny, a przy okazji bodaj najlepszy socjolog PRL w ogóle. Jego teksty są syntetycznym opisem polskiej rzeczywistości - to minifelietony, często... 88
  • Lewicowi idioci 9 lut 2003 Gwiazdy światowego show-biznesu toczy rak lewicowości 92
  • Kino Tomasza Raczka 9 lut 2003 Bezsenność ****,Moje wielkie greckie wesele *** 95
  • Wszyscy wrogowie Ich Troje 9 lut 2003 Polscy krytycy nie rozumieją, jakiej muzyki potrzebuje publiczność 96
  • Płyty Kuby Wojewódzkiego 9 lut 2003 Recenzje płyt 97
  • Gra wstępna 9 lut 2003 Każdy może być aktorem - to jedna z podstawowych zasad amerykańskiego przemysłu filmowego. Aktor nie musi mieć dyplomu, tytułu magistra, a tym bardziej tytułu profesora. 98
  • Ryzykant Pacino 9 lut 2003 Tym, co najbardziej zniechęca publiczność, jest fałsz na ekranie - mówi Al Pacino 99
  • Wielka trzydniówka 9 lut 2003 Nadal trwają publiczne dyskusje, czy referendum unijne ma trwać jeden, czy dwa dni. 100
  • Nadinterpretacja 9 lut 2003 Wielcy fachowcy od rozrywki i wojen powiadają, że wszystko zależy od prawidłowej interpretacji zdarzeń. I to by się ogólnie zgadzało. 100
  • Organ Ludu 9 lut 2003 Kaszanka dla wszystkich! TRYBUNA PRZYMIERZA MIĘDZY DAWNYMI A MŁODYMI Nr 6 (19) Rok wyd. 2 WARSZAWA, poniedziałek 3 lutego 2003 r. Cena + VAT + ZUS + winieta Wojna w Brukseli - UE boi się naszych buraków * My nie boimy się tzw. UE -... 101
  • Skibą w mur - zabić Makalewicza 9 lut 2003 Legenda Maklaka i Himilsbacha jest przytłaczająca. W całej Polsce, głównie w knajpach, gdzie bywają artyści, roi się od jej ofiar 102

ZKDP - Nakład kontrolowany