LFG.HU

HVG
RPGCimkek

A cikk a HVG honlapjáról való.
www.hvg.hu

Nanotechnológia


A feltunt miniatur

Atomi méretu fogaskerekek, érzékelok és áramkörök, amelyeket a modern
orvoslás, a muszergyártás, illetve a jelenleg legtokeerosebbnek tartott
számítógépipar igényei hívtak életre. A tízmilliomod centiméternyi
nanoszerszámokat a nanomérnökök az egyes atomokból applikálják össze. A
tudósok szerint ezek az atomi méretu alkatrészek forradalmi módon
megváltoztathatják a jövo évezred hétköznapjait.

`A nanotechnológia voltaképpen attól olyan újszeru, hogy az elemi
építokockákból, az atomokból közvetlenül épít fel egy-egy muszert vagy
alkatrészt` ­ vezet a mikrovilágba Mojzes Imre, a Budapesti Muszaki
Egyetem professzora. Hozzátéve, hogy a mikroelektronika mára szintén
megközelítette ugyan ezeket a mérettartományokat, s képes ­ egy
nagyságrenddel nagyobb ­ mikronnyi tárgyak gyártására, ám egész más úton
jutott idáig. Mégpedig úgy ­ mondja ­, `miként az egyszeri székely, aki az
óriásfenyo tönkjébol hosszas farigcsálással alakított fogpiszkálót`. A
komputertechnológiában nélkülözhetetlen chipek szilíciumlapkáit például
pizzaméretu szilíciumtömbökbol `faragják` a milliméternél is sokkal
vékonyabbra. A nanotechnológia ezzel szemben az egyes szilíciumatomokból
növeszt kristályrácsot, ráadásul úgy, hogy az elektromostöltés-átvivo
`vezetékeket` ­ szintén atomokból ­ magába a lapocskába építi bele. `Az
ily módon egyedileg kialakított térháló azért is jobb, mert gyakorlatilag
nincs ellenállás, az elektronok nem ütköznek semmiféle falba, hiszen
röppályájuk kiszámítható` ­ próbálja közelebb hozni a nehezen
elképzelhetot a professzor.  

A minden eddig lehetséges mérethatár alá kerülo technológia jóvoltából
manapság már léteznek olyan tranzisztorok ­ ámbár még csak a nagy gyárak
fejlesztolaboratóriumaiban ­, amelyek egy atomból állnak, míg a hozzájuk
tartozó `vezeték` csupán egyetlen elektron, amely az atommag körül
elfoglalt pozíciójának megváltoztatásával közli az információt. Talán nem
kell magyarázni, mit is jelent mindez: az egykori teremnyibol mára
doboznyi méretuvé zsugorodott személyiszámítógép úgynevezett merevlemeze
ilyen egyatomos alkatrészekbol felépítve csupán akkora lenne, mint a
kisujjköröm. A profi sakkvilágbajnok Kaszparovot páros mérkozésen legyozo,
szobányi Big Blue memóriája viszont elférne egy mai számítógép-winchester
két cigarettásdoboznyi tárolójában.  

`Ha kíváncsi egy nanotechnológiával készült berendezésre, pillantson a
tükörbe!` ­ viccelodnek úton-útfélen az emberiség legfiatalabb, állítólag
fényes jövo elott álló technológiájának úttöroi, utalva szakmájuk
eredetére. A tudományos berkekben szlogenné lett tréfa lényege, hogy ­
mint azt a biológia, biokémia eredményei az elmúlt negyedszázadban végképp
nyilvánvalóvá tették ­ az emberi szervezet részben nanométernyi, vagyis
tízmilliomod centiméter méretu atomokból, molekulákból összeállt,
egyenként is funkcionáló, mégis összehangoltan muködo fehérjékbol épül
fel.  

Nem véletlen tehát, hogy az efféle miniatürizáláshoz szükséges tudást ­
állítják a hozzáértok ­ a mikrobiológia, a biokémia, valamint az e
tudományágakra támaszkodó génsebészet alapozta meg. `A DNS-lánc egyes, az
eredmény szempontjából nem kívánt darabjainak kimetszését
elektronmikroszkóp alatt hihetetlen vékonyságú volfrámtuvel végzik, ezzel
az eszközzel molekulákat lehet szétszabdalni, atomokat arrébb taszítani` ­
vázolja a dolog mibenlétét Mojzes professzor, mondván, ezekkel az
eszközökkel a kilencvenes évek elejétol a szervetlen anyagok elemi
részecskéi is megközelíthetoek, kezelhetoek. Az új technológia apostola,
az egyebek közt a számítógépipar fellegvárának számító Massachusetts
Institute of Technologyn (MIT) is tanító amerikai biológus-fizikus Eric
Drexler ehhez még azt is hozzáteszi, hogy o voltaképpen nemcsak a
technikai apparátust, de az inspirációt is a mikrobiológiától kapta. Mint
azt az interneten is hozzáférheto Nanotechnology Magazine-ban írja: `A
fehérjék gyakorlatilag apró kis gépezetek, amelyek az egyes atomok és
molekulák manipulálása révén teszik hasznossá magukat, az élo sejtek pedig
gyakorlatilag komplett számítógépek.` A múzsa persze lehetett a
mikrobiológia, a homlokcsóknál jóval többet jelento házassági ajánlatot
mégis az efféle hiperkicsinyítést a továbbfejlodés érdekében mindenáron
igénylo mikroelektronikai, azon belül is a mostanra a gazdaságilag
legerosebbé lett számítógépipar tette meg.  

Egyes Drexler nyomában haladó tudósok viszont a mára szintén komoly
gazdasági tényezové avanzsált gyógyszergyártókkal léptek frigyre. Ennek
eredményeképp az egyik svájci multi állítólag még e században piacra lép
szintén nanotechnikával készült, testen belül `hordható`
inzulin-adagolójával. A miniatur orvosi segédeszköz lényege, hogy valamely
artéria belso falába egypár atomsornyi vastag, oldhatatlan burokba
csomagolt, a vér cukorszintjének mérésére alkalmas, szintén nanoméretu
érzékelovel ellátott vízikerékszeru forgó szerkezetet építenek. Ha a
bioérzékelo alacsony vércukorszintet jelez, a `lapátkerekek` elfordulnak,
s a közéjük applikált tiszta ­ tehát nem az (ön)befecskendezéskor használt
higított ­ inzulin bejut a véráramba.  

Drexler szerint ha ilyen ütemben fejlodik a kilencvenes évek legelején még
csupán az elméletek síkján mozgó technológia, rövidesen alkalmanként
sejtorzo ­ egyebek között a fehérvérsejtek mintájára megalkotott ­
nanorobotok vehetik át a legyengült emberi immunrendszer szerepét. Tehát
nem valamely általánosan ható vegyszer, hanem egy molekulákból felépített,
intelligensen viselkedo nanoharcos fog megküzdeni például a
baktériumokkal, vagy teszi lehetetlenné a vírusok aknamunkáját.  

Mojzes viszont, aki tagja az Európai Unió brüsszeli székhelyu
nanotechnológiai ad hoc bizottságnak is, a ma eredményeire fókuszál,
amikor egy másik, szintén svájci, de már megvalósult példát említ ­ s nem
is a biológia vagy az orvoslás eddig említett szféráiból, hanem a
hagyományosnak mondható precíziósmuszer-gyártás területérol. `A svájciak
megállapították, hogy a mechanikus szerkezetek kenése sokkal jobb
hatásfokú, ha a mozgó alkatrészek nem fürdenek az olajban` ­ mondja. A
kutatók ennek érdekében ­ kezdetben a fent említett elektronmikroszkópos
metódus segítségével, de ma már féltve orzött ipari módszerekkel ­
fématomokat `biggyesztettek` a hosszú szénláncú olajmolekulák végére, s
ezekkel mintegy lehorgonyozták a fémalkatrészekhez az olajmolekulákat. Így
a fogaskerekek, csapágyak kvázi `hajat növesztettek`, a kenés pedig
ideális hatásfokkal muködött. `A nanotechnológia persze csak akkor
kifizetodo, ha sikerül megvalósítani a tömeggyártást, különben csak
buvészkedés az egész` ­ tér át éppen a példa kapcsán makrogazdasági
szintekre Mojzes professzor.  

Gyakorlati haszonra törekedett a tömegkommunikációs fejlesztésekben is
érdekelt NASA, valamint a hadi megbízások teljesítésében élen járó Oak
Ridge National Laboratorie is, amikor három, a molekuláris fizikában
jártas kutató ­ Don Noid, Robert Tuzund és Bobby Sumpter ­ vezetésével
kutatócsoportot hoztak létre egy újfajta kábel kifejlesztésére. Az immár
megvalósult találmány lényege, hogy nanotechnológiával szénatomokból álló
gyémánthártyát, majd ebbol egy olyan speciális csövet képeztek, amely ­
mivel gyémántkristály-szerkezetu, így a Földön az egyik legellenállóbb, s
ezért ­ gyakorlatilag sérthetetlen, ám pár atomsornyi vastagsága miatt
könnyen alakítható, hajlítható eszközzé vált. Ez a nanocso minden eddig
ismert katétert és optikai szálat jócskán felülmúló minoségu eszköz lehet
mind a gyógyászatban, mind pedig a távközlésben ­ állítják megalkotói.  

Az optimisták szerint elofordulhat, hogy a nanoipar az elkövetkezo
évtizedekben odáig fejlodik ­ s erre már most is vannak kísérletek ­, hogy
egy, leginkább a mikrohullámú sütore emlékezteto masina segítségével
egészen különleges nanoszerkezetu anyagokat lehet eloállítani. Így például
készülhetne törhetetlen, azaz elnyuhetetlen, mégis hajlékony metálcipo,
illetve a hallásközpontba épített, miniaturnél is miniaturebb rádióvevo.
Igazi gondot ­ mondja Mojzes Imre ­ elsosorban az elektrosztatikusság
okozhat, ami kilóknál, mázsáknál nem jelent problémát, ilyen parányi
méretekben viszont fokozottan érvényesül. Félo tehát, hogy bonyolultabb
szerkezetek egyes, különbözo töltésu atomalkatrészei egyszeruen szétvetnék
egymást. A cél ezért ma sokkal inkább a természetben meglévo, ám eddig
eloállíthatatlannak vélt matériák `leutánzása`, esetleg új, eleddig nem
létezo anyagok felépítése.  

Vajna Tamás  


A szerző más irásai
Hozzászólások

A hozzászóláshoz be kell jelentkezned.