Czy prawdziwy nanotechnolog będzie wstał?

Wielka sala balowa bostońskiego Marriotta była wypełniona tłumem kilku tysięcy naukowców zajmujących się materiałami, którzy chcieli wysłuchać wieczornej przemowy Richarda Smalleya na temat nowych urządzeń i materiałów z węgla. Następnie, w prawie pustej sali konferencyjnej w hotelu, chemik z Rice University wygląda na zmęczonego i wyczerpanego, gdy odpowiada na pytania. Potem nagle ożywia się; pochyla się i skupia w skupieniu. Rozmowa przeszła do jednego z jego ulubionych tematów: jak nanotechnologia pomoże uratować świat.

Na Ziemi żyje około 6 miliardów ludzi, zauważa Smalley tej listopadowej nocy, a badania mające na celu produkcję lepszych, tańszych i wydajniejszych materiałów będą jednym z kluczy do wyżywienia i utrzymania tej populacji, która wznosi się do ostatecznego stanu ustalonego na poziomie 10 miliardów. albo więcej. Ale granice tego, jak mocny, przewodzący i skomplikowany może być materiał, są ustalane w skali nanometrycznej, mówi. Marzeniem, mówi Smalley, jest budowanie z takim poziomem finezji, aby wszystko było idealne aż do ostatniego atomu. Twierdzi, że ta zdolność przyniosłaby mniejsze, wydajniejsze baterie, mocniejsze materiały oraz znacznie ulepszoną i tańszą elektronikę.

Ta historia była częścią naszego wydania z marca 1999 r.

• Zobacz resztę numeru
• Subskrybuj

To nie są bredzenia najnowszego modnego futurysty. Smalley jest jednym z najbardziej szanowanych chemików w kraju, laureatem Nagrody Nobla w dziedzinie chemii w 1996 roku i dyrektorem nowego Centrum Nauki i Technologii Nanoscale w Rice o wartości 33 milionów dolarów. Nie jest też sam. Coraz więcej badaczy podziela przekonanie Smalleya, że ​​kontrolowanie struktury materiałów do kilku atomów lub cząsteczek będzie miało ogromny wpływ na wszystko, od informatyki po medycynę. Zdolność do manipulowania materią po jednym atomie była od lat przedmiotem science fiction. Jednak niedawny rozwój zaawansowanych technologicznie narzędzi, zwłaszcza sond wystarczająco czułych do obrazowania i poruszania pojedynczych atomów i molekuł, zaczął przekształcać te fantazje w naukową rzeczywistość.

W ciągu ostatniego roku dwie grupy naukowców niezależnie wyprodukowały tranzystor z pojedynczej cząsteczki węgla. Naukowcy zbudowali prototypowe urządzenia do przechowywania informacji z bitami danych o średnicy zaledwie 50 nanometrów. Inni badacze stworzyli ostatnio molekułę, która obraca się, działając jak nanokoło, a także elementarne liczydło, w którym pojedyncze molekuły pełnią rolę ślizgających się kulek.

To są wprawdzie nowości laboratoryjne. I tak naprawdę nikt tak naprawdę nie wie, co wyniknie z powstającej nauki. Po pierwsze, chociaż naukowcy mogą żmudnie wytwarzać nanourządzenia pojedynczo w laboratorium, nadal muszą znaleźć szybki i wykonalny komercyjnie sposób na wyprodukowanie ich milionów. Brakuje im również niezawodnych metod integracji komponentów w nanoskali. Ale te pierwsze kroki dostarczają przekonujących dowodów na to, że możliwe jest zbudowanie działających nanourządzeń – i zaczęły generować znaczną nadzieję (wraz ze sporym szumem), że marzenie Smalleya o budowaniu nowych materiałów z molekularną precyzją się spełni.

Wojny murawy

to, co przybliżyło to marzenie, to nowo odkryta zdolność badaczy do obrazowania i manipulowania pojedynczymi atomami. Na początku lat 80. fizycy z IBM Research w Zurychu wynaleźli skaningowy mikroskop tunelowy (STM), który po raz pierwszy umożliwił przechwytywanie bezpośrednich obrazów materii w skali atomowej. To było odkrycie, które otworzyło nanoświat. Opierając się na STM i blisko spokrewnionym instrumencie zwanym mikroskopem sił atomowych (AFM), naukowcy mogą teraz bezpośrednio popychać atomy i molekuły i wpychać je na miejsce.

Istnieją dwie formy manipulacji atomowej. Jeden polega na fizycznej manipulacji w celu przesuwania atomów po metalowej powierzchni w celu utworzenia struktur 2-D. Drugie podejście ma na celu wytworzenie stabilnych struktur o rozdzielczości atomowej poprzez rozbijanie i tworzenie wiązań chemicznych przy użyciu silnych pól elektrycznych generowanych przez sam aparat STM.

To wciąż egzotyczne badania laboratoryjne. Zdaniem Donalda Eiglera, fizyka z IBM Almaden Research Center w San Jose, dla pracowników korporacyjnych i uniwersyteckich laboratoriów badawczych rozwój tych potężnych nowych narzędzi oznacza, że ​​można szaleć w obrazowaniu i manipulowaniu zupełnie nowymi strukturami fizycznymi. Grupa Kalifa Eiglera zajmuje się na przykład badaniem magnetyzmu kilku atomów umieszczonych na powierzchni. Podczas gdy prace z wykorzystaniem STM mogą ostatecznie doprowadzić do postępów w zakresie obliczeń i magnetycznego przechowywania danych, Eigler nie kieruje się wyłącznie praktycznymi zastosowaniami. Mówi, że najbardziej ekscytuje mnie, gdy widzę aspekt natury, którego wcześniej nie widziano. To jest nowa murawa.

Granice tego nowego terenu wciąż są wyznaczane w czasie kontrowersyjnej debaty. Większość fizyków twierdzi, że nanoprzestrzeń to tajemnicze miejsce, które działa według własnych zasad. Nawet badacze tacy jak Smalley, którzy wierzą, że praca ta ostatecznie przyniesie znaczne korzyści społeczeństwu, wskazują, że dopiero zaczynają rozumieć fizykę bardzo małych i uczyć się, jak kontrolować zachowanie w tej sferze.

Nieliczni jednak utrzymują, że mają wszystko, ale zorientowali się. Przez prawie dwie dekady K. Eric Drexler, przewodniczący Foresight Institute z Palo Alto w Kalifornii, grupy non-profit, której celem jest promowanie nanotechnologii, szczegółowo opisuje, w jaki sposób nanoprodukcja będzie działać i zmieniać świat. Drexler przewiduje samoreplikujące się nanoroboty, które mechanicznie spychają ze sobą atomy i molekuły, aby zbudować szeroką gamę niezbędnych materiałów. Ogromna liczba współpracujących ze sobą nanorobotów zaspokoiłaby światowe potrzeby materiałowe prawie bez żadnych kosztów, zasadniczo likwidując głód i kończąc zanieczyszczenia z konwencjonalnych fabryk.

To utopijna wizja, w którą uwierzyło niewielu badaczy przeprowadzających eksperymenty w nanoskali. Ale nic dziwnego, że ma ogromny urok dla wielu innych. To pojęcie nanotechnologii zaczęło żyć własnym życiem. A dla szerokiego grona entuzjastów technologii, a także dla niektórych w mediach, stał się najbardziej znaną wersją marzenia o nanotechnologii.

To, według niektórych naukowców, jest właśnie problemem. Pomysły Drexlera mogły wzbudzić wczesne emocje dla nanotechnologii, ale po latach słuchania wspaniałych spekulacji na temat nowego wspaniałego nanoświata, naukowcy twierdzą, że nadszedł czas, aby nauka wyprzedziła fantazje. Nie przeprowadzono eksperymentalnej weryfikacji żadnego z pomysłów Drexlera, mówi Mark Reed, badacz nanoelektroniki i kierownik wydziału elektrotechniki Uniwersytetu Yale. Teraz zaczynamy robić rzeczywiste pomiary i demonstracje w tej skali, aby uzyskać realistyczny obraz tego, co można wyprodukować i jak to działa. Czas, by wstała prawdziwa nanotechnologia.

Niektórzy twierdzą, że nadejście praktycznej nanotechnologii już tu jest. To skromny początek. Naukowcy nie budują jeszcze praktycznych urządzeń elektronicznych z pojedynczych atomów lub molekuł — i na pewno nie ma wokół nich nanorobotów. Jednak Richard Siegel, materiałoznawca z Rensselaer Polytechnic Institute, który w zeszłym roku kierował sponsorowanym przez National Science Foundation raportem na temat nanotechnologii, mówi, że kontrolowana synteza materiałów w skali nanometrycznej już się rozpoczęła. W raporcie stwierdzono również, że trwają ogólnoświatowe wyścigi w zakresie wykorzystania nanomateriałów i budowy nanourządzeń, prowadzone przez liczne uniwersyteckie grupy badawcze i duże laboratoria przemysłowe, takie jak IBM Research, Motorola i japońskie NEC Fundamental Research.

Na razie materiały te są w większości wytwarzane tradycyjnymi metodami syntezy chemicznej, ale Siegel twierdzi, że dostępność narzędzi do obrazowania atomowego zaczęła umożliwiać naukowcom tworzenie selektywnych nanostruktur. Siegel wskazuje na przykład na rozwój materiałów nanokrystalicznych wykorzystywanych w gigantycznych urządzeniach magnetooporowych (GMR), które w ciągu ostatnich kilku lat radykalnie przyspieszyły tempo poprawy przechowywania informacji. Technologia GMR opiera się na wielu warstwach cienkich warstw, z których niektóre mają grubość zaledwie kilku atomów; precyzyjne nakładanie warstw tych cienkich warstw na poziomie molekularnym odpowiada za wysoką czułość urządzenia. Siegel przekonuje, że nanotechnologia będzie miała ogromny wpływ na nanoelektronikę. Sugeruje, że nanokryształy stosowane w GMR to tylko wierzchołek tej góry lodowej.

Dla tych, którzy wytwarzają urządzenia o rozmiarach mikrometrów (obecnie powszechne w zaawansowanej elektronice i optyce), kolizja z nanoskalą zbliża się szybko. Rozwijająca się dziedzina MEM (maszyny mikroelektromechaniczne), w ramach której powstają maleńkie maszyny, które mają działać jak wszystko, od mikrofonów po miniaturowe rakiety, również uderza w nanoświat i rutynowo produkuje działające części o wielkości zaledwie kilkuset nanometrów.

Dla purystów jednak, zanim wejdziesz do prawdziwego nanoświata, musisz pomyśleć w mniejszym – znacznie mniejszym. Dla tych chemików i fizyków zabawa zaczyna się poniżej około 50 nanometrów. Na tej nowej arenie siły takie jak grawitacja, które rządzą codziennym światem, szybko tracą swoje znajome znaczenia. Fizyczna intuicja sromotnie zawodzi w nanoświecie. Musisz odrzucić swoje z góry przyjęte wyobrażenia, mówi Reed. Widzisz wszelkiego rodzaju niezwykłe efekty. Po pierwsze, elektrony mogą przemieszczać się w miejsca, w których według fizyki klasycznej nie mogą. W niektórych przypadkach, mówi Reed, to tak, jakby rzucić piłką tenisową w bramę garażową i wyrzucić ją po drugiej stronie.

Tu też zaczyna zawodzić dzisiejsza elektronika oparta na krzemie. W nanoskali konwencjonalne tranzystory przepuszczają elektrony jak sita, a atomy domieszki wprowadzone do krzemu w celu kontrolowania jego właściwości zachowują się jak ogromne, niezgrabne głazy. Jednak jeśli nanoskala stanowi ostre przeszkody dla konwencjonalnych technologii elektronicznych, otwiera również niezwykłe nowe możliwości, które mogą sprawić, że dzisiejsza elektronika będzie wyglądać jak Model T.
Gdyby urządzenia elektroniczne można było zredukować do rozmiarów pojedynczych molekuł, gra uległaby całkowitej zmianie. Elektronika molekularna została zaproponowana w latach 70. przez Marka Ratnera, który obecnie pracuje na Northwestern University, oraz Ari Avirama z IBM. Przez lata pozostawała kuszącą ideą, wykraczającą poza możliwości eksperymentatorów. Jednak w ciągu ostatnich kilku lat wiodący naukowcy zaczęli tworzyć rzeczywiste przewody i komponenty z pojedynczych cząsteczek. A teraz zaczęli tworzyć prymitywne urządzenia, które faktycznie działają.

W Yale Reed i jego współpracownicy, na przykład, wykonali diodę z kilku pojedynczych cząsteczek organicznych. Prosta dioda o długości kilku nanometrów nie jest praktycznym urządzeniem, mówi Reed. Dodaje jednak, że to pierwszy zachęcający krok do tworzenia tranzystorów i urządzeń logicznych na taką skalę.

Nanonodle

jednym z kluczy do postępów w elektronice molekularnej może być egzotyczna cząsteczka zwana nanorurka węglowa. Ta niezwykła struktura węgla, odkryta przez naukowców z japońskiego NEC w 1991 roku, jest bliskim chemicznym kuzynem buckyballa, nowej formy węgla odkrytej przez Smalleya w 1985 roku. to długie rury ze zwiniętej blachy grafitowej. Przenoszą elektryczność i zostały wykonane z drutów o średnicy zaledwie kilku nanometrów.

Nanorurki są, dosłownie iw przenośni, tunelem pomiędzy światem nano- i makroskopowym. Struktury te umożliwiają uzyskanie długich włókien o szerokości zaledwie kilku atomów. Z praktycznego punktu widzenia, mówi Smalley, baterie mogą wykorzystywać nanorurki zarówno do przenoszenia elektronów między atomami, jak i do przenoszenia ładunku na centymetry. Ich wielką zaletą jest to, że są molekularne, mówi Smalley. Każda nanorurka, jak mówi, jest bytem, ​​który ma swoje własne zachowanie i integralność. Oznacza to, że możesz przesuwać poszczególne cząsteczki węgla, jak maleńkie nanologi.

Właściwie nanorurka działa trochę bardziej jak ugotowane spaghetti, mówi Phaedon Avouris, kierownik działu naukowo-technologicznego IBM Research w Yorktown Heights w stanie Nowy Jork. wepchnij go. Adhezja zapewnia również dobry kontakt elektryczny między nanorurek a elektrodami metalowymi.

Ostatnio Avouris i jego współpracownicy manewrowali jednym z tych nanonoodlesów, aby połączyć parę elektrod i rozbić molekuły w pierścienie i litery. Naukowcy IBM stworzyli również funkcjonalny tranzystor polowy – podstawowe urządzenie elektroniczne – w temperaturze pokojowej z pojedynczej nanorurki.

Pomyślny rozwój elektroniki molekularnej oznaczałby, że pojedynczy chip mógłby pomieścić miliardy tranzystorów w nanoskali, czyniąc komputer o rzędy wielkości potężniejszy niż dzisiejsze maszyny. Może to również oznaczać budowanie maleńkich i tanich komputerów, w których mieszczą się miliony nanotranzystorów; takie komputery wielkości ziarna soli można łatwo i tanio włączyć do wielu innych produktów — nawet do inteligentnych materiałów.

Nanotechnologia mogłaby również stworzyć urządzenia do przechowywania informacji o ogromnej pojemności. Badacze z IBM Research w Zurychu, kierowani przez fizyków Gerda Binniga i Petera Vettigera, budują prototyp mikromechaniczny, który wykorzystuje maleńkie krzemowe końcówki do odczytu i zapisu bitów danych o szerokości mniejszej niż 50 nanometrów. Przełożyłoby się to na dyski twarde o pojemności bliskiej bilionowi bajtów (terabajtów) — o kilka rzędów wielkości większe niż dyski twarde w dzisiejszych topowych komputerach. Może to również oznaczać małe produkty, np. wielkości zegarka na rękę, które mają ogromną pojemność.

W swoich eksperymentach Binnig i jego współpracownicy używają końcówki AFM do odczytywania nanobitów informacji z powierzchni polimeru. Jednak użycie jednej wskazówki oznaczałoby proces, który jest zbyt powolny, aby był praktyczny. Binnig ma zatem okablowane macierze ponad 1000 końcówek AFM, które działają równolegle. Macierze mogą szybko zapisywać informacje, wybijając małe wgłębienia w podłożu i odczytywać nanobity, wykrywając wgłębienia.
Tymczasem koledzy Binniga z IBM Zurich wykorzystali STM do wytworzenia jeszcze mniejszych nanoobiektów z precyzją zegarka. James Gimzewski, chemik IBM, zbudował wyjątkowo małe liczydło. Gimzewski użył końcówki STM jako palca do poruszania koralików liczydła, które są kulkami buckyballa o średnicach poniżej 1 nanometra.

Najnowszym wynalazkiem Gimzewskiego jest koło zbudowane z cząsteczki w kształcie śmigła, która obraca się na maleńkiej, przypominającej łożysko strukturze. Gimzewski mówi, że chociaż obracająca się cząsteczka sugeruje możliwe przyszłe nanomaszyny, badania pozostają w fazie embrionalnej. W tym momencie mówi, że jeśli możesz sprawić, by cokolwiek zadziałało w nanoświecie, nie martw się o jego praktyczność. Dopiero zaczynamy. To jak dzieci bawiące się klockami Lego.
Praca z Zurychu odzwierciedla głęboko zakorzenioną i mocno szwajcarską wiarę w mechanikę. Fizyk Binnig mówi: Mechanika została przeoczona, ponieważ elektronika odnosi taki sukces. Jest uważany za staromodny. Jego urządzenie do przechowywania informacji działa jednak mniej więcej jak maleńka igła fonografu.

Kiedy odkrywasz nanoświat, mówi, urządzenia mechaniczne stają się atrakcyjną alternatywą dla elektroniki.
Binnig mówi, że podejście mechaniczne można rozszerzyć daleko poza przechowywanie danych, i że wszystko, co można zrobić elektronicznie, można zrobić mechanicznie. Elektronika jest szczególnie dobra w kierowaniu energią po precyzyjnych ścieżkach do dobrze zdefiniowanego miejsca. Ale, jak mówi, nanomechanika ma tę zaletę, że działa przy bardzo niskim zużyciu energii. Podczas gdy trójwymiarowe urządzenie nanoelektroniczne stopiłoby się natychmiast pod wpływem własnego ciepła, mówi Binnig, można sobie wyobrazić trójwymiarowe nanomechaniczne urządzenie, które byłoby chłodne. Co więcej, urządzenia mechaniczne mogą okazać się łatwiejsze niż elektronika do zintegrowania z systemami biologicznymi, optycznymi i chemicznymi.

Wejdź do szumu

gdzieś tutaj nauka zaczyna się mieszać z fantastyką naukową. Jeśli możesz zrobić nanokoło, dlaczego nie nanoprzekładnia? Nanołódź z własnym napędem? Dlaczego nie zbudować dla Ciebie nanorobota, który będzie poruszał się po atomach?

A skoro już przy tym jesteś, dlaczego nie stworzyć nanorobotów, które potrafią się replikować, umożliwiając obsadzenie nanofabryk zdolnych do złożenia prawie wszystkiego z podstawowych bloków budulcowych atomów? Witamy w produkcji molekularnej, jak głosił nanoewangelista Drexler. Sednem wizji Drexlerian jest gadżet zwany asemblerem. To hipotetyczne urządzenie robotyczne działałoby poprzez mechaniczne pozycjonowanie atomów w praktycznie dowolnej konfiguracji. Jeśli chemia między atomami nie przyjmie, asembler zastosuje niewielką siłę mechaniczną (Drexler i jego zwolennicy nazywają to mechanochemią). Spraw, aby miliardy tych asemblerów pracowały równolegle, aby ułożyć wszystkie atomy w odpowiedni sposób - wtedy możesz zbudować prawie wszystko, co możesz sobie wyobrazić.

Jest tylko jeden problem: niewielu chemików, fizyków czy naukowców zajmujących się materiałami widzi jakiekolwiek dowody na to, że będzie to możliwe. Wielu wierzących w wizję Drexlera to informatycy, którzy lubią symulować, jak to wszystko będzie działać. Tworzą eleganckie modele molekularne nanoprzekładni i pomp, ale nie oferują jasnego planu, jak faktycznie zbudować takie rzeczy.

Zwolenników produkcji molekularnej nie odstrasza sceptycyzm ich kolegów z głównego nurtu, choć przyznają, że realizacja ich wizji zajmie dziesięciolecia. Obliczenia teoretyczne i modelowanie komputerowe mówią, że można to zrobić, twierdzi Ralph Merkle, informatyk z Xerox Palo Alto Research Center i dyrektor wraz z Drexlerem w Foresight Institute. W szczególności Merkle broni dwóch kluczowych propozycji, które wywołały najwięcej ognia ze strony innych naukowców: sugestii samoreplikujących się asemblerów oraz pozycyjnej kontroli atomów i molekuł w celu wykonania mechanochemii.

W samoreplikacji komputer molekularny kierowałby konstrukcją ramienia nanorobotycznego w celu zbudowania innego komputera; ten drugi komputer kieruje następnie budową kolejnego małego komputera i tak dalej. Autoreplikacja to koncepcja, która od lat kręci się w informatyce, mówi Merkle, i logicznie rzecz biorąc, powinna działać. Idea kontroli pozycyjnej wymaga od ramion robotów precyzyjnego umieszczania atomów i molekuł w taki sposób, aby się wiązały, tworząc cokolwiek zechcesz. Tak długo, jak nie naruszasz żadnych praw fizycznych, mówi Merkle, to mechaniczne podejście do chemii ma sens.

Krytycy Drexlera zwracają jednak uwagę, że chemia to bardzo złożony proces na poziomie molekularnym. Gra w chemię, mówi Smalley, oznacza kontrolowanie atomów w trzech wymiarach. W każdym miejscu reakcji atomy odczuwają wpływ kilkunastu sąsiednich atomów; aby zrobić mechanochemię, musiałbyś kontrolować ruch każdego z nich. Dla nanorobota byłaby to niewyobrażalnie skomplikowana żonglerka. Inni szanowani badacze po prostu odrzucają pomysły Drexlera z ręki. Mówi Eigler z IBM: Nie miał wpływu na to, co dzieje się w nanonauce. W oparciu o to, co niewiele widziałem, idee Drexlera są nanowymiarowymi pojęciami, które nie mają zbyt dużego znaczenia.

Linie montażowe

w każdym razie, zanim naukowcy zaczną martwić się budowaniem nanofabryk, muszą znaleźć praktyczny sposób na masową produkcję dowolnego urządzenia w nanoskali. Niektórzy mają nadzieję, że różne egzotyczne formy litografii (litografia optyczna jest standardową technologią używaną do wytrawiania wzorów na chipach krzemowych) będą działać poniżej 100 nanometrów. Nikt jednak nie wie, jak małe i jak szybkie mogą się stać metody litograficzne (zob. Chips Go Nano, s. 55). Podobnie, przesuwanie molekuł wokół jednej na raz za pomocą STM jest niezwykle powolnym i trudnym sposobem na zrobienie czegokolwiek. Co więcej, gdy skończysz, nadal masz tylko jeden bardzo mały przedmiot. Zbudowanie jednego chipa komputerowego, po jednym atomie naraz, przy użyciu dzisiejszej technologii STM, zajęłoby, według niektórych szacunków, 1000 lat.

Jednym z rozwiązań jest połączenie końcówek STM lub AFM w układ, który działa równolegle – nanomechaniczna linia montażowa, która może spodobać się Henry'emu Fordowi. Jest to strategia, którą IBM Binnig stosuje w swoim urządzeniu do przechowywania informacji. I chociaż okablowanie tych maleńkich macierzy i przekształcenie ich w działające urządzenie jest przykrym obowiązkiem, wstępne badania w IBM Zurich i kilku innych laboratoriach sugerują, że może to po prostu zadziałać.

Jednak wielu uważa, że ​​długoterminowa odpowiedź leży w procesie zwanym samoorganizacją. W przeciwieństwie do planu konstrukcyjnego Drexlerian, który wykorzystuje samoreplikujące się nanoroboty do przemieszczania atomów, samoorganizacja opiera się na chemii, aby pozycjonować elementy struktury w nanoskali, wykorzystując zdolność niektórych cząsteczek do układania się w złożone struktury. Pod względem chemicznym samoorganizacja działa, ponieważ cząsteczki poszukują termodynamicznego minimum pożądanej struktury. Pomyśl o tym jako o prefabrykowanym domu, który buduje się za pomocą chemii.

Ale do tej pory chemicy i materiałoznawcy nauczyli się budować tylko najprostsze konstrukcje. Umiejętność łączenia określonych cech materiałów i łączenia różnych materiałów pozostaje nie lada wyzwaniem.

Rozwiązanie tego problemu może określić, które nanourządzenia są praktyczne – i ile czasu zajmuje im wejście na rynek. W przypadku większości zastosowań trzeba by wyprodukować i zintegrować miliardy nanoobiektów. A żeby konkurować w takich dziedzinach, jak informatyka, będziesz musiał zrobić to bardzo tanio. Wielu naukowców twierdzi, że będzie to wymagało zdolności syntezy chemii. Nie oczekuj, że ktokolwiek dojdzie do punktu, w którym dodasz składniki do zlewki i wyskoczy układ scalony, mówi Reed z Yale. Jest jednak nadzieja, że ​​samoorganizacja może w końcu umieścić urządzenia nanoelektroniczne tam, gdzie chcesz, mówi Reed.
To zajmie trochę czasu. Są jednak zachęcające oznaki, że takie podejście będzie działać. Samoorganizacja jest w pewnym sensie miejscem, w którym chemia i materiałoznawstwo – sztuka budowania rzeczywistych rzeczy – spotykają się z fizyką nanoskali. Fizyka zapewniła naukowcom środki do manipulowania nanoobiektami i zrozumienia działania nanoświata, a teraz badacze szukają w chemii i materiałoznawstwie kolejnych postępów, które pomogą przekształcić całą tę pracę w praktyczną technologię.

Nikt tak naprawdę nie wie, skąd nadejdą te przełomy – ani nawet, czy nadejdą. Jednak wraz z rozwojem nauki o nanoświecie kształt rzeczywistych możliwości zaczyna wyłaniać się z nanomgły.

ukryć