H φαντασία, πραγματικότητα

Από το 1803, όταν ο Τζον Ντάλτον έπεισε τον κόσμο για την ύπαρξη των
ατόμων, οι επιστήμονες αναζητούν τρόπους να τα εκμεταλλευτούν. H
νανοτεχνολογία θεωρείται η ιδανική επιστήμη για αυτό τον σκοπό παρέχοντας τα
εφόδια για να γίνει η φαντασία πραγματικότητα. Είναι ο τομέας που δημιουργεί
αντικείμενα και συσκευές σε μοριακή κλίμακα – μεγέθη που μετριούνται σε
εκατομμυριοστά του χιλιοστού.

Στο μέλλον, τα φάρμακα θα φθάνουν στον στόχο τους με σήραγγες που εισχωρούν μέσα στο αίμα, χάρη στη νανοτεχνολογία, όπως φαίνεται από την καλλιτεχνική αναπαράσταση

Αλλά η επιστήμη μπορεί να κάνει πολύ περισσότερα πράγματα από μία απλή
συρρίκνωση. Επιστήμονες και μηχανικοί δουλεύουν σε κλίμακες που είναι
εκατομμύρια φορές μικρότερες από το κεφάλι της καρφίτσας αλλάζοντας τα
χαρακτηριστικά, τις ιδιότητες και τη συμπεριφορά των υλικών.

H νούμερο ένα ειδικός στη νανοτεχνολογία είναι η φύση, που την εκμεταλλεύεται
στην εντέλεια. Χαρακτηριστικό παράδειγμα είναι η σαύρα, η οποία διαθέτει πολύ
λεπτές τρίχες στα πόδια. Χάρη σ’ αυτές, μπορεί να κολλά στους τοίχους και να
κρέμεται ανάποδα από ένα τζάμι. Οι επιστήμονες θέλουν να μάθουν από τη φύση. H
νανοτεχνολογία υπόσχεται στον άνθρωπο μεθόδους για να κάνει τα συστήματα
μικρότερα, ελαφρύτερα, ισχυρότερα, πιο αποτελεσματικά και ταυτόχρονα φθηνότερα
στην παραγωγή τους.

Εφαρμογές. «H νανοτεχνολογία δεν είναι από μόνη της θαυματουργή», λέει
στο BBC News ο καθηγητής Μαρκ Γουέλαντ, υπεύθυνος του Επιστημονικού
Εργαστηρίου Νανοκλίμακας στο Πανεπιστήμιο του Κέμπριτζ. «Είναι μία τεχνολογία
που δίνει εφόδια σε άλλους τομείς και μπορεί να εμφανιστεί σε πολλά προϊόντα.
Ήδη χρησιμοποιείται στη μνήμη φλας και τους επεξεργαστές υπολογιστών και
σύντομα θα εμφανιστεί στις επιστρώσεις υλικών και σε νέους τύπους αισθητήρων,
ιδίως στον χώρο της Ιατρικής».

Οι ειδικοί πιστεύουν ότι η νέα τεχνολογία θα αλλάξει την απόδοση υλικών, όπως
είναι τα πολυμερή, τα ηλεκτρονικά, οι βαφές, οι μπαταρίες, οι αισθητήρες, οι
κυψέλες καυσίμων, οι ηλιακές κυψέλες, οι επιστρώσεις, οι υπολογιστές και οι
οθόνες. Σε πέντε χρόνια, οι μπαταρίες που διαρκούν μόνο τρεις ημέρες θα
προκαλούν γέλια, ενώ σε 10 χρόνια ο τρόπος που γίνονται σήμερα οι ιατρικές
εξετάσεις θα θεωρείται προϊστορικός. Όσο για το iPod, θα έχει τη 10πλάσια
χωρητικότητα από ό,τι σήμερα. Στο κοντινό μέλλον, ένα τεραμπίτ δεδομένων – ίσο
με 10 ώρες μη συμπιεσμένου βίντεο υψηλής ποιότητας – θα αποθηκεύεται σε ένα
τσιπάκι στο μέγεθος του γραμματοσήμου.

Κανόνες – εφόδια. Οι συσκευές δεν θα είναι τόσο μικρές φυσικά. Όμως η
νανοτεχνολογία θα παίξει τον ρόλο της στη σμίκρυνση των συστατικών τους και
στη βελτίωση της αποτελεσματικότητάς τους. Οι νανοσυσκευές μπορούν να
δημιουργηθούν άτομο προς άτομο, όμως αυτή η μέθοδος είναι χρονοβόρα και πολύ
ακριβή, πιστεύει ο καθηγητής Τζον Ράιαν, υπεύθυνος του Κέντρου
Βιονανοτεχνολογίας στο Πανεπιστήμιο της Οξφόρδης.

«Μία από τις μεγαλύτερες επιστημονικές προκλήσεις που θα αντιμετωπίσουμε τα
επόμενα χρόνια είναι να καταλάβουμε τις θεμελιώδεις βιολογικές αρχές και να
τις εφαρμόσουμε στην παραγωγή νέου τύπου νανοτεχνολογία. Με εφόδια αυτούς τους
σχεδιαστικούς κανόνες, ίσως είναι πιθανόν να φτιάξουμε νέες νανοσυσκευές
χρησιμοποιώντας υλικά που είναι ανθεκτικότερα από τα βιο-υλικά».

Εκπληκτικές εφαρμογές στην Ιατρική

Τα νανο-υλικά εκμεταλλεύονται χαρακτηριστικά, τα οποία διαφορετικά πάνε
χαμένα. Για παράδειγμα, τα υφάσματα θα μπορούν να αλλάξουν χρώμα ηλεκτρονικά.
Βάζοντας δηλαδή μία στρατιωτική στολή μπροστά σε υπεριώδες φως, θα αλλάζει η
μορφή της. Αλλά εκεί που η τεχνολογία θα βρει τις περισσότερες εκπληκτικές
εφαρμογές της είναι η Ιατρική. «H νανο-ιατρική θα μας δώσει καλύτερα
διαγνωστικά εργαλεία και θεραπείες που θα φθάνουν στον στόχο τους άμεσα. H
δυνατότητα ατομικής ιατρικής είναι επίσης πολύ πιθανή. H απόδοση των κοχλιακών
και άλλων εμφυτευμάτων θα βελτιωθεί δραματικά», σύμφωνα με τον Ράιαν.

Στρατιές μικροσκοπικών ρομπότ κατατρώνε τη Γη!..

Υπάρχει και η αντίθετη άποψη για τη νανοτεχνολογία, η λιγότερο
αισιόδοξη, που υποστηρίζει ότι θα επιφέρει καταστροφικές αλλαγές στη φύση και
τη ζωή μας. Ακαδημαϊκές ενώσεις στη Βρετανία εξετάζουν όλα τα πιθανά σενάρια
για να αποφασίσουν αν χρειάζεται ειδική νομοθεσία. «H πιο απίθανη ιδέα που
κυκλοφορεί ευρέως είναι ότι η νανοτεχνολογία θα δημιουργήσει μία στρατιά
αυτοαναπαραγόμενων μηχανών που θα κυριαρχήσουν παντού», λέει ο καθηγητής Μαρκ
Γουέλαντ. «Αυτό είναι επιστημονική φαντασία και η νανοτεχνολογία δεν έχει
καμία σχέση. H πολυπλοκότητα της σχεδίασης μίας μοριακής μηχανής αποκλείει την
αναπαραγωγή της».

Το σενάριο αυτό προβλέπει στρατιές αυτοαναπαραγόμενων ρομπότ, μικρότερα από
ιούς, που πολλαπλασιάζονται ανεξέλεγκτα και κατατρώνε τη Γη. Ο Έρικ Ντρέξλερ,
τον οποίο πολλοί θεωρούν πατέρα της νανοτεχνολογίας, πιστεύει ότι δεν είναι
δυνατόν να εξαπλωθούν σε τέτοιο βαθμό αυτές οι νανομηχανές.

Κατά τον ίδιο τρόπο, οι ειδικοί απορρίπτουν σενάρια για βιολογικά σωματίδια
νανο-μεγέθους που θα εισβάλλουν στο ανθρώπινο σώμα και θα κάνουν απρόβλεπτα
πράγματα. «Αυτά είναι σενάρια επιστημονικής φαντασίας που προσπαθούν να
κλέψουν τη δόξα από τα πλεονεκτήματα της νανοτεχνολογίας, αλλά και από θέματα
που αξίζουν της προσοχής μας», επισημαίνει ο Τζον Ράιαν.

Ένα από αυτά για παράδειγμα, είναι η πιθανότητα να εισχωρήσουν νανοσωματίδια
στο αίμα και από εκεί στον εγκέφαλο μέσω της αναπνοής. «Δεν γνωρίζουμε όμως,
αν εγκυμονούν κινδύνους για την υγεία. Στην πόλη, αναπνέουμε μεγάλες ποσότητες
σωματιδίων και ένα μέρος τους είναι νανο-σωματίδια, όπως οι εκπομπές ντίζελ»,
εξηγεί ο Γουέλαντ.

Πιθανές χρήσεις της νανοτεχνολογίας

Ένα τετράγωνο τσιπάκι ενός χιλιοστού κουβαλά το μυρμήγκι, δείχνοντας το μέγεθος των νανοσυσκευών. H φωτογραφία είναι από τη δουλειά που γίνεται στο ερευνητικό κέντρο του Πανεπιστημίου του Χάντερσφιλντ

* Οργανικές δίοδοι εκπομπής φωτός (OLED) για οθόνες.

* Φωτοβολταϊκό φιλμ που μετατρέπει το φως σε ηλεκτρισμό.

* Παράθυρα με επίστρωση που προστατεύει από γρατζουνιές και αυτοκαθαρίζονται
με υπεριώδεις ακτίνες.

* Υφάσματα με επίστρωση που προστατεύει από λεκέδες και ρυθμίζει τη
θερμοκρασία.

* Έξυπνα ρούχα μετρούν τους παλμούς και την αναπνοή.

* Αρθρώσεις από βιο-συμβατά υλικά.

* Μπογιά με νανοσωματίδια που προστατεύουν από τη σκουριά.

* Θερμο-χρωμικό γυαλί που ρυθμίζει το φως.

* Μαγνητικά στρώματα για συμπαγή μνήμη δεδομένων.

* Κυψέλες καυσίμων από νανο-αγωγούς άνθρακα για τη λειτουργία ηλεκτρονικών
συσκευών και οχημάτων.

* Κοχλιακό εμφύτευμα νανο-μηχανικής.

Επιμέλεια: Στέφανος Κρίκκης, Εύη Ελευθεριάδου