Nano + technológia = nanotechnológia?


Biró László Péter

e-mail: biro@mfa.kfki.hu


Nanoszerkezetek Kutatása Osztály

MTA Műszaki Fizikai és Anyagtudományi Kutató Intézet

http://www.mfa.kfki.hu/int/nano/


Sokfelé találkozhat manapság az Olvasó a “nanotechnológia” szóösszetétellel, és korántsem bizonyos, hogy mindenki ugyanazt érti alatta. Egy összetett szó úgy születik, hogy két, önmagában is értelmes szót összecsapunk egy új dolog, vagy fogalom megjelölésére. Persze, az előfordul, hogy a hétköznapi élet tapasztalata ellentmondani látszik a szóösszetétel logikájának, mint például a számítógép esetében. Mit is kellene ez a szó jelentsen? Egy olyan gépet, amelyik számításokat végez. Ehelyett mire használjuk leggyakrabban? Szöveget szerkesztünk rajta, a gyerek idegesítő lövöldözős játékokat játszik, jobb esetben internetezik, stb., és a felhasználók egy egészen kis hányada, valóban számításokat végez vele. Helytelen lenne a megnevezés? Nem, a név tökéletesen fedi a valóságot, ugyanis mindezen felhasználások mögött valójában matematikai műveletek tömkelege húzódik meg. Csupán arról van szó, hogy egy bizonyos célra kitalált eszközt az emberi találékonyság sok más területen is alkalmaz, mint amire eredetileg kitaláltak.


Próbáljunk meg hát behatolni a nano + technológia szóösszetétel eredetébe, majd lépjünk tovább annak megvizsgálása felé, mit értünk ma nanotechnológia alatt, és tegyünk egy óvatos kísérletet annak felbecslésére, hogyan fogja az e mögött az új összetett szó mögött meghúzódó valami megváltoztatni életünket, ha az üzletek polcaira kerül, mint ahogyan a néhány évtizeddel korábban odakerült számítógép is alaposan felforgatta a mindennapjainkat.


A nanosz görög eredetű szó, törpét jelent. A Nemzetközi Mértékegység Rendszerben (SI) a nano- előtag azt jelenti, hogy az utána következő mértékegység az alapegység egymilliárdod része. Így a nanométer egy olyan parányi hosszúságot jelent, amiből egymilliárd tesz ki egy métert. Ha mindennapi tapasztalataink világába szeretnénk érzékelni ezt az arányt akkor azzal vethetjük össze ahogyan az 1 cm aránylik a 10000 km-hez.


A technológia, egy ismerős fogalom, a Magyar Értelmező Kéziszótár szerint

[i]: „a gyártási folyamat elmélete és gyakorlata”.


A fentiek alapján kijelenthető lenne: a nanotechnológia a nagyon kis dolgok gyártásának tudománya. Valóban csupán ennyi lenne, egy még apróbb mikrotechnológia? Jogos a kérdés: akkor miért ez a nagy izgalom a nanotechnológia körül? Valójában jóval többről van szó, mint a miniatürizálás éppen soron következő lépcsőjéről. A nanotechnológia egy gyökeresen más technológia, amelynek vezérelvei alapjaiban térnek el az úgymond klasszikus technológiákétól. Míg a klasszikus technológiák az első kőszerszámok pattintásától napjaink integrált áramköréiig úgy állították elő a szükséges javakat, vagy azok részegységeit, hogy „kifaragták” őket egy nagyobb darab nyersanyagból, azaz egy tervhez viszonyítva eltávolították a „felesleget”, a nanotechnológia egészen más vezérelvek szerint alakul: atomonként akarja összerakni a dolgokat.


A valódi nanotechnológia „szerszámokként” igyekszik felhasználni az elmúlt évezredek alatt megismert természeti törvényeket ahhoz, hogy rábírja az atomokat és molekulákat, bizonyos tervek, előre kigondolt kívánalmak szerint kapcsolódjanak össze. A valódi nanotechnológia objektumaira és „termékeire” az esetek többségében az is igaz, hogy nem alakíthatók ki kifaragás útján. Ennek illusztrálására álljon itt egy példa a szén nanoszerkezetek köréből.


A szén igen régóta és igen jól ismert anyag. Meglepően ellentétes tulajdonságokkal rendelkező módosulatait, a gyémántot – a gyémánttal minden más anyag karcolható - és a grafitot – grafitceruzával írunk a papírra - a szénatomok eltérő összekapcsolódása teszi lehetővé. A harmadik modosulatot, a fullerén típusú anyagokat 1985-ben fedezték fel [ii], 1996-ban pedig Nobel díjjal jutalmazták felfedezőit. A fullerén felfedezőinek, Sir Harry Kroto-nak és munkatársainak [ii] nem mindennapi szellemi bravúrra volt szükségük annak felismeréséhez, hogy a tömegspektrométeres méréseik során, a hatvan szénatomnak megfelelő tömegnél makacsul jelentkező csúcs azt jelenti: létezik egy hatvan atomból felépülő, tökéletesen gömb alakú, 1 nm átmérőjű molekula, a C60 [iii] (1. ábra). Ez a történelmi felismerés olyan kutatásokat indított el, amelyek rövid idő alatt világszerte sok ezer kutatót foglalkoztató új tudományterületet hoztak létre a fizika, kémia és az anyagtudományok határmezsgyéjén: a szén nanoszerkezetek kutatását. A területen belül az egyik leggyorsabban fejlődő irány a szén nanocsövekre koncentrál [iv] (2. ábra). Ez a fokozott érdeklődés az egyenes szén nanocsövek ígéretes elektromos és mechanikai tulajdonságainak következménye [v, vi, vii]. Hogy egyebet ne említsünk, egy szén nanocső szilárdsága százszorosa a megfelelő méretű acélszálénak, míg tömege csupán hatoda az acél tömegének. Az egyfalú szén nanocső úgy képzelhető el, mint a tökéletes hengerré tekert egyetlen atom vastag grafitréteg, átmérője az egy nanométeres tartományban van, míg hossza több tíz mikron is lehet. A többfalú szén nanocső koncentrikusan egymásba helyezett egyfalú szén nanocsövekből épül fel, úgy, hogy az egyes csövek falai közötti távolság megegyezik a grafit rétegei között mérhető távolsággal (0.34 nm) (2. ábra).

 

Ábra 1. A C60 molekula szerkezete, az egyik ötszög sötét kitöltéssel ki van emelve.

 


 

(a)

(b)

(c)

Ábra 2. Egyfalú, és többfalú szén nanocső szerkezeti modellje. a) az egy atom vastagságú grafit (grafén sík) feltekerése; b) fullerén félgömbbel lezárt végű, egyfalú szén nanocső; c) nyílt végű tőbbfalú nanocső. Az egyfalú szén nanocsövek jellemző átmérője az 1 nanométeres tartományban van, a többfalú szén nanocsövek rétegeit a grafit rétegei között mérhető (0.34 nm) távolság választja el.

 

Az 1. és 2. ábra figyelmes szemlélése két következtetéshez vezet: bármennyit is faragjuk akár a grafitot, akár a gyémántot, ilyen objektumok nem alakíthatók ki. Mégpedig azért, nem, mert az egynanométeres focilabdát, vagy a szén nanocsövet alkotó atomok sajátos módón kapcsolódnak össze. Másodszor: a fullerénben hatszögek mellet, ötszögre is szükség van (12 darabra) a molekula létrejöttéhez, hiszen a csupán hatszögeket tartalmazó grafitos szerkezetű, egyetlen atom vastag szén-sík, az úgynevezett grafén sík, valóban tökéletesen sík, csak úgy „kényszeríthető” gömbfelületre, ha a megfelelő számú hatszöget ötszögekre cseréljük benne és az ötszögeket megfelelően elrendezzük, azaz megépítjük a fullerén molekulát. Az egyenes szén nanocső pedig csak úgy alakítható ki, ha a grafén síkból kimetszett darabot hibátlan hengerré tekerjük (gondolatban!) (2.a ábra) és ahol a kimetszet darab élei találkoznak, ott „összeforrasztjuk” az atomokat. Ezek alapján kijelenthető, hogy a fullerén típusú anyagok valóban igazi „nanotechnológiai termékek”: átmérőjük a nanométeres tartományba esik, és nem állíthatók elő kifaragás útján. De akkor hogyan? Az eljárás, amelyért Kroto és munkatársai Nobel díjat kaptak és amely a szén nanocsövek egyik előállítási módszerének is az alapja, a szénatomok elpárologtatásán alapul (mintegy 3000 C hőmérsékleten, elektromos ívben). Amikor a szénatomok újraszilárdulása (kondenzálódás) megfelelő körülmények között történik, (például, kellő nyomású nemesgáz légkörben), akkor C60 és más, magasabb atomszámú fullerén molekulák és többfalú szén nanocsövek is képződnek. A nemesgáz atomok szerepe az, hogy eltávolítsák egymástól a szénatomokat és elősegítsék a plazma lehűlését, mondhatni „terelgetik” a szénatomokat a fullerén szerkezet felé. Nemrégiben a Magyar Tudományos Akadémia Műszaki Fizikai és Anyagtudományi Kutató Intézet Nanoszerkezetek Kutatása Osztályon egy hasonló eljárást dolgoztunk ki, amelyben desztillált vizet alkalmaztunk hűtő és az oxidációt megakadályozó, valamint a kondenzálódást irányító közegként [viii]. Érdemes itt megállni egy szóra: az előbbi példából is kiviláglik, ha atomokkal akarunk „legozni”, akkor nemcsak az építőelemeknek kell atomi méretűnek lenniük, hanem azoknak az „eszközöknek” is, amelyekkel irányítjuk az építőelemek összekapcsolódását. Ugyanúgy, ahogyan a gondos műszerész, karcsú csipesszel nyúl bele egy finom szerkezet belsejébe, a nanotechnológus sem ronthat a makroszkópos világból ismerős szerszámokkal az atomok és molekulák világába. Ezért az látszik a legcélravezetőbb útnak, ha minél alaposabban kiismerjük az atomi lego-elemek egymással történő bonyolult kölcsönhatásait, hogy atomokat és molekulákat alkalmazhassunk szerszámokként is. Persze ez korántsem könnyíti meg a dolgot, azonban jelenlegi ismereteink szerint ez látszik az egyetlen olyan járható útnak, amelyen hosszútávon haladni érdemes.


Azonnal felmerül, és jogosan, a kérdés: mikorra lesz ebből technológia és termék? Ebben az értelemben ma még nem egészen helyénvaló a nanotechnológia szóöszetétel. Ugyanis amit kutatunk és igyekszünk „ellopni” az anyatermészettől, annak még csak igen kis része van a valódi technológiai szakaszban. Még nincs a mérnökök asztalán, még mindig az alapkutatással foglalkozó fizikusok, vegyészek és biológusok viaskodnak vele. Ennek ellenére, a közelmúlt technológiai váltásai alapján, megpróbálkozhatunk néhány óvatos becsléssel. Vizsgáljunk meg két példát, emlékezetünkbe idézve, hogy amint arról már szó volt, a kőkorszak óta nem került sor hasonló mélységű technológiai váltásra, mint a nanotechnológia esetében várható. Az első esetben, az út az első elektronikus számítógéptől (ENIAC, 1945), a Pentium PC-ig vagy a kézi-számítógépekig (palmtop) tart, a második esetben pedig az első mobiltelefontól (DynaTAC 8000X, 1983), a színes, kamerával, internetböngészővel ellátott apróságokig vezet.


Meg kell említeni, hogy az ENIAC megszületésében jelentős szerepe volt az 1903-ban, éppen 100 ével ezelőtt, Budapesten született Neumann Jánosnak, aki az elektronikus számítógép megépítésére indított amerikai program igazgatója volt és kitalálta a számítógépek leglényegesebb elemét, a tárolt program (szoftver) elvét. Amint a 3. ábrán látható, az ENIAC nem volt egy apróság, 20000 elektroncsőből épült fel, megtöltött egy kétemeletes épületet és annyi energiát fogyasztott, amennyivel kivilágítható egy kisváros. Az ugyancsak a 3. ábrán látható kézi-számítógép kényelmesen elfér egy ingzsebben, két ceruzaelem működteti hónapokig és kapacitása sokszorosa az ENIAC-énak. Ehhez mintegy 60 évre volt szükség, a tranzisztor, a félvezető elektronika és az integrált áramkörök (IC) kitalálására és néhány évtizednyi időre, amíg a félvezető IC technológia elérte „nagykorúságát”. Második példánk is hasonló trendet mutat: a Motorola által kifejlesztett első mobiltelefon egy kilót nyomott, „téglának” csúfolták, egy órányit lehetett beszélni vele és 3995 dollár volt az ára. Ennek ellenére, kereskedelmi megjelenésekor, 1983-ban, több ezres volt a várólista. A fejlesztés 15 évi munka eredménye volt és százmillió dollárba került (1983-as árakon!). Ma a világon 1,2 milliárd ember használ mobiltelefont, már 4000 Ft körüli összegért megvásárolható valamelyik egyszerűbb készülék. A fejlesztés kezdetétől napjainkig, mintegy 35 év telt el. Magyarországot 5 -7 évvel ezelőtt érte el a „mobil-hullám”.

 


Ábra 3. Neumann János az első számítógép egyik részegységével (balra) és napjaink egyik tenyérbeillő kéziszámítógépe (palmtop), melynek teljesítménye sokszorosa az ENIAC-énak.

 

Egyik esetben sem kell bizonygatni, hogy ezek a készülékek jelentős módón befolyásolták azt, ahogyan élünk. Két következtetés adódik a fenti példákból: a) rohamosan rövidül a fejlesztés kezdetétől addig a pillanatig eltelő idő, amíg az emberek sokasága a „bőrén” érzi az eredményt; b) az első eladható, vagy használható terméktől, a technológiai „nagykorúsodásig” évtizedek tel(het)nek el. Ezek alapján talán nem tévedünk nagyot, ha úgy becsüljük, hogy jó esetben, tíz – húsz éven belül várható az a pillant, amikor a nanotechnológia látványosan behatol a mindennapi életünkbe. Azt azért óvatosságból meg kell jegyezni, hogy itt-ott ez a behatolás már elkezdődött, azonban jelenleg a nanotechnológia még nagyon drága, és gyakran furán „téglaszerű”, mint a Motorola első mobiltelefonja. Másrészt, az ipar fogadókészsége is korlátozott, pontosan abból adódóan, hogy egy ilyen mélységű és hirtelen technológiai váltás hihetetlen mértékű beruházási kiadásokkal jár. Nem szabad elfelejteni, hogy a tudományban és az iparban igen eltérőek lehetnek a hajtóerők. A kutatót gyakran a kíváncsiság hajtja és hajlamos kevésbé törődni a költségekkel. Ezzel szemben az ipar célja a profit és az egyik fő szempont a költségtakarékos gyártás. Különösen a kockázatos technológiaváltások esetén az ipar magatartását gyakran az jellemzi:

„az sem baj, ha más fizeti ki a fejlesztés költségeit, ha már működik, megvesszük a szabadalmat és majd továbbfejlesztjük”

„nem a legjobbat, hanem a legolcsóbbat építem be a termékbe, ami még képes ellátni egy adott feladatot”.

Ezért az látszik a könnyebben járható útnak, ha a nanotechnológia megpróbál beépülni a létező termékekbe és „feljavítani” azokat, szemben azzal a forgatókönyvvel, amelyben a nanotechnológia „rohamra indul” a klasszikus technológiákkal szemben. Ez azt is jelenti egyúttal, hogy könnyen előfordulhat, hogy már vásároltunk „nanotechnológiát”, anélkül, hogy ennek tudatában lennénk. Például, egyes kozmetikumokban ún. nanoszomákat alkalmaznak a hatóanyag eredményesebb célba juttatásához [ix]. A nanoszoma nem egyéb, mint egy nagyon kis liposzoma, azaz foszfolipid kettősrétegéből előállított gömböcske, amelynek belsejében található a sejtbe bejuttatandó hatóanyag (4. ábra). A foszfolipidek, olyan zsírmolekulák, amelyek egyik vége, a „fej”, a foszfát csoportnak köszönhetően hidrofil, míg a „farok” hidrofób. Sejtjeink falát is foszfolipid kettősrétegek építik fel. Ez utóbbi tény jelentősen megkönnyíti, hogy a nanoszomába zárt hatóanyag úgy hatoljon be a sejtbe, hogy közben nincs kitéve a légköri, vagy a testen belüli, a hatóanyagok károsító hatásoknak. Nyilván, ez egy szűk piac, és a nanoszoma alapú kozmetikumok nem tartoznak az olcsóbbak közé. Azt még meg kell jegyezni, hogy a nanoszoma sem alakítható ki a nagyméretű és többrétegű liposzomák „faragásával”. Arra kell rábírni a foszfolipideket, megfelelő körülmények között, hogy eleve nanométeres mérettartományba eső gömböcskékbe rendeződjenek.

 

Ábra 4. Foszfolipid molekula elhelyezkedése vízfelszínen és foszfolipid nanoszoma: nanometers méretű liposzoma, foszfolipid molekulákból felépülő, gömb alakú kettősréteg, amely „kapszulaként” magába foglalhat gyógyszert, vitamint, vagy egyéb hatóanyagot.

 

Az élő anyaggal kapcsolatos nanotechnológiai alkalmazások körében maradva az Amerikai egyesült Államokba, Dr. James R. Baker, Jr. által a University of Michigan (UoM), School of Medicine-ben folytatott kutatások azt igazolták, hogy a vízben lebegő, nanométeres méretű olajgömböcskéknek antibakteriális (E. coli és Salmonella) [x] és vírusőlő (HIV és Herpes), valamint spóraőlő (Anthrax, Candida albicans, Byssochlamys fulva) hatása van. A kutatást a Defense Advanced Research Programs Agency (DARPA) támogatta.


Valamennyi fent bemutatott példa azt hivatott illusztrálni, hogy abban az „átmeneti zónában”, ami a tömbi anyag viselkedésének leírása (például a szilárdtestfizika eszköztárával) és az atomok viselkedésének leírása között (például az atomfizika eszköztárával) terül el, az ún. mezoszkópikus rendszerek világában az anyag furcsa, újszerű tulajdonságokkal rendelkezik, amelyeket csak ritkán láthatunk előre már meglévő ismereteink alapján. Pontosan ez a terület a nanotechnológia területe. Természetesen mindkét oldalról közeledhetünk ehhez a területhez: a tömbi anyag felől, ez az IC technológiából már jól ismert út, a „fentről lefele” (top down) más néven a méretcsökkentés (scaling down); vagy az atomok felől, ez az ún. „lentről felfele” közelítés (bottom up). Ez az a megközelítés, amelyben atomi szerszámokkal bírunk rá más atomokat, hogy szándékunknak megfelelően rendeződjenek el és kapcsolódjanak össze a térben. Ha nehezebben is járható, de a valódi nanotechnológia szempontjából ez utóbbi látszik igazán ígéretesnek. Ebben az értelemben a címben kérdőjellel írt „egyenletben” nem minden esetben helyes kitenni az egyenlőségjelet. Ennek ellenére a „fentről lefele” megközelítés hozzájárulhat az új és régi technológiák zökkenőmentesebb összeolvadásához.


Végül próbálkozzunk meg egy óvatos előrepillantással, de ne tévesszük szem elől hogy, az utóbbi évtizedekben igen ritkán született olyan technológiai előrejelzés, amely maradéktalanul be is igazolódott volna. Tekintsünk be röviden a Lux Capital cég által 2003-ban összeállított „Nanotechnológiai Jelentés 2003” című műbe, amelyet így jellemzett a Deutsche Bank Technology Group ügyvezető igazgatója, George Elling: „Az üzleti élet kulcsfigurái útikönyvként kezelhetik a Nanotechnológiai Jelentést, hogy megértsék és kiaknázzák ezt a hatalmas technológiai váltást”. Néhány, a tájékozódást elősegítő (pénzügyi) adat a jelentésből:


A fent olvasottak alapján megkísérelhetjük újrafogalmazni a nanotechnológia meghatározását, most már úgy, hogy szem előtt tartjuk azt, amiért ezek a nem elhanyagolható pénzek megmozdulnak. Ebben az értelemben a nanotechnológia magában foglalja a 100 nanométernél kisebb skálán szervezett anyag létrehozását, precíz kezelését és tervszerű elrendezését, mérését és modellezését, más szóval, azokat a folyamatokat amelyek lehetővé teszik, hogy a molekulákat egyenként oda helyezzük, ahova és amikor akarjuk, azért, hogy segítségükkel megvalósítsuk az előre eltervezett működést. A 100 nanométeres határ azért fontos, mert ez a küszöb, amely alatt az anyag viselkedésében dominánssá válnak azok a hatások, amelyek a megszokott makroszkópos méretekhez viszonyítva újszerű tulajdonságokat eredményeznek.


A Nanotechnológiai Jelentés 2003 két fontos szakaszt emel ki az üzleti körök figyelmének alakulásában és pénzeik új területek felé áramlásában. Az első szakaszban, a fokozódó figyelem szakaszában, a média egyre erősödő „zsongása” mellet az üzleti körök figyelme az új terület felé fordul, és jelentős pénzeszközök folynak az új irányba, annak megelőzésére: „aki kimarad, az lemarad”. Ennek a szakasznak rendszerint velejárója a túlfűtött optimizmus is, a megtérülés idejének és mértékének vonatkozásában. Ennek az optimizmusnak a kifulladását követi a csalódás szakasza, amikor a túlzott remények szertefoszlanak. Ennek jó példája a közelmúltból az „internet biznisz”-buborék kipukkadása. Ezeknek a szakaszoknak a bekövetkezte nagyjából független a kutatók magatartásától, ha a médiának hírre van szüksége egy divatos témában, megteremti azt. És hajlamos elmosni a különbséget a nano-tudomány és a nano-technológia között. A tudomány ismereteket szerez és megmagyaráz jelenségeket, míg a technológia alkalmazza ezt a tudást a dolgok és eszközök megteremtésére. A tudomány a tudás megszerzésével, míg a technológia a tudás kamatoztatásával foglalkozik, és gyakori, hogy ezt a két lépést nem kis távolság választja el egymástól.


Miként fogja a nanotechnológia megváltoztatni mindennapi életünket? A tudományos műhelyekben ma már létező eredmények alapján viszonylagos biztonsággal előrelátható, hogy az élettudományok területén egyrészt a diagnosztikában, például a „lenyelhető laboratórium” megvalósítása, másrészt a gyógyszerek célzott eljuttatása területén a „távirányított nanokapszulák” alkalmazásával várható jelentős előrelépés a közeljövőben. Azonban a kevésbé megzabolázott fantázia a távolabbi jövőben a mesterséges antitestektől a sejtjavító nanorobot-rajokig terjeszti a potenciális alkalmazások határait [xi]. Méreteiből adódóan egyetlen ilyen nanorobot képességei roppant korlátozottak lehetnek, azonban sok millió érzékelni és egymással kommunikálni képes nanorobot komplex feladatok végrehajtására is képes lehet. Ha ezek az eszközök valóban kifejlesztésre kerülnek, az alapjaiban fogja átalakítani az egészségügy működését, például egy vakbélműtét megoldódhat valamilyen folyadékban úszkáló nanorobot-raj lenyelésével, legfeljebb a páciensnek egy ideig üldögélnie kell a robotrajjal kommunikáló számítógép közelében.


Az érzékelés és kommunikáció területén is várható néhány, nem feltétlenül és csakis örömöt okozó fejlesztés. Folynak kutatások annak érdekében, hogy a mobiltelefon és a számítógép „tetoválható” legyen, azaz a bőrben kialakított áramkörökkel működjön és energiaforrásként biokémiai elemeket alkalmazzon. Ez ugyan megfosztja a mobilhasználókat attól az élvezettől, hogy a szívüknek kedvesre formatervezett készüléket használhassák, de az ilyen készüléket (vagy talán sajnos?) nem lehet „otthon felejteni” … Közelebb maradva a realitáshoz, az úgynevezett „okos por” (Smart Dust) program, olyan parányi, érzékelni és egymással kommunikálni képes, fedélzeti számítópéppel felszerelt, napenergiával „táplálkozó” „szemcsék” fejlesztését tűzte ki célul, amelyek gyakorlatilag kimutathatatlanul „tudósítanak” tetszőleges helyekről. Természetesen, az ilyen rendszerek és a korábban már említett nanorobotok teljesen új elven működő szoftvereket is igényelnek.


Hosszasan lehetne még sorolni a nanotechnológia többé-kevésbé meghökkentő és adott esetben hátborzongató, lehetségesnek látszó alkalmazásait. Azt azonban világosan kell látnunk, hogy nem valamely eszköz, találmány, stb. kifejlesztése szokott gondot okozni, hanem annak alkalmazása (emlékezzünk arra, hogy a számítógépet sem a számítógépes játékok miatt találták ki). Az előbbi példáknál maradva, az „üldögélős” vakbélműtét egy remek dolog, de az a katona, akinek éppen valamely létfontosságú szervét műtik akarata ellenére az ellenfél irányítása alatt álló nanorobotok, feltehetőleg másként vélekedik arról a kérdésről, helyes volt-e kifejleszteni ilyen eszközöket. Az is egy remek dolog, ha a bankrablót, betörőt leleplezi az okos por, az viszont lehet, hogy ellenérzést vált ki a „beporzott” alanyból, ha a féltékeny házastársnak továbbítják az információt az okos porszemek.


Amint azt a jelen írásban tárgyalt, már ma létező példák (szén nanoszerkezetek, nanoszomák, olaj szsuszpenzió stb.) is mutatták, az új anyagok területén már számos, valódi nanotechnológiának minősülő megvalósítás létezik. Ezek széleskörű alkalmazását ma még egyrészt az előállításuk ára korlátozza, másrészt, az a nanoszerkezeteket tömegesen előállító eljárások még nem eléggé szelektívek. Például, a szén nanocsövek esetében még nem megoldott a szelektív növesztés, azaz, hogy a számtalan lehetséges nanocső közül egy és csakis egy fajta keletkezzen. Ennek ellenére egyes „luxus alkalmazásokban”, amelyek nem igényelnek ilyen jellegű szelektivitást, például különleges teniszütőkben, a fogyasztó már üzletben megvásárolható termékként is „találkozhat” szén nanocsövekkel. A ma létező nanotechnológiát (is) alkalmazó termékekben megtalálható szén nanocsövek, nanoszomák, olajcseppek, stb., valójában csupán alkatrészei annak a majdani nanotechnológiának, amely képes lehet egyszer az „üldögélős” vakbélműtétre, vagy fantáziánkat még szabadabban eresztve, arra, hogy nanorobotok házat növesszenek számunkra a puszta földből, sőt adott esetben, valamely távoli égitest fagyos sziklájából. Bár az nem állítható bizonyossággal, hogy valaha is létrehozunk majd ilyen típusú nanotechnológiát, mai ismereteink szintjén nincsenek ezt kizáró, tudományosan megalapozott okok. Érdemes rápillantani a 3. ábrára és emlékezetünkbe idézni, hogy az új technológiák termékei létük kezdeti szakaszában ritkán hasonlítanak arra a megjelenési formára, amelyben a kifejlett technológia szakaszában találkozhatunk velük.

 

 

Irodalom

i Juhász J. Szőke I., O. Nagy G. és Kovalovszky M. (szerkesztők), Magyar Értelmező Kéziszótár, Akadémiai Kiadó Budapest, 2000.

ii H.W. Kroto, J.R. Heath, S.C. O’Brien, R.F.Curl, and R.E. Smalley, Nature (London) 318, 162 (1985).

iii Braun T., A káprázatos C60 molekula (Akadémiai Kiadó, Budapest, 1996).

iv R.H. Baughman, A.A. Zakhidov, W.A. de Heer, Science 297, 787 (2002).

v L.P. Biró, C.A. Bernardo, G.G. Tibbets, Ph. Lambin Eds. , Carbon Filaments and Carbon Nanotubes: Common Origins, Differing Applications? (Kluwer Academic Publishing, Dordrecht, 2001).

vi M.S. Dresselhaus, G. Dresselhaus, Ph. Avouris Eds., Carbon Nanotubes Synthesis, Structure, Properties, and Applications (Springer, Berlin, 2001).

vii Kónya Z., Biró L.P., Hernádi K., B.Nagy J., Kiricsi I, Szén nanocsövek előállítása, tulajdonságai és alkalmazási lehetőségei (Akadémiai Kiadó, Budapest, 2001).

viii L. P. Biró, Z. E. Horváth, L. Szalmás, K. Kertész, F. Wéber, G. Juhász, G. Radnóczi, J. Gyulai, Chem. Phys. Lett. 372, 399 (2003).

http://www.mfa.kfki.hu/int/nano/

ix Elsom Research Co., Inc., Product Information for Nanosomin Serum, 2001

x T. Hamouda, J. R. Baker, Jr., J. Appl. Microbiology 89, 397 (2000).

xi I. Malsh, The Industrial Physicist, June/July 2002, p. 15.