Co je malé, to je hezké aneb nanotechnologie dnes a zítra

Obor nanotechnologií zažívá v současné době nebývalý boom - Evropa, Amerika i Japonsko do něj pumpují každým rokem miliardy dolarů. Předpokládá se, že za nějakých dvanáct let půjde o bilionový trh. V dolarech! Problémem je však nedostatek "mozků".

Podmínkou pro takovýto rozvoj trhu je samozřejmě dostatek vzdělaných lidí - kapacit, které by mohly táhnout výzkum a vývoj stále dál. Odhaduje se, že by bylo třeba, aby každý rok vyšlo z univerzit na 5000 absolventů zaměřených na obor nanotechnologií.

Molekulové procesory, uhlíkové nanotrubičky

Díky nanotechnologiím je možné manipulovat hmotou na atomární a molekulární úrovni (1 nanometr = 1 miliardtina metru). Zařízení využívající tyto technologie budou s největší pravděpodobností znamenat revoluci v téměř všech oblastech lidské činnosti - od lékařství přes výpočetní techniku až po průzkum vesmíru (viz. dále).

Americký kongres nedávno schválil zákon o uvolnění 2,36 miliardy dolarů během následujících tří let pro výzkumné a vzdělávací programy, které se rozjedou anebo už běží v institucích jako je Národní vědecká nadace, Ministerstvo energetiky či NASA. Je zřejmé, že Američané nechtějí zaspat za Evropou, která do podobných programů také investuje nemalé částky. Stejně důležitá jako dostatečné finanční zdroje je však v tomto případě také maximální spolupráce mezi vládní, akademickou a průmyslovou sférou.

Výzkumem a vývojem v oboru nanotechnologií se zabývají všichni velcí hráči IT průmyslu - zajímavých výsledků zatím dosáhly především společnosti IBM a Hewlett-Packard, v přímém závěsu je Intel. Důvod jejich zájmu je zřejmý - křemík se pomalu ale jistě blíží ke svým hranicím, často to ostatně pociťujeme už dnes, když musíme na procesory nasazovat obrovské chladiče, nejlépe ještě vodní. Naproti tomu molekulární elektronika, k níž vede cesta právě skrze nanotechnologie, může posunout hranice počítačů mnohem dál, než by to kdy bylo představitelné s křemíkovými čipy.

Jedním z nejdůležitějších objevů posledních let jsou tzv. "uhlíkové nanotrubičky". Ty by se mohly stát základem příštích počítačových čipů, které by se už neskládaly z kovů jakožto vodičů, nýbrž z velmi malých vodivých vláken karbonu. Umožnily by tak výrobu mnohem menších, rychlejších a dokonce i levnějších čipů. Jestliže tedy mottem 90. let bylo "křemíkový čip do každé rodiny", sloganem příští dekády by se mohlo stát něco jako "nanotrubičky do každé rodiny".

Spolu s tím by se však samozřejmě musely změnit výrobní technologie, což by ve svém důsledku znamenalo přestavování celých továren, respektive výstavbu nových a rušení starých. A to by rozhodně tak levné nebylo.

Jen tak mimochodem, jedním z předních výzkumníků této slibné technologie je také český vědec ing. Zdeněk Beneš Ph. D., který v současné době působí ve výzkumném centru IBM v USA. Rozhovor s ním přinesl nedávno časopis Computer 4/03.

Přední světový výrobce procesorů, společnost Intel, v současné době spolupracuje na výzkumu a vývoji nanotechnologií s množstvím univerzit po celém světě. V přípravě jsou procesory, které se budou vyrábět technologií 0,09 mikrometru (tedy 90 nanometrů). V současné době se využívá především 0,13 a 0,15 mikrometrové technologie. Miniaturizace se netýká jen procesorů, ale například také pamětí, které budou mít mnohem vetší kapacitu při stejných nebo menších velikostech. Využití je opět všestranné - počítače (stolní i kapesní), mobilní telefony, atd.

Člověk, vesmír a vůbec

Nanosvět však není pouze záležitostí počítačů. Jak jsem už řekl v úvodu, využití takto malých zařízení je skutečně všestranné, a tak se o podobné technologie zajímají i další zájmové skupiny.

Výzkumné centrum nanotechnologií amerického Národního ústavu pro letectví a kosmonautiku (NASA) má s využitím pokročilé miniaturizace velkolepé plány. Na výzkumu, který má rozšířit obzory průzkumu vesmíru pracuje v současné době na padesát špičkových vědců. Prvotním impulsem je vývoj nových, ultralehkých materiálů a elektronických systému, druhotně je to pak aplikace nanobotů v roli samostatných průzkumných sond. Své místo zde mají také již zmiňované uhlíkové nanotrubičky, které se mohou stát základem pro extrémně pevné a odolné materiály. Odborníci předpokládají, že reálného využití se takovéto technologie dočkají během následujících 10 až 15 let.

Něco tak skvělého jako miniaturní roboti o velikosti molekuly samozřejmě nemůže ujít pozornosti (americké) armády. A tak se její experti rozhodli, že je využijí, samozřejmě po svém. Chtějí postavit malé "mechaniky", kteří by dokázali detekovat a zacelovat oděrky a šrámy či dokonce korozi v tělech válečných vozidel. Zní vám to fantasticky? To ještě zdaleka není všechno. Jiné plány počítají s využitím podobných "drobečků", kteří by sloužily jako přizpůsobivá kamufláž vozidel. Vzhled vozidla by se pak měnil podle toho, v jakém terénu či prostředí by operovalo. Podobné vymoženosti se mají v ostrém provozu objevit už mezi lety 2005 až 2009. Vize spisovatelů science fiction se tedy jak vidno opět začínají naplňovat!

Pro i proti

Přínos nanotechnologií pro lidskou společnost může být skutečně obrovský. Někteří lidé (například Bill Joy, spoluzakladatel společnosti Sun Microsystems) však upozorňují také na jejich případná nebezpečí a tvrdí, že pokud by některý druh nanostrojů uniknul z laboratoře, mohl by vyvolat katastrofu obrovských rozměrů. Takovou situaci ostatně popisuje například Michael Crichton, autor slavného Jurského Parku, ve svém nejnovějším románu "Prey". Některá zásadní ochranná opatření proto byla přeci jen přijata - je například zakázáno vyrábět molekulární stroje, které by se dokázaly samovolně donekonečna replikovat.

Přesto se ale zdá, že světové vlády tentokrát výjimečně uposlechnou spíše hlasy "liberálů", kteří říkají, že jakákoliv regulace či zásahy ze strany státu do tohoto oboru výzkumu by byly velmi nežádoucí a mohly by zpomalit nebo zcela znemožnit zásadní objevy například v oblasti medicíny. Za vším samozřejmě nestojí nic jiného než příslib obrovského množství peněz, respektive miliardového (zdanitelného) nanotechnologického průmyslu.

Diskuze (18) Další článek: Počítačová skříň jakou jste ještě neviděli

Témata článku: Energetika, Český vědec, Odolné mobilní telefony, Zásadní objev, Národní park, Prvotní impuls, Malá sonda, Podobné opatření, Levná elektronika, Současná doba, Podobná velikost, Dostatečné množství, Vozidlo, Finanční zdroj, Podobná technologie, Současný vývoj, Nemalá částka, Podobné množství, Miniaturní robot, Využití, Uhlíkové vlákno, Molekula, Kamufláž, Využitá kapacita, Levné stolní počítače


Určitě si přečtěte

Apple: naše mapy budou nejlepší na světě. Tajně jsme na nich pracovali několik let

Apple: naše mapy budou nejlepší na světě. Tajně jsme na nich pracovali několik let

** Apple odhalil své plány na zcela nové mapy ** Několik let pracuje na nových mapách, které by měly předběhnout konkurenci ** Objeví se s příchodem iOS 12 pro vybrané státy

Karel Javůrek | 50

Šmírovačka kamerami Googlu: Koukněte se, co nového zachytily na Street View

Šmírovačka kamerami Googlu: Koukněte se, co nového zachytily na Street View

Google stále fotí celý svět do své služby Street View. A novodobou zábavou je hledat v mapách Googlu vtipné záběry. Podívejte se na výběr nejlepších!

redakce | 44

Rekordy počasí: V Česku to ještě jde, skutečné extrémy zažívají jinde

Rekordy počasí: V Česku to ještě jde, skutečné extrémy zažívají jinde

** Teplotní extrémy dokážou překvapit. Seznamte se s rekordy v Česku i ve světě ** Rekordní hodnoty jsou mnohdy až k neuvěření ** Zjistěte, kdy ke bylo největší horko, zima, déšť či vítr

Karel Kilián | 7

Sex a rozmnožování při mezihvězdné cestě: Kolik lidí je potřeba pro let k Proximě Centauri?

Sex a rozmnožování při mezihvězdné cestě: Kolik lidí je potřeba pro let k Proximě Centauri?

** Vědci spočítali, jak velká by musela být posádka pro vícegenerační let k nejbližší hvězdné soustavě ** Proxima Centauri se nachází 4,3 světelných let od nás ** Za současných technologií bychom k ní letěli 6300 let

Petr Kubala | 57


Aktuální číslo časopisu Computer

Velký test 18 bezdrátových sluchátek

Vše o přechodu na DVB-T2

Procesory AMD opět porážejí Intel

7 NVMe M.2 SSD v přímém souboji