Molekulinė nanotechnologija (MNT) yra proveržis mokslas, apjungiantis chemijos, biologijos ir fizikos principus, kad būtų pasiūlyti mikroskopiniai nano masto prietaisai, kurie mechanochemiškai manipuliuotų atskirais atomais ir molekulėmis, kad būtų sukurtos medžiagos, išnaikintos ligos ir atkurta aplinka; todėl potenciali MNT nauda yra plati ir revoliucinga.
MNT remiasi žiniomis, kad pagrindiniai biocheminiai ir biofiziniai procesai, vykstantys molekuliniame lygmenyje, mikroskopiniu mastu imituoja pramonines surinkimo mašinas. Tai turbūt lengviausia matyti DNR pavyzdyje, kuri yra molekulinė instrukcijų grandinė, skirta sukurti makroskopinę struktūrą iš apačios į viršų. „Įrankiai“, kuriais statomas tikrasis pastatas, yra natūralūs biocheminiai procesai. Panaudojus tuos procesus tiesioginio manipuliavimo forma atominiu lygmeniu ir papildant juos kompiuterizuotu biomechaniniu valdymu, atsiveria nauja galimybių era.
Norėdami paminėti tik keletą galimų MNT pranašumų:
GAUSI ŠVARI ENERGIJA –
MNT pranašumai apima galimybę panaudoti saulės energiją gaminant „nesunaikinamus“ saulės elementus, kuriuos būtų galima dažyti ant kelių ir stogų, nes tai lengvai viršija šalies energijos poreikius. MNT taip pat leistų gaminti kurą be taršos, užbaigtų energijos krizę ir paverstų energiją prieinamą.
LIGOS IŠNAIKINIMAS IR GYVYBĖS pratęsimas –
Nanomedicina žada precedento neturintį amžių, kad išliktume sveiki visą gyvenimą dėl in vivo mikroskopinių nanorobotų, galinčių ištaisyti iš esmės visas ligas ląstelių lygmeniu. AIDS, vėžys ir net genetinės ligos taptų praeitimi, kaip ir raukšlės, artritas, blogas regėjimas ir kitos su amžiumi susijusios ligos. Galima tikėtis, kad žmonės gyvens daug ilgiau ir pagerins gyvenimo kokybę.
GYDYTI APLINKĄ –
Galima MNT nauda aplinkai yra tokia pat stulbinanti, kaip ir galima nauda medicinai. Mokslininkai prognozuoja mikroskopinių nanorobotų spiečius, šluojančius vandenynus, išardančių teršalus, kad apsaugotų ir išsaugotų jūros aplinką; kiti išvalo orą iš milijardų tonų anglies dioksido, išmetamo į jį kasmet, o treti atkuria miškus ir atkuria išnykusias rūšis, atsirandančias dėl mažėjančių buveinių ir taršos. Pramonės revoliucijos padaryta žala gali būti panaikinta, o MNT technologija galėtų palaikyti daug didesnį gyventojų skaičių ir tai galėtų padaryti daug mažesnį poveikį aplinkai.
IŠMANIOS MEDŽIAGOS IR ŽALIOJI GAMYBA –
MNT pranašumai apima galimybę nebrangiai gaminti visų rūšių produktus, pradedant nuo atomo ir baigiant programuojamomis darbalaukio „nanofabrikais“. Beveik viską, ką leidžia gamtos dėsniai, būtų galima pagaminti be darbo ar teršiančių gamyklų (šiek tiek panašu į „Star Trek“ replikatorių). Programuojama programinė įranga vadovautų statybos procesui, įskaitant nanofabriko galimybę atkartoti save. Verslininkas galėtų suprojektuoti, pagaminti ir pagaminti parduodamą prekę per vieną darbo dieną. Besiplečiančios pramonės įmonės taptų nebereikalingos, atlaisvintų žemę, sumažintų taršą ir sutaupytų didelę dalį vandens, naudojamo pramonei.
MNT privalumai taip pat būtų naujos ir egzotiškos „išmaniosios medžiagos“ su galimybe užkoduoti surinkimo ar remonto instrukcijas pačioje medžiagoje. Įsivaizduokite produktus, kurie auga patys, o jų DNR yra savaime atkuriamos. Baldai, kurie susirenka patys ir „gydo“ įbrėžimus ar įbrėžimus. Patys remontuojantys varikliai ir prie oro prisitaikantys drabužiai.
Norėdami įtaigiai pažvelgti į galimus MNT pranašumų aukštųjų technologijų pritaikymus, K. Ericas Drexleris, „MNT tėvas“ ir knygų „Kūrybos varikliai“ (1986 m.) ir „Nanosistemos“ (1992 m.) autorius, siūlo intriguojančią raketos variklio pasiūlymą, kuris ne tik pasitaiso, bet ir keičia formą, pavyzdžiui, raumenų audinį, nes atsiranda skirtingi traukos, jėgos ir aerodinamikos reikalavimai.
Neapdorotos nanofabrikų cheminės medžiagos būtų gaunamos naudojant išardiklius, naudojant natūralius įrankius, tokius kaip fermentai, jonai ir laisvieji radikalai, kad suskaidytų medžiagas (pvz., perdirbtus produktus, gamybos proceso šalutinius produktus ir kt.) į pagrindinius elementus, todėl nanotechnologijos taptų itin švarios ir brangios. efektyvus. Užuot kasę sąvartynus, atliekos gali būti perdirbamos į statybines medžiagas benamiams. Gamintojų sutaupymas ir nauda visuomenei bei aplinkai būtų daugybinė ir eksponentinė.
PAGALBA TREČIOJO PASAULIO TAUToms –
Kadangi MNT pranašumai apima galimybę gaminti produktus iš programuojamo įrenginio, kurio dydis prilygsta rankiniam bagažui, nuskurdęs kaimas, neturintis pinigų investuoti į infrastruktūrą, turėdamas vieną nanofabriką galėtų pagaminti filtrus užteršto vandens tiekimui, medžiagas pastogėms, šiltnamiai ir nuotekų tvarkymas. MNT galėtų drastiškai pagerinti gyvenimo kokybę, sumažinti ligas, paskatinti žemės ūkį ir padaryti geriamąjį vandenį prieinamą visiems. Pridėkite nanomediciną prie šio scenarijaus ir pamatysime galimybę MNT pakeisti ne tik pramonines tautas, bet ir visą pasaulį.
KOMPIUTERIŲ MINIATŪRIZAVIMAS IR DI –
MNT gamybos vertė yra ta, kad pasiekiamas tikslus atomas po atomo. Kompiuteriams tai reiškia kitą miniatiūrizavimo etapą, nes galima pašalinti medžiagų nešvarumus ir surinkti sudėtingas konstrukcijas. Itin maži ir galingi kompiuteriai bus pigūs ir gausūs, prieinami net vargingiausiems žmonėms (greičiausiai su pasirenkamomis vokalinėmis sąsajomis). Robotika ir dirbtinis intelektas (AI) suteiktų antžmogiškų galimybių.
Kosmoso kolonizacija –
Kitas siūlomas MNT pranašumas yra tas, kad nesvarus nanotechnologijų naudingasis krovinys leidžia labai pigiai siųsti jį į kosmosą. Advance MNT įrenginiai galėtų greitai paruošti planetas žmonių užimtumui statant konstrukcijas, keičiant atmosferos sudėtį ar atliekant kitas svarbias užduotis; o nanomedicina galėtų pritaikyti žmogaus kūną kelionėms į kosmosą ir galbūt net toleruoti kitas atmosferas.
Kaip kai kurie fizikai mano, kad superstygos yra sunkiai suprantamas atsakymas į ilgai ieškotą Einšteino „visko teoriją“, MNT gali būti vertinama kaip vienijanti technologija, kuri ne tik gali išgydyti žmones ir planetą, bet ir paskatinti mus į naujas švarios pramonės ir neribotų galimybių amžius, drastiškai keičiantis, pratęsiantis ir pagerinantis mūsų pažįstamą gyvenimą neįsivaizduojamais būdais – visa tai per ateinančius 10–30 metų.
Tačiau galimi MNT pavojai yra tokie pat įtikinami, kaip ir jo nauda. Nors pastarųjų 100 metų kartos atkakliai ir sėkmingai įsisavino svaiginantį daugybę labai patobulintų technologijų, MNT yra eksponentiškai kitoks. Jis bus daug galingesnis, nešiojamas, pigesnis ir, jei nanofabrikai bus plačiai prieinami, prieinami. Kad ir kaip būtų, mokslui lemta žygiuoti link to, ką dabar žino, kad tai įmanoma, ir mes, kai kurie noriai, kiti galbūt ne, esame lemti žygiuoti su juo.
Norėdami sužinoti daugiau apie galimą MNT naudą ir pavojus, Atsakingų nanotechnologijų centras veikia kaip viešosios informacijos centras, kuriame nuolat atnaujinama ir teikiamos naujienos.