"Veškeré informace, které člověk pečlivě nashromáždil ve všech knihách světa, mohou být zapsány ve formě krychličky, jejíž hrana je jen asi 0,1 mm - což je zrnko prachu, které je okem jen stěží viditelné. Tam dole je opravdu spousta místa!"
To není úryvek z tuctového sci-fi románu, ale ze zcela vážně míněné přednášky, kterou 29. prosince 1959 pronesl americký fyzik, pozdější nositel Nobelovy ceny Richard Feynman (viz ABC č. 17). Předznamenal jí revolučně nový způsob, kterým člověk může donutit hmotu tancovat, jak on bude pískat. Veškerá udělátka, která lidé až dosud vymysleli, jsou směšně neohrabaná ve srovnání s možnostmi, které nabízí svět atomů a molekul. Při troše šikovnosti (no dobrá, při hodně velké šikovnosti) z něj budeme za pár let schopni vydobýt zázraky, nad nimiž by se naši předci křižovali a váhali by, zda jde o výtvory boží, či ďáblovy.
NIC NENÍ NEMOŽNÉ
V přednášce, jejíž název jsem si vypůjčil i pro podtitulek tohoto článku, Feynman vedle miniaturních počítačových pamětí předpověděl existenci robůtků, kteří jednou budou bojovat s mikroby a provádět chirurgické operace přímo v pacientově těle. Dnes nás napadá nekonečné množství dalších způsobů, jak technologii pracující na úrovni atomů a molekul využít. Superpočítače velikosti třešňové pecky, obráběcí stroje menší než lidské buňky, lehounké materiály stokrát pevnější než ocel, látky měnící barvu podle přání, budovy, jejichž zdi se samy opravují... Některé z těchto nepravděpodobně znějících vizí se už dokonce stávají skutečností.
PIDIMIKROSVĚT
Pro všechna ta kouzla s hmotou se vžilo označení nanotechnologie, neboť se odehrávají v měřítku 1-100 nanometrů. Nanometr je miliontina milimetru, tedy ně co tak titěrného, že si to nikdo z nás nedovede představit. Kdyby se jedna jediná kapka vody roztekla na ploše jednoho metru čtverečního, "louže" by byla hluboká asi jeden nanometr.
MOLEKULÁRNÍ STAVEBNICE
Nanostroje v mnoha ohledech předčí stroje obyčejné - tak jako mravenec unese v přepočtu na svou vlastní hmotnost větší váhu než slon a blecha vyskočí výše než kůň. Pouhým okem neviditelné přístroje a zařízení lze teoreticky sestavovat z jednotlivých atomů či molekul podobně, jako se v klasických továrnách ze součástek vyrábějí auta nebo počítače. Na úrovni experimentů už se sice podařilo leccos podivuhodného (např. tranzistor s polovodičovou vrstvou z jediné molekuly), ale na mikroskopické
BIOLOGICKÉ STROJE
Manipulovat s jednotlivými atomy není nic nemožného. Už v roce 1990 dokázali technici IBM sestavit jméno své firmy z 35 atomů xenonu. Jenomže hrát si s jedním logem je přece jenom něco jiného než vyrábět ve velkých sériích složité nanostroje. Pomoci by mohla největší, nejstarší a nejúspěšnější výrobkyně nanostrojů - příroda. Každá živá buňka je plná stroječků (enzymů, čerpadel a miniaturních organických motůrků), které šlapou jako hodinky. Nabízí se možnost si některé z nich vypůjčit, trochu je pozměnit a naučit je novým kouskům.
VZPOURA NANOSTROJŮ?
Problém s výrobou nanorobůtků využitelných např. v medicíně má zdánlivě bezchybné řešení. Stačilo by je naučit, aby vytvářeli své vlastní kopie - podobně jako to v buňkách umí DNA. Množiví robůtci by se však mohli utrhnout ze řetězu a rozšířit se po světě jako epidemie s neodhadnutelnými důsledky. Naštěstí dnes nikdo výrobu takových nanorobotů neplánuje. Odborníci uvažují spíše o stavbě jakýchsi "stolních továren", miniaturních dílen, v nichž by jedny nanostroje vyráběly součástky pro jiná zařízení - rychle, bezpečně a bez odpadů a emisí. Stroje by nebyly schopny se samy od sebe rozmnožovat, továrny by navíc byly závislé na kontrolovaných dodávkách surovin zvenčí.
NENÁPADNÁ HROZBA
Vzpoura strojů bohužel není jediným nebezpečím, které je nutno brát v úvahu. Nanočástice, např. nanotrubičky z uhlíku, které už dnes umíme vyrábět, jsou tak malé, že mohou snadno pronikat do buněk a způsobovat dosud neznámé potíže. Historie azbestu varuje: nehořlavá hmota z hořečnatých křemičitanů není jedovatá a dlouho byla považována za zcela bezpečnou, než se zjistilo, že její jemná vlákna (i když mnohem větší než nanočástice) mohou po vdechnutí mechanicky poškozovat plíce.
VRAZI A ŠPICLOVÉ
Nesmíme zapomínat ani na nebezpečí spojené se zneužitím nanotechnologií vojáky, teroristy a prapodivnými režimy v nejrůznějších koutech světa. Výroba dosud neznámých zbraní a neviditelných špionážních zařízení pro ně jistě představuje neodolatelné lákadlo. Bohužel, výzkum se musí ubírat i tímto směrem. Stejně jako za druhé světové války pracovali Spojenci na atomové bombě, protože nemohli připustit, aby ji Hitler získal jako první.
***
ZLATÝ DŮL
Kolem nanotechnologií se točí nemalé peníze. Ve výrobě miniaturních a vysoce výkonných počítačů, pamětí či nezničitelných materiálů se bezpochyby skrývá zlatý důl. Rozvoj nanotechnologií podporují i
NANOVLÁKNA Z LIBERCE
Technická univerzita v Liberci letos v srpnu oznámila, že její odborníci dovedou jako jedni z prvních na světě vyrábět vlákna o síle pouhých 200 nm. Vznikají z roztoků polymerů v silném elektrickém poli a jsou to takoví hubeňouři, že je neuvidíte ani v tom nejlepším optickém mikroskopu. Ale to není všechno! V Liberci přišli i na to, jak z těchto vláken vyrábět textilii, která díky své lehkosti, tenkosti a pevnosti najde využití například v chirurgii, při léčbě popálenin nebo při výrobě ochranných oděvů. Ve spolupráci s libereckou firmou Elmarco se už chystá výroba strojů, které budou textilii vyrábět průmyslově.
ZÁZRAČNÝ UHLÍK
Velké naděje vyvolal v roce 1991 objev (či spíše vynález) nanotrubiček sestavených z atomů uhlíku. Ty jsou šestkrát lehčí a přitom stokrát pevnější než ocel a úpravami z nich lze vytvořit např. nekovové magnety nebo supravodivé součástky elektrických obvodů. Nabízí se jejich využití jako stavebního materiálu např. pro molekulární tranzistory a motory.
BUDUOCNOST NANOTECHNOLOGIE
LIDSKÉ TĚLO - čidla zjišťující zdravotní stav, doprava léků na přesně určené místo, nanochirurgie...
STAVEBNICTVÍ - odolné materiály schopné samy sebe opravovat, izolační hmoty, ochranné nátěry...
ARMÁDA - miniaturní špionážní zařízení, nové zbraně, ochranná výstroj vojáků...
POČÍTAČE, MOBILY - téměř nevyčerpatelná paměť, výkonné procesory, baterie s dlouhou výdrží, ohebný displej...
OBLEČENÍ - prodyšné a dokonale izolující textilie schopné měnit barvu, nezničitelné skafandry a ochranné oděvy...
DOPRAVA A VESMÍR - odolné laky, pevné materiály, elektronika, navigace, solární články...
