Student World

Tak se mi mimoděk, když po sobě čtu nadpis dnešního příspěvku, vybavila vzpomínka na mé dětství a překrásnou ruskou filmovou pohádku "Morozko", známou u nás pod názvem "Mrazík" (mnohem populárnější a slavnější u nás v českém dabingu, než v zemi svého původu). V jednom okamžiku tam dohazovačka či nějaká žena z davu prohlašuje na adresu rozmazlené dcerky Marfušky, právě si nechtěně smývající svůj mocný make-up mezi vyděšenými kačenkami: "Nána, nána!" "Nano" v názvu však nemá nic společného s nánami. Jedině snad, že by šlo o duchovní malost nějaké nány, neboť nano je technikům a vědcům známá jednotková předpona, vyjadřující 10-9 násobek základní fyzikální jednotky. Hlavním významem tohoto slova pocházejícího z řečtiny je však malost, trpaslictví. Tento význam je také vlastní termínu nanotechnology [nanouteknolodži], česky nanotechnologie.
Jako nanotechnologie je označována oblast vědy, jejímž cílem je cílené a přesné ovládání jednotlivých atomů a molekul tak, aby vznikl nějaký zamýšlený mikroskopický objekt, například integrovaný obvod, čip, tisíckrát menší než obvody, vyráběné doposud běžnou technologií. Řeknete si možná, že jsme zatím příliš daleko vzdáleni ovládání jednotlivých molekul. Omylem by ovšem bylo podobné tvrzení.
Již v roce 1959 napsal nositel Nobelovy ceny Richard P. Feynman svůj slavný článek s názvem "Tam dole je spousta místa" ("Theres plenty of room at the bottom"). Mimo jiných velmi pěkných myšlenek v něm prohlásil, že "nevidí ve fyzikálních zákonech nějakou překážku manipulaci s jednotlivými atomy" a hovoří také o možnostech umisťování atomů tam, kam si bude chemik přát. Od roku 1959 až do dnešních dnů se sice technologie celkem svižně rozvíjela, konkrétně třeba při výrobě co nejmenších integrovaných obvodů se současné litografické metodě daří vytvářet v křemíkových krystalech vodivé cesty desetkrát tenčí než lidský vlas, ale z hlediska jednotlivých atomů a molekul jsou všechny tyto snahy zatím stále ještě velmi neohrabané a nepřesné. Jak kdosi vtipně poznamenal, dá se naše současné technologické snažení z hlediska molekulární manipulace přirovnat ke snaze sestavit stavbu z kostek stavebnice LEGO v boxerských rukavicích. Protože dnešní litografické metody výroby integrovaných obvodů pracují s velmi malými rozměry, často se užívá termínu nanotechnologie nepřesně pro tyto velmi "hrubé" postupy. Proto vznikl ještě další termín molecular nanotechnology (molekulová nanotechnologie). Tento termín se používá pro označení skutečně atomové a molekulové manipulace.
K čemu a jak může být molekulová nanotechnologie použita v počítačovém průmyslu a průmyslu vůbec? Zkusme se nad touto otázkou zamyslet. Začněme třeba u archeologických nálezů z doby kamenné. Člověk tehdy dokázal vytvářet skalní kresby primitivním štětcem, štípáním vyráběl pazourkové nástroje a jiným mechanickým opracováním zpracovával primitivně dřevo. Postupem času začal tavit kov, odlévat ho do forem a stále mechanickým štípáním (obrušováním atd.) vytvářel žádané tvary. Dnešní průmysl sice umí vytvořit kvalitní keramické materiály, polymery a vysoce kvalitní ocel, ale stále jen odléváme a štípeme. Štípeme "téměř" čistý křemík na plátky, do kterých "mechanicky" vytváříme žádané vodivé a polovodičové spoje. Kam jsme pokročili z hlediska molekulární a atomové struktury materiálů? Nepříliš ve srovnání s možnostmi molekulové nanotechnologie a co je hlavní, naše současná litografická metoda již brzy narazí na hranice svých možností. Kdo jste už viděli velikost pouzdra mikroprocesoru Pentium II, víte, o čem je řeč.
Při plném nasazení molekulové nanotechnologie by už nebylo lidské tvořivé snažení jen neohrabaným štípáním, ale doslova "programováním materiálu". Před týdnem jsem náhodou sledoval zase po čase nějaký satelitní televizní kanál a sice film Rosewell (doufám, že přepisuji název správně). Jde o příběh zkoumání zbytků havárie mimozemské kosmické lodi. V jednom momentě filmu kdosi zmačká do kuličky kousek tenkého stříbřitého plechu, nalezeného na místě havárie, tuto kuličku odloží na stůl a za dvě vteřiny má plech opět (bez vnějších vlivů) hladký a rovný tvar. Přestože ve filmu šlo o trik animátorů, toto je jedna z možností, brzy možná reálných.
Molekulová nanotechnologie je sice ještě ve stadiu laboratorních výzkumů a pokusů, ale už dnes je jasné, že z výsledků tohoto výzkumu může v budoucnosti těžit řada oborů. Již roku 1981 byla v rozhlasovém vysílání zveřejněna úvaha vědců z NASA o vytvoření sebereplikujících systémů (self replicating systems), přesněji sebereplikujících se robotů pro použití při kosmických letech i na zemi. V pořadu byl uveden odhad, že k tomu dojde v příštích dvaceti letech. Myslím, že tato úvaha se příliš nemýlila.
Závěrem si neodpustím přibližnou citaci z článku jednoho z odborníků v oboru nanotechnologie, která mi krásně zavání zlatými časy alchymie: "Rozložené jedním způsobem vytvářejí atomy zem, vzduch a vodu, při sestavení jiným způsobem tvoří stejné atomy třeba zralou jahodu. Jedno rozložení atomů tvoří domy a čerstvé povětří, jiné třeba popel a dým."

autor Jaromír Kříž