Έχετε δημιουργική σκέψη; Σας αρέσει να μοιράζεστε τις γνώσεις σας και να διευρύνετε τους ορίζοντές σας; Αν ναι, τότε το People & Ideas είναι για σας. Μπορείτε απλώς να γίνετε αναγνώστης του ή να κάνετε ένα παραπάνω βήμα: να γίνετε επιμελητής περιεχομένου ή δημιουργός περιεχομένου. Έτσι παρακολουθείτε, δημιουργείτε, βιώνετε και μεταδίδετε την μάθηση αεί διδασκόμενοι προς όφελος όλων.

Νανο-ιστορίες

Ευρώπη, Ην. Πολιτείες, Νότιος Αφρική, Κίνα, Ινδία, Ισραήλ, Βραζιλία, ο κατάλογος δεν τελειώνει εδώ. Σχεδόν παντού στον κόσμο, η νανοτεχνολογία ξεφυτρώνει και αναπτύσσεται. Είναι πολυμορφική, περιλαμβάνει ένα τεράστιο εύρος ερευνών και εφαρμογών που κοινό παρονομαστή τους έχουν ότι διαδραματίζονται σε μια συγκεκριμένη τάξη μεγέθους χώρου, το νανόμετρο: ένα δισεκατομμύριο φορές μικρότερο από το μέτρο ή 10 φορές το μέγεθος του ατόμου ή ακόμα ίσο με το μέγεθος της ακτίνας της έλικας του DNA! Το επίπεδο χρηματοδότησης που λαμβάνει και προβλέπεται να δεχτεί μελλοντικά είναι τέτοιο που η νανοτεχνολογία χαρακτηρίζεται ως η καινούργια γη της επαγγελίας στην ερευνητική πολιτική. Ένας επιστημονικός τομέας του μέλλοντος που προκαλεί ήδη αντιφατικές και ακραίες τοποθετήσεις στην κοινωνία και στον επιστημονικό χώρο. Έχουμε τρομακτικές προφητείες απ’τη μία, με την ανθρωπότητα να εξαλείφεται σιγά σιγά χωρίς να το παίρνει κάν είδηση αφού η ενσωμάτωση των αλλαγών θα γίνει με διάχυτο και αόρατο τρόπο λόγω του μεγέθους των στοιχείων, ή αντίθετα ελκυστικές υποσχέσεις σωτηρίας απ’την άλλη, που προβλέπουν την έλευση μιας νέας και «βελτιωμένης» ανθρωπότητας! Για τι πράγμα μιλάμε όμως; Ποιά ζητήματα, επιστημονικά, οικολογικά, ηθικά κτλ θίγουν αυτές οι εξελίξεις; Ένα τρομερά ενδιαφέρον και επίκαιρο θέμα, του οποίου οι προοπτικές αξίζει να διερευνηθούν 1. 2

Ας ξεκινήσουμε από το θεωρητικό υπόβαθρο. Οι νανοεπιστήμες τοποθετούνται σε μια θεωρητική ενδιάμεση ζώνη, κι έτσι από μόνες τους, ανεξάρτητα από τις εφαρμογές που επιτρέπουν, είναι συναρπαστικές: έχουν ένα πόδι στον κόσμο της κλασσικής φυσικής, στην κλίμακα δηλαδή των αντικειμένων που βλέπουμε γύρω μας και το άλλο στην κβαντική φυσική, έναν τομέα που περιγράφει το άτομο, τα στοιχειώδη στοιχεία του και τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ τους. Σήμερα δεν υπάρχουν στον χώρο των νανοεπιστημών ουσιαστικά εμπόδια σε εννοιολογικό επίπεδο. Αυτό επέτρεψε τη ραγδαία ανάπτυξη πολλών εφαρμογών του κλάδου. Έτσι, ο ερευνητής στον χώρο αυτό δεν επαληθεύει μια θεωρία ή δεν προσπαθεί να αποκτήσει μια καλύτερη κατανόηση της φύσης: σαν μηχανικός-σχεδιάζει συνθετικά πράγματα με πολύ συγκεκριμένες ιδιότητες, και με βάση ένα εντελώς καινούργιο design. Θα δούμε παραδείγματα πιο κάτω. Συμβάλλει στα πρώτα βήματα μιας επαναστατικής ιδέας προόδου που δεν μπορεί να συλλάβει ο ανθρώπινος νους σε όλο της το εύρος.

Σχεδιασμός κατά παραγγελία και πολύ συγκεκριμένος, καινούργιο design, πρόοδος με ασαφή ορισμό δηλαδή έλεγχο; Γιατί; Τι συμβαίνει όταν μιλάς για την ύλη σε αυτή την κλίμακα; Απλώς ότι τα στοιχεία αποκτούν ιδιότητες που δεν έχουν στην μακροσκοπική τους κλίμακα. Οι οπτικές, μαγνητικές και μηχανικές ιδιότητές τους αλλάζουν ριζικά. Αυτό γίνεται, γιατί με το να μειώσω το μέγεθος ενός αντικειμένου αυξάνω τη σχέση μεταξύ επιφάνειας έκθεσης στο περιβάλλον και όγκου. Έτσι, σε νανο-επίπεδο τα μόρια έχουν πολύ περισσότερη επιφάνεια από όγκο, με συνέπεια να αλληλεπιδρούν πολύ περισσότερο με το περιβάλλον τους. Για παράδειγμα οι ιδιότητες του στοιχείου άνθρακα ( C ) διαφέρουν αν μιλάμε για τον άνθρακα σε μορφή γραφίτη, κάρβουνου, διαμαντιού και άλλου σε νανο-σωλήνα. Το στοιχείο του χρυσού (Au) που θεωρείται απαθές, σε νανοεπίπεδο γίνεται εκρηκτικό, προσφέροντας την δυνατότητα να χρησιμοποιηθεί σαν καταλύτης στη βιομηχανία, με στόχο, για παράδειγμα, τον καλύτερο έλεγχο της ταχύτητας της αντίδρασης αλλά και την εξοικονόμηση υλικών ή την μείωση παραγωγής παράπλευρων και ανεπιθύμητων προϊόντων. Με άλλα λόγια, σ’αυτή την κλίμακα όλες οι φυσικές και χημικές ιδιότητες των στοιχείων πρέπει να αναθεωρηθούν και να προσδιοριστούν de novo, με την προοπτική να έχουμε υλικά με εντελώς καινούργιες ιδιότητες.

Από τα παραπάνω προκύπτει αμέσως ένα πολύ σοβαρό και εξαιρετικά σύνθετο πρόβλημα. Ποιά είναι η τοξικότητα των νανοστοιχείων και πώς ορίζεται; Η απάντηση είναι απίστευτα δύσκολο να δοθεί γιατί έχουμε να κάνουμε με στοιχεία που οι ιδιότητές τους εξαρτώνται από το μέγεθος, το σχήμα, το σημείο και το περιβάλλον όπου βρίσκονται! Για να καταλάβετε καλύτερα σκεφτείτε ένα αναβράζον δισκίο. Αν το ρίξετε στο νερό θα προκύψουν φυσαλλίδες και θα χρειαστεί μερικά δευτερόλεπτα για να διαλυθεί. Αν όμως το κόψετε σε κομμάτια, αυξήσετε δηλαδή την επιφάνεια έκθεσης στο νερό και ρίξετε τα κομμάτια στο νερό, δεν θα παρατηρήσετε φυσαλλίδες και η διάλυση θα γίνει στιγμιαία. Σε αντιδιαστολή, η τοξικότητα της ραδιενέργειας φαντάζει πολύ πιο απλή: τρεις τύποι ακτίνων υπάρχουν α,β,γ και η τοξικότητα εξαρτάται από το επίπεδο ενέργειας και το όργανο που εκτίθεται. Απ’την άλλη η χημική τοξικότητα ορίζεται στην Ευρωπαϊκή Ένωση με τη λεγόμενη κλίμακα του Reach και αφορά όλα τα προϊόντα που διακινούνται σε ποσότητες πάνω από 10 τόνους το χρόνο! Σε επίπεδο νανοστοιχείων, υπάρχει λοιπόν πολύς δρόμος ακόμα ορισμού και ελέγχου.

Ποιές είναι οι σημερινές νανο-εφαρμογές και τι προβλέπεται για το μέλλον;

Κατ’αρχήν, αναπτύσσονται οι διαδικασίες παραγωγής σε μεγάλη ποσότητα και με την καλύτερη απόδοση και καθαρότητα νανο-αντικειμένων όπως είναι οι νανο-σωλήνες του άνθρακα που μπαίνουν στις μπογιές για καλύτερη αντοχή στην απόξεση.

Κατόπιν είναι η εισαγωγή των δομών αυτών όπως γίνεται με τα κλασσικά πρόσθετα σε υπάρχοντα υλικά, διαλύτες, ακόμα και αέρια ώστε να αποκτήσουν καινούργιες ιδιότητες. Αυτό αντιπροσωπεύει το 70% της σημερινής δραστηριότητας στην νανοτεχνολογία. Για παράδειγμα, οι νανοσωλήνες του άνθρακα είναι 100 φορές πιο ανθεκτικοί από το ατσάλι αλλά 6 φορές πιο ελαφρείς από αυτό: οι ρακέτες του τέννις ή τα εργαλεία αναρρίχησης δεν υπήρξαν ποτέ τόσο ελαφριά! Η βιομηχανία καλλυντικών και η υφαντουργία ενδιαφέρονται πολύ για τα νανοστοιχεία. Νανομόρια οξειδίου του τιτανίου (TiO2) ή οξειδίου του ψευδαργύρου (ZnO2) φιλτράρουν καλύτερα τις ακτίνες UV χωρίς να διαχέουν το ορατό φως. Φτιάχνουν επίσης έναν προστατευτικό ιστό πάνω στο δέρμα που δίνει καλύτερο κράτημα στην κρέμα. Όταν λοιπόν διαβάζετε ότι δεν χρειάζεται να ξαναβάλεις αντηλιακή μετά την επαφή του δέρματος με το νερό, ξέρετε γιατί: περιέχουν νανοστοιχεία. Όσο για την κλωστοϋφαντουργία τώρα, έχουν δημιουργηθεί καινούργια υφάσματα όπως αυτά που δεν τσαλακώνουν, που αντέχουν στη θερμότητα και στη φωτιά, που δεν επιτρέπουν την ανάπτυξη άσχημων οσμών κτλ.

Το μέλλον όμως είναι αλλού και περιγράφεται ως εξής: ανάπτυξη πρωτότυπων νανομετρικών δομών με καινούργιες ιδιότητες. Εκεί δεν υπάρχει όριο στη φαντασία του ερευνητή, πόσο μάλλον που η φύση δίνει ενδιαφέροντα παραδείγματα: μπορεί να εμπνευσθεί κανείς την κατασκευή αυτοκαθαριζόμενων τζαμιών από τα φύλλα του λωτού που δεν βρέχονται και δεν σκονίζονται λόγω των νανομετρικών τριχών που διαθέτει το φυτό. Η δομή σε νανομετρικές στρώσεις του εξαιρετικά ανθεκτικού στους κραδασμούς σεντεφιού μπορεί να αποτελέσει έμπνευση για μια προστατευτική επίστρωση των κτιρίων. Και δεν πιάσαμε ακόμα τις εφαρμογές στην υγεία ή στον άνθρωπο γενικά, όπως για παράδειγμα την επερχόμενη απελευθέρωση νανο- φαρμάκων ενσωματωμένων στην τροφή…

Είναι αναμφίβολα δύσκολο για τον καθένα να ξεκαθαρίσει πού πρέπει να τοποθετήσει τη νανοτεχνολογία. Οδηγούμαστε σε τρομακτικές καταστροφές όπου οι ιστορίες επιστημονικής φαντασίας φαντάζουν παιδικά παραμύθια ή σε εξ ίσου τρομακτικές υποσχέσεις με έναν καινούργιο άνθρωπο να εμφανίζεται, απελευθερωμένο από τους υλικούς περιορισμούς του σώματός του; Ένα πράγμα είναι σίγουρο: η νανοτεχνολογία είναι πολύ περισσότερο από μια τεχνολογική εξέλιξη. Οι δυνατότητες που προσφέρει είναι τόσο ευρείες που όπως και στην περίπτωση της πληροφορικής, μιλάμε για εξελίξεις δύσκολα προβλέψιμες. Είναι επίσης σίγουρο ότι κόσμος του αύριο δεν θα έχει καμμία σχέση με τον κόσμο που ξέρουμε. Ένα καινούργιο τεχνολογικό big bang, μια ασύλληπτη βιομηχανική επανάσταση συντελείται με πρωταγωνιστές τις νανοτεχνολογίες, την πληροφορική, τη βιολογία-βιοτεχνολογία και τις γνωστικές επιστήμες με στόχο να απαλύνουν το όριο μεταξύ φυσικού και συνθετικού κόσμου. Μιλάμε λοιπόν για μια μετά- ανθρωπότητα ή μια μετά-κτίση; Καλή τύχη να΄χουμε! Θα επανέλθω στο θέμα σύντομα.




Μπορείτε να διαβάσετε επίσης την πολύ ενδιαφέρουσα ομιλία του  Richard P. Feynam εδώ, ομιλία που έδωσε το Δεκέμβριο του 1959.

small bang des nanotechnologies

Des nanotechnologies

Etienne Klein

Notes:

  1. Etienne Klein, «Le small bang des nanotechnologies», Editeur: Odile Jacob, 10/01/2011
  2. http://agora.qc.ca/dossiers/Nanotechnologie

Σχολιάστε το άρθρο

  • elgavrilis

    Καταπληκτικό-Φουτουριστικό άρθρο..αν και το πέρασα βιαστικά. Έχω κολλήσει τώρα στο Feynman για ιστορικούς λόγους. Λατρεύω την προβλεπτική ικανότητα που δίνει η σκέψη ενός μεγάλου μυαλού… Δυστυχώς η βδομάδα τελειώνει…Είναι βέβαιο ότι θα επανέλθω..
    ΚΠΣΚ!

  • Φαίδρα Σίμιτσεκ

    Καλημέρα elgavrilis.
    Χαίρομαι που σου άρεσε το άρθρο και ελπίζω η δεύτερη ανάγνωση που θα κάνεις να μη σε απογοητεύσει :).
    Καταπληκτικός ο Feynman. Πρέπει να τον τιμήσουμε εδώ καμμιά φορά.
    Φουτουριστικό αλλά και σύγχρονο είναι το θέμα της νανοτεχνολογίας και να σου πω ότι ανατρίχιασα με αυτά που διάβασα.
    Αυτά περί μετα-ανθρωπότητας δεν είναι καθόλου τρελλά: τα μεγαλύτερα μυαλά της Αμερικής εμπλέκονται. Ελπίζω να μεταφράσω ένα σχετικό και κατατοπιστικό άρθρο.
    Καλό Σαββατοκύριακο

  • Η νανοτεχνολογία δεν θα είναι το ίδιο ανασφαλής για τις επιδράσεις της όπως και κάθε τι νέο έρχεται στην ανθρωπότητα από τα πρώτα χρόνια ζωής μας; Πολύ καλό που μας ενημερώνετε και μας πληροφορείτε μα δυστυχώς ότι κι αν γίνεται εμείς απλά θα δεχτούμε ό,τι μας δώσουν ή μας έχουν ήδη δώσει…

  • Φαίδρα Σίμιτσεκ

    Καλώς ήλθες Weniox, χαίρομαι που διατυπώνεις την άποψή σου και το ενδιαφέρον σου.
    Συμφωνώ ότι το κάθε τι καινούργιο μπορεί να μας τρομάζει στην αρχή του. Έτσι δείξαμε αρχικά δυσπιστία στο κινητό και τώρα δεν το αποχωριζόμαστε, το κομπιούτερ μας τρόμαζε και φτάσαμε να ζούμε και να ανασαίνουμε μέσα από αυτό. Το μέγεθος της τεχνολογικής επανάστασης που ξεκίνησε είναι ασύλληπτο γι’αυτό και το αναφέρουν συχνά ως τεχνολογικό big bang και το επανέλαβα στο κείμενο. Νοιώθουμε πράγματι τόσο μικροί μπροστά στο κύμα αυτό, αλλά πιστεύω ατράνταχτα στην αξία της ενημέρωσης και στη συνειδητοποιημένη στάση στο μέτρο που μπορεί ο καθένας. Πόσο μάλλον στην Ελλάδα όπου έχουμε μια τυφλή πίστη στην πρόοδο μέσω της επιστήμης και της τεχνολογίας, χωρίς ιδιαίτερη μόρφωση. Η ιστορία πάντως δείχνει, ότι οι άνθρωποι μπορούν να αλλάξουν πράγματα, ιδίως όταν είναι συλλογική η ενέργεια τους. Και μη ξεχνάς τη δύναμη που αποτελεί τώρα το διαδίκτυο όχι τόσο για την άντληση πληροφοριών όσο για σύνδεση με άλλους και τη διαμόρφωση της πληροφορίας.
    Στην περίπτωση των νανοτεχνολογιών τώρα, έγιναν στη Γαλλία απ’ότι ξέρω δημόσιες διαβουλεύσεις για το ζήτημα αυτό, οι οποίες διαδραματίστηκαν σε πολύ έντονο κλίμα και απέφεραν ελάχιστα αλλά είναι μια αρχή, δεν είναι; Αλλιώς, ας σκάψουμε το λάκκο μας και ας πέσουμε μέσα να τελειώνουμε.
    Καλό σου απόγευμα!

  • Καλώς σας βρήκα.. δε λέω.. είναι μια αρχή αλλά όπως έχουμε καταλάβει όλοι πλέον, μας προσφέρουν και μας δείχνουν ό,τι θέλουν. Μπορούν να παρουσιάσουν τα πάντα όπως τους βολεύει. Πόσο να μπορεί να εναντιωθεί κάποιος εφόσον δεν συμφωνεί αν του έχουν κρύψει μέρος της αλήθειας; Πιστεύω πως σε πολλά θέματα μας αφήνουν σε μερική άγνοια γιατί έτσι βολεύει και ακόμη και η έγκυρη πληροφόρηση εν τέλει να μην είναι και τόσο έγκυρη…
    Ελπίζω να είμαι λάθος (πολύ θα το ήθελα) μα βλέπω πως όσες αντιδράσεις και να γίνονται όλα βαίνουν καλώς για αυτούς που δεν θέλουν να διορθώσουν ή ακόμα και να αλλάξουν τα πράγματα (όπως λέει και το άρθροο για την εκπαίδευση)… Δυστυχώς νιώθω πιόνι τους που με αφήνουν να αντιδρώ εικονικά, χωρίς κάποιο αποτέλεσμα, έτσι.. για να πω και εγώ ότι κάτι έκανα!
    Μακάρι να κάνω λάθος…

  • Φαίδρα Σίμιτσεκ

    Καταλαβαίνω τον προβληματισμό σου, η νανοτεχνολογία είναι ήδη εδώ και το ερώτημα είναι αν μπορούμε να επέμβουμε ποσοτικά και ποιοτικά στην ανάπτυξη της; δεν ξέρω δυστυχώς, αλλά δεν νομίζω να έχουμε να κάνουμε μόνο με επιστήμονες πουλημένους σε ιδιωτικές εταιρείες.
    Οι Ευρωπαίοι κυρίως συζητάνε. Φαντάσου ότι υπάρχει ένα καινούργιο επάγγελμα με αντικείμενο τη νανο-ηθική! Παρακολουθώντας στo διαδίκτυο όλη τη συζήτηση που γίνεται, νομίζω ότι κανείς μαθαίνει τα ουσιαστικότερα. Εξάλλου, οι στόχοι των νανοτεχνολογιών δεν είναι κρυφοί, τους δήλωσε ο Κλίντον όταν ανακοίνωσε το σχετικό πρόγραμμα το 2000. Το σίγουρο είναι ότι οι νανοτεχνολογίες αγγίζουν το σύστημα αξιών μας όσο ποτέ άλλοτε τεχνολογικό επίτευγμα έκανε: η σχέση μας με το σώμα μας, με το περιβάλλον, με τους άλλους βρίσκεται ξανά υπό διαπραγμάτευση και τουλάχιστον για τους Ευρωπαίους πρέπει να μπουν ξεκάθαρα όρια. Τι επιτρέπεται να αλλάξει στον άνθρωπο και τι είναι αδιαπραγμάτευτα σταθερό; Όλα αυτά συζητιούνται και έτσι καθορίζονται ελπίζω οι ερευνητικές πολιτικές.
    Τι θα βγει στο τέλος δεν ξέρω αλλά δεν θα ήθελα να μην έχω ιδέα του τι συμβαίνει και ας περιορίζεται η δύναμη μου στο να αρνηθώ μια θεραπεία… Ρίγος σε πιάνει, ουφ. θα γράψω και άλλα σχετικά. Καλό βράδυ.

  • Φαίδρα Σίμιτσεκ

    Δείτε και αυτό το κατατοπιστικό βίντεο όπου αφηγητής είναι ο Stephen Fry.

  • Pingback: Νανο-ιστορίες (2) | People & Ideas

  • Pingback: Οι ευαίσθητες πόλεις διακατέχονται από συναισθήματα; — People & Ideas

Αφήστε ένα σχόλιο

Σας άρεσε το άρθρο; Πείτε μας τη γνώμη σας.