Molekulārā nanotehnoloģija (MNT) ir izrāviena zinātne, kas apvieno ķīmijas, bioloģijas un fizikas principus, lai ierosinātu mikroskopiskas ierīces nano mērogā, kas mehāniski manipulētu ar atsevišķiem atomiem un molekulām, lai izveidotu materiālus, izskaustu slimības un atjaunotu vidi; tādējādi MNT potenciālās priekšrocības padarot plašas un revolucionāras.
MNT pamatā ir zināšanas, ka bioķīmiskie un biofizikālie pamatprocesi molekulārā līmenī imitē rūpnieciskās montāžas iekārtas mikroskopiskā mērogā. Tas, iespējams, ir visvieglāk redzams DNS piemērā, kas ir instrukciju molekulārā ķēde makroskopiskas struktūras veidošanai no apakšas uz augšu. “Instrumenti”, kas veic faktisko būvniecību, ir dabiski bioķīmiskie procesi. Izmantojot šos procesus tiešas manipulācijas veidā atomu līmenī un papildinot tos ar datorizētu biomehānisko vadību, tiek atvērts jauns iespēju laikmets.
Lai nosauktu tikai dažus iespējamos MNT ieguvumus:
BAUDZĪGA TĪRA ENERĢIJA –
MNT priekšrocības ietver spēju padarīt iespējamu saules enerģiju, ražojot “neiznīcināmas” saules baterijas, kuras var krāsot uz ceļiem un jumtiem, viegli pārsniedzot valsts enerģijas prasības. MNT arī ļautu ražot degvielu bez piesārņojuma, izbeidzot enerģētikas krīzi un padarot enerģiju pieejamu.
SLIMĪBAS IZSNIEGŠANA UN DZĪVES PAGARINĀŠANA –
Nanomedicīna sola vēl nebijušu spēku vecumu, lai saglabātu veselību visu mūžu, pateicoties in vivo mikroskopiskiem nanorobotiem, kas varētu izlabot būtībā visas slimības šūnu līmenī. AIDS, vēzis un pat ģenētiskas slimības kļūtu par pagātni, tāpat kā grumbas, artrīts, slikta redze un citas ar vecumu saistītas slimības. Var sagaidīt, ka cilvēki dzīvos daudz ilgāku mūžu ar augstāku dzīves kvalitāti.
VIDES DZIEDĒŠANA –
Potenciālie ieguvumi no MNT videi ir tikpat satriecoši kā tā potenciālais ieguvums medicīnai. Zinātnieki prognozē mikroskopisku nanorobotu barus, kas slauc okeānus, izjaucot piesārņotājus, lai aizsargātu un saglabātu jūras vidi; citi attīra gaisu no miljardiem tonnu oglekļa dioksīda, kas tajā tiek izmesta gadā, un vēl citi atjauno mežus un reintroducē izmirušas sugas, kas radušās biotopu samazināšanās un piesārņojuma dēļ. Rūpnieciskās revolūcijas radītos zaudējumus varētu novērst, savukārt MNT tehnoloģija varētu atbalstīt daudz lielāku iedzīvotāju skaitu ar potenciāli daudz mazāku ietekmi uz vidi.
VIEDIE MATERIĀLI UN ZAĻĀ RAŽOŠANA –
MNT priekšrocības ietver iespēju lēti ražot visu veidu produktus no atoma līdz ar programmējamām darbvirsmas “nanorūpnīcām”. Praktiski visu, ko pieļauj dabas likumi, var izgatavot bez darbaspēka vai piesārņojošām rūpnīcām (nedaudz līdzīgs Star Trek replikatoram). Programmējama programmatūra vadītu būvniecības procesu, tostarp nanorūpnīcas spēju atkārtot sevi. Uzņēmējs vienas dienas darbā var izstrādāt, izgatavot un ražot produktu pārdošanai. Izplešanās rūpnieciskās iekārtas novecotu, atbrīvotu zemi, samazinātu piesārņojumu un ietaupītu lielu daļu ūdens, kas tiek izmantots rūpnieciskai lietošanai.
MNT priekšrocības būtu arī jauni un eksotiski “gudrie materiāli” ar iespēju iekodēt montāžas vai remonta instrukcijas pašā materiālā. Iedomājieties produktus, kas aug paši ar sevis atjaunošanas virzieniem savā DNS. Mēbeles, kas saliekas pašas par sevi un “dziedē” skrāpējumus vai iegriezumus. Dzinēji, kas remontē sevi, un apģērbi, kas pielāgojas laikapstākļiem.
Lai izteiktu ieskatu par iespējamiem MNT priekšrocību augsto tehnoloģiju pielietojumiem, K. Ēriks Drekslers, “MNT tēvs” un grāmatu Radīšanas dzinēji (1986) un Nanosistēmas (1992) autors, piedāvā intriģējošu ieteikumu par raķešu dzinēju, kas ne tikai atjaunojas, bet arī maina formu, piemēram, muskuļu audus, jo tiek izmantotas dažādas vilces, spēka un aerodinamikas prasības.
Neapstrādātas ķimikālijas nanorūpnīcām tiktu iegūtas, izmantojot izjaukšanas iekārtas, izmantojot dabiskus rīkus, piemēram, fermentus, jonus un brīvos radikāļus, lai sadalītu vielas (piemēram, pārstrādātus produktus, ražošanas procesa blakusproduktus utt.) pamatelementos, padarot nanotehnoloģiju ārkārtīgi tīru un dārgu. efektīvs. Tā vietā, lai raktu poligonus, atkritumus var pārstrādāt bezpajumtnieku būvmateriālos. Ietaupījumi ražotājiem un ieguvumi sabiedrībai un videi būtu kumulatīvi un eksponenciāli.
PALĪDZĪBA TREŠĀM PASAULES TAUTĀM —
Tā kā MNT priekšrocības ietver iespēju ražot produktus no programmējamas iekārtas, kas ir tādas pašas kā rokas bagāžai, nabadzīgs ciemats, kuram trūkst naudas investīcijām infrastruktūrā, ar vienu nanorūpnīcu varētu izgatavot filtrus piesārņotā ūdens padevei, materiālus patversmei, siltumnīcas un notekūdeņu apsaimniekošana. MNT varētu krasi uzlabot dzīves kvalitāti, ierobežot slimības, veicināt lauksaimniecību un padarīt dzeramo ūdeni pieejamu visiem. Pievienojiet šim scenārijam nanomedicīnu, un mēs redzam spēju ar MNT mainīt ne tikai industriālās valstis, bet arī visu pasauli.
DATORU MINIATURIZĀCIJA UN AI —
MNT ražošanas vērtība ir tāda, ka tiek sasniegta precīza precizitāte, katru atomu pa atomam. Datoriem tas nozīmē nākamo miniaturizācijas fāzi, jo materiālos var novērst piemaisījumus un salikt prasīgas konstrukcijas. Īpaši mazi un jaudīgi datori būs lēti un bagātīgi, pieejami pat visnabadzīgākajiem cilvēkiem (iespējams, ar papildu balss saskarnēm). Robotika un mākslīgais intelekts (AI) sniegtu pārcilvēciskas spējas.
KOSMOSA KOLONIZĀCIJA –
Vēl viens ierosinātais MNT ieguvums ir tas, ka nanotehnoloģiju nesvara slodze padara to ļoti lētu nosūtīšanu kosmosā. Advance MNT ierīces varētu ātri sagatavot planētas cilvēku okupācijai, būvējot konstrukcijas, mainot atmosfēras sastāvu vai veicot citus kritiskus uzdevumus; savukārt nanomedicīna varētu pielāgot cilvēka ķermeni kosmosa ceļojumiem un, iespējams, pat citu atmosfēru panesīšanai.
Tāpat kā daži fiziķi uzskata, ka superstīgas ir nenotverama atbilde uz Einšteina ilgi meklēto “visa teoriju”, MNT var uzskatīt par vienojošu tehnoloģiju, kas ne tikai spēj dziedināt cilvēkus un planētu, bet arī virzīt mūs uz jauns tīras rūpniecības laikmets un neierobežotas iespējas, kas krasi maina, pagarina un uzlabo mūsu pazīstamo dzīvi neiedomājamos veidos, un tas viss nākamajos 10 līdz 30 gados.
Tomēr MNT iespējamās briesmas ir tikpat pārliecinošas kā tās priekšrocības. Lai gan pēdējo 100 gadu paaudzes ir neatlaidīgi un veiksmīgi asimilējušas galvu reibinošu daudzu ievērojami uzlabotu tehnoloģiju klāstu, MNT ir eksponenciāli atšķirīgs. Tas būs daudz jaudīgāks, pārnēsājamāks, lēts un, ja nanorūpnīcas būs plaši pieejamas, pieejamas. Lai kā arī būtu, zinātnei ir lemts virzīties uz to, par ko tā tagad zina, ka tas ir iespējams, un mēs, daži labprātīgi, daži varbūt ne, esam lemti tam iet.
Lai uzzinātu vairāk par MNT potenciālajiem ieguvumiem un briesmām, Atbildīgu nanotehnoloģiju centrs kalpo kā publiskas informācijas centrs ar pastāvīgiem atjauninājumiem un jaunumiem.