Představme si sochaře tvořícího sochu,
jak pilně seká svým dlátem.
Michelangelo to dokázal krásně vyjádřit:
„Každý kus kamene má uvnitř sochu
a je úkolem sochaře, aby ji objevil.“
Co kdybychom ale postupovali naopak?
Ne od celistvého kusu kamene,
ale z hromady prachu,
miliony částic bychom slepili tak, aby vznikla socha.
Vím, že je to absurdní myšlenka.
Je to pravděpodobně nemožné.
Sochu z hromady prachu byste získali jedině tehdy,
kdyby se sestavila sama,
kdybychom dokázali přimět miliony částic k tomu, aby se spojily
a vytvořily sochu.
I když se to zdá nepravděpodobné,
něčím velmi podobným se zabývám ve své laboratoři.
Nestavím z kamene,
používám nanomateriály.
Jsou to takové hrozně malilinkaté fascinující věcičky.
Jsou tak malé, že kdyby byl tento ovladač nanočásticí,
lidský vlas by měl rozměry celé téhle místnosti.
Nanomateriály jsou podstatou oboru nazývaného nanotechnologie,
určitě jste o něm všichni slyšeli,
a taky o tom, jak se díky němu všechno změní.
Doba mých postgraduálních studií
byla tím nejskvělejším obdobím pro práci v nanotechnologii.
Neustále docházelo k vědeckým průlomům.
Na konferencích vládlo vzrušení,
z grantových agentur se tam valila spousta peněz.
A to z tohoto důvodu:
když jsou věci opravdu maličké,
podléhají jiným pravidlům fyziky než normální předměty,
s nimiž na sebe vzájemně působíme.
Té fyzice říkáme kvantová mechanika.
Z ní vyplývá, že k přesnému nastavení jejich chování stačí,
když je nepatrně pozměníte,
například přidáním nebo odebráním pár atomů,
nebo zkroucením materiálu.
Je to jako dokonalá souprava nástrojů.
Bylo to povzbuzující; měli jste pocit, že dokážete cokoliv.
A taky jsme na tom dělali,
mluvím o postgraduálních studentech celé své generace.
S nanomateriály jsme se snažili vytvořit bleskově rychlé počítače.
Sestavovali jsme kvantové tečky,
které by jednou dokázaly nemoc uvnitř vašeho těla najít a bojovat s ní.
Byly tu i skupiny, které se snažily zbudovat výtah do vesmíru
s využitím uhlíkových nanotrubiček.
Opravdu, můžete si to dohledat.
Mysleli jsme, že to ovlivní
všechny vědní i technické obory, od výpočetní techniky po medicínu.
A musím se přiznat,
všechno jsem to baštil,
všechno do posledního drobečku.
To bylo ale před 15 lety
a byla odvedena úžasná a důležitá vědecká práce.
Zjistili jsme spoustu věcí.
Nanotechnologii se nám nikdy nepodařilo převést do nových technologií,
které by dokázaly člověka skutečně ovlivnit.
Je to proto, že tyto nanomateriály
jsou jako dvousečná zbraň.
Kvůli své vlastnosti, pro niž jsou pro nás zajímavé,
svým malým rozměrům,
s nimi není možné pracovat.
Je to doslova jako snaha postavit sochu z hromady prachu.
Prostě nemáme dostatečně malé nástroje, abychom s nimi mohli pracovat.
Ale i kdybychom je měli, nebylo by to nic platné,
protože bychom nedokázali spojit miliony částic,
abychom sestavili technologii.
Takže proto
veškerá naděje a ten povyk
zůstaly přesně tím, čím jsou: nadějí i povykem.
Nemáme žádné nanotečky pro boj s nemocemi,
nemáme výtahy do vesmíru,
a o co mi šlo nejvíc, žádný nový typ výpočetní techniky.
Poslední zmíněné, je skutečně důležité.
Zvykli jsme si na to,
že se tempo ve vývoji výpočetní techniky nezmění.
Na této myšlence jsme vystavěli celé ekonomiky.
A toto tempo trvá,
díky naší schopnosti napěchovat do počítačového čipu
stále více součástek.
Čím jsou tyto součástky menší,
tím jsou rychlejší, spotřebují méně energie,
a jejich cena se sníží.
A tento trend je to, co tu neuvěřitelnou rychlost vývoje udržuje.
Uvedu příklad:
Kdybych vzal obří počítač, který dostal 3 muže na měsíc a zpátky,
a nějakým způsobem ho stlačil,
stlačil největší počítač své doby,
aby byl malý jako váš chytrý telefon,
váš současný smartphone,
ten, co jste za něj dali 300 dolarů a co dva roky ho vyhazujete,
by tuhle věc úplně odrovnal.
Ničím by vás neohromil.
Neuměl by nic z toho, co dokáže váš smartphone.
Byl by pomalý,
nic byste si na něj nemohli uložit,
s trochou štěstí byste se možná podívali
na první dvě minuty seriálu „Živí mrtví“.
(Smích)
Vývoj totiž není pozvolný.
Je nezastavitelný.
Je prudký.
Rok za rokem se stupňuje,
až do té míry, že když srovnáte technologie
dvou po sobě jdoucích generací,
uvidíte, že jsou velice odlišné.
A je naší povinností tento vývoj udržet.
Rádi bychom byli schopni říct totéž i za 10, 20, 30 let:
podívejte, co jsme za posledních 30 let dokázali.
Víme ale, že tento vývoj nebude věčný.
Popravdě, tahle party se chýlí ke konci.
Je to jako „poslední šance, dát si panáka.“
Když nahlédnete pod pokličku,
v mnoha měřítcích, jako jsou rychlost a výkonnost,
se už vývoj zastavil.
Takže pokud chceme v téhle party pokračovat,
musíme udělat to, co jsme vždycky dokázali,
a sice inovovat.
Takže úkolem a posláním naší skupiny
je inovace s využitím uhlíkových nanotrubiček.
Myslíme si totiž, že zajistí, aby se tempo vývoje udrželo.
Jejich název napovídá, co jsou zač.
Jsou to mrňavé duté trubičky tvořené atomy uhlíku.
Díky svým nanorozměrům,
mají naprosto ojedinělé elektronické vlastnosti.
Z vědeckých poznatků vyplývá, že jejich využití ve výpočetní technice
by vedlo až k desetinásobnému zvýšení výkonnosti.
To je jako bychom jedním krokem přeskočili několik technologických generací.
Takhle se tedy věci mají.
Máme tenhle závažný problém
a v podstatě máme ideální řešení.
Věda na nás ječí:
„Tohle byste měli udělat, aby se váš problém vyřešil!“
Tak jo, můžeme začít,
s chutí do toho.
Naběhneme si ale přímo na tu dvousečnou zbraň.
„Ideálním řešením“ je materiál, se kterým se nedá pracovat.
K sestavení jednoho počítačového čipu, bych jich musel seskládat miliardy.
Je to stále stejný hlavolam, takový věčný problém.
Tehdy jsme si řekli: „Necháme toho.
Nevydáme se stejnou cestou.
Zkusme najít, co chybí?
Co uniklo naší pozornosti?
Co z toho, co bychom měli udělat, neděláme?“
Je to jako ve filmu „Kmotr“, že?
Když Fredo zradí svého bratra Michaela,
všichni víme, co se musí stát.
Fredo musí zmizet.
Michael to ale pořád odkládá.
Ok, chápu to.
Jejich matka je ještě naživu, utrápilo by ji to.
Řekli jsme si:
„Kde vězí Fredo v tom našem problému?“
Čím se nezabýváme?
Co neděláme,
ale co přitom udělat musíme, abychom uspěli?
A tady je odpověď: ta socha se musí postavit sama.
Musíme najít nějaký způsob,
jak přimět, jak přesvědčit miliardu těchto částic,
aby se sestavily a vytvořily technologii.
Nemůžeme to udělat za ně. Musí to udělat ony samy.
Je to obtížné, není to nic triviálního,
ale v tomto případě, je to jediná možnost.
Ukázalo se, že to není něco až tak neobvyklého.
My takhle prostě nic nestavíme.
Lidé tímto způsobem nic nestavějí.
Ale když se podíváte kolem sebe, a příklady jsou všude kolem nás,
Matka příroda takhle staví všechno.
Vše je postaveno hierarchicky.
Můžete jít na pláž,
kde najdete jednoduché organismy používající molekuly bílkovin
ke zformování písečného materiálu
získaného z moře, a vytvářejí si ojedinělé
a nesmírně různorodé podpůrné struktury.
Příroda není ledabylá jako my, neohání se jen tak.
Je elegantní a moudrá,
staví z toho, co je k mání, molekulu po molekule,
vytváří struktury, jejichž složitosti
a rozmanitosti se nedokážeme ani zdaleka přiblížit.
A je už na nanoúrovni.
Je tam už miliony let.
My jsme ti, kteří se na party dostavili se zpožděním.
Rozhodli jsme se proto, že použijeme stejný nástroj jako příroda,
a sice chemii.
Chemie je tím nástrojem, který nám chyběl.
V tomto případě chemie funguje,
protože tyto nanoobjekty jsou přibližně velké jako molekuly,
takže je můžeme využít k manipulování s těmito objekty,
podobně jako s nářadím.
Přesně tohle jsme udělali v naší laboratoři.
Vyvinuli jsme chemický proces, který se dostane do kupky prachu,
do kupky nanočástic,
vyjme jen ty, které potřebujeme.
Chemické procesy můžeme použít k uspořádání miliard těchto částic,
abychom získali strukturu, z níž lze sestavit obvod.
A protože to umíme,
dokážeme sestavit mnohonásobně rychlejší obvody,
než se kdy s využitím nanomateriálů podařilo.
Chemický proces je tím chybějícím nástrojem,
který se každým dnem zdokonaluje a pracuje s čím dál větší přesností.
A nakonec,
doufáme, že to bude za pár let,
budeme moci splnit jedno z těch původních předsevzetí.
Oblast výpočetní techniky je jen jeden z příkladů.
To je to, co mě zajímá a čemu se naše skupina věnuje.
Ale jiní pracují na obnovitelné energii, v oblasti medicíny,
na konstrukčních materiálech,
kde nás věda nabádá k tomu, aby se přešlo k nanotechnologii.
To je tam, kde je nejpřínosnější.
Pokud se ale do toho pustíme,
současní i budoucí vědci budou potřebovat nové nástroje,
zrovna takové, o kterých jsem mluvil.
A budou potřebovat chemii. Ta je podstatou.
Krása vědy spočívá v tom, že jakmile jednou vyvinete nové nástroje,
jsou k dispozici.
A už tam zůstanou,
kdokoliv, kdekoliv je může převzít a použít,
a tak přispět k tomu, aby se dostálo příslibům nanotechnologie.
Díky za váš čas, moc si toho vážím.