Stel je een beeldhouwer voor die een standbeeld aan het maken is,
en stukjes steen aan het wegbeitelen is.
Michelangelo verwoordde dit zeer fraai:
"In elk blok steen zit een beeld verborgen
en het is de taak van de beeldhouwer om het te ontdekken."
Maar wat als hij omgekeerd te werk was gegaan?
Niet vanuit een massief blok steen,
maar vanuit een grote hoop stof,
en hij op de een of andere manier miljoenen deeltjes aan elkaar lijmt
om een beeld te creëren.
Ik weet dat dat absurd klinkt.
Het is waarschijnlijk onmogelijk.
De enige manier waarop je stof tot standbeeld maakt
is als het standbeeld zichzelf zou bouwen --
als we op een bepaalde manier miljoenen deeltjes
ertoe konden zetten samen te trekken om het standbeeld te vormen.
Hoe raar dat ook klinkt,
dat is bijna precies het probleem waar ik in mijn lab aan werk.
Ik bouw echter niet met steen, maar met nanomateriaal.
Dat zijn haast onmogelijk kleine, fascinerende deeltjes.
Zo klein dat als deze controller een nanodeeltje was,
een mensenhaar de grootte van deze hele ruimte zou aannemen.
Ze vormen de kern van wat nanotechnologie wordt genoemd,
iedereen waarschijnlijk wel bekend,
en wat zogenaamd alles zou gaan veranderen.
Toen ik studeerde,
was het een van de leukste tijden om in de nanotechnologie te werken.
Er gebeurden continu nieuwe wetenschappelijke doorbraken.
Conferenties vierden hoogtij,
en er stroomden bakken geld binnen vanuit steunfondsen.
En de reden is dat wanneer objecten heel klein worden,
ze onderworpen zijn aan een andere soort natuurkunde
dan "gewone" objecten.
Deze vorm van fysica heet kwantummechanica.
Volgens deze kwantummechanica is het gedrag van kleine objecten
te beheersen middels van kleine veranderingen,
zoals het toevoegen of verwijderen van een stel atomen,
of het draaien van het materiaal.
Het is een ultieme gereedschapskist.
Het voelde alsof je tot alles in staat was en je alles kon produceren.
Wij deden het --
en met "wij" bedoel ik mijn hele generatie alumni.
We probeerden supercomputers te maken met nanomaterialen.
We fabriceerden kwantumstippen
die ooit in je lichaam ziektes zouden kunnen opsporen en vernietigen.
Er waren zelfs groepen bezig een lift naar de ruimte te maken
met behulp van koolstofnanobuizen.
Je kunt het opzoeken, het is echt waar.
Wij dachten dat het alle aspecten van wetenschap en technologie
zou beïnvloeden, van informatica tot medicijnen.
En ik moet toegeven,
ik ging er volledig in mee.
Ik was echt verkocht.
Maar dat was 15 jaar geleden,
en de wetenschap werd geweldig bedreven,
er werd belangrijk werk geleverd.
We hebben veel geleerd.
We waren nooit in staat die wetenschap te vertalen
in nieuwe technologiën die echt een invloed op mensen zouden hebben.
Want bij het werken met nanomateriaal snijdt het mes aan twee kanten.
Hetzelfde dat het enerzijds zo interessant maakt, het kleine formaat
maakt het anderzijds onmogelijk om mee te werken.
Het is net als een beeld proberen te maken uit een hoopje stof.
En we hebben er simpelweg geen gereedschap voor dat klein genoeg is.
Maar al hadden we dat, maakte het niet uit,
want we zouden niet één voor één miljoenen deeltjes samen kunnen brengen
om een technologie te vormen.
En zodoende zijn de beloftes en het enthousiasme
slechts beloftes en enthousiasme gebleven.
We hebben geen nanobots die ziektes afweren,
geen liften naar de ruimte,
en waar ik me het meest voor interesseer; geen nieuwe soorten informatica.
Dat laatste is van groot belang.
Er is de verwachting geschapen
dat vooruitgang op computergebied altijd zal voortduren.
Complete economieën rusten op dit idee.
En deze vooruitgang is er omdat wij steeds meer en meer apparaten
op een computerchip kunnen plaatsen.
En des te kleiner die apparaten worden, worden ze des te sneller, energiezuiniger
en goedkoper.
Die samenkomst brengt ons zulke snelle vooruitgang.
Ter illustratie:
als ik de computer die drie mensen naar de maan en terug bracht -
toentertijd de beste computer -
zou samenpersen van kamergrootte tot de grootte van een smartphone,
dat ding waar je 300 euro aan uitgeeft en na twee jaar weer weggooit,
zou je smartphone het regelrecht winnen van die computer.
Je zou niet onder de indruk zijn.
Hij zou niets kunnen wat je smartphone doet.
Hij zou traag zijn,
je zou er niets op kunnen opslaan,
en met geluk zou je net de eerste minuten
van een "Walking Dead" aflevering kunnen zien.
(Gelach)
Wat ik probeer te zeggen, de vooruitgang is niet geleidelijk.
De vooruitgang is continu, en exponentieel.
Het bouwt elk jaar weer op de gelegde bouwstenen,
in zoverre dat wanneer je technologie van twee opvolgende generaties vergelijkt,
ze bijna onherkenbaar zijn.
En we zijn het onszelf schuldig die vooruitgang voort te zetten.
We willen over 10, 20, 30 jaar hetzelfde kunnen zeggen:
kijk wat ons de laatste 30 jaar is gelukt.
Maar we weten dat deze vooruitgang niet eeuwig zal duren.
In feite loopt het feestje al ten einde.
Net als de laatste ronde alcohol van de avond.
Als je het onder de loep legt blijkt dat volgens veel maatstaven,
zoals snelheid en resultaat,
de vooruitgang al tot stilstand gekomen is.
Dus als we willen dat het feest doorgaat,
moeten we doen wat we altijd al konden, namelijk innoveren.
Dus de rol en missie van onze groep
is om te innoveren door het gebruik van koolstofnanobuizen,
omdat wij denken dat dat de manier is om de vooruitgangssnelheid te waarborgen.
Ze zijn precies wat de naam zegt:
kleine, holle tubes van koolstofatomen,
wier geringe grootte geweldige elektronische mogelijkheden biedt.
En de wetenschap zegt ons dat als we ze in computers zouden gebruiken
we een vertienvoudiging van prestaties kunnen realiseren.
Het is alsof we generaties technologie overslaan in één stap.
En dat is het.
We hebben een belangrijk probleem
en we hebben wat eigenlijk de ideale oplossing is.
De wetenschap roept ons,
"Dit moeten jullie doen om jullie probleem op te lossen."
Prima, laten we beginnen. Laten we dit doen.
Maar dan is daar weer het mes dat aan twee kanten snijdt.
De "ideale oplossing" bevat materiaal waar onmogelijk mee te werken is.
Ik zou miljarden deeltjes moeten ordenen om een enkele computerchip te maken.
Het is dezelfde valstrik, een onvermijdelijk probleem.
Op dat moment zeiden we, "Laten we er mee ophouden."
Laten we niet twee keer die fout begaan.
Laten we uitzoeken wat er ontbreekt.
Wat zijn we niet aan het doen dat wél moet gebeuren?
Het is net als in "The Godfather".
Wanneer Fredo zijn broer Micheal verraadt, weten we allemaal wat er moet gebeuren.
Fredo moet het hoekje om.
(Gelach)
Maar Michael stelt het uit.
Prima, ik snap het.
Hun moeder leeft nog, het zou haar van slag maken.
We zeiden,
"Wat is de Fredo in ons probleem?"
Waar zijn we niet mee bezig?
Wat zijn we niet aan het doen,
dat wel moet gebeuren om dit een succes te maken.
En het antwoord is dat het beeld zichzelf moet gaan bouwen.
We moeten een manier vinden die deze deeltjes ertoe zet, overhaalt
om zichzelf in deze technologie samen te brengen.
Wij kunnen het niet voor ze doen. Ze moeten het zelf doen.
En het is de moeilijke weg, en dit is niet onbelangrijk,
want in dit geval is dat de enige weg.
Nu blijkt dat dit probleem niet geheel onbekend is.
We bouwen gewoon niets op die manier.
Mensen bouwen niets op die manier.
Maar kijk je eens om je heen, dan zie je er overal voorbeelden van.
Moeder Natuur maakt alles op deze manier.
Alles wordt van onderop opgebouwd.
Op het strand vind je simpele organismen die eiwitten gebruiken -
in feite moleculen - om na te bootsen wat eigenlijk zand is.
Het word zo uit de zee geplukt
en gebruikt om zeer diverse en buitengewone structuren te vormen.
En de natuur is niet zo wreed als wij.
Ze is elegant en slim,
bouwt met wat er beschikbaar is, molecuul na molecuul,
en maakt structuren met zulke diversiteit en complexiteit
die wij niet eens kunnen begrijpen.
En ze is al bij de nano.
Al honderden miljoenen jaren lang.
Wij zijn degenen die te laat zijn.
Dus wij besloten hetzelfde gereedschap te gebruiken als de natuur:
scheikunde.
Scheikunde is het ontbrekende gereedschap.
En het werkt in dit geval, omdat objecten met nanoschaal
ongeveer evengroot zijn als moleculen,
dus we kunnen ze gebruiken om deze deeltjes te sturen,
net als een stuk gereedschap.
Dat is precies wat wij in ons lab hebben gedaan.
We hebben scheikunde ontwikkeld die in de hoop stof gaat,
in de hoop nanodeeltjes
en precies de benodigde deeltjes eruit trekt.
Dan kunnen we scheikunde gebruiken om miljarden deeltjes neer te leggen
in patronen die nodig zijn om circuits te bouwen.
En omdat we dat kunnen doen,
kunnen we circuits maken die vele malen sneller zijn
dan wat iemand voorheen heeft kunnen bereiken met nanomateriaal.
Scheikunde is het missende gereedschap,
en elke dag wordt het gereedschap scherper en preciezer.
En uiteindelijk - en we hopen dat dit binnen enkele jaren gebeurt -
kunnen wij onze initiële beloftes nakomen.
Computertechniek is slechts één voorbeeld.
Het is degene waarin ik geïnteresseerd ben en mijn groep geïnvesteerd is,
maar er zijn andere voorbeelden in groene energie, in geneeskunde,
en in bouwmaterialen,
waar de wetenschap de gaat vertellen je richting de nano te bewegen.
Daar zit het grootste voordeel.
Maar als we dat gaan doen,
zullen de wetenschappers van vandaag en morgen nieuw gereedschap nodig hebben,
zoals ik ze net omschreef.
En ze zullen scheikunde nodig hebben. Dat is waar het om gaat.
Het mooie aan de wetenschap is dat zodra je nieuwe hulpmiddelen ontwikkelt,
ze simpelweg beschikbaar zijn, voor altijd.
Iedereen kan ze gebruiken
om bij te dragen aan de belofte van nanotechnologie.
Hartelijk bedankt voor uw tijd. Ik waardeer het.
(Applaus)