Il prossimo passo nella nanotecnologia

Ogni anno i chip in silicio dei computer sono dimezzati nelle dimensioni e duplicati nella potenza, in modo da permettere ai nostri dispositivi di diventare più mobili e accessibili. Ma cosa accade quando i nostri chip non possono diventare più piccoli? George Tulevski analizza il mondo sconosciuto e non sfruttato dei nanomateriali. Il suo attuale lavoro: lo sviluppo di processi chimici che inducano miliardi di nanotubi di carbonio ad assemblarsi tra loro per formare modelli necessari a costruire circuiti, più o meno nello stesso modo in cui gli organismi naturali costruiscono intricate, diverse ed eleganti strutture. Può essere questo il segreto della prossima generazione di computer?

Immaginate uno scultore
mentre crea una scultura,

scalfendo di materiale con lo scalpello.

Michelangelo lo spiegò
con eleganza dicendo che

"ogni blocco di pietra
ha già una statua dentro di sé,

e il compito dell'artista è
scoprirla".

Ma se si lavorasse
nella direzione opposta?

Non dal solido blocco di marmo,

ma da un mucchio di polvere,

incollando milioni di queste particelle
per formare una statua.

So che è un concetto assurdo.

E probabilmente è impossibile.

L'unico modo per creare una statua
da un mucchio di polvere

è se la statua si crea da sola,

se in qualche modo riusciamo a obbligare
milioni di queste particelle ad unirsi

per formare la statua.

Per quanto possa sembrare strano

è praticamente lo stesso problema
con cui ho a che fare nel mio laboratorio.

Non costruisco con il marmo,

ma con i nanomateriali.

Sono questi oggetti
incredibilmente piccoli e affascinanti;

talmente piccoli che se questo telecomando
fosse una nanoparticella,

un capello umano sarebbe
grande quanto questa stanza.

Sono al centro del mondo
che noi chiamiamo nanotecnologia,

sono sicuro ne
avrete sentito parlare,

e avrete anche sentito
che tutto cambierà grazie ad essa.

Quando ero all'università

era il periodo più emozionante
per lavorare nella nanotecnologia.

C'erano continue innovazioni scientifiche,

scalpore alle conferenze,

tantissimi investimenti
dalle agenzie di finanziamento.

La ragione è che

quando le cose
diventano molto piccole,

sono governate da una serie di
leggi fisiche diverse da quelle ordinarie,

quelle con cui interagiamo.

Questa è la meccanica quantistica.

secondo cui è possibile regolare
con precisione il comportamento

attraverso dei cambiamenti
apparentemente piccoli,

come aggiungere o rimuovere pochi atomi,

o torcere la materia.

È come una cassetta degli attrezzi.

Ti sentivi davvero potente,
in grado di fare qualsiasi cosa.

E noi lo stavamo facendo.

Con noi intendo
la mia generazione di studenti.

Provavamo a costruire dei
computer velocissimi usando nanomateriali.

Costruivamo punti quantici

in grado un giorno di entrare in un corpo
per combattere le malattie.

C'era anche chi cercava
di costruire un ascensore per lo spazio

con nanotubi di carbonio.

Potete verificare,
non mi sto inventando nulla.

Comunque, credevamo
avrebbe influenzato

tutta la scienza e la tecnologia,
dall'informatica alla medicina.

E devo ammettere,

ho bevuto tutte le Kool-Aid.

Voglio dire, fino all'ultima goccia.

Ma era 15 anni fa

e...

una scienza incredibile,
un lavoro importantissimo.

Abbiamo imparato molto.

Ma non siamo mai stati capaci di tradurre
questa nuova scienza in nuove tecnologie,

in tecnologie in grado di avere
un impatto sulle persone.

E il motivo è che questi nanomateriali

sono come un'arma a doppio taglio.

La cosa che li rende così interessanti,

le loro piccole dimensioni,

fa anche sì che sia impossibile lavorarci.

È letteralmente come erigere una statua
da un mucchio di polvere.

E non avevamo strumenti
abbastanza piccoli per lavorarci.

Anche se li avessimo avuti
sarebbe stato inutile,

perché non potevamo unire
una ad una milioni di particelle

per creare della tecnologia.

Per questo motivo

tutte le promesse e tutta l'emozione

rimasero solo questo:
promesse ed emozioni.

Non abbiamo nessun nanobot
contro le malattie,

non c'è nessun ascensore per lo spazio,

e, cosa per me più importante,
non c'è nessun nuovo tipo di informatica

Ora, quest'ultima
è davvero la cosa più importante.

Ci aspettavamo

che i progressi in questo campo
fossero infiniti.

Abbiamo costruito intere economie
su questa idea.

E questa velocità esiste

grazie all'abilità di
stipare sempre più dispositivi

in un chip del computer.

E più i dispositivi
diventano piccoli,

più veloci sono, meno potenza consumano

e più economici diventano.

Ed è questa convergenza
che permette questa incredibile velocità.

Ad esempio:

il computer grande come una stanza che ha
mandato tre uomini sulla luna e indietro,

se riuscissimo a comprimerlo...

a comprimere il miglior computer
dei nostri tempi,

e a renderlo delle dimensioni
di uno smartphone

allora il vostro smartphone,

quella cosa per cui avete speso
300 dollari e che buttate ogni due anni,

lo sorpasserebbe in tutto.

Non ne sareste colpiti.

Non potrebbe fare nulla di ciò
che fa uno smartphone.

Sarebbe lento,

non potreste metterci
tutte le vostre cose,

ci potreste forse
vedere i primi due minuti

di un episodio di "Walking Dead"
se vi va bene.

(risate)

Il punto è che il progresso
non è graduale.

Il progresso è implacabile.

È esponenziale.

Migliora se stesso anno dopo anno,

a tal punto che
se paragonate le tecnologie

da una generazione all'altra,

sono quasi irriconoscibili.

E lo dobbiamo a noi stessi,
continuare questo progresso.

Fra 10, 20, 30 anni
vogliamo dire la stessa cosa:

guardate cosa abbiamo
fatto negli ultimi 30 anni.

Ma sappiamo che il progresso
non può durare per sempre.

Anzi, la festa si sta già spegnendo.

Siamo alle "ultime ordinazioni", no?

Guardando attentamente,

in molti parametri,
come velocità e performance,

il progresso si è già fermato.

Quindi se vogliamo mantenere viva la festa

dobbiamo fare ciò che
abbiamo sempre fatto

ovvero innovare.

Quindi il ruolo e la missione
del nostro gruppo

è innovare utilizzando
nanotubi di carbonio,

perché pensiamo possano creare
un cammino in cui mantenere questo ritmo.

È proprio come sembra.

Sono piccoli tubi cavi
di atomi di carbonio

e le loro dimensioni nanometriche,
piccolissime,

conferiscono loro delle
proprietà elettroniche straordinarie.

E la scienza ci insegna che se riuscissimo
ad utilizzarli nell'informatica,

potremmo migliorare
di dieci volte le prestazioni.

È come saltare diverse generazioni
tecnologiche in un solo colpo.

Ed ecco qui.

Abbiamo questo importante problema

e fondamentalmente abbiamo
la soluzione ideale.

La scienza lo dice a gran voce:

"ecco cosa bisogna fare
per risolvere il problema".

Quindi cosa aspettiamo, iniziamo!

Facciamolo!

Ma si ritorna sempre
sull'arma a doppio taglio.

La "soluzione ideale" richiede un
materiale con cui è impossibile lavorare.

Dovrei unirne miliardi per creare
solo un chip per computer.

È sempre lo stesso rompicapo,
come un problema senza soluzione.

A quel punto ci siamo detti: "smettiamo!

Smettiamo di seguire sempre la stessa via.

Cerchiamo di capire cosa manca.

Cosa non stiamo considerando?

Cosa non stiamo facendo ma dovremmo?

È come ne "Il padrino", o sbaglio?

Quando Fredo tradisce Michael,

tutti sappiamo cosa bisogna fare.

Fredo deve morire.

(risate)

Ma Michael rimanda.

Ok, è comprensibile.

La madre è ancora viva,
sarebbe stata sconvolta.

E quindi ci siamo detti:

"Chi è Fredo nel nostro problema?"

Cosa stiamo ignorando?

Cosa non stiamo facendo,

ma dovrebbe essere fatto
per raggiungere il traguardo?"

E la risposta è
che la statua deve crearsi da sola.

Dobbiamo trovare una strada, un modo,

per costringere, per convincere
miliardi di queste particelle

ad unirsi tra loro nella tecnologia.

Non possiamo farlo noi per loro.
Devono farlo da sole.

Ed è un modo più difficile, non è banale,

ma in questo caso è l'unica via possibile.

Ora, come si è scoperto,
questo non è privo di problemi.

Noi non costruiamo nulla in questo modo.

L'uomo non crea nulla in questo modo.

Ma guardandosi attorno,
ci sono esempi ovunque.

Madre Natura costruisce
tutto in questo modo.

Tutto è costruito dal basso verso l'alto.

Andate in spiaggia

e troverete questi organismi semplici
che usano le proteine...

fondamentalmente molecole,

per formare della semplice sabbia,

estraendola dal mare

e costruendo architetture straordinarie
e diversissime tra loro.

La natura non è come noi,
che ce la caviamo un po' così,

È elegante e intelligente,

costruisce con ciò che c'è,
molecola su molecola,

ottenendo strutture di una complessità

e una diversità a cui
non possiamo nemmeno avvicinarci.

Lei è già alla nanotecnologia.

Lo è da centinaia di milioni di anni.

Siamo noi quelli in ritardo alla festa.

Quindi abbiamo deciso di usare
gli stessi strumenti che usa la natura,

ovvero la chimica.

La chimica è il pezzo mancante.

E la chimica funziona in questo caso

perché gli oggetti di scala nanometrica
sono grandi circa come le molecole,

quindi possiamo usarle
per direzionare questi oggetti,

come un utensile.

Ed è ciò che abbiamo fatto
in laboratorio,

sviluppando una chimica che entra
nel mucchio di polvere,

di nanoparticelle,

e fa esattamente ciò
di cui abbiamo bisogno.

Si può poi usare la chimica per sistemare
miliardi di queste particelle

in un modello utile
per costruire i circuiti.

E riuscendo a fare questo,

possiamo anche costruire
circuiti più velocemente

di quanto fatto finora
con i nanomateriali.

La chimica è il pezzo mancante

uno strumento che ogni giorno
diventa sempre più affilato e preciso.

E finalmente...

e speriamo che questo
accada tra un paio di anni

potremo mantenere
una delle promesse iniziali.

Ora, l'informatica è solo un esempio.

È quello di cui mi occupo,
per cui il mio gruppo ha investito,

ma ci sono altri campi,
come l'energia rinnovabile, la medicina,

e i materiali di costruzione,

nei quali la scienza
si sta spostando verso il nano.

Questo è il grande vantaggio.

Ma se faremo questo,

agli scienziati di oggi e domani
serviranno nuovi strumenti,

strumenti come quelli che vi ho descritto.

E servirà loro la chimica.
Questo è il punto.

La bellezza della scienza è che
una volta creati questi nuovi strumenti,

saranno a disposizione.

Per sempre.

E chiunque, ovunque si trovi,
potrà prenderli, usarli

e aiutarci a mantenere
la promessa della nanotecnologia.

Grazie del vostro tempo.
Lo apprezzo molto.

(applausi)