O próximo passo na nanotecnologia

Ano após ano, o chip de computador de silicone se reduz pela metade em tamanho e se duplica em capacidade, levando nossos aparelhos a tornarem-se mais portáteis e acessíveis. Mas o que acontece quando nossos chips não podem diminuir mais? George Tulevski pesquisa o mundo invisível e inexplorado dos nanomateriais. Seu trabalho decorrente: desenvolver processos químicos que compelem billões de nanotubos de carbono a unirem-se em padrões necessários para construir circuitos, de modo semelhante ao que organismos naturais criam estruturas intricadas, diversificadas e elegantes. Seriam elas o segredo para a próxima geração da computação?

Vamos imaginar um escultor
fazendo uma estátua,

tirando lascas com uma talhadeira.

Michelângelo o descreveu
de uma forma elegante, dizendo:

"Todo bloco de pedra tem
uma estátua dentro dele,

e é tarefa do escultor descobri-la."

Mas e se ele trabalhasse
na direção contrária?

Não a partir de um bloco sólido de pedra,

mas de um monte de pó,

colando de alguma forma milhões
de partículas para fazer uma estátua.

Sei que esta é uma noção absurda.

É provavelmente impossível.

O único jeito de obter uma estátua
a partir de um monte de pó

é se a estátua construir a si mesma,

se pudéssimos forçar
milhões de partículas a juntarem-se

para formar uma estátua.

Isso pode parecer estranho,

mas é quase que o problema exato
com o qual eu lido no laboratório.

Eu não trabalho com pedra,

eu trabalho com nanomateriais.

São objetos incrivelmente
pequenos e fascinantes.

São tão pequenos que se este controle
fosse uma nanopartícula

um cabelo humano seria
do tamanho desta sala toda.

Estão no centro de uma área
que chamamos nanotecnologia,

que com certeza todos ouviram falar,

e todos ouviram como ela vai mudar tudo.

Quando eu fui aluno de pós-graduação

foi um dos tempos mais empolgantes
para trabalhar em nonatecnologia.

Haviam descobertas científicas
acontecendo o tempo todo.

Os congressos eram movimentados,

havia toneladas de dinheiro
jorrando de agências financiadoras.

A razão é

que quando os objetos são tão miúdos,

eles se regem por um conjunto diferente
da física que rege objetos comuns

como os que interagem conosco.

Chamamos esta física de quantum mecânica.

Isso nos revela que podemos ajustar
seu comportamento com precisão,

fazendo mudanças
aparentemente pequenas,

como colocar ou tirar
um punhado de átomos,

ou retorcer o material.

É como um kit the ferramentas ideal.

Sentimos que temos poder;
sentimos que podemos fazer tudo.

E estamos fazendo:

"nós" referindo-me à minha
geração de estudantes.

Estamos tentando fazer computadores
super rápidos usando nonamateriais.

Estamos construindo pontos quantum

que algum dia entre em nossos corpos
e endontre e conbata doenças.

Haviam até grupos tentando
fazer um elevador para o espaço

usando nanotubos de carbono.

Podem procurar, é verdade.

Pensamos que iria afetar

todas as partes da ciência e tecnologia,
da computação médica.

Tenho que admitir,

eu tomei todo ki-suco.

Até o último gole.

Mas isso foi há 15 anos,

e

uma ciência fantástica foi feita,
trabalho muito importante.

Aprendemos muito.

Nunca consiguiremos traduzir
aquela ciência em novas tecnologias,

em tecnologias que fosse
eficaz para pessoas.

A razão é que estes nanomateriais,

são uma espada de dois gumes.

Aquilo que os faz tão interessante,

seu tamanho pequeno,

também faz com que sea impossível
trabalhar com eles.

É literalmente como tentar construir
uma estátua usando pó.

E nós não temos as ferramentas
que são pequenas o suficiente.

Mas mesmo se tivéssemos,
não faria diferença,

porque não poderíamos ajuntar
partícula por partícula

para criar uma tecnologia.

Por causa disso,

toda a promessa e toda a empolgação

ficaram só nisso: promessa e empolgação.

Não temos nenhuma nanorobô
combatendo doenças,

não há elevadores para o espaço,

e o que eu mais me interesso,
não há novos tipos de computação

Este último é mesmo o mais importante.

Por hábito, esperamos

que o ritmo dos avanços da computação
continuem indefinidamente.

Baseamos economias inteiras nessa ideia.

Este ritmo existe

porque nossa habilidade de pôr
mais e mais aparelhos

num chip de computador.

Enquanto estes aparelhos diminuem,

ficam mais rápidos, consumem
menos energia

e ficam mais baratos.

É esta convergência
que nos dá um ritmo incrível.

Um exemplo:

se eu tomasse o computador do tamanho da sala
que levou e trouxe três homens da lua

e de alguma forma o comprimisse,

comprimisse o melhor computador
daquela época,

para ter o mesmo tamanho
do seu smartphone,

do seu smartphone,

aquilo que você comprou com $300
e joga fora a cada dois anos,

teria surpreendido.

Não se impressinariam.

Não fazia nada que seu smartphone faz.

Era devagar,

não podiam pôr nada nele,

tavez poderiam assistir dois minutos

de um episódio de "Walking Dead",
com sorte,

(Risos)

A questão é o progresso:
não é gradual.

O progresso é incessante.

É exponencial.

Se formou ano após ano,

ao ponto em que se compararmos
uma tecnologia

de uma geração com a seguinte,

são quase irreconhecíveis.

Devemos isso a nós mesmos
fazer o progresso conituar.

Queremos dizer o mesmo nos próximos
10, 20, 30 anos:

olhem o que fizemos nos úlitmos 30 anos.

Mesmo assim, sabemos que o progresso
não vai durar para sempre.

De fato, a festa está chegando ao fim.

Quando dizem:
"última chamada para bebidas!"

Se olharmos debaixo do cobertor,

em muitas medidas, como velocidade
e performance,

o progresso já desacelerou para parar.

Se quisermos que a festa continue,

temos que fazer o que sempre fizemos,

que é inovar.

A função e a missão do nosso grupo

é inovar usando nanotubos de carbono,

porque pensamos que eles podem
proporcionar um caminho para continuar a corrida.

São como o som.

São tubos de átomos de carbono
pequenos e ocos.

e sua tamanho em nanoescala,
aquele tamanho pequeno

origina propriedades
eletrônicas surpreendentes.

A ciência nos informa
que se pudermos aplicá-los na computação,

poderemos ver até dez vezes
a melhora na performance.

É como pular gerações de tecnologia
em apenas um passo.

Aí está.

Temos este problema muito importante

e temos o que é basicamente
a solução ideal.

A ciência está gritando para nós.

"Isto é o que deveriam estar fazendo
para resolver seu problema."

Então vamos começar,

vamos lá.

Mas aí voltamos aquele problema
da espada de dois gumes.

Esta "solução ideal" contém um material
que é impossível de se trabalhar.

Teria que organizar bilhões deles
para fazer um só chip de computador.

O mesmo dilema,
é como um problema eterno.

A este ponto, dissemos: "Vamos parar.

Não vamos seguir neste mesmo caminho.

Vamos descobrir o que está faltando.

Com o que estamos lidando?

O que não estamos fazendo
e precisamos fazer?"

É como em "O Poderoso Chefão".

Quando Fredo trai seu irmão Michael,

todos sabemos que algo precisa ser feito.

Fredo tem que sair.

(Risos)

Mas Michael deixa para depois.

Tudo bem, eu entendo.

A mãe deles ainda está viva,
ela ficaria triste.

Dissemos:

"Qual é o Fredo do nosso problem?"

Com o que não estamos lidando?

O que não estamos fazendo,

mas precisa ser feito
para fazer disso um sucesso?

A resposta é:
a estátua tem que construir a si mesma.

Temos que de alguma forma
achar o caminho,

compelir, convencer bilhões
de partículas

a agruparem-se para a tecnologia.

Não podemos fazer isso para elas.
Elas têm que fazer por si próprias.

É o jeito difícil e não é trivial,

mas neste cao, é o único jeito.

Acontece que este problema
não é tão incomum assim.

Não criamos nada deste jeito.

As pessoas não criam nada deste jeito.

Mas se olharmos em volta,
há exemplos por toda a parte.

A mãe natureza cria tudo desta maneira.

Tudo é criado de baixo para cima.

Podemos ir à praia,

encontrar simples organismos
que usam proteína,

basicamente moléculas,

para moldar o que é essencialmente a areia,

só tirando ela do mar

e criando arquiteturas extraordinárias
com diversidade extrema.

E a natureza não é rude como nós,
só pirateando.

Ela é elegante e inteligente,

criando com o que tem às mãos,
molécula por molécula,

fazendo estruturas com uma complexidade

e uma diversidade que não
conseguimos nem chegar perto.

E ela já está em nano.

Por milhões de anos.

Somos nós que chegamos atrasados.

Decidimos então usar as mesmas ferramentas
que a natureza usa,

que é a química.

Química é a ferramenta que nos falta.

Funciona neste caso

porque estes objetos nanoescala
tem tamanho parecido com o de moléculas,

então podemos usá-los para mover
os objetos,

como uma ferramenta.

Isso é exatamente o que estamos
fazendo em nosso laboratório.

Desenvolvemos uma química
que entra num monte de pó,

num monte de nanopartículas,

e tira as que precisamos.

Então usamos a química para organizar
bilhões destas partículas

em padrões que precisamos
para criar circuitos.

Como podemos fazer isso,

conseguimos criar circuitos
que são muito mais rápidos

que qualquer um já foi capaz
de fazer usando nanomateriais.

Química é a ferramenta que faltava,

e todos os dias ela fica mais aguçada
e precisa.

E finalmente,

e esperamos que em um punhado de anos,

podemos oferecer uma das nossas
promessas iniciais.

A computação é só um exemplo.

É o que me interessa, é no que o meu
grupo se aplica,

mas há outros em energia renovável,
em medicina,

em materiais estruturais,

para onde a ciência vai nos conduzir
à tecnologia nano.

Aí se encontra o maior benefício.

Mas se vamos fazer isso,

os cientistas de hoje e de amanhã
precisarão de ferramentas novas,

como aquelas que descrevi.

Precisarão da química. Esta é a questão.

A beleza da ciência é que uma vez
que novas ferramentas são criadas,

ficam à disposição.

Para sempre,

e qualquer um, em qualquer lugar
tem acesso para usá-las,

e ajudar a cumprir a promessa
da nanotecnologia.

Muito obrigado pelo seu tempo.

(Aplausos)