O próximo passo na nanotecnologia

Todos os anos o chip de silicone do computador diminui para metade do tamanho e duplica em potência, permitindo que os dispositivos sejam mais móveis e acessíveis. Mas o que acontecerá quando os chips não puderem diminuir mais? George Tulevski investiga o mundo invisível e inexplorado dos nanomateriais. O seu trabalho atual é desenvolver processos químicos para forçar milhares de milhões de nanotubos de carbono a organizarem-se nos padrões necessários para construírem circuitos, tal como os organismos naturais constroem estruturas complexas, diversas e elegantes. Conseguirão eles revelar o segredo à próxima geração da informática?

Imaginem um escultor
a fazer uma estátua,

a dar-lhe forma com o cinzel.

Miguel Ângelo descreveu-o
de forma elegante, quando disse:

"Todo o bloco de pedra
tem uma estátua lá dentro

"A tarefa do escultor é descobri-la".

E se trabalhássemos na direção contrária?

Não a partir de um bloco de pedra,
mas de um monte de pó,

colando milhões de partículas
para formar uma estátua.

Sei que é uma noção absurda.

Provavelmente, é impossível.

A única forma de obter uma estátua
a partir de um monte de pó

é que a estátua se construa sozinha,

como se pudéssemos forçar
milhões dessas partículas a unirem-se

para formar a estátua.

Por mais estranho que pareça,

é exatamente nesse problema
que eu estou a trabalhar.

Eu não crio a partir da pedra,
eu construo com nanomateriais.

São esses minúsculos objetos,
impossivelmente pequenos e fascinantes.

São tão pequenos que, se este controlador
fosse uma nanopartícula,

um cabelo humano teria
o tamanho desta sala inteira.

São o centro de uma área
a que chamamos nanotecnologia

de que, certamente, já ouviram falar.

Já todos ouvimos dizer
como é que ela vai mudar tudo.

Quando eu era estudante de pós-graduação,

foi uma das épocas mais excitantes
para trabalhar em nanotecnologia.

Havia novidades científicas
a aparecer todos os dias.

As conferências eram movimentadas,

havia toneladas de dinheiro
a jorrar de organizações financiadoras.

A razão é que, quando os objetos
são assim tão minúsculos,

regem-se por um conjunto diferente
da física que rege os objetos comuns,

como aqueles com que interagimos.

Chamamos-lhe mecânica quântica da física.

Diz-nos que podemos afinar
o seu comportamento com precisão

fazendo-lhes algumas mudanças
aparentemente pequenas,

como acrescentar ou retirar
uma mão cheia de átomos

ou retorcendo o material.

É como este conjunto de ferramentas.

Sentíamo-nos cheios de poder:
pensávamos que podíamos fazer tudo.

Nós estávamos a fazê-lo

— quando digo nós, quero dizer
a minha geração de estudantes.

Estávamos a tentar fazer computadores
super rápidos, usando nanomateriais.

Estávamos a construir pontos quânticos

que, um dia, podiam entrar no nosso corpo,
encontrar e combater doenças.

Havia mesmo grupos que tentavam
fazer um elevador espacial

usando nanotubos de carbono.

Podem procurar, é verdade.

Seja como for,
pensávamos que iria afetar

todas as áreas da ciência e da tecnologia,
da informática à medicina.

Tenho que confessar,

engoli todas estas ideias,
até à última gota.

Mas isso foi há 15 anos,

e foi feita ciência fantástica,
um trabalho importantíssimo.

Aprendemos muitíssimo.

Nunca conseguimos traduzir
essa ciência em novas tecnologias

em tecnologias que pudessem
ter impacto nas pessoas.

A razão disso é porque,
estes nanomateriais

são como uma espada de dois gumes.

Aquilo que os torna tão interessantes
— a sua dimensão minúscula —

também torna impossível
trabalhar com eles.

É literalmente como tentar criar
uma estátua a partir de um monte de pó.

Não temos as ferramentas
suficientemente pequenas para trabalhá-los.

Mas, mesmo que as tivéssemos,
isso não faria diferença,

porque não poderíamos juntar
milhões de partículas, uma a uma,

para criar uma tecnologia.

Portanto, por causa disso,

todas as promessas
e todo o entusiasmo

assim se mantiveram:
promessas e entusiasmo.

Não temos nano-robôs
que lutem contra as doenças,

não há elevadores espaciais,

e aquilo que mais me interessa,
não há novos tipos de computadores.

Estes últimos são
uma coisa muito importante.

Chegámos a pensar

que o ritmo da evolução dos computadores
prosseguiria indefinidamente.

Construímos economias inteiras
com base nesta ideia.

E esse ritmo existe

porque conseguimos encaixar
cada vez mais dispositivos

num chip de computador.

Como esses dispositivos
ficam mais pequenos,

são mais rápidos,
consomem menos energia,

e são mais baratos.

É esta convergência
que nos dá este ritmo incrível.

Por exemplo:

se eu comprimisse o computador
do tamanho desta sala

que enviou três homens para a lua
e os trouxe de novo,

— o maior computador do mundo
na sua época —

até ele ficar do mesmo tamanho
de um smartphone,

do smartphone atual,

essa coisa que custou 300 dólares
e é deitado fora de dois em dois anos

deitá-lo-ia para o lixo.

Vocês não ficariam impressionados.

Ele não faria nada
do que um smartphone faz.

Seria lento,

não podíamos pôr nele
nada das nossas coisas,

talvez conseguíssemos ver
os primeiros dois minutos

de um episódio de "Os Mortos-Vivos",
se tivéssemos sorte.

A questão é o progresso
— não é gradual.

O progresso é implacável.
É exponencial.

Constrói-se sobre si mesmo
ano após ano,

ao ponto em que,
se compararmos uma tecnologia

de uma geração para a seguinte,

ela é quase irreconhecível.

Temos o dever de manter
o andamento deste progresso.

Queremos dizer a mesma coisa,
daqui a 10, 20 ou 30 anos:

Vejam o que fizemos
nos últimos 30 anos.

Mas sabemos que este progresso
não pode durar eternamente.

Com efeito, o tipo de festa
do abrandamento,

é como "a última bebida da noite", não é?

Se olharmos por baixo da colcha,

segundo diversas métricas,
como a velocidade e o desempenho,

o progresso já começou a abrandar.

Por isso, se queremos
que a festa continue,

temos que fazer
o que sempre conseguimos fazer,

ou seja, inovar.

O papel do nosso grupo,
a missão do nosso grupo

é inovar,
usando os nanotubos de carbono,

porque pensamos que eles podem
fornecer uma via

para continuar a este ritmo.

São tal qual aquilo a que soam.

São minúsculos tubos ocos
de átomos de carbono,

e a sua dimensão à nanoescala,
essa diminuta dimensão

dá-lhes umas propriedades
eletrónicas incríveis.

A ciência diz-nos que,
se as utilizarmos nos computadores,

podemos melhorar dez vezes
o seu desempenho.

É como saltar várias gerações
de tecnologia apenas num passo.

É assim que os temos.

Temos um problema muito importante

e temos o que é, basicamente,
a solução ideal.

A ciência está a gritar:

"É isto que vocês têm que fazer
para resolver o problema".

Ok, pronto, vamos começar,
vamos fazer isso.

Mas voltamos a deparar-nos
com a espada de dois gumes.

A "solução ideal" contém um material
com que é impossível trabalhar.

Teria que arranjar milhares de milhões
para fazer um único chip de computador.

É o mesmo dilema,
é como este problema eterno.

Nessa altura, dissemos:

"Vamos parar. Não vamos seguir por aí.

"Vamos imaginar o que é que falta.

"O que é que nos falha?

"O que é que não estamos a fazer
e que é preciso fazer?"

É como "O Padrinho", não acham?

Quando Fredo trai o seu irmão Michael,

todos sabemos o que é preciso fazer.

Fredo tem que desaparecer.

(Risos)

Mas Michael adia.

Tudo bem, até percebo.

A mãe deles ainda é viva,
ficaria desgostosa.

Então, dissemos:

"Qual é o Fredo no nosso problema?

"O que é que nos está a falhar?

"O que é que não estamos a fazer,

"mas precisa de ser feito
para tornar isto num êxito?"

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

Temos que arranjar uma forma,
seja como for,

de forçar, de convencer
milhares de milhões destas partículas

a montarem-se na tecnologia.

Não podemos fazer isso por elas,
têm que o fazer sozinhas.

É a forma mais difícil,
não é uma coisa banal,

mas, neste caso, é a única forma.

Acontece que isto não é
um problema do outro mundo.

Nós não construímos nada desta forma.

As pessoas não constroem nada
desta forma.

Mas, se olharmos à nossa volta
— há exemplos por todo o lado —

a Mãe Natureza constrói tudo
desta forma.

Tudo é construído de baixo para cima.

Podemos ir à praia,

encontramos estes organismos simples
que usam proteínas

— basicamente moléculas —

para dar forma ao que é
essencialmente areia,

apanhando-a do mar e construindo
estas arquiteturas extraordinárias,

com uma diversidade enorme.

A Natureza não é tosca como nós,
cortando a direito.

É elegante e inteligente,

constrói com o que há disponível,
molécula a molécula,

formando estruturas
com uma complexidade

e uma diversidade
que nós nem conseguimos imitar.

Já está na fase nano.

Já lá está há centenas
de milhões de anos.

Nós somos os que chegámos
atrasados à festa.

Por isso, decidimos que vamos usar
a mesma ferramenta que a Natureza usa,

ou seja, a química.

A química é a ferramenta que falta.

E a química funciona, neste caso,

porque estes objetos, à nanoescala,
são do mesmo tamanho que as moléculas,

por isso podemos usá-las
para encaminhar estes objetos,

tal como uma ferramenta.

É isso mesmo que temos feito
no nosso laboratório.

Desenvolvemos a química
que penetra no monte de pó,

na pilha de nanopartículas

e vai buscar exatamente aquelas
de que precisamos.

Depois usamos a química para organizar
milhares de milhões dessas partículas

no padrão de que precisamos
para construir circuitos.

Como conseguimos fazer isso,

podemos construir circuitos
muitas vezes mais rápidos

do que os que se conseguia fazer
anteriormente, usando nanomateriais.

A química é a ferramenta em falta,

e todos os dias a nossa ferramenta
é mais acutilante e mais rigorosa.

Por fim — e espero que seja
dentro de meia dúzia de anos —

poderemos cumprir uma
dessas promessas iniciais.

Mas os computadores
são apenas um exemplo.

É aquele em que eu estou interessado,
aquele em que o meu grupo tem investido,

mas há outros, na energia renovável,

na medicina, em materiais estruturais,

em que a ciência nos vai dizer
para avançarmos para o nano.

É onde estão os maiores benefícios.

Mas, se formos fazer isso,

os cientistas de hoje e de amanhã
vão precisar de novas ferramentas,

ferramentas como as que descrevi.

Vão necessitar da química.
É essa a questão.

A beleza da ciência é que,

depois de desenvolvermos
estas novas ferramentas,

elas passam a existir, para sempre,

e qualquer um, em qualquer parte,
pode agarrar nelas e usá-las,

e ajudar a cumprir
as promessas da tecnologia.

Muito obrigado pelo vosso tempo.
Gostei muito.

(Aplausos)