Новий крок у нанотехнологіях

Щороку комп'ютерні мікросхеми зменшуються наполовину у розмірі та збільшуються вдвічі у своїй потужності, надаючи мобільність та доступність нашим девайсам. Але що станеться, коли мікросхеми вже не зможуть зменшуватись? Джордж Тулевскі досліджує небачений та незнаний світ наноматеріалів. На даний момент він працює над розробкою хімічних процесів задля поєднання вуглецевих нанотрубок, метою якої є запуск процесу самобудування схем, подібно до того, як природні організми створюють свої складні, різноманітні та витончені структури. Чи зможе наступне покоління комп'ютерів розкрити їх секрет?

Уявімо за роботою скульптора,

який виточує різцем
свою скульптуру.

Ось як витончено Мікеланджело
описав цей процес:

"У кожній кам'яній брилі всередині
знаходиться скульптура,

завдання скульптора -
вивільнити її звідти."

Але що, якби він працював
у зворотньому напрямі?

Починаючи не з твердої
кам'яної брили,

а з купи крихт,

якимось чином зліплюючи мільйони
часточок, надаючи їм форми статуї.

Я розумію, що це
- нісенітниця.

Мабуть, це неможливо.

Єдиний спосіб отримати статую
з купи пилу,

це її самоутворення;

якби ми могли змусити мільйони тих
часточок з'єднатися,

набуваючи форми статуї.

Як дивно це б не звучало,

але практично над таким же питанням
я зараз працюю в лабораторії.

Я не будую з каменю,

я будую з наноматеріалів.

Вони неймовірно дрібні,
захоплюючі маленькі об'єкти.

Для порівняння - якщо цей пульт
уявити наночастинкою,

людська волосина була б
розміром з цю кімнату.

І вони - серце галузі,
яку ми називаємо нанотехнологіями,

про яку, я впевнений, ми всі чули,

і ми всі знаємо, як вона
невдовзі змінить наше життя.

Коли я був випускником,

я застав один з найзахопливіших
періодів роботи з нанотехнологіями.

Весь час відбувались наукові прориви.

Активно проводились конференції ,

фінансуючі організації
вливали сюди безліч коштів.

Причина наступна:

при неймовірному
зменшенні об'єктів

ними керують певні фізичні явища,
ті самі, що і звичайними об'єктами,

наприклад, нами.

Ми називаємо це
квантовою механікою.

Це означає, що ми цілком можемо
впливати на їх поведінку,

просто роблячи невеликі,
на наш погляд, зміни,

наприклад, додаючи або
прибираючи трохи атомів,

або скручуючи матеріал.

Це як основний набір інструментів.

Ти відчуваєш нові можливості,
наче можеш робити, що завгодно.

І ми робили це -

кажучи "ми", я маю на увазі ціле
покоління випускників.

Використовучи наноматеріали, ми намагалися
створити надшвидкі комп'ютери.

Ми працювали над квантовою точкою,

яка може виявити в вашому тілі
хворобу та боротися з нею.

Деякі групи навіть
пробували створити космічний ліфт

на вуглецевих нанотрубках.

Ви можете перевірити, це правда.

В будь-якому разі, ми думали,
що це вплине

на всі галузі, від обчислювальної
техніки до медицини.

Маю визнати,

я завжди беззаперечно вірив в цю справу.

Дійсно, самовіддано.

Але це було 15 років тому,

і...

зроблено фантастичні,
важливі наукові відкриття.

Ми багато чому навчились.

Ми ніколи не могли перетворити
науку у нові технології --

в технології, які дійсно могли
вплинути на людей.

І причиною є наноматеріали --

вони як палиця з двома кінцями.

Саме це робить їх
такими цікавими --

їх маленький розмір

і саме він унеможливлює роботу з ними.

Це наче буквально намагатися зробити
статую з купи пилу.

Ми не маємо настільки маленьких
інструментів, щоб працювати з ними.

Навіть, якщо б ми їх мали,
це б не дуже зарадило,

оскільки ми не змогли б викласти
мільйони частинок одна за одною,

створюючи певну технологію.

Виходячи з цього,

з усіх очікувань та
піднесення,

залишились тільки очікування та
піднесення.

В нас немає нанороботів, які
борються з хворобами,

немає космічних ліфтів,

і того, що мене цікавить перш за все,
- нових видів комп'ютерів.

І остання, дуже важлива річ.

Ми тільки почали передбачати

надзвичайний прогрес
обчислювальної техніки.

Ми будуємо економіку, основану
на даній ідеї.

І цей прогрес дійсно відбувається,

оскільки ми розміщуємо
все більше пристроїв

на одному комп'ютерному чіпі.

І ці пристрої стають все меншими,

працюють швидше, споживають
менше енергії,

стають дешевшими.

Разом це все надає нам
немовірний темп.

Наприклад:

якщо взяти комп'ютер розміром з кімнату,
який відправив трьох людей на місяць,

і якимось чином його стиснути,

стиснути найкращий в світі
тогочасний комп'ютер

до розміру вашого смартфону -

вашого теперішнього смартфону,

який ви купили за 300 баксів і раз
на два роки змінюєте на новий,

він перевершив би ту штуку.

Вона б вас не вразила.

Вона не мала б жодної функції
вашого смартфону.

Вона була б повільною,

ви би нічого не змогли завантажити,

можливо, вам вдалося би
продивитися пару хвилин

"Ходячих мерців", якщо б
пощастило...

(Сміх)

Характер прогресу - не поступовий.

Прогресс невпинний.

Він надшвидкий.

Він примножується рік за роком,

якщо порівняти технології,

від одного покоління до наступного,

вони майже невпізнавані.

Ми взяли відповідальність
підтримувати цей процес.

Ми б хотіли сказати те ж саме через
10, 20, 30 років:

подивіться, чого ми
досягнули за 30 років.

Ми знали, що прогрес
не триватиме завжди.

Фактично, вечірка вже згортається.

Щось на кшталт, "замовлю я
останню чарку", так?

Якщо ви зазирнете за куліси,

по багатьох показниках,
швидкості та технічних даних,

прогрес уповільнився,
практично зупинився.

Якщо ми хочемо продовження бенкету,

ми маємо робити те,
на що завжди були здатні,

вносити новаторство.

Роль та місія нашої групи -

провадити зміни, застосовуючи
вуглецеві нанотрубки,

оскільки вони можуть
прокласти шлях і підтримати темп.

Вони схожі на звук.

Це крихітні, порожні
трубочки з атомів вуглецю,

їх наномасштаб,
дрібний розмір

дає початок масштабним
електронним проектам.

Наука демонструє, - якщо ми
застосуємо їх в обчислювальній техніці,

ми дістанемо десятикратне
удосконалення роботи.

Наче перестрибнути декілька поколінь
техніки лише одним кроком.

У нас це є.

У нас дійсно важлива проблема

і ми маємо практично ідеальне рішення.

Наука звертається до нас,

"Ось, що потрібно робити для
вирішення вашої проблеми".

Так, ну добре, давайте почнемо,

зробимо це.

Але ж ми повертаємося знову
до тієї палиці з двома кінцями.

"Ідеальне рішення" включає в себе
матеріал, з яким неможливо працювати.

Я маю упорядкувати мільярди частинок
для створення одного комп'ютерного чіпу.

Це така ж загадка, як ця
постійна проблема.

І тут ми кажемо:
"Давайте зупинимось.

Не підемо звичним шляхом.

Просто визначимо, чого бракує.

Чого ми не робимо?

Чого ми не робимо
з того, що необхідно?"

Як у фільмі "Хрещений батько", вірно?

Коли Фредо зраджує
свого брата Майкла,

ми розуміємо,
що відбуватиметься.

Фредо має нас покинути.

(Сміх)

Але Майкл не дає йому
це зробити.

Ну добре, я зрозумів.

Їхня мати жива, це могло
її засмутити.

Ми щойно сказали:

"Де тут Фредо у нашій проблемі?"

Чому ми не вирішуємо питання?

Чого ми не робимо,

що маємо зробити
задля досягнення успіху?"

Відповідь така: статуя має
сама себе збудувати.

Ми повинні знайти спосіб,
якимось чином

підкорити, переконати
мільярди цих часточок

зібратися за певною технологією.

Ми не можемо зробити це за них.
Вони мають зробити це самостійно.

Це складний і новий шлях,

але, в даному випадку, він єдиний.

Тепер, як виявляється,
проблема не нова.

Ми ж нічого не робимо в цьому напрямку.

Люди не просуваються
у вирішенні питання.

Але, якщо ви озирнетесь навкруги,
скрізь знайдете приклади --

Матінка Природа все створює
за цією подобою.

Все будується знизу вгору.

Ви можете піти на пляж,

і знайдете там прості організми,
які використовують білок --

по суті, молекули --

як прототип піску,

виловлюючи їх з моря,

і створюючи цю надзвичайно
різноманітну архітектуру.

Природа набагато розумніша за нас.

Вона витончена і розумна,

будує з того, що в неї є,
молекула за молекулою

створюючи структури, складні

та різноманітні,
до яких нам ще дуже далеко.

Вона вже вийшла на нанорівень.

Вона була там ще мільйон років тому.

Ми єдині, хто спізнився на вечірку.

Отже, ми вирішили використовувати той же
інструментарій, що і природа,

і таку саму хімію.

Хімія - бракуючий інструмент.

І хімія працює в цьому випадку,

оскільки нанооб'єкт
розміром з молекулу,

то ж ми можемо управляти цими
об'єктами

як інструментами.

Саме це ми робимо
у нашй лабораторії.

Ми розробили хімічну речовину,

що додається до наночастинок

і виявляє потрібні нам.

Хімія слугує нам для збирання
буквально мільярдів частинок

в структуру, яку нам потрібно
вибудувати в схему.

Оскільки це нам під силу,

ми можемо побудувати схеми
набагато швидше,

ніж будь-хто до нас, завдяки
використанню наноматеріалів.

Хімія - бракуючий інструмент,

він щоденно вдосконалюється
та стає точнішим.

І, нарешті,

ми сподіваємося, що протягом
декількох років

ми виконаємо одну з даних обіцянок.

Комп'ютери - тільки один з прикладів.

Це те, що цікавить мене,
над чим працює моя команда,

але є й інші галузі -
відновлювальна енергія, медицина,

конструкційні матеріали,

в яких наука визнає необхідність
застосування нанотехнологій.

Найбільші переваги тут.

Якщо почати втілення цих ідей,

в недалекому майбутньому вчені
потребуватимуть інструментів,

таких, про які я щойно говорив.

Їм необхідна хімія.
Ось в чому суть.

Краса науки полягає у виявленні
вченими нових інструментів,

які знаходяться в ній.

Вони є і були там завжди,

і будь-хто, будь-де може
взяти і працювати з ними,

допомагаючи виконати обіцяне
в галузі нанотехнологій.

Дуже дякую, та ціную, що присвятили час
моєму виступу.

(Оплески)