A Neumann Társaság blogja az informatika, robotika legmenőbb témaköreiről – újszerű megközelítésben.

Kvantumugrás

Kvantumugrás

Utazás az atomi mérettartományba: nanotechnológia

2020. november 04. - ferenck

Miután megismerted a kvantumszámításokat, most megint emberi szemmel nem látható mérettartományban kalandozhatsz.

A folyamatos tudományos-technikai forradalom következtében szinte naponta szembesülsz elképesztő új szerkezetekkel. Csodát mégse várj tőlük, mert a lét minőségét ugyan megváltoztatják, az alapjait azonban nem.

nanot6.jpg

Viszont eljött azoknak a technikáknak az ideje, amelyek erre is képesek. Egyikük, a nanotechnológia, ha széles körben elterjed, az első „összeszerelő molekuláris gépekhez”, a fehérjéket felépítő riboszómákhoz hasonló változásokat idézhet elő. Ha gépeken ugyanis az általuk alkalmazott erőt speciális cél érdekében, előre meghatározott módon átalakító, továbbító és irányító rendszereket értünk, akkor a meghatározás a riboszómákra és a molekuláris szerkezetekre egyaránt érvényes.

nanot2.jpg

Ezzel a szemléletváltozással párhuzamosan, egyre elfogadottabbá vált a technológiák két csoportba osztása.

Az első, a hagyományos (és érvényben lévő) tömegtechnológia az atomokat és a molekulákat nem külön egységekként, hanem az egységek tömegeként kezeli. Hiába csökken az áramkörök mérete, a legkisebb mikroszámítógép is atomok sokaságából áll.

A másik módszer az emberi szemmel láthatatlan molekuláris szintig, az atomokig megy le; minden egyes atomot és molekulát önálló egységként kezel, teljes ellenőrzés alatt tartja, tökéletes precizitással módosítja őket. Biológiai modellt követ; lényege, hogy a dolgokat belülről kifelé, és nem kívülről befelé haladva kell létrehozni.

nanot0.jpg

A nanotechnológia a második csoportba tartozik. Az anyag 1 és 100 nanométer közötti, kvantumjelenségek által meghatározott tartományban történő módosításáról van szó (a milliméter a méter ezred-, a nanométer milliárdod része, egy nanométer négy atom.) Gyűjtőkategória, az ezen a szinten történő összes technológiára, alkalmazásaikra és tudományterületekre vonatkozik: organikus kémiára, molekuláris biológiára, energiatárolásra, a félvezetők fizikájára, mikrogyártásra, molekuláris tervezésre, anyagtudományra.

Alacsony költségen állítja elő a legkülönbözőbb, molekuláris pontosságú szerkezeteket.

nanot1.jpg

A technológia egyik alkalmazási területe, a nanoelektronika változatos eszközöket és anyagokat fed le. Közös jellemzőjük, hogy pirinyó méretük miatt az atomok közötti interakcióikat és kvantummechanikai tulajdonságaikat behatóan kell tanulmányozni az előállításukhoz. A molekuláris/félvezető hibrid elektronika, az egydimenziós szilícium nanohuzalok és szén nanocsövek, vagy a fejlettebb molekuláris gépek mind idetartoznak.

A szilícium tranzisztorok méretének folyamatos csökkenésével, 2019-ben jutottunk el a 10 mikrométer és 10 nanométer közötti mérettartományba, ami egyértelműen jelzi: a jelen és a közeljövő infokommunikációs fejlesztései nanotechnológia nélkül elképzelhetetlenek.

nanot7.jpg

Több más területhez hasonlóan, a nanotech szintén felvillant sci-fi távlatokat (is). Az élő szervezetek molekuláris szinten alkalmazott cselekedeteinek (szállítás, másolás, elfogás stb.) gépi megvalósítói, a nanorobotok vagy nanobotok a jövőben például rakétahajtóműveket gyárthatnak, összességében pedig az élet szinte minden területét képesek átalakítani. Bármit ki tudnak elemezni, atomról atomra felépíteni, és programozhatók lesznek arra is, hogy testünkbe juttatva – lokalizálva és eltávolítva az elpusztult anyagot – meggyógyítsák a beteg sejteket, leszámoljanak a kórokozókkal, és közben semmit nem érzékelünk belőlük. De ha kell, vírusnagyságú idegsejteket is tanulmányoznak, amellyel újabb lökést adnak a mesterségesintelligencia-fejlesztéseknek.

A bejegyzés trackback címe:

https://kvantumugras.blog.hu/api/trackback/id/tr5516273030

Kommentek:

A hozzászólások a vonatkozó jogszabályok  értelmében felhasználói tartalomnak minősülnek, értük a szolgáltatás technikai  üzemeltetője semmilyen felelősséget nem vállal, azokat nem ellenőrzi. Kifogás esetén forduljon a blog szerkesztőjéhez. Részletek a  Felhasználási feltételekben és az adatvédelmi tájékoztatóban.

Nincsenek hozzászólások.
süti beállítások módosítása