Ένα χειρουργικό νυστέρι στα χέρια ενός χειρουργού δίνει μια ζωή όταν το ίδιο εργαλείο στα χέρια ενός σχιζοφρενή δολοφόνου παίρνει μια ζωή. Η νανοτεχνολογία (Nanotechnology –NT) θα γίνει το ισχυρότερο εργαλείο για το ανθρώπινο είδος που έχει χρησιμοποιήσει σε όλη την ιστορία του και αναμένεται να προκαλέσει μια επανάσταση στην παγκόσμια οικονομία τις επόμενες δεκαετίες (2020-2050) αντίστοιχη με αυτήν της βιομηχανικής επανάστασης στην Ευρώπη του 18ου αιώνα. Οι ανακαλύψεις που έχουν ξεκινήσει ήδη από σήμερα και έχουν εφαρμογή στην βιομηχανία, στην ιατρική, στην πληροφορική και σε πολλούς άλλους τομείς. Συνεπώς, το τελευταίο σύνορο των επιτευγμάτων της επιστήμης δεν βρίσκεται στην  απεραντοσύνη του διαστήματος αλλά στην μικροσκοπική σφαίρα του ατόμου.

ΝΑΝΟΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ - H ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΗ ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΤΟΥ ΜΕΛΛΟΝΤΟΣ

Όπως προσδιορίζει και το όνομα της ασχολείται με την κατανόηση και τον έλεγχο της ύλης σε υπερβολικά μικρές διαστάσεις ή αλλιώς σε επίπεδο από 1 έως 200 νανόμετρα. Σε επίπεδο νανοκλίμακας, οι φυσικές, οι χημικές, οι οπτικές και οι ηλεκτρικές ιδιότητες των υλικών διαφέρουν από τις ιδιότητες των υλικών σε διαφορετικές κλίμακες, όπως πχ σε μικρότερες κλίμακες (άτομα), ή σε μεγαλύτερες κλίμακες όπως ο κόσμος που ζούμε (μακρόκοσμος).

ΝΑΝΟΕΠΙΣΤΗΜΗ ΚΑΙ ΝΑΝΟ-ΥΛΙΚΑ

Τα νάνο-υλικά είναι υλικά κατασκευασμένα από τον άνθρωπο σε κλίμακα μικρότερα από 100 νανόμετρα. Καθώς μειώνεται το μέγεθος ενός σωματιδίου, γίνεται μεγαλύτερο το ποσοστό των ατόμων του βρίσκονται στην επιφάνεια του σε σύγκριση με το ποσοστό των ατόμων που βρίσκονται στο εσωτερικό του. Ως αποτέλεσμα παρατηρείται μεγαλύτερη αντιδραστικότητα των υλικών, επιτρέποντας νέες μοναδικές εφαρμογές. Τα νάνο-υλικά δεν είναι απλώς άλλο ένα βήμα προς τη σμίκρυνση των υλικών, στη νανοκλίμακα τα υλικά παρουσιάζουν πολύ διαφορετικές οπτικές, ηλεκτρικές και μαγνητικές ιδιότητες, σε σύγκριση με ότι ισχύει στη μακροκλίμακα. Σε αυτή την τόσο μικρή κλίμακα, μπορούν να καθοριστούν μοναδικές ιδιότητες και μπορούν να εφαρμοστούν τεχνικές για την παραγωγή προϊόντων με εντελώς νέες δυνατότητες. Όλα τα φυσικά προϊόντα του σημερινού μας κόσμου αναμένεται στο μέλλον να παράγονται μέσω της νανοτεχνολογίας σε πολύ χαμηλότερο κόστος αλλά και με πρωτόγονες αντοχές. 

Ακολουθεί μια καταγραφή των βασικότερων εφαρμογών της νανοτεχνολογίας.

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΗΣ ΝΑΝΟΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΣΤΗΝ ΙΑΤΡΙΚΗ

Η ιατρική είναι ίσως ένας από τους επιστημονικούς τομείς με τις πιο ενδιαφέρουσες εφαρμογές της νανοεπιστήμης. Η καθυστέρηση της γήρανσης και η ίαση χρόνιων νοσημάτων είναι κάποια από τα πεδία όπου αναμένονται σημαντικές ανακαλύψεις με την βοήθεια της νανοτεχνολογίας. Θα βοηθήσει να αντιμετωπιστούν ασθένειες και προβλήματα υγείας που προκαλούνται σε μεγάλο βαθμό από βλάβες σε κυτταρικό και μοριακό επίπεδο. Όπως σήμερα χρησιμοποιούμε την τεχνητή καρδιά, στο μέλλον θα χρησιμοποιούμε τεχνητά μιτοχόνδρια. Επίσης πιο εξελιγμένα χειρουργικά εργαλεία αναμένεται να κατασκευαστούν, όπως και nanorobots.

∟ NANOROBOTICS

Η χρήση ιατρικών nanorobot (ή αλλιώς nanobot) αναμένεται να γίνει το απόλυτο εργαλείο της ιατρικής του μέλλοντος. Ένα nanobot θα έχει το μέγεθος ενός βακτηριδίου και θα έχει την δυνατότητα τόσο να ανιχνεύει με ακρίβεια όσο και να επιλύει οργανικά προβλήματα σε ατομικό επίπεδο. Θα μπορεί για παράδειγμα να επιλύσει προβλήματα στο κυκλοφορικό σύστημα ή να σκοτώσει στοχευμένα καρκινικά κύτταρα. Επίσης, η νανοτεχνολογία θα μας δώσει νέα μέσα για την εξέταση των ιστών με πρωτοφανείς λεπτομέρειες. Αισθητήρες μικρότεροι από ένα κύτταρο θα μας προσδώσουν μια εσωτερική και εξαιρετικά ακριβής ματιά στους ιστούς ενός οργανισμού. Τα χάπια του μέλλοντος θα είναι ρομποτικά λειτουργώντας στοχευμένα και απαιτώντας ελάχιστες ποσότητες δραστικής ουσίας. Το αποτέλεσμα θα είναι ταχεία δράση και ελαχιστοποίηση των παρενεργειών.

ΟΙ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΗΣ ΝΑΝΟΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΣΤΟΥΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΟΥΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΕΣ

Η νανοτεχνολογία θα μας επιτρέψει να κατασκευάσουμε ηλεκτρονικούς υπολογιστές που θα είναι απίστευτα ισχυροί. Σήμερα, ένας υπερ-υπολογιστής (super computer)  καταλαμβάνει πολλές φορές το μέγεθος ενός δωματίου απαιτώντας την χρήση χιλιάδων μικροεπεξεργαστών (που λειτουργούν παράλληλα) και καταναλώνουν σημαντική ηλεκτρική ισχύ. Μέσω της νανοτεχνολογίας η υπολογιστική αυτή δύναμη θα μπορεί να συρρικνωθεί στο μέγεθος του κεφαλιού μιας βελόνας απαιτώντας παράλληλα ελάχιστη ενέργεια για να λειτουργήσει. Η συνεχής βελτίωση των υπολογιστών, ενδέχεται να οδηγήσει σε κβαντικούς υπολογιστές σε περίπου 20 χρόνια. Σε προηγούμενο άρθρο σας είχαμε αναφέρει για τον νόμο του Moore. Για να συνεχίσει να ισχύει ο νόμος αυτός και στο μέλλον, πρέπει να οδηγηθούμε στην χρήση νάνο-επεξεργαστών (nano-chips) σε λιγότερο από δύο δεκαετίες. Η δυνατότητες χωρητικότητας και αποθήκευσης δεδομένων αναμένεται επίσης να αυξηθούν εντυπωσιακά. Σε κάποια χρόνια μπροστά και μέσω της μοριακής νανοτεχνολογίας ένα terabyte δεδομένων θα χωρά μόλις σε μισό κυβικό χιλιοστό του χώρου. Τα περισσότερα αντικείμενα στο καθημερινό περιβάλλον μας θα είναι εμπλουτισμένα με τη νοημοσύνη μικροσκοπικών nano-computers. Η ισχύς της επεξεργασίας μέσω ενός nano-computer θα επιτρέψει το λανσάρισμα νέων εφαρμογών που ίσως σήμερα δεν μπορούμε καν να φανταστούμε. Οι κίνδυνοι που προκύπτουν για την προστασία της ελευθερίας της ζωής των ανθρώπων θα είναι επίσης δεδομένοι και συνεπώς η νομοθεσία των κρατών θα πρέπει να εξελιχτεί και να προσαρμοστεί στις νέες αυτές συνθήκες.

ΟΙ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΗΣ ΝΑΝΟΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΣΤΗΝ ΔΙΑΣΤΗΜΙΚΗ

Οι εφαρμογές της νανοεπιστήμης στο διάστημα θα είναι πραγματικά καθοριστικές για την παρουσία του ανθρώπου εκεί. Το μεγάλο μέγεθος και βάρος των σημερινών διαστημικών σκαφών υποχρεώνει στην χρήση τεραστίων ποσοτήτων ενέργειας για την απογείωση και την επίτευξη ταχύτητας διαφυγής από την γη. Αρκεί να αναφέρουμε ότι το 90% του βάρους ενός σκάφους αφορά στα καύσιμα που απαιτούνται απλώς για να ξεφύγει από την γήινη ατμόσφαιρα και την βαρυτική έλξη που του ασκεί η γη. Η χρήση νάνο-υλικών θα περιορίσει το μέγεθος των ηλεκτρονικών και μηχανικών συστημάτων ενός διαστημικού οχήματος την ώρα που η χρήση νάνο-καυσίμων θα αυξήσει δραματικά την ισχύ της εκτόξευσης. Συνεπώς θα γίνουν εφικτές σύνθετες διαστημικές αποστολές σε μεγάλη κλίμακα και με χαμηλό κόστος.

ΝΑΝΟ-ΚΑΥΣΙΜΑ ΚΑΙ ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΠΡΑΣΙΝΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΜΕ ΧΑΜΗΛΟ ΚΟΣΤΟΣ

Με την χρήση της νανοτεχνολογίας η παραγωγή νέων καυσίμων θα γίνει εφικτή. Νέα καύσιμα ελαφρύτερα, με μειωμένη ευφλεκτότητα, καλύτερη μόνωση και κυρίως με τεράστιες επιδόσεις. Στο ενεργειακό πεδίο του μέλλοντος δεν θα υπάρχει χώρος για την χρήση των σημερινών παραδοσιακών μορφών καυσίμων και ειδικά του ακριβού και ρυπογόνου πετρελαίου. Η χρήση ορυκτών καυσίμων αναμένεται να εξαλειφθεί  αρκετά πριν εξαντληθεί. Τα τεράστια συμφέροντα όμως που κρύβονται πίσω από την παραγωγή και διανομή των ορυκτών καυσίμων αλλά και το μεγάλο κόστος αντικατάστασης των μηχανών εσωτερικής καύσης αναμένεται να εμποδίσουν την μετάβαση σε ένα ‘πράσινο’ και οικονομικό ενεργειακό μέλλον.

Η φορητή παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας θα γίνει εφικτή με την χρήση εξαιρετικά ελαφρών ηλιακών συλλεκτών σε συνδυασμό με πολύ βελτιωμένες μπαταρίες που θα χρησιμοποιούν λεπτές ταινίες, πολλαπλασιάζοντας τις επιδόσεις και την διάρκεια τους. Οι κυψέλες καυσίμου με νανοδομημένα ηλεκτρόδια και μεμβράνες θα χρησιμοποιούνται ευρέως από τα οχήματα του μέλλοντος. Μαγνήτες νανοσύνθετων θα επιτρέψουν να γίνει μικρότερο και ελαφρύτερο το βάρος κινητήρων και γεννητριών.  Ένα μεγάλο μέρος της ενέργειας που παράγεται σήμερα σπαταλιέται κατά την διανομή από έναν κεντρικό σταθμό παραγωγής στους τελικούς χρήστες. Η νανοτεχνολογία θα επιτρέψει την αυτόνομη παραγωγή ενέργειας με αυξημένη αξιοπιστία και ασφάλεια. Επίσης με την χρήση νάνο-υλικών αναμένεται να δοθούν λύσεις στα σημερινά τεχνικά προβλήματα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας μέσω της μεθόδου της υγρής σύντηξης.

ΣΤΡΑΤΙΩΤΙΚΕΣ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΗΣ ΝΑΝΟΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ

Ήδη από σήμερα εντοπίζονται αρκετές εφαρμογές της νανοτεχνολογίας στην στρατιωτική τεχνολογία όπως τα πασίγνωστα αλεξίσφαιρα γιλέκα που είναι πολύ ανθεκτικά και πολύ ελαφριά. Τα νάνο-υλικά θα επιτρέψουν μια μεγάλη ποικιλία νέων εφαρμογών σε όλους τους τομείς της στρατιωτικής τεχνολογίας.  Η εξασφάλιση φορητής παραγωγής ενέργειας σε συνδυασμό με την χρήση έξυπνων υλικών μεγάλων αντοχών και την νάνο-ρομποτική θα αλλάξουν για πάντα τον τρόπο που θα διεξάγονται οι πόλεμοι του μέλλοντος. Για παράδειγμα ένας σημερινός υπερ-υπολογιστής θα μπορεί στο μέλλον με κυκλώματα μοριακής ηλεκτρονικής να χωρέσει σε ένα πρότυπο μιας σφαίρας και να την καθοδηγήσει έξυπνα σ' ένα στόχο που βρίσκεται πολλά χιλιόμετρα μακριά. Ας ελπίσουμε ότι υπό τον φόβο των τεράστιων αυτών νέων δυνατοτήτων οι λαοί θα αποφασίσουν να λύνουν τις διαφορές τους με άλλους τρόπους πριν σκεφτούν καν να προσφύγουν στην φυσική βία μιας πολεμικής σύρραξης.

ΟΙ ΝΕΕΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ ΜΟΝΟΔΡΟΜΟΣ ΓΙΑ ΤΗΝ ΕΠΙΤΕΥΞΗ ΑΝΤΑΓΩΝΙΣΤΙΚΟΤΗΤΑΣ ΤΗΣ ΕΛΛΑΔΑΣ

Όπως έχουμε γράψει πολλές φορές στο παρελθόν, η Ελλάδα υποφέρει από τις συνέπειες όχι τόσο της κρίσης χρέους -αλλά από τις συνέπειες της έλλειψης  ανταγωνιστικότητας στις διεθνείς αγορές. Στις δεκαετίες του 80 και του 90 όταν ο Δυτικός κόσμος επένδυε σε νέες τεχνολογίες με λαμπρό μέλλον η Ελλάδα επένδυε σε κλάδους εντάσεως εργασίας που επρόκειτο να πεθάνουν στις Δυτικές οικονομίες και να μεταφερθούν Ανατολικά. Η Ελλάδα επένδυσε σε κλάδους εντάσεως-εργασίας που νομοτελειακά οδηγήθηκαν σε χώρες με χαμηλό εργατικό κόστος, όπως π.χ. η κλωστοϋφαντουργία που μεταφέρθηκε παραγωγικά στην Ανατολή. Για να γίνει η χώρα ξανά ανταγωνιστική στο μέλλον η μόνη σίγουρη επιλογή είναι να επενδύσει από σήμερα στις νέες τεχνολογίες. Μια από αυτές τις τεχνολογίες είναι και η νανοτεχνολογία. Τις τελευταίες τρεις δεκαετίες ζούμε την επανάσταση της πληροφορίας και των επικοινωνιών, η επόμενη επανάσταση που παίρνει σειρά είναι η επανάσταση της νανοτεχνολογίας. Όποιοι επενδύσουν σε αυτή σήμερα στο μέλλον θα επιβραβευθούν με ανταγωνιστικότητα και ως αποτέλεσμα οικονομική ευημερία. Το μέλλον της οικονομίας αναμένεται να σπανά-καθοριστεί εξαιτίας της νανοτεχνολογίας. Οι κίνδυνοι της μη πρόβλεψης και προετοιμασίας γι’ αυτές τις νέες συνθήκες είναι τεράστιοι για όλα τα έθνη και ειδικά για την Ελλάδα που αντιλαμβάνεται και αντιμετωπίζει συνήθως το μέλλον της με έναν ανέμελο τρόπο.

ΕΥΡΩΠΑΪΚΆ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΑ ΓΙΑ ΤΗΝ ΕΠΙΔΟΤΗΣΗ ΤΗΣ ΝΑΝΟΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ

Η έρευνα διάφορων τομέων της νανοτεχνολογίας είναι επιλέξιμη από αρκετά επιδοτούμενα Ευρωπαϊκά προγράμματα και εδικά από το 7ο Πλαίσιο για την Έρευνα και την τεχνολογία.

► Η σελίδα της Ευρωπαϊκής Ένωσης ειδικά για την νανοτεχνολογία

ΑΝΤΙ ΕΠΙΛΟΓΟΥ

Ένα χειρουργικό νυστέρι στα χέρια ενός χειρουργού δίνει μια ζωή όταν το ίδιο εργαλείο στα χέρια ενός σχιζοφρενή δολοφόνου παίρνει μια ζωή. Η νανοτεχνολογία θα γίνει το ισχυρότερο εργαλείο για το ανθρώπινο είδος που έχει χρησιμοποιήσει σε όλη την ιστορία του.

Συνδέσεις στο Διαδίκτυο και πηγές:

► Η εξαιρετική ιστοσελίδα για τις επιστήμες Science Daily

◘ Γιώργος Πρωτονοτάριος

Investment & Technology Solutions

Απαγορεύεται η ολική αναδημοσίευση, ή μερική αντιγραφή κειμένων και γενικότερα πληροφοριών που περιέχονται στις σελίδες του ιστοχώρου capitalinvest .gr χωρίς την σχετική άδεια.