Nanotehnologija

Autor:Velibor Ilić

Abstrakt: Računari proizvode i umnožavaju informacije, skoro bez troškova. Zamislite koliko bi se promenio svet koji poznajemo, kada bi to isto mogli sa materijom.
Datum: Septembar,1998.


      Velibor Ilic

Sadržaj

NANOTEHNOLOGIJA
- Tekst je objavljen u časopisu Računari br 140

ŠTA JE NANOTEHNOLOGIJA?
UNIVERZALNI ASEMBLERI
KADA ĆE PRISTIĆI NANOTEHNOLOGIJA?
ZAŠTO SE DEŠAVA NANOTEHNOLOGIJA?


TEHNOLOGIJA 21-VOG VEKA
- Tekst je objavljen u časopisu Računari br 141

JEDNOSTAVNA NANOTEHNOLOGIJA?
KRAJNJE MOGUĆNOSTI NANOTEHNOLGIJE?
SUPER MATERIJALI
BUCKYBALL
DIJAMANTSKI MEMORIJA
INTELIGENTNI MATERIJALI


ŽIVOT U NOVOM MILENIJUMU
- Tekst je objavljen u časopisu Računari br 142

NAREDNA INDUSTIJSKA REVOLUCIJA
NOVAC U NANOTEHNOLOŠKOJ BUDUĆNOSTI?
ZANIMANJA 21-VOG VEKA
BUDUĆI POTRESI NA SVETSKOJ POLITICI
SUOČAVANJE SA TEHNOLOŠKIM ŠOKOM
ŽIVOT U NANOTEHNOLOŠKOM SVETU


NANOTEHNOLOŠKA EKOLOGIJA
ZELENA PROIZVODNJA
EKOLOŠKA ENERGIJA
POZITIVAN UTICAJ NA ZEMLJORADNJU
PRESTANAK KORIŠTENJA ŽIVIH BIĆA
UNIŠTAVANJE SKLADIŠTA ODPADNIH MATERIJALA
NANOTEHNOLOGIJA U SVEMIRU
UBLAŽAVANJE POPULACIONOG UDARA

NANOTEHNOLOGIJA U MEDICINI
NANOMEDICINA
PRODUŽAVANJE ŽIVOTA!
CRYONICS
MEDICINSKI NANOROBOTI
LEČENJE MEDICINSKIM NANOROBOTIMA
PRIMER JEDNOSTAVNOG MEDICINSKOG ROBOTA
NAJVEĆE PREDNOSTI NANOMEDICINE?

LINKOVI
LINKOVI NANOTEHNOLOGIJE
NANOTEHNOLOGIJA

ŠTA JE NANOTEHNOLOGIJA?
Nanometar je bilioniti deo metra 10-9m (širine 3-4 atoma). Nanotehnologija predstavlja molekularnu proizvodnju ili, jednostavnije, građenje stvari i predmeta na atomskom nivou, na taj način što bi se pomerali pojedinačni atomi ili molekuli. Termin je nekada bio korišten za opis bilo koje tehnike sposobne da radi sa veličinama manjim od mikrona. Ovde se govori o molekularnoj nanotehnologiji koja u osnovi znači “precizno postavljanje pojedinačnih atoma na pravo mesto”. Takođe se koriste još i termini molekularno konstruktorstvo, molekularna proizvodnja i slično. Koristeći dobro poznate fizičke osobine atoma i molekula, nanotehnologija predlaže konstrukciju uređaja veličine nekoliko nanometara. Trik je u upravljanju pojedinačnim atomima i postavljanju tačno gde su vam potrebni za proizvodnju željene strukture. Ova mogućnost nam je na dohvat ruke.

Nanotehnologija pretpostavlja totalni zaokret u izgradnji uređaja, proizvodeći gotovo bez troškova, koristeći atome pojedinačno, kao što računari koriste bitove informacija. Ovo bi omogućilo automatsku konstrukciju robe i uređaja bez tradicionalnog ljudskog rada, kao što štampač ili fotokopir mašina proizvodi neograničen broj kopija bez prekucavanja originalne informacije.

Nanotehnologija je nastala ujedinjavanjem više oblasti, od kojih najveći doprinos imaju:

  • elektronika, radeći na umanjivanju u proizvodnja mikročipova,
  • mikro biologija, izučavanjem strukture DNA, proučavanjem životnih funkcija mikro organizama,
  • hemija, radom na proizvodnji složenih jedinjenja.
Dobitnik nobelove nagrade Richard Feynman 1959. godine i prvi izneo mogućnost izrade ovako minijaturnih sistema rekavši: “principi fizike ne govore protiv mogućnosti pomeranja materije atom po atom.”

UNIVERZALNI ASEMBLERI
Koristeći elektronski mikroskop STM (Scanning Tunnelling Microscope) za posmatranje pojedinačnih atoma na niskim temperaturama, stručnjaci IBM-a su zapazili da njime mogu da pomeraju pojedinačne atome ksenona. Pomeranje atoma na taj način bi bilo veoma komplikovano, skupo i dugotrajno. Za pomeranje atoma bi nam više odgovaralo mnoštvo minijaturnih uređaja (asemblera) koji su posebni da pomeraju atome. Eric Drexler opisuje asemblere kao uređaje koji imaju minijaturne robotske ruke pod kontrolom računara. Oni bi bili u stanju da upravljaju položajima atoma, u cilju kontrolisanja i određivanja precizne lokacije na kojoj se odvijaju hemijske reakcije. Generalno pristup bi dozvolio konstrukciju velikih i preciznih objekata kao posledica precizno kontrolisanih hemijskih reakcija u kojima se objekti grade molekul po molekul. Asembleri bi mogli da izvršavaju i takve instrukcije pomoću kojih bi pravili svoje kopije. Iz tog razloga, oni bi bili jeftini. Ovo možemo videti na primeru prirodnih proizvoda kao što su drvo, seno, krompiri – oni su zaista jeftini. Radeći u velikim grupama, asembleri i specijalizovanije mašine će biti sposobne sa grade objekte jeftinije. Oni će biti u stanju da postave svaki atom na pravo mesto, i zbog toga će proizvodi biti većeg kvaliteta i pouzdanosti. Radeći na molekularnom nivou, proizvodnja će biti ekstremno čista (bez sporednih proizvoda i zagađenja).

RIBOZOMI
Mogućnost ovog pristupa može biti ilustrovana ribozomima. Ribozomi proizvode sve proteine u živim bićima na ovoj planeti. Tipičan ribozom je relativno mali (nekoliko hiljada kubnih nanometara) a sposoban je da gradi gotovo svaki protein vezivanjem amino kiselina (gradivne jedinice proteina) u precizne linenearne nizove. Instrukcije za građene proteina ribozomima prosleđuje mRNA (informaciona RNA). Ovaj polimer je sastavljen od osnovnih nukleotida adenina, citozina, guanina i uracila. Niz od nekoliko stotina do nekoliko hiljada (400-1800) takvih kodova je osnova za građenje specifičnog proteina.

ASEMBELRI
Asembleri će graditi molekularne strukture prateći instrukcije računara. Asembler će obezbeđivati trodimenzionalnu poziciju i potpunu orijentacionu kontrolu nad molekularnim komponentama (slično kao ribozomi sa individualnim amino kiselinama) dodavajući ih na rastuću kompleksnu molekularnu strukturu (analogno formiranju belančevina). Asembleri će biti sposobni da grade više različitih hemijskih struktura a ne samo jednu vrstu (belančevine) kao ribozomi.

Izračunavanja pokazuju da asembleri ne moraju biti veliki. Težina tipičnih enzima je otprilike 105 AJ (atomskih jedinica mase) dok ribozom ima težinu od 106 AJ. Najmanji asembler bi mogao da ima masu otprilike deset puta veću od mase ribozoma. Trenutna idejna rešenja asemblera su malo veća od ovoga.

MOLEKULARNI RAČUNARI
Asembleri zahtevaju detaljne nizove kontrolnih signala, kao što ribozom zahteva mRNA za kontrolisanje svojih postupaka. Takve detaljne signale obezbeđuju minijaturni računari. Dizajn molekularnih računara je dao Eric Drexler. Dizajn je mehanički sličan prirodnom, i bazira se na čvrstim štapićima koji u interakciji jedni sa drugima predstavljaju logička kola. logička kola dizajnirana na ovaj način bila bi veličine 5 kubnih nanometara. Za obezbeđivanje minimalne kontrole potrebna je zapremina od 2*105 kubnih nanometara (0.0002 mikrona) za jedan jednostavan 4-bitni ili 8-bitni procesor opšte namene. Postojaće verovatno i “alati” koji će se moći dodavati krajevima ruku asemblera. Zajedno sa svim dodacima, mali asembler sa rukama, računarem, i “alatima” bi trebalo da bude lakši od 109 AJ. Poređenja radi Escherichia coli (vrsta bakterije) ima težinu od 1012 AJ. Ovakav asembler bi bio daleko veći od ribozoma ali mnogo manji od bakterije.

POZICIJE HEMIJE
Hemičari su izuzetno uspešnu u sintezi velikog broja atomskih struktura (molekula), ali je njihov uspeh bio ograničen na malim strukturama (sa izuzetkom nekih polimera). Poznato je da su atomske strukture od nekoliko stotina atoma su sasvim izvodljive. Hemičari imaju mogućnost da precizno modeluju male strukture atoma, ali trenutno ne postoji mogućnost da na standardan način prave veće strukture. Sposobnost proizvodnje minijaturnih uređaja, vođenih računarom koji sa atomskom preciznošću raspoređuju atome i molekule u tri dimenzije, imaće revolucionarnu posledicu na hemijsku industriju.

Visoko reaktivne komponente često reaguju burno i, atomi i molekuli se slučajno sudaraju jedni sa drugima. U toku reakcija komponente se sudaraju slučajno i reaguju slučajno sa svim čime je moguće. Sinteza pod ovim uslovima ponekad liči na “precizno” postavljanje delova u radio aparat ubacivanjem i mućkanjem. Neverovatna je sposobnost hemičara da pod ovim okolnostima sintetizuju ono što žele.

Mnoga od trenutnih rešenja za hemijske sinteze sastoji je u sprečavanju neželjenih reakcija. Sa sintezom baziranom na asemblerima, takva prevencija se obezbeđuje putem pozicione kontrole. Za ilustraciju pozicione sinteze pretpostavite da želimo vežemo dve komponente, A i B. U prvom koraku, je potrebno odabrati pojedini atom iz komponente A. Da bi uradili ovo, moramo zaposliti asembler koji ima dva dela, jedan deo će imati visok afinitet prema atomima tipa A dok drugi treba da obezbedi pozicioniranje atoma. Isti postupak možemo primeniti i sa atomom elementa komponente B. Sada možemo spojiti komponentu A sa komponentom B pozicionirajući dve komponente tako da dva spoja budu susedna jedan drugom, i dozvoljavajući im da se povežu. Približavamo se dobu kada ćemo biti sposobni da gradimo virtuelno svaku strukturu do atomskih detalja koristeći se zakonima hemije i fizike.

CENA ASEMBLERA
Zbog toga asembleri mogu biti programirani za gradnju bilo koje sturkture, mogu biti programirani da grade druge asemblere. Posle amortizacije astronomskih troškova razvoja i proizvodnje prvog asemblera, njihova cena kao i objekata koje oni grade ne bi trebalo da bude veća od cene materijala i energije potrebne za njihovu izgradnju. Na primer krompiri – imaju zapanjujuću kompleksnost u dizajnu koji uključuje desetak hiljada različitih gena i različitih proteina koju su upravljani od mnogo megabita genetskih informacija – ali je ipak cena krompira svega par dinara po kilogramu.

KADA ĆE PRISTIĆI NANOTEHNOLOGIJA?
Dolazak doba nanotehnologije je potpuno definisan kao dolazak prvog “Univerzalnog Asemblera”, koji je sposoban da gradi od pojedinačnih atoma sve ono što softver definiše. Univerzalni asembler će biti povezan sa rezervama sirovih atoma (ugljenikom, kiseonikom, sumporom, i ostalim elementima). Neke naprednije verzije bi mogle da izdvajaju atome iz vazduha i zemlje. Asembler može napraviti odevni predmet jednako lako kao i superkompjuter ili hamburger ili čak svoju kopiju.

Proizvodnju prvog univerzalnog asemblera možemo očekivati za 8-15 godina, ali sa obzirom na napredak tehnologije iz drugih oblasti koje nisu direktno povezane sa nanotehnologijom i dodaju svoj doprinos, može se pretpostaviti da će se ovo okvirno vreme skratiti. Naravno posle otkrića univerzalnih asemblera biće potreban još jedan dodatni period vremena da se razvije odgovarajući softver za upravljanje njima, to jest, da se izrade matrice za proizvodnju odgovarajućih artikala.

ZAŠTO SE DEŠAVA NANOTEHNOLOGIJA?
Ukratko bi se moglo odgovoriti: "Zato što je to moguće... Pogledajte samo kako to priroda radi".
Citat K. Eric Drexler:
    “Ako želite da vidite mašine nanotehnologije, pogledajte se u ogledalo.”
Manipulacija materijom na atomskom nivou je neizbežna posledica kontinualnog napretka u polju proizvodnje čipova, biologije i hemije.

Svakih 18 meseci ili manje, veličina provodnika i tranzistora u mikročipovima se smanji za 50% dok se brzina čipova udvostruči. Provodnici su već veličine delića mikrona. Koliko dugo možete smanjivati veličinu komponenata na polovinu i očekujući da funkcionišu? Uskoro će provodnici i izolatori u provodnicima postati toliko tanki da će efekti kvantne mehanike doći u igru. Ako gradimo čipove sa toliko malim provodnicima i izolatorima, elektroni počinju da prolaze kroz izolator praveći tunele, ili ukratko, biće nemoguće praviti toliko male uređaje na klasičan način. Uskoro će dizajneri čipova biti primorani da prekinu staromodni koncept mehaničkih kalkulatora, što za posledicu ima totalni zaokret u proizvodnji. Ako možete graditi ove mehaničke delove atom po atom, oni mogu biti hiljadu puta manji i milion puta brži od postojećih tranzistora. Takmičenje za bržim čipovima je bespoštedna borba, a profit na tržištu je ogroman, ovo takmičenje ima za rezultat nanotehnologiju.

Biolozi su dobro upoznati sa sličnim alatima koje opisuje molekularna nanotehnologija kao što su programibilne samo-replicirajuće mašine, koje omogućavaju konstrukciju sa atomskom preciznošću. Biologija je posle svega nesumnjiv dokaz postojanja nanotehnologije. Biljno seme u DNA ima ugrađene genetske instrukcije za manipulaciju atoma i molekula. Na osnovu podataka iz DNA ribozomi rade na proizvodnji proteina i prikupljanju energije, skupljajući atome iz lokalnog okruženja i eventualno praveći više ribozoma. Ako ovladamo programiranjem DNA možemo ga iskoristiti za pravljenje i drugih potrebnih stvari.

Biolozima je zastrašujuće da se suoče sa činjenicom da će ubrzo biti moguće kreirati evolucioni niz, od prvih “nano-mašina", kojima je trebalo nekih 3.5 biliona godina prirodne selekcije da evoluiraju, do života na zemlji kakav danas poznajemo.

Pokušaje da zamislite trodimenzionalnu slagalicu sa trilionima i trilionima povezanih delova. Genetski materijal, koji predstavlja samo-replicirajuću šemu svog biološkog života na zemlji, bio je u centru pažnje istraživača, što je rezultiralo mogućnošću da se manipuliše ovim "nano mašinama". Biolozi stalno otkrivaju i usavršavaju načine da menjaju ove pra-molekularne mašine i mnogo doprinose napretku razvoja nanotehnologije.

Hemičari sa velikom teškoćom, sintetišu sve veće i veće molekule i izvode sve komplikovanije zadatke. Mnogo investicija ulaže se u "inteligentnu sintezu" koja bi im omogućila postavljanje atoma na pravo mesto, da bi mogli da sintetišu odgovarajuće materijale. Nanotehnologija će hemičarima omogućiti da kontrolišu materiju na nanometarskom nivou, čime će nastaviti da povećavaju prefinjenost.

Pojava nanotehnologije će imati za posledicu:

  • samostalno sklapanje upotrebne robe,
  • nano medicina ( kraj bolestima, starenju, smrti),
  • prestanak zagađenja i automatsko čišćenje postojećeg zagađenja,
  • molekularna sinteza hrane ( kraj oskudice i gladovanja),
  • bilion puta brži računari,
  • ekstremno novi izumi (neizvodljivi danas),
  • pristup superiornom obrazovanju za svaku osobu na zemlji,
  • rekonstrukcija većine od izumrlih biljaka i životinja,
  • sigurno i dostupno putovanje svemirom,
  • naseljavanje sunčevog sistema.
TEHNOLOGIJA 21-VOG VEKA

JEDNOSTAVNA NANOTEHNOLOGIJA
Za proizvodnju prvog asemblera (minijaturni uređaji sposobni za izgradnju na atomskom nivou) će biti potrebno mnogo disciplinovanog napora, i to neće biti slučajno otkriće. Ubrzo posle prvog nano-asemblera, mi ćemo imati mnogo obećavanih “nano-proizvoda”.

Pre nego što budemo u stanju da gradimo mašine koje su sposobne da se samo-repliciraju, prvo moramo imati nano-računare, sposobne da upravljaju takvim mašinama, koji će moći da memorišu algoritme i njihove osnovne instrukcije. Za konstrukciju bilo kakvih mikro mašina, moramo biti sposobni da konstruišemo funkcionalne nano-zupčanike molekularne veličine, da bi bili u stanju da konstruišemo složenije uređaje. Nakon konstrukcije zupčanika dolaze na red nano-manipulatori, to jest uređaji koji su sposobni da pomeraju atome i postavljaju ih na željeno mesto.

Nanotehnologija neće doći preko noći. U početku će verovatno biti prikazivane samo demonstracije pomeranja atoma, koje verovatno neće biti čak ni vidljive golim okom. Demonstracije će se sastojati u tome da nano-manipulatori gomilaju specijalno pripremljene molekule povezujući ih u lance ili štapiće. Ispisivanje reči atomima sa atomskim mikroskopom će verovatno postati standard.

I na kraju, biće proizvedeni nano-asembleri, minijaturne “fabrike” sposobne za molekularnu proizvodnju po instrukcijama nano-računara. Takvi asembleri će biti sposobni da grade bilo kakve predmete ili objekte, pa čak i svoje kopije. Biće dovoljno da se izgradi jedan asembler, koji ćemo kasnije moći da umnožavamo u neograničeni broj kopija, uređaja sa identičnim osobinama kao i original.

Pretpostavimo da imamo tehnologiju asemblera sposobnih da grade sebi identične asemblere, i da se mogu programirati da grade druge stvari, što je već napredak. Da sve to nije ni malo jednostavno, videćemo iz sledećeg primera. Ako ovladamo tehnikom programiranja asemblera da napravi drugi, i čak i ako kažemo bilionima asemblera da urade istu stvar, postavlja se pitanje kako programirati hiljade timova od po milion asemblera da rade zajedno sa ostalim timovima na građenju nekog kompleksnog objekta.

Prvi asembleri praktično neće biti pokretni; njih možete zamisliti kao minijaturne fabrike. Svaka ima “mozak” i nekoliko prostijih pod-robota koji rade na specijalnim zadacima. Istraživači imaju mnoštvo specijalizovanih nano konstrukcija u izgradnji i biće ih sve više. Asembleri će proizvoditi nano delove i odlagati ih u skladu sa instrukcijama ostalih asemblera. Neki od specijalizovanih nano mašina će pokretati delove, drugi će ih spajati u celinu, dok će ostali samo pratiti šta se dešava i informisati “mozak” fabrike.

Sigurno će nakon proizvodnje prvog asemblera proteći nekoliko godina istraživanja kako bi se mogli sigurno koristiti za lečenje i “popravku” ćelija živog ljudskog organizma. Nakon toga, uslediće istraživanja usmerena ka otkrivanju načina da se produži ljudski život.

Pesimisti mogu reći da je potrebno mnogo godina da bi sve ovo moglo ostvariti. Ali dok ne stignemo do krajnjeg oblika nanotehnologije, pojaviće se “homogeni produkti”: fina i ultra-jaka vlakna, dizajniranje molekula, sinteza i analiza DNA, 3D računarska memorija...

Treba da prođe gotovo dekada za prvi nano-manipulator, zatim još jedna dekada za prvi samo-replicirajući asembler, i zatim, izgleda, još jedna dekada pre nego što budemo u stanju da pravimo velike proizvode. Ako budemo srećni, paralelni rad na hirurgiji unutrašnjosti tela će se pojaviti otprilike u to vreme. Tokom daljih istraživanja će verovatno biti i novih prepreka u radu, kako budemo otkrivali koliko su kompleksni ti poslovi.

Ovo može zvučati prilično razočaravajuće – ili jednostavno vremenski suviše daleko od danas. Ipak, zbog moguće zloupotrebe nanotehnologije, kao na primer mogućnost izmene ili implementacije lažne memorije ili upotreba nanotehnologije u vojne svrhe, u neku ruku je dobro što je ljudima ostavljeno vremena da se prilagode ovim stvarno radikalnim promenama, i da razviju metode odbrane. Čak i rana nanotehnologija može biti korisna, posebno za biomedicinska i hemijska istraživanja, kao i za sve vrste proizvoda i instrumenata.

KRAJNJE MOGUĆNOSTI NANOTEHNOLOGIJE
Posle proizvodnje prvog nano-asemblera, do krajnjih mogućnosti nanotehnološke utopije proteći će “par kratkih godina”, koje će srećom potrajati malo duže. Ovo je dobro zbog toga što će društvo moći da se prilagodi novim uslovima, kao što je, recimo novi sistem novčane razmene.

Vremensko rastojanje između proizvodnje prvog univerzalnog asemblera i ubrzanog pojavljivanja novih nano-proizvoda (i posledice zamene tradicionalne industrijske tehnologije), će biti šokantno. Istorija pokazuje da linija između dva perioda ljudske istorije predstavlja eksponencijalnu krivu, što smo imali prilike da vidimo na prelasku između kamenog doba, srednjeg veka i industrijskog doba. Nanotehnologija se neće pojaviti prostim sipanjem sadržaja jedne epruvete u drugu, a i krajnje nano mogućnosti neće biti odjednom materijalizovane. Međutim za sve praktične svrhe, do 2030-te, nanotehnologija će pristići nezaustavljivom snagom. Druga naučna polja će takođe nastaviti da ubrzavaju krivu tehnološkog napretka. Genetičari, sa novim poboljšanim alatima, tragaju za planom i razumevanjem ljudskog genoma, tako da oni sami očekuju značajne rezultate za samo nekoliko godina.

DNA je kontrolna tabla postojanja “nano-mašina” koje zovemo život. Genetika će biti odgovorna za produžetak ljudskog života pre nego što nanotehnologija uhvati zalet. Nanotehnologija će jednostavno koristiti i dodavati znanje stečeno u genetici za dalju poboljšano upravljanje ovim kontrolnom tablom. Ne bi se trebalo iznenaditi, ako za 15 godina ljudski najstariji san “dospe u ruke” naučnika. Sa idejom nanotehnologije javila se i ideja o dubokom zamrzavanju ljudi (Cryonics) koji boluju od danas neizlečivih bolesti (rak, AIDS) i njihovo oživljavanje u vreme kada nanotehnologija omogući bezbedno odmrzavanje i lečenje takvih ljudi.

SUPER MATERIJALI
Konstrukcija metalnih uređaja sa atomskom preciznošću omogućila bi proizvodnju bez mikro-nesavršenstva (pukotina, neravnina). Takvi uređaji bi imali dramatično veću snagu, radili bi sa manje zagrevanja i podnosili bi veće opterećenje. Na taj način bi se današnji industrijski proizvodi mogli mnogo poboljšati, ali se postavlja pitanje zašto i za čega bismo koristili materijale iz prvog talasa industrijalizacije kada su nam dijamantski i super-kompozitni materijali dostupni? Ugljenik je u dijamantskom obliku 50-70 puta jači od čelika i ima samo četvrtinu težine čelika. Izgrađena cev od takvih materijala je 100 puta jača i provodi elektricitet isto kao bakar.

Velike količine ugljenika koje će biti potrebne za građenje objekata primenom novih tehnologija biće nam dostupne iz atmosfere od miliona tona sagorelih fosilnih goriva. Praktično se sirovi materijal sam isporučuje.

BUCKYBALL
Izučavajući spektar svetlosnih signala udaljenih zvezda, naučnici su 80-tih godina primetili čudnu pojavu. Jedan astronom je zapisao da apsorciona linija u spektru nekih zvezda može biti objašnjena samo dosada nepoznatom strukturom ugljenika C60 (lopta). Dr. Richard Smalley sa univerziteta Rice, dobitnik Nobelove nagrade za otkriće strukture ugljenika C60 (Buckybals) oktobra 1996, rekao je da je njegova laboratorija uspela da napravi molekule u obliku cevi (Buckytube) 100,000 puta duže od prečnika cevi. Njihova struktura sastavljena je iz specifično povezanih atoma ugljenika. Buckytube molekul ima oblik zatvorene žičane ograde (u obliku cevi) sastavljene iz heksagona i pentagona, širine 1.1nm ili skoro nanometar u prečniku. Poređenja radi, ćelija crvenog krvnog zrnca ima prečnik od 5000 nm. Za razliku od dijamanta, gde atomi ugljenika predstavljaju trodimenzionalnu kristalnu rešetku, molekul Buckytube je sastavljen od ugljenika gde sve četiri veze ugljenika služe za jednodimenzionalnu rešetku u obliku cevi.

Istraživači sa univerziteta Rice imaju cilj da naprave cev još veće dužine, a po njihovim pretpostavkama trebalo bi da prave molekularne cevi gotovo neograničene dužine do kraja dekade. Čak i da zanemarimo ostala dostignuća nanotehnologije, mogućnost izgradnje ovih cevi dovoljno je revolucionarna za mnoge industrijske grane. Predviđeno je da jačina Buckytube bude negde izmeću 1.2 do 2 puta veća od one koju ima dijamantsko vlakno, ili 100 do 150 puta veća od čelika, sa samo četvrtinom težine. Predviđa se da će Buckytube imati 50 do 100 puta veću provodljivost nego bakar. Ako cev može biti napravljena brzo i jeftino, revolucija u prenosu energije nam je u rukama. Takođe takav materijal bi imao visoku otpornost na toplotu. Ne radi se ovde o postepenom poboljšanju u performansama, dvaput ili tri puta boljem; radi se o eksploziji u performansama koje će voditi u radikalnu promenu u industriji.

Na primer, upotrebom Buckytube kompozita, opašće težina mlaznih motora, biće moguće stvaranje tanjih i većih elisi unutar delova za rashlađivanje, a komore unutrašnjeg sagorevanja radiće na većim temperaturama, dajući više potiska za istu količinu goriva. Bilo bi moguće konstruisati avione sa petinom današnje težine, promenjenim dizajnom i neverovatno tankim krilima. Tanji svežanj Buckytube molekula mogao bi se koristiti za proizvodnju kablova koji bi zamenili debele čelične kablove na mostovima. U sportskoj industriji, gde je korišćenje lakih i čvrstih materijala od velikog značaja (ramovi za biciklove, teniski reketi i t.d.), novi materijali će naći široku primenu. Da li ste videli raketno lansiran padobran za ultralaki avion? Šta kažete za super laki, super snažni padobran koji bi u slučaju opasnosti nosio 747?

Ako bismo koristili Buckytube za pravljenje tkanine, takva tkanina bi imala veliku jačinu i otpornost protiv trenja, i našla bi veoma široku primenu. Ona bi imala veliku otpornost na metke. Odeća za more bila bi mnogo otpornija od Kevlara. Veliki šator za četiri osobe može biti težak nekoliko grama, padobrani takođe.

Kako bi smo sekli Bucky odeću? Standardne metalne makaze ne bi mnogo koristile. U stvari kanap od Buckytube može odoleti testeri od najjačeg materijala. U ovu svrhu koristili bi se laseri koji proizvode temperaturu od 30000C. Srećom, takvi industrijski laseri postoje odavno.

Kako će industrija reagovati, ako iznenada novi materijali budu otprilike 100 puta snažniji od čelika i šest puta lakši? To otvara mogućnost konstruisanja proizvoda sa danas nezamislivim karakteristikama, i očekuje se da će primena ovih materijala biti dominantna u 21-vom veku. Pogledajmo samo koliko se život izmenio nakon otkrića plastike, i šta bi nam sve oko nas nedostajalo da ovog materijala nema. Epoha Buckytube bi trebala da ima tako veliku snagu i značaj da je prosto neuporediva sa ljudskim iskustvom.

Primena ovih materijala može da ima i negativnih strana. Zamislimo šta bi se dogodilo ako bismo takvu gotovo nevidljivu nit molekulskih razmera i ogromne jačine razvukli između dva zida u visini vrata. Čovek koji bi tuda prošao, naneo bi sebi teške povrede.

DIJAMANTSKA MEMORIJA
Buckytube sonda na sondarno skenirajućim mikroskopima (Scanning Probe Microscope) je našla svoju drugu primenu, tokom istraživanja u mikroskopiji. Omogućiće dalje poboljšanje osobina nano-računara, takvi mikroskopi imaju osobine čitanja sondi uređaja za memorisanje. Ova mogućnost memorisanja na dijamantu koji je prekriven molekulima vodonika (H) i flora (F). Podatke bi čitala molekularna sonda koja je prikačena za kraj Bukytube koja je povezana sa elektronskim mikroskopom. Molekularna sonda može da očitava energetske razlike u interakciji između lokacija sa vodonikom, i lokacija sa hlorom. Za sada je ovo molekularna sonda koja najviše obećava (buckytube na koji je prikačen piridin (C5H5N). Kada je pravilno orijentisani piridin prikačen za buckytube tada se molekul ponaša stabilno. Deo sonde memorijskog sistema danas je dostižan u laboratorijskom uslovima. Takođe i memorijski sistem zasebno, istraživanja su prikazala kako atom vodonika može biti uklonjen sa silikonske površine i zamenjen florom. Ako ovaj isti proces bude izvođen na dijamantskoj površini na koju bi bili dodati radikali flora ovakvi memorijski sistemi bi se mogli konstruisati. Teoretski ovakvi sistemi bi mogli da memorišu 1015 bita/cm2.

INTELIGENTNI MATERIJALI
Asembleri u sprezi sa nano-računarima, čije mogućnosti prevazilaze računare kakve danas imamo, omogućiće izgradnju “inteligentnih” materijala to jest takvih materijala koji će biti sposobni da u komunikaciji sa korisnikom dobijaju željene osobine. Na primer ako izgradite odeću od “inteligentne” tkanine, takva odeća će moći da menja boju ili kroj po želji osobe koja je nosi. Inteligentna odeća će moći lako se prilagođava određenoj osobi bez obzira da li je muškog ili ženskog pola. Na takvoj odeći se takođe mogu nalaziti minijaturni senzori koji će pratiti okruženje i opominjati osobu koja je nosi na opasnosti od velike koncentracije ugljen dioksida ili radijacije, takođe takva odeća bi konstantno mogla da prati na zdravstveno stanje osobe. Biće moguće proizvoditi lak za nokte koji prodire u nokte ojačavajući ih dijamantskim rešetkama, kreirajući kompozit koji ojačava nokte fizički. Ako nokti budu nekako oštećeni, on će automatski izvršiti popravke. Zamislite čistu tečnost za vaše nokte tako da menjaju boju na pojedinim delovima, ili celokupnu površine, na vašu glasovnu komandu! Inteligentni materijali koristili bi tehnike odbijanja svetlosti koje proizvode boju isto kao na leptirovim krilima. Ili, na primer, ako bi smo kuće i stanove gradili od inteligentnih materijala, mogli bi smo pomerati vrata ili prozor kako nam odgovara toga dana. Pomeranje prozora bi bilo isto tako jednostavno kao što je danas jednostavno pomerati “prozore” računaru pod Windows-om. Inteligentni materijali će svakako biti popularni i naći svoju primenu u mnogim oblastima.

ŽIVOT U NOVOM MILENIJUMU

NAREDNA INDUSTRIJSKA REVOLUCIJA

Priča o samo-replicirajućim mašinama nije pitanje šta ako... nego kada.

Do početka molekularne proizvodnje nije ostalo mnogo vremena (po nekim predviđanjima 15-25 god), a razlike između proizvodnje današnjih metoda i budućih postupaka, koje će omogućiti univerzalni asembleri (uređaji sposobni za proizvodnju na molekularnom nivou) biće isto toliko velike, kao i razlike između srednjevekovnih načina proizvodnje i današnjih automatizovanih postupaka. Čovečanstvo će biti suočeno sa industrijskim, monetarnim i socijalnim potresima, kao rezultat novog oblika proizvodnje.

U bliskoj budućnosti, timovi naučnika će uspeti da konstruišu univerzalni asembler nano veličine sposoban za samo-repliciranje. U par kratkih godina će biti izgrađeno na milijarde asemblera, preko kojih će biti virtualno realizovani svi sadašnji industrijski procesi. Potrošačka roba će postati jeftina, inteligentna i izdržljiva i biće je u dovoljnim količinama. Medicina će krenuti napred krupnim koracima. Putovanje svemirom i kolonizacija ostalih planeta sunčevog sistema će postati sigurna i dostupna. Zbog ovih i drugih razloga, globalni stil života će se radikalno promeniti a samim tim i ljudsko ponašanje i način razmišljanja.

Uspešne kompanije žele, ne samo da prežive, nego i da napreduju u prvoj polovini 21-og veka. Trebalo bi da počnu istraživanja u cilju pronalaženja najboljih načina kako da koriste nanotehnologiju baziranu na univerzalnim asemblerima, kada oni pristignu. Takve kompanije treba da planiraju kako da dizajniraju proizvode koje proizvode danas, preko ove nove tehnologije. Na primer, posle prvog pristiglog asemblera još uvek će postojati tražnja za pamučnim peškirima, dok se superiorni proizvodi ne konstruišu. Proizvođači peškira treba da sagledaju kako oni izgledaju na molekularnom nivou, da prouče koja je prava kombinacija ugljenika, kiseonika, vodonika i drugih elemenata i kako su oni povezani, i da počnu da pišu softver za proizvodnju peškira u svim njihovim varijacijama boja, šara i oblika. Možda bi takva kompanija trebalo da razmisli i o dizajniranju softvera za liniju elegantnog persijskog tepiha.

Kompanije koje se budu na ovakav način pripremale, određujući unapred kako rukovati sa asemblerima, biće sposobne da pokrenu proizvodnju ubrzo posle proizvodnje prvog asemblera. Cena ovakvih proizvoda će biti daleko manja od sadašnjih zbog uštede na ljudskom radu, proizvodnim mašinama, energiji, prirodnim materijalima (pamuk, svila, koža, drvo…) i sintetičkim bojama.

Buduća tehnologija će biti u stvari tehnologija dizajniranja modela. Ako bi neko želeo da pravi cipele od kože (a da pri tom ne ubije životinju), mora modelovati sa atomskom rezolucijom – gde se svaki atom nalazi u strukturi na pravom mestu. Sintetički molekuli mogu biti veliki i kompleksni koliko želimo i sastavljeni od egzotičnih kombinacija atoma koji se ne mogu naći u prirodi. To je ogromna komplikovana slagalica sa ograničenim skupom od 92 elementa. Srećom tada ćemo imati moćne računare i softver koji će moći da se nosi sa takvim problemima.

Ljudi u Japanu imaju naviku da planiraju na duže staze, Japan se identifikovao sa nanotehnologijom kao verovatnom tehnologijom 21-vog veka. Njihova vlada je izdvojila sto miliona dolara za program za nanotehnološka istraživanja, tako da je to najbolje finansiran program te vrste u svetu, upravljan od strane novog instituta za napredna interdisciplinarna istraživanja.

NOVAC U NANOTEHOLOŠKOJ BUDUĆNOSTI?
Čovečanstvo je živelo milionima godina bez korišćenja novca kao sredstva plaćanja. Nakon toga, na srednjem istoku je otkrivena trgovina i u početku je čisto zlato bilo glavno sredstvo plaćanja. Cenjeno zbog lepote i mogućnosti kovanja, zlato je ubrzalo trgovinu ali je nakon toga bilo zamenjeno papirnim novcem (Kina) koji je bio praktičniji. U današnje vreme su skoro svi uključeni u finansijske institucije koje rade sa papirom. Novac je odigrao značajnu ulogu u ljudskoj istoriji, ali pored dobrih osobina, ovakav koncept novca imao je i loših strana.

Do sada su samo bogati ljudi mogli sebi da priušte jako precizne prefinjene stvari dizajnirane prema njihovim potrebama (jahte, vozila, razne tehničke uređaje, itd). Cena ovih proizvoda je visoka ne zbog toga što su izrađeni od retkih materijala nego što je skupa njihova proizvodnja. Kada proizvodnja ne bude zahtevala ljudski rad, tada će ovi danas skupi proizvodi postati dostupni svima. Potrošačka roba, samostalno sastavljena od atoma iz atmosfere, će biti veoma kvalitetna i gotovo neuništiva a pri tome, ako je potrebno može se potpuno reciklirati, dok će proizvodnja zahtevati veoma malo ljudskog rada, izuzev pri dizajniranju softvera. Zbog toga se postavlja pitanje da li će sadašnji koncept novca biti primenljiv u budućnosti nanotehnološke industrije. Za čega će služiti novac kada će svako moći da zatraži od računara samostalno sklapanje potrošačke robe, sastavljene preko noći u uglu garaže koristeći besplatne materijale iz atmosfere. Nanotehnologija će biti za industriju to što je za nauku matematika.

ZANIMANJA 21-VOG VEKA
Od prvih dana nanotehnologije univerzalni asembleri zamenjuju sve današnje proizvodne procese i zahtevi za fizičkim ljudskim radom u procesu proizvodnje neće više biti potrebni. Sadašnji način proizvodnje će postati zastareo, tako da će svako dugoročno planiranje predstavljati pripremu za čitavu novu industrijsku revoluciju.

Kakva će zanimanja biti potrebna u nanotehnološkoj budućnosti? Postoji jedna profesija za kojom će sigurno postojati velika potražnja - sistemski programer. U nanotehnološkom svetu, gotovo sve će biti napravljeno od inteligentnih materijala, pokretano mikroskopskim računarima kojima je potreban softver. Sve će biti zavisno od softvera. Zahtevi za programerima će biti veći nego što možete da zamislite danas. Ovo je sigurno jedna od nekoliko profesija koju će biti potrebno platiti, ali je pitanje čime?

Ako se osvrnemo na istoriju, u srednjem veku devedeset posto stanovništva se bavilo zemljoradnjom. Da je tada neko rekao ljudima da će se za samo dve stotine godina kasnije svega deset posto stanovništva baviti zemljoradnjom, ljudi bi se zapitali čime će se baviti ostalih devedeset posto populacije? Ljudi nisu ostali bez posla, ali je pojam ljudskog rada dobio novo značenje sa prelaskom na industrijski oblik proizvodnje. Danas postoje profesije kojih nije bilo pre sto godina kao na primer: vozači, piloti, programeri, psihoterapeuti, menadžeri, elektro-mehaničari, astronauti i mnoga druga zanimanja. Verovatno će se slična stvar desiti i pri prelasku na molekularni način proizvodnje, u kome je fizički ljudski rad sveden gotovo na nulu. Pojaviće se profesije kakve danas ne možemo ni da pretpostavimo. Ako je istorija vodič, ne treba se plašiti da će dolaskom nove tehnologije ljudi ostati bez posla. Samo će se transformisati oblik ljudskog rada od fizičkog ka mentalnom.

Nanotehnološka istraživanja će se nastaviti, a takođe i poboljšanja u nauci, što će zahtevati angažovanje velikog broja visoko kvalifikovanih ljudi na različitim istraživanjima. Biolozi, geolozi, arheolozi i druge slične profesije biće angažovane na reizgradnji u prošlosti uništenih i zagađenih ekoloških sistema i izumrlih biljaka i životinja kojima je sačuvana DNA. Jednom rečju, biće vraćen stari izgled planete, naravno u granicama mogućnosti koje dozvoljava savremeno društvo. Profesije koje se bave uslužnim delatnostima mogu takođe računati na nastavak zaposlenja. Psihijatrija, psihologija, i sociologija će imati čitave nove oblasti primene. Ljudi oslobođeni potrebe za fizičkim radom imaće više slobodnog vremena što će omogućiti da se više posvete samoaktualizaciji, umetnosti, književnosti i muzici.

BUDUĆI POTRESI NA SVETSKOJ POLITICI
Dolaskom nanotehnologije otvaraju se brojna pitanja:

Šta će se desiti sa državama mega proizvođačima-izvoznicima kao što je Japan, kada bilo koja zemlja sa nano asemblerima i prigodnim softverom bude u stanju da proizvede bilo koju robu?

Šta se dešava sa zemljama OPEC-a, kada nafta postane praktično beskorisna?

Kako će Južno Afrička Republika reagovati, kada bude moguće jeftino proizvoditi dijamante u ogromnim količinama i kada bude moguće jeftino izdvajanje zlata iz mora?

Šta se dešava sa internacionalnom ekonomijom podzemlja (crno tržište), kada sva nelegalna i krijumčarena roba može biti napravljena kod kuće istim uređajima kojima se sprema ručak i kapućino? Šta da rade svetski legalni sistem i njihove pravne institucije?

Pomeranje moći u post-nanotehnološkom svetu postavlja scenu za ubrzanu geopolitičku evoluciju. Promene, od tehnologije danas, do nanotehnologije sutra, verovatno će se dogoditi za manje od pola generacije. Pošto je bliska prirodi, nanotehnologija će se brzo proširiti, uzrokujući za kratko vreme mnogo promena koje je teško zamisliti. Šta se dešava sa svetskom bezbednosti? Atomsko oružje će biti i dalje prisutno, ali nanotehnologija će omogućiti pravljenje čak i mnogo destruktivnijih oružja. Gde će se nalaziti budući “balans moći”? Verovatno je da će se neke državne granice ponovo ucrtavati deset godina posle prvog nano asemblera.

Naseljavanjem svemira doći će do velikih migracija ljudi. Ovo bi moglo da dovede do stvaranja nezavisnih “svemirskih” država. U kakvim će one biti relacijama sa vladom na zemlji – ostaje da se vidi.

SUOČAVANJE SA TEHNOLOŠKIM ŠOKOM
Da li priča o ovoj novoj tehnologiji i posledicama koje ona donosi utiče na vas da se osećate pomalo konfuzno? To je sasvim normalno; mogućnosti koje donosi ova tehnologija su toliko napredne da čak i ljudi koji sa interesovanjem prate nauku i tehniku bivaju zatečeni neverovatnom brzinom promena koje se dešavaju i posledicama primene novih tehnologija, ali vremenom se prevazilazi osećaj straha od novog i nepoznatog.

Inženjeri i naučnici se bave isključivo tehničkim aspektom nanotehnologije, ne vodeći računa o tome kako će ti izumi uticati na promenu načina života ljudi, i kako će ih ljudi prihvatiti. Psihijatri, psiholozi i sociolozi, sa posebnom pažnjom prate mogućnosti nanotehnologije, da bi bili u stanju da postave teoretske pretpostavke posledica na pojedinca i/ili društvo u celini. Oni proučavaju koliko današnja tehnologija utiče na promene u ponašanju ljudi, i pokušavaju da razviju ideje i pretpostavke o tome kako će se pojava nanotehnologije odraziti na čoveka. Ljudima koji se ne budu snašli u novim, promenjenim, životnim uslovima trebaće vodič. Ako na prvi pogled ne vidite vezu između psihologije i nove tehnologije zamislite da se za par godina nađete u svetu u kome su moguće stvari o koje danas samo možemo da gledamo u naučno fantastičnim filmovima.

Proizvodnja nanotehnologijom omogućava nam da gradimo bilo šta atom po atom, tako da će svako biti u stanju da sastavlja predmete po želji. Ovo je teoretska osnova za replikatore hrane. Krompir će biti moguće sastaviti atom po atom prateći informacije su zapisane u moćnoj nano-kompjuterskoj banci podataka. Svako će moći da zatraži ove informacije sa bilo kog mesta na zemlji. Sa zalihama odgovarajućih elemenata (ugljenika, kiseonika, vodonika, itd) i nekoliko milijardi asemblera, moguće je rekonstruisati identičnu kopiju pravog krompira. Ili možda uraditi istu čak i sa čovekom! Uprkos neodobravanju, svi tehnički detalji sigurno će biti razrađeni.

Ovo su ipak radikalne ideje, ali pogledajte i druge mogućnosti. Nanoračunari i nanouređaji dovoljno mali da mogu biti pušteni u krvotok, dovoljno inteligentni da čitaju DNA osobe u kojoj se nalaze i memorišu informacije koje prikupe. Ako se u telu nađe na primer virus, oni trenutno reaguju obezbeđujući virtualni imunitet na bolesti. Takođe možete programirati ove uređaje da prate aktivnosti mozga sa neverovatnom preciznošću. Ovo otvara priču o svesnosti, inteligenciji, znanju i neispitanim funkcijama mozga, ili možda da uspostavimo direktnu razmenu podataka između mozga i moćnih nanoračunara!

Uzmite jedan nano asembler sposoban za samorepliciranje, programirajte ga da proizvede na bilione svojih kopija, recite im da svaki napravi na trilione nanoračunara od kojih svaki izvršava 1014 operacija u sekundi, povežite ih u neuronsku mrežu, dodate odgovarajući softver i dobili ste potpuno netaknuto polje za dizajniranje i interpretiranje veštačke inteligencije. Ovde se već može govoriti o pravoj mašinskoj inteligenciji.

Šok budućnosti nije prazna priča u medijima zadnjih par godina. Za vreme manje od pola ljudske generacije asembleri će biti sposobni da nas hrane, oblače i grade kuće za svakoga na ovoj planeti i istovremeno se i pronalaze načini za značajno produžavanje ljudskog života. Za manje od jedne generacije, svi sadašnji proizvodni procesi uključujući i ljudski rad će biti nepotrebni. Bolesti i starenje će biti stvar prošlosti. Ljudi se neće više suočavati sa biološkom smrću. Potrošna roba, veoma inteligentna, sklapaće se iz atmosferskog materijala. Sadašnji koncepti novca ili bogatstva neće imati smisla. Zlato postaje bezvredno zbog toga što se može izdvajati iz mora. Deonice kompanija postaju beznačajne… izuzev Microsofta, zbog toga što će SVE pokretati softver. Putovanje svemirom će biti jeftino, udobno i sigurno. Ovo je samo mali deo mogućnosti.

Kako će sve ove neverovatne promene uticati na ljude? Da bi napravili poređenje, zamislite da šta bi se dogodilo kada bi grupu sujevernih srednjevekovnih stanovnika preneli u sadašnje doba industrije, elektronike sa svim čudima koje ovaj vek može da ponudi. Kako bi ste im objasnili jednostavne stvari kao što su: kako svetli sijalica , odakle dolazi voda iz slavine, šta pokreće automobile, kao lete avioni, ko su mali ljudi koji “žive” u televizoru da i ne pominjemo računare. Zar ne mislite da bi većini ovih ljudi trebala neka psihološka pomoć da se uklope u novi način života? Mi ćemo takođe morati da uložimo napor da bi razumeli promene koje nas očekuju.

ŽIVOT U NANOTEHNOLOŠKOM SVETU
Nanotehnologija će omogućiti velike inženjerske projekte koji su mogući već i sa današnjom tehnologijom (ali previše skupi da bi bili praktično ostvareni) kao i projekte koji su samo mogući građenjem stvari iznutra, atom po atom. Nanotehnologija bi trebalo da izmeni pristup u projektovanju, oslobađajući inženjere razmišljanja koliko je nešto skupo za proizvodnju dajući veću slobodu da se koncentrišu na to da li je nešto moguće i ostvarljivo. Upitajte se koliko imate dobrih ideja u glavi od kojih odustajete zbog “sitnica” koja se zove nedostatak novca.

Već sa današnjom tehnologijom moguće je graditi veliki transportni sistem koji bi bio baziran na podzemnim tunelima kojima bi se u potpunom vakuumu kretale transportne kapsule koje bi levitirale na šinama krećući se brzinama blizu hiljadu kilometara na sat. Vakuum bi se mogao obezbediti moćnim vazdušnim pumpama a levitacija je moguća primenom superprovodnika. Međutim zbog velikih troškova za izgradnju i održavanje ovakvog sistema transporta, on ne bi bio isplativ. Takva transportna mreža nije izvodljiva bez sposobnosti da gradimo ceo sistem preko samoreplicirajućih konstrukcionih mašina koje ne zahtevaju ljudski rad i relativno mali broj ljudi koji nadzire konstrukciju preko kompjuterskih terminala.

Stanovi, čiji bi zidovi bili pokretni i prekriveni inteligentnim displejima, mogli bi se graditi i danas, iako bi to bilo prilično skupo. Međutim sa nanotehnologijom, izgradnja takvog inteligentnog zida bi verovatno koštala manje nego da je izgrađen na klasičan način od opeka i cementa, to jest, verovatno bi konstrukcija zida od opeka stajala više nego kada bi se on proizvodio od inteligentnih materijala, jer ne bi zahtevao učešće ljudskog rada. Eric Drexler je jednom prilikom rekao da će u nanotehnološkom svetu tona čelika i tona super brzih mikroprocesora imati istu cenu!

Sva biološka bića su molekularne mašine. Eric Drexler smatra da ako želite da vidite molekularne mašine, treba samo da se pogledate u ogledalo! Život je sastavljen od molekularnih mašina (proteina, i slično) kontrolisan od programskih instrukcija (DNA). Starenje je bolest i najveći uzrok smrti većine ljudi. Čak i ako se napravi lista uzroka smrti kao što su rak, AIDS, saobraćajne nesreće, ratovi, starenje je još uvek na prvom mestu.

Kasnih sedamdesetih je utvrđeno da je uzrok starenja i smrti “genetski sat” programiran od naših sebičnih gena “za dobro populacije”. Postoje brojna mišljenja da produžavanje ljudskog života nije prirodno i da ne bi trebalo da ga produžavamo. Ove reakcije su srećom prividne. Ne treba zaboraviti da je pre dve stotine godina prosečan ljudski vek je iznosio oko 30 - 40 godina. Danas zahvaljujući kvalitetnijim uslovima života i medicini, ljudski vek iznosi oko 70 godina. Takođe vremenom se menjao pojam života i smrti i danas je sasvim normalna praksa za vraćanje pacijenata u život reanimaciom (elektro šokom) dok su ranije takvi pacijenti bili proglašavani mrtvim.

Talas naredne industrijske revolucije će se proširiti brzinom neuporedivom sa bilo čime u dosadašnjoj istoriji. Moglo bi se reći da imamo slučaj evolucije u novu vrstu. Virtualno slobodni od materijalnih potreba, ljudi će imati dovoljno vremena da se posvete umnom stvaralaštvu i duhovnom razvoju. Mi imamo sreću (ili nesreću) da budemo svedoci najradikalnijih promena, u gotovo svim sferama ljudskog života u istoriji. Kao što neko reče, “svaka napredna tehnologija može se porediti sa magijom”.

NANOTEHNOLOŠKA EKOLOGIJA

ZELENA PROIZVODNJA
U sadašnjoj industrijskoj proizvodnji, da bi došli do finalnog proizvoda, potreban je niz industrijskih postupaka koji za sobom ostavljaju nuz-produkte koji su obično bili štetni za okolinu.

U industrijskoj revoluciji, proizvodnja je neizbežno pretstavljala rasipan niz proizvodnih postupaka. Ovi nuz-proizvodi su obično bili štetni po zdravlje ali takođe i previše skupi za uklanjanje, tako da su oni ispuštani u vazduh, reke i mora ili zakopavani u zemlju, dolazeći nama u životnu okolinu. Poredeći današnji život sa onim u srednjem veku, ljudi danas uživaju u velikom bogatstvu, zdravlju i materijalnim formama naše trenutne tehnologije. Nažalost sa porastom populacije rasla su i zagađenja, i životni stil je doveo do toga da se zakopavamo sopstvenim toksičnim otpatcima. Zar proizvodnja ne bi bila savršena sa nuz-proizvodima svedenim na nulu i svom robom proizvedenom od recikliranih materijala, privedenom bez ljudskog rada? Ovo jednostavno ne može biti izvedeno sa tradicionalnom tehnologijom.

Za proizvodnju plastike, hemijska reakcija je kombinovana u više kompleksnih koraka pod specifičnim uslovima za dobijanje željenog proizvoda. Reakcijom se retko dobija 100% proizvoda. Ono što ostaje je neupotrebljivo i ponekad toksično a razlaganje je skupo. Suprotno, ako pravite plastiku nanotehnologijom, možete koristi rezerve čistih elemenata kao što je ugljenik, vodonik, i kiseonik i primorati pojedinačne atome da se povežu u željenu strukturu bez među koraka. Takođe je moguće proizvoditi plastiku u obliku finalnih proizvoda željenog oblika bez ubrizgavanja u kalupe za modelovanje. Svi reaktanti postaju produkti bez teškoća i bez rasipanja na nuz-produkte.

Ako želite da gradite nešto od čelike, možete pustiti ove nano mašine u neku od postojećih deponija smeća i programirati ih da prikupljaju gvožđe i ponovo grade željene strukture atom po atom u finalnu formu bez sagorevanja uglja za topljenje i ostavljanja gomile piljevine pune teških metala.

EKOLOŠKA ENERGIJA
U nanotehnološkom veku neće više biti potrebno koristiti fosilna goriva kao izvor energije. K. Eric Drexler, sa instituta Forsight, ima interesantan plan kako da obezbedi energiju za čitavu planetu sa ne zagađujućom električnom energijom.

On predlaže da postojeću mrežu puteva prekrijemo sa visoko efikasnom solarnim ćelijama koje bi bile zaštićene slojem dijamanata. Sa 300 vati sirove energije po svakom kvadratnom metra zemlje dnevno, samo mali deo postojeće površine postojećih puteva bi bio potreban za prikupljanje energije. Na taj način bi zaustavili ispuštanje ugljen-dioksida, ugljen-monoksida, azot-oksida i sulfid dioksidu u atmosferu kao i kisele kiše.

POZITIVAN UTICAJ NA ZEMLJORADNJU
K. Eric Drexler, sa Foresight instituta, ponovo ima predivan plan ne samo za kraj gladovanja na celoj planeti, nego i vraćanje prirodi 90% zemlje koja se trenutno obrađuje za poljoprivredu. Drexler predlaže da nano-asembleri grade i održavaju, visoko efikasne “zelene kuće” koje bi zauzimale 10% sadašnje obradive zemlje koje bi hranile svetsku populaciju. Milioni kvadratnih kilometara zemlje bi bilo vraćeno divljini što bi omogućilo zaustavljanje izumiranja ugroženih životinja.

PRESTANAK UPOTREBE ŽIVIH BIĆA
Protivnici upotrebe životinja za razne eksperimenta, uglavnom vegetarijanci, protive se upotrebi životinja za eksperimente, masovnog odgajivanju životinja za hranu, za krzno, i ostale zloupotrebe. Većina od nas će se složiti da nije humano prskati dezodorans u oči životinja za praćenje alergijskih osobina, kao i niza drugih ne humanih eksperimenata u kojima stradaju životinje dok se ne testiraju novi preparati i lekovi. Ove životinje ispaštaju zbog nas.

Informacije koje budemo dobili korišćenjem nanoračunara koji budu pušteni u tela ljudi Zahvaljujući informacijama sakupljenim i živih bića biće moguće pravljenje njihovih virtuelnih modela na kojima će biti razne “nehumane” eksperimente. Medicina će učiniti da medicinsko i kozmetičko eksperimentisanje na životinjama bude zastarelo. Krzneni kaputi se mogu izgraditi atom po atom. Kao i prženo pile ili biftek, u kasnijoj nanotehnologiji biće moguće programirati i tačno biti pečeno tako da uvek možete praviti kopije kada zaželite.

UNIŠTAVANJE SKLADIŠTA ODPADNIH MATERIJA
Nuklearni otpad može biti konačno uklonjen na trajan i siguran način na jedan od dva načina. Grub metod je dodeliti nano uređaje da pokupe sve radioaktivne materijale u jedno oblast i lansiraju otpad prema suncu koje predstavlja, jeftino, pouzdano, super sigurnu skladište radioaktivnog materijala. Ovo je iskreno identifikovanje i skupljanje svih radioaktivnih atoma koji imaju jasan potpis mase.

Drugi, možda manje dramatični metod, je program konstrukcije podzemnog mesta za razlaganje atoma. Jezgro je potencijalno radioaktivno zbog toga što sadrži previše neutrona za određeni broj protona ili mu vali nekoliko neutrona da bi bilo stabilno. Raspadanje nesrećnog jezgra, je samo neophodno za razbijanje jezgra sa dovoljno energije u manje, i lakše elemente. Ovi elementi mogu biti stabilni, ili ne ako proces nastavi dok se stabilnost ne dostigne.

NANOTEHNOLOGIJA U SVEMIRU
Odmakla nanotehnologija će konačno dozvoliti čovečanstvu da ne zavisi od neizvesnih situacija, to jest da celokupna populacija strada u nekoj velikoj katastrofi, kao što slučaj sada kada se svi nalazimo na jednoj planeti. Ako ne se nešto tragično desilo zemlji kao što je udar asteroida, ili “slučajan” nuklearni rad, ali bio-katastrofa (AIDS je tek zagrevanje), kompletna populacija ljudi dobila članstvo u “klubu dinosaurusa”. Međutim, sa mudrim, visoko tehnološkim dostignućem samo-replicirajućih mašina (i njihovih ne replicirajućih proizvoda) napravljenih od materije sa meseca ili asteroida, milijarde ljudi mogu živeti daleko, udobno (sa gravitacijom od 1G) u gradovima u sunčevom sistemu. Odlazeći na putovanja do Evrope ili Titana! To je sigurno, jeftino i jednostavno. Sve što vam je potrebno je softver i potomci od prvog samo-replicirajućeg nano asemblera.

UBLAŽAVANJE POPULACIONOG UDARA
Sa krajem spaljivanja fosilnih goriva, prestankom krčenja zemljišta zbog farmi, industrijskog i rudarskog zemljišta, smetlišta počašćena, super brza podzemna transportacija, poboljšanje zemljišta, i neizbežna populacija koja živi u velikim komfornim gradovima u svemiru, populacioni udar na životnu okolinu će se vratiti na nivo koji je postojao pre više stotina godina. Ovo zaista omogućava da se zeleni san ostvari.

NANOTEHNOLOGIJA U MEDICINI

NANOMEDICINA
Nanotehnologija će omogućiti izgradnju na atomskom nivou, mehanički računari sa mogućnostima mainframe-a mogli bi se proizvoditi toliko mali, da bi se mogli smestiti unutar biološke ćelije ne ometajući je u radu.

Ako bi povezali minijaturne motore, zupčanike, poluge, senzore, energiju, i komunikacione veze itd, sa moćnim minijaturnim računarima, mogli bi praviti nove vrste inteligentnih materijala. Takvi novi materijali sa mogućnošću programiranja našli bi svoju primenu i u medicini.

Medicinski asembleri bi patrolirali unutar tela opremljeni sa kompletnim znanjem o DNA osobe u kojoj se nalaze, i uklanjali bi svako strano telo. Takvi ćelijski stražari bi imali funkciju veštačkog imunog sistema i omogućavali bi imunitet ne samo na do sada poznate bolesti, nego i bilo kakvih budućih virusa ili baterijskih mutacija. Ovakvi asembleri bi takođe mogli vršiti korekcije kakve se danas izvode plastičnom operacijom, ali bolje. Bez bola, bez povreda i rezultatima preko noći. Ljudi će biti u stanju da oblikuju svoja vlastita tela. Ako bi telo i kosti bili prekriveni nevidljivim dijamantskim vlaknima. Pravilnim dizajniranjem mreže koja bi prekrivala i ojačavala telo i kosti, sa asemblerima manjim od ljudske ćelije bi bilo moguće povećati toleranciju na gravitacionu silu, čovek bi mogao da padne sa višespratne zgrade i prođe bez posledica. U slučaju vatre i hemikalija, kada bi vazduh postao toksičan, mikroskopske dijamantske posude punjene čistim kiseonikom pod pritiskom bi obezbeđivale dovoljno nivo kiseonika u krvi omogućavajući potrebu za disanjem satima. Brojne fatalne posledice bi se zaobilazile, zahvaljujući spektru bezbednosnih uređaja koje će omogućiti nanotehnologija.

Nanoračunari i asembleri će biti dovoljno mali da bi mogli biti ubačeni unutar ćelija, bez ometanja ćelije u funkcionisanju, i izvodeći veliki broj novih funkcija. Medicinski asembleri će imati mogućnosti čitanja i razumevanja sadržaja DNA ćelije. Nanoračunarima nisu potrebni za podaci o vrsti boleti koja nas napada, to jest ako nešto nije zapisano u DNA kodu biće uništeno.

Virusi, paraziti i bakterije kontinualno mutiraju i iz toga proizilaze nove bolesti našeg prirodnog imunog sistema. Teorijski, nano ćelijski stražar bi mogao naše telo da štiti i od sadašnjih i budućih bolesti. Nema više potrebe za vakcinama za sticanje imuniteta na određene vrste bolesti. Nema više AIDS-a, gripa, ili bilo kojih drugih bolesti!

PRODUŽAVANJE ŽIVOTA
Zebe žive dve godine, papagaji i do devetnaest, neke vrste guštera žive godinu dana, a kornjače sa Galapagosa i do dve stotine godina. Zbog čega je ovoliko velika razlika u dužini života kod ovih sličnih vrsta? Razlika je zapisana u genetskom kodu. Verovatno ste čuli nagoveštaj nalaženje markera starenja u medijima. Ljudsko telo možemo posmatrati kao mnoštvo molekularnih mašina a način njihovog delovanja je kontrolisan od strane DNA. Ako bi imali alate dovoljno male da radite na tim “mašinama” i razumete kontrolni “softver” njihovo ponašanje bi se moglo modifikovati. Čak i bez nanotehnologije, genetski terapije bi mogle da zaustave starenje, čak i obrnuti proces starenja bi mogao biti pronađen.

Neko bi verovatno pomislio: šta ako ne želim da živim večno! U tom slučaju kada bi ste želeli da umrete? Da li ste stvarno o tome razmišljali? Ali šta ako niko ne umire, gde će svi ti ljudi živeti? Pored toga, efekat nanotehnologije na socijalnu strukturu (poboljšano ekonomsko stanje i obrazovanje) će motivisati ljude da nema potrebe za preteranim rađanjem zbog produžavanje vrste.

Najveća nagrada “Terapija za obrnuti proces starenja“ asemblerima. Sve biološke ili molekularne mašine. Kako Drexler ukazuje, ako želite da vidite molekularne mašine pogledajte se u ogledalo! Život se sastoji od molekularnih mašina, kontrolisanih preko upravljačkog programa DNA. Starenje je praktično razlog smrti ljudi broj jedan.

CRYONICS
Ranije su lekari utvrđivali da li pacijent živ ili ne po tome da li srce još uvek radi, danas se taj koncept promenio. Ako bi pre nego što strukture mozga počnu da se razgrađuju, “klijent” priključio na aparat srce-pluća i ubacio “anti-friz” i drugi ćelijski stabilizatori a zatim se temperatura “klijenta” spušta na temperaturu tečnog azota. U ovom trenutku svi biohemijski procesi staju i “klijent” se smešta sa čuvanje. Kasnije, u vreme razvijene nanotehnologije kada se razviju uređaji koji su sposobni da izleče sve fatalne bolesti koje izazivaju smrt biće uklonjene iz tela i klijent se vraća na normalnu temperaturu izlečen od bolesti.

Mogućnosti za kontrolu materije na molekularnom nivou mogu mnoge da iznenade sporednim efektima. Na primer ako bismo mogli poslati minijaturne mašine pod inteligentnom kontrolom u ljudsku ćeliju zašto bi smo bili ograničeni normalnom ljudskom temperaturom od 370C.

Većina ljudi je bar čula za krionizam – zamrzavanje ljudi radi života u budućnosti. U ovoj proceduri, naučnici uzimaju pacijente koji su bili označeni kao “mrtvi” od strane sadašnjih medicinskih kriterijuma, zamenjujući njihovu krv i druge telesne tečnosti hemikalijama otpornim na smrzavanje, i stavljaju ih u tečni azot na temperaturu od –1960 C. Na toj temperaturi svi molekuli tela su nepokretni i ne mogu se više kretati niti reagovati. Na ovaj način individua ostaje sačuvana hiljadama godina. Rukovodioci Aclor fondacije za produžetak života procenjuju da će odmrzavanje pacijenata i vraćanje u život biti moguće za manje od 100 godina.

Da li ovaj postupak stvarno u stanju da sačuva život i identitet zamrznute osobe? Ćelijski život bez sumnje. Koža, sperma, jajne ćelije i još neki delovi ljudskog organizma se rutinski zamrzavaju u tečnom azotu, a nakon odmrzavanja se uspešno vrši njihova transplantacija. Današnje metode odmrzavanja nisu još u potpunosti uspešne na čitavom ljudskom organizmu. Međutim dok je telo zamrznuto nema izmena u strukturi, oni mogu priuštiti da čekaju bolje uslove odmrzavanja i ćelijske popravke koje će biti moguće u budućnosti.

Postoje dva glavna pitanja: da li su današnje krioničke procedure dovoljno pouzdane da očuvaju memoriju i identitet zamrznute osobe? Čak i ako je to tačno da li će sposobnosti nanotehnologije biti dovoljne da vrate ove pacijente u život? Nažalost, današnjoj nauci nedostaju odgovori na ova pitanja sa sigurnošću. Neuronauka ne može još da nam pokaže koje su specifične strukture u mozgu zadužene za kodiranje memorije i identiteta, mi sada ne možemo istraživati moždano tkivo da bi gledali izgled ovih struktura. I u osnovnim principima nanotehnologije koji su toliko novi da mi ne možemo imati čvrsto razumevanje tehničkih i praktičnih ograničenja. Dok mnogi eksperimenti i klinički dokazi ne budu prikazani da je dugoročna memorija je nešto fizički zapisano u molekulima izgleda moguće pomerati molekule i popravljati ćelije bi moguće popravljati memorijske strukture ako informacije unutar nisu uništene uništenjem mozga.

Alcor fondacija za produženje života je neprofitna organizacija u Scottsdale, Arizona. Oni imaju 30 pacijenata pod krioničkim tretmanom i nekoliko stotina živih ljudi koji su odabrali ovu tehnologiju da obezbedi dodatnu sigurnost ako zakaže sadašnja medicina.

MEDICINSKI NANOROBOTI

Tipičan medicinski nano-uređaj bi verovatno bio robot veličine nekoliko mirkometara sastavljen od delova nano veličine. Ovi delovi bi bile od 1-100nm (1nm = 10-9m), mogu biti sastavljeni zajedno u uređaje veličine otprilike 0.5-3 mikro metra (1 mikro metar = 10-6 m) u prečnika. Tri mikrona su maksimalna veličina za medicinske robote, da bi mogli bezbedno da prolaze kroz kapilare.

Ugljenik je elemenat koji bi najviše odgovarao za medicinske robote, verovatno u formi o kompozitnog dijamantima ili fulerena zbog izuzetne jačine i hemijske inertnosti dijamanta. Većina drugih lakih elemenata ko što su vodonik, sumpor, kiseonik, azot, flor, silikon, itd će biti korišteni za specijalne svrhe u nano zupčanicima i drugim komponentama.

Nemoguće je tačno reći kao izgleda tipičan nanorobot. Nanoroboti nameravaju da putuju krvotokom do njihovog odredišta sa tačnošću od 500-3000 nm. Nano uređaj može biti veličine 500-3000 nm i mogu se unositi zajedno sa hranom ili disajnim putevima mogu biti i veći. Svaka vrsta nanorobota dizajnirana je da izvrši specifičan zadatak.

Konačno možda najvažnije, sadašnji rad nanorobota se sada gradi. Mnogo teoretskih dizajna je urađeni i izgledaju dobro na papiru, ali ovi prvobitni dizajni se mogu značajno izmeniti posle neophodnih istraživanja, razvoj i testiranje završi.

Za snabdevanje energijom unutar ljudskog organizma medicinski nanouređaji bi mogli da koriste glukozu i kiseonik slično metabolizmu. Druga mogućnost je spoljašnji zvučni generator, koji bi više odgovarao u kliničkim uslovima.

LEČENJE MEDICINSKIM NANOROBOTIMA
U većini slučajeva pacijenti koji se leče nano medicinskim tretmanom izgledali kao svaka druga bolesna osoba. Tipični nano-medicinski tretman (protiv bakterija ili virusa) bi sadržavao injekciju možda nekoliko kubnih centimetara mikro – robota u fluidu (slanom rastvoru). Tipična terapeutska doza bi sadržavala otprilike 1012 nanorobota, uprkos nekim slučajevima tretman može i daleko manje uređaja. Svaki robot će biti je veličine od 0.5 do 3 mikro metra u zavisnosti od funkcije za koju je dizajniran.

Zapremina odraslog ljudskog tela iznosi otprilike 100,000cm3 od čega je zapremina krvi ~5400cm3 tako da dodavanjem ~3cm3 nije neka značajna količina. Nanoroboti rade tačno šta im lekar kaže da rade, i ništa više. Tako da jedine izmene koje vidite na pacijentu je to da se veoma brzo oporavlja. Većina simptoma kao što su groznica i svrab su specifični biohemijski uzroci koji se mogu kontrolisati, smanjiti, ili čak eliminisati korišćenjem prigodnih ubačenih nanorobota.

Nakon završenog tretmana lekari će uklanjati njihove nanorobote iz tela pacijenta čim završe posao. Tako da je veoma mala opasnost od “starih nanorobota” koji otkazuju, ili prouzrokuju nešto da se nešto neprijatno dogodi pacijentu posle terapije protiv bolesti.

Kako će nanoroboti uklanjati iz tela? Neki nano uređaji će biti u mogućnosti da se razlažu u telu putem ljudskih organa za varenje i izlučivanje.

Da li će medicinske nanorobote napasti imuni sistem, pošto budu pušteni unutar ljudskog tela? Imuni sistema predstavlja primarnu reakciju na strana tela. Problem bio- kompatibilnosti nano-uređaja nije ništa komplikovaniji od bio-kompatibilnosti medicinskih implantata u opšte. Na isti način, možda čak i jednostavnije zbog toga što medicinski uređaji bi se nalazili samo privremeno u telu. Čak i danas, primena agenata za deaktiviranje imunog sistema tokom privremenih perioda dozvoljava prosto dizajnirane ne biološkim nano robotima da izvode njihov posao na popravljanju bez problema.

Pasivna dijamantska spoljašnost može postati i idealna. Više eksperimentalnih studija naznačava glatkije dijamantske strukture, koje manje reaguju sa leukocitima i manje zabranjuju apsorpciju. Tako izgleda razumno nadati se da će oblaganje dijamantima biti moguće bez pukotina sa atomskom preciznošću, pravljenje nano robota sa omotačem od dijamanata će smanjiti bioaktivnost ovih uređaja.

Samorepliciranje je osnova za molekularnu proizvodnju. Da li postoji opasnost od nekontrolisanog samorepliciranja nanorobota unutar ljudskog tela? Ako se ne računaju namerne zloupotrebe, ne postoji dobar razlog za proizvodnju nanorobota sposobnih za samorepliciranje unutar ljudskog tela, kada nano robot može biti proizveden jeftino i u ogromnim količinama van ljudskog tela. Najverovatnije da neće biti odobrena proizvodnja nano-uređaja za medicinske svrhe koji su u stanju da se samo repliciraju unutar živog organizma. Izuzev u neobičnim okolnostima, svakako ne biste želeli ništa što može da se izgubi kontrolu unutar vašeg tela. Repliciranje bakterija je i ovako dovoljno velik problem.

Da li će nanoroboti posedovati visok stepen veštačke inteligenciju? Mnogi medicinski uređaji će imati veoma jednostavne računare i druge uređaje. Respirociti, na primer, imaju približno 1000 operacija/sec što je manje nego neki stariji modeli računara. Za većinu nanorobota za opravku ćelija neće biti potrebno više od 106-109 operacija/sec na računarima koje će se nalaziti na njima za nadgledanje njihovog rada. Brži računari jednostavno nisu potrebni za nadgledanje nanorobota.

PRIMER MEDICINSKOG ROBOTA
Medicinski nanorobot koji je dizajnirao Robert A. Freitas Jr. sa instituta za molekularnu proizvodnju (Institute for Molecular Manufacturing) pre nekoliko godina predstavlja veštačko mehaničko crveno krvno zrnce, koje je nazvana “respirocyte” (http://www.foresight.org/Nanomedicine/Respirocytes.html). Dimenzije Respirocita su otprilike jedan mikron u prečniku i ono samo pluta u krvotoku. Ovo je robot sferoidnog oblika sačinjen od 18 biliona atoma. Ovi atomi su uglavnom atomi ugljenika raspoređeni kao kod dijamanta u kristalnoj rešetki struktura unutrašnjosti unutar sferoidnog oklopa. Respirocit je ustvari sićušan rezervoar koji se može napuniti sa 9 biliona molekula kiseonika (O2) i ugljen dioksida (CO2). Kasnije ovaj gas se može ispustiti iz rezervoara kontrolisanim postupkom.

Gasovi se skladište pod pritiskom od približno 1000 atmosfera. (Respirociti mogu biti modelirani kompletno ne zapaljivo od konstrukcionih jedinica koje su unutra obložene safirima, i vatro otpornim materijalima i mehaničkim osobinama slično dijamantima).

Površina svakog respirocita je 37% prekrivena sa 29,160 molekularnim sortirajućim rotorima koji mogu puniti i prazniti gas u tankove. Ovde takođe su prisutni senzori za koncentraciju gasova na izlazu svakog uređaja. Kada nanorobot prolazi kroz plućne kapilare, parcijalni pritisak O2 je visok a parcijalni pritisak CO2 nizak tako da unutrašnji računar daje instrukcije rotorima da izbace O2 i CO2 ubace. Kada se uređaj nađe pored tkiva kome je potreban kiseonik vrši se obrnut postupak. Iz kapsule se ispušta kiseonik a ugljen dioksid se apsorbuje. Respirocit imitira funkcije prirodnog hemogolobina u crvenom krvnom zrncu. Ali respirocit može dostaviti 236 puta više kiseonika po jedinici nego ista količina prirodnih crvenih krvnih zrnaca. Ovaj nanorobot je efikasniji od biološkog, uglavnom zbog toga što dijamantska konstrukcija dozvoljava više rad pod većim pritiskom. (radni pritisak crvenog krvnog zrnca je otprilike 0.51 atm od čega samo 0.13 atm je isporučuje tkivu.) Tako da ubrizgavanje 5 cm3 doze 50% respirocita u vodenoj suspenziji u krvotok može zameniti potpuno O2 i CO2 nosioce pacijenta potpuno 5400 cm3 krvi!

Respirociti će imati senzore pritiska i primati zvučne signale od lekara, koji će koristiti uređaje sa ultrazvučnim transmiterima koji će respirocitima upravljati da prestaju da pumpaju i postanu, neaktivni. Kasnije doktor im može narediti da postanu ponovo aktivni.

Šta ako dodate litar respirocita u vaš krvni sistem? Mogli bi ste zadržavati dah skoro četiri sata ako bi ste sedeli mirno na dnu bazena za plivanje. Ili ako bi ste trčali maksimalnom brzinom, mogli bi ste trčati 15 min a da ne udahnete vazduh!

Ovo je prilično jednostavan medicinski nano uređaj koji ima neverovatno korisne sposobnosti, čak i kada bi se primenio u relativno malim dozama. Drugi uređaji daleko kompleksniji će imati šire primene i mogućnosti. Neki uređaji mogu imati sposobnost da se kreću kroz krvotok i tkivo ili zidove vena i arterija. U zavisnosti od funkcija koje obavljaju ni će imati različite tipove robotskih manipulatora, različite nizove senzora. Svaki medicinski nanorobot će biti dizajniran za poseban posao ekstremno dobro i imaće jedinstveni oblik i ponašanje.

NAJVEĆE PREDNOSTI NANOMEDICINE
Nanomedicina će stvarno eliminisati sve najčešće bolesti 20-tog veka i dozvoliti proširivanje ljudskih sposobnosti naročiti mentalnih sposobnosti.

Zamislite nanouređaj za memorisanje dimenzija 8-10-3 m, zapremine nekoliko ljudskih ćelija i manje od tipičnog neurona, koji može da zapamti informacija ekvivalentne po sadržaju celokupne kongresne biblioteke. Ako bi takav uređaj bio smešten unutar ljudskog mozga, zajedno sa nanoračunarem koji bi dozvoljavao pristup tim informacijama.

Možda najveća dugoročna prednost ležu u ljudskom društvu kao koje može povući novu eru mira. Možemo se nadati da će ljudi koji postaju nezavisni od fizičkog rada, dobro nahranjeni, dobro obučenim, sa dobrim kućama, inteligentni, dobro obrazovani, zdravi i srećni imati malo motivacije da vode ratove. Ljudska bića koja su razumna poštuju život u normalnim životnim okolnostima će naučiti strpljenje iz iskustva i biće daleko drugačiji od ljudi koji se žale na mnoge životne probleme.

LINKOVI
http://nanozine.com
http://www.foresight.org
http://www.foresight.org/Nanomedicine/Respirocytes.html
http://www.foresight.org/Nanomedicine/Gallery/index.html
http://www.foresight.org/Nanomedicine/index.html
http://www.nanomedicine.com
http://www.nano-technology.com
http://www.nanocomputer.org
http://DevelopNanotechnology.com
http://science.nas.nasa.gov/Groups/Nanotechnology/
http://rembrandt.erols.com/mon/Bionomics/Nanotechnology.html
http://www.mitre.org/research/nanotech/index.html
http://aeiveos.wa.com/nanotech//
http://nano.xerox.com/nanotech/