Alkalmazási területei
VI. Kvantum technológiák 1. Kvantum-számítástechnika
7. Kvantum biztonság
Senki se hanyagolhatja el a kvantum-biztonság kérdését most, anélkül, hogy később ne legyen súlyos gondja vele.1
Jegyzetek
1. https://www.nextgov.com/ideas/2019/11/take-first-steps-quantum-safe-security-now-avoid-mistakes-later/161456/
VII. Nanotechnológiák
Egyike azon területeknek, amikről többször hallottam, sőt barát is művelte tanszékvezetőként, de csak most „esik le”, mennyire szédületesen mély tudományos-technológiai bravúr-sorozat burjánzik ki belőle.
Megérdemli, hogy alapismert-csokorral kezdjem az ismertetést!
A Magyar Wikipédia meghatározása: 1 nanométer (nm) = 10−9 méter. Így aránylik 1 cm 10000 km-hez, vagy egy üveggolyó a Földhöz.1
A nano.gov-ban olvashatjuk az USA Nemzeti Nanotechnológiai Kezdeményezésének meg-határozását2:
Nehéz elképzelni, mennyire kicsi a nanotechnológia. Egy nanométer a méter milliárd része, vagyis 10-9 méter. Íme néhány szemléltető példa:
- 25 400 000 nanométer van egy hüvelykben.
- Egy újságlap vastagsága körülbelül 100 000 nanométer.
- Ha egy márványlap nanométer vastag lenne, akkor összehasonlító skálán a Föld átmérője egy méter lenne.
A webbeteg.hu jó áttekintést ad a nanotechnológia egészségügyben betöltött szerepéről.3 Csak felsorolni tudok néhány orvosi területet, ahol már sikerrel alkalmazzák: fogászat, comb-nyaktörés (mindkettőnél nanovékony felület felvitelével), onkológia (kemoterápia helyett), kardiovaszkuláris betegségek, ideggyógyászat (Alzheimer-kór)... Egy fontos meglátás: Eddigi vizsgálatok szerint a jövő az inhalációsan, a bőrön át vagy intravénásan bejuttatott nano-méretű hatóanyagoké.
„A jövő forradalma: a nanotechnológia” – így szól az origo.hu cikkének elég hangzatos címe.4 A nanotechnológia jövőjével foglalkozó részből idézek egy szakaszt:
„Nem láthatunk a jövőbe, de vannak könnyen elképzelhető dolgok. Számomra például az, hogy az első mesterséges, vezérelhető molekula-összerakó molekulát alagútmikroszkóppal készítjük el, de más különleges molekulákat már az új mikroméretű robottal. Kell még valami eszköz vagy folyamat, ami a mintamolekulákat a kívánt mennyiségben lemásolja.
Készíthetünk olyan molekulákat, amelyek semmiféle vegyi vagy biológiai folyamattal nem hozhatók létre.
Készíthetünk olyan információtároló (memória)áramkört, ahol egy molekula vagy csupán néhány atom tárol egy (1) bitet. Ehhez azt kell megoldani, hogyan juttathatjuk be és hogyan olvashatjuk ki információt. Egy ilyen molekuláris memória kapacitása elérheti az emberi agyét, a matematikusok szerint még asszociatív is lehet, de lenne egy óriási hiányossága: nem tudna értelmesen felejteni. Nem tudná szelektíven törölni a szükségtelen vagy káros információkat.
Készíthetünk információfeldolgozó áramkört. Viszonylag egyszerű lenne a kapcsolómátrix, sokkal bonyolultabb a mikro- vagy stílszerűbben nanoprocesszor. Ha egy nanoprocesszor mérete tízszer tízszer tíz mikron, akkor belőle egy emberi agy méretű térfogatba sok milliárd kerülhet, és a gép – kissé gépiesen ugyan, de – gondolkodni kezd.” Itt megáll az ész!
Az index.hu pedig 2012-ben azzal dicsekszik, hogy Magyarország nano-nagyhatalom!5
Az vessen rám követ, aki nem szeret a múltjával kapcsolatos elemekre koncentrálni, ha terjedelmi korlátokkal küszködik. Egyetlen bekezdést idézek a valóban érdekes cikkből, mert az MTA Műszaki Fizikai és Anyagtudományi Kutatóintézetben elért komoly eredményeket ismertet. Az Intézet elődjének, a KFKI-nek – ha rövid ideig is – műszaki igazgatója voltam.
Itt a bekezdés, amiről két kutatási eredményre is tovább lehet lépni:
„Magyarországon már a kezdetektől folynak nanotechnológiával kapcsolatos kutatások, az elmúlt években pedig több, koncentrált programmal is támogatták ezt a tudományágat. 2010-ben még csak mi tudtuk megmunkálni a fizikai Nobel-díjat érő grafént, majd részt vettünk a nanogyémánt létrehozásában. Mindkét eredmény az MTA Műszaki Fizikai és Anyagtudo-mányi Kutatóintézetében született.”
Végül azzal kötöm meg a csokrot, hogy a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, az alma mater-em kiemelkedő szerepet játszik a magyarországi kutatásokban. Az ezt a megállapítást tevő cikk az egyetem kutatási weblapjára, a kutatas.bme.hu-ra utalt.6 Akkor folytathatjuk a nem kifejezetten alapinformációkkal!
A spanyol bankóriás, a BBVA „Új felvilágosodás felé? Egy transzcendens évtized.” című, 410 oldalas könyvet szentelt a csúcstechnológiák legfontosabb ágazatainak. Minden ágazatot kiemelkedő tudós ismertet. A könyv 106-126. oldalán olvashatjuk a „Nanotechnológia és mi”
tanulmányt.7 A cikk szerzője az indiai Sandip Tiwari, a Cornell University professzora.
Érdekes olvasmány, tessék belebújni!
Akkumulátorok gyártásának közbenső szakaszaként nanodrótot készít manipulált vírusokból a MIT bioengineering professzora, Angela Belcher8 – adja hírül a wired.com. Teljességgel elképesztő technológia, egyelőre akkumulátorokhoz, illetve újabban napelemek gyártásához is használja és álma a vírusautó megvalósítása. (Autókhoz és bakteriológiához is illik.)
Annyira döbbenetes, hogy képet is adok hozzá, és képaláírást, ami jól magyaráz!
A vírusok tulajdonságait adoptálni lehet nanofejlesztéshez, szelektíven átprogramozva a DNS-üket úgy, hogy az ácsolatként szolgáljon az akkumulátor elektródáiban használt anyagokhoz.
Nanofúrókkal meg lehet ölni ráksejteket anélkül, hogy a közeli egészségesek károsodjanak.
Kísérleti alkalmazásokkal mikro-lényeket sikerrel öltek meg.9 (Egészségügyet is érint!) Nanorészecskék segítenek coeliakia (celiac disease) betegeken.10
A Defence One adja hírül, a nanotechnológia segít megóvni a hiperszonikus (itt 5M feletti-ként szerepel) repülőtestek felületét túlhevüléstől, szén nanocsövecskék alkalmazásával.11 Nanocsövecskék egyirányú hőáramlást biztosítanak.12 Shingi Yamaguchi a japán Tokiói Egyetemen és munkatársai csoportja gondosan sorbarakott szén nanocsövekből készítettek olyan anyagot, amely éppen ilyen módon vezeti a hőt. Az új anyag forradalmasítja azt a módszert, ahogyan a hőmérnökök tervezik és építik a hűtőrendszereket számítógépekhez és más eszközökhöz.
A BME kutatási eredményeivel, társkutatókkal foglalkozó összeállítás!A témával komolyan foglalkozók számára bizonyára érdekes!
Nanoméretű ezüstdrótokból készített hálózat agyként működik.13 Nanotermék, amelyik helyettesítheti az emberi szövetet.14
A futurism.com híre szerint szaúd-arábiai (!) tudósok „nanobot”-okkal rákos sejteket remél-nek ölni.15
Szaúd-arábiai tudósok egy csoportja azt tervezi, hogy vas nanobotokkal implantálnak egyes sejteket, amelyek nyomon követhetik a testben levő helyüket, és esetleg elpusztíthatják a daganatokat is.
A piciny nanobotok, alig nagyobbak, mint fémhuzalok mikroszkopikus tekercsei, megjelen-nek egy MRI vizsgálat során, lehetővé téve az orvosoknak, hogy megfigyeljék a testen keresztüli mozgásukat. A projekt mögött álló Abdullah King Tudományos és Technológiai Egyetem kutatói szerint felhasználhatók rákellenes gyógyszerek nyomonkövetésére, megcél-zására és a tumorsejtekbe juttatására.
„A sejtek címkézése és nyomon követése a tudományos és klinikai alkalmazások felbecsül-hetetlen értékű eszközévé vált” – mondta sajtóközleményében Aldo Martinez-Banderas, a projekten dolgozó egyetemi hallgató. „A sejtkövető vizsgálatok egyik kulcsfontosságú szempontja az érzékenység, amely a kis számú sejt detektálására szolgál a beültetés után, tehát nanoszálaink erős mágnesezése és biokompatibilitása előnyös tulajdonságok az MRI-követés szempontjából.”
Mesterséges szem, amely jobban lát a természetesnél.16
„A jövőben ezt jobb látástámogató protézisekhez és humanoid robotikához is felhasznál-hatjuk” – mondta Zhiyong Fan, a hongkongi Tudományos és Technológiai Egyetemen a Science News-nak.
A szem, amint azt ma a Nature rangos folyóiratban közölték, lényegében háromdimenziós mesterséges retina, amely rendkívül sűrű, rendkívül fényérzékeny nanoszálakat tartalmaz.
A csapat, Fan vezetésével, egy ívelt alumínium-oxid membránt bélelt apró perovszkit szenzo-rokkal, fényérzékeny anyaggal, amit a napelemekben már használtak.
Az agy látókéregét utánozó vezetékek továbbítják az érzékelők által gyűjtött vizuális információkat egy számítógépre, feldolgozás céljából.
Jegyzetek
1. https://hu.wikipedia.org/wiki/Nanotechnol%C3%B3gia 2. https://www.nano.gov/nanotech-101/what/definition
3. https://www.webbeteg.hu/cikkek/egeszseges/5546/nanotechnologia-a-gyogyaszatban 4. https://www.origo.hu/tudomany/20000316ajovo.html
5. https://index.hu/tudomany/2012/05/11/magyarorszag_nanonagyhatalom/
6. https://kutatas.bme.hu/portal/research_university/struct2/NNA/
7. https://www.bbvaopenmind.com/wp-content/uploads/2019/02/BBVA-OpenMind-book-2019-Towards-a-New-Enlightenment-A-Trascendent-Decade-3.pdf
8. https://www.wired.com/story/the-next-generation-of-batteries-could-be-built-by-viruses/
9. https://futurism.com/neoscope/nanodrills-kill-worms-water-fleas ?
10. https://futurism.com/neoscope/nanoparticle-tech-celiac-disease-human-trial?
11. https://www.defenseone.com/technology/2019/11/nanotechnology-shaping-hypersonics-race/161377/?oref=defenseone_today_nl
12. https://www.technologyreview.com/s/614856/a-nanotube-material-conducts-heat-in-just-one-direction/
13. https://futurism.com/the-byte/silver-wires-artificial-brain?
14. https://futurism.com/the-byte/scientists-nanomaterial-replace-human-tissue?
15. https://futurism.com/neoscope/cancer-nanobots-cancer-cells?
16. https://futurism.com/scientists-bionic-eye-better-real-one?