Nanótækni – Internetbóla fyrsta áratugarins?



Seinni hluti tíunda áratugsins var góður tími fyrir rafmagnverkfræðinema. Á einu til tveimur árum hafði sprottið upp sægur af nýjum fyrirtækjum á klakanum, sem öll áttu það sameiginlegt að byggja á skotheldri hugmynd að vefumsjónarkerfi, ráða minnst einn nýjan starfsmann á viku, brenna áhættufé eins og sinu og vilja troða rafmagnsverkfræðinema fulla af bjór og pinnamat.

Mynd Hiroyuki Tanaka sýnir stakan DNA þráð á koparyfirborði.

Seinni hluti tíunda áratugsins var góður tími fyrir rafmagnverkfræðinema. Á einu til tveimur árum hafði sprottið upp sægur af nýjum fyrirtækjum á klakanum, sem öll áttu það sameiginlegt að byggja á skotheldri hugmynd að vefumsjónarkerfi, ráða minnst einn nýjan starfsmann á viku, brenna áhættufé eins og sinu og vilja troða rafmagnsverkfræðinema fulla af bjór og pinnamat. Ég verslaði ekki við ríkið allt grunnnámið. Í fréttum var svo reglulega þulin prédikun um hlutafjárútboð Internetfyrirtækja í Bandaríkjunum, sem voru orðin verðmætari en McDonalds, eftir u.þ.b. viku á markaði. „Nýja hagkerfið“ var risið til þess að frelsa okkur úr viðjum iðnbyltingarinnar.

Svo gerðist hið óhugsandi. Bólan sprakk á einni nóttu, hlutabréf í Internetfyrirtækjum nýttust í besta falli í veggfóður og rafmagnsverkfræðinemar þurftu aftur að híma í Austurstrætinu eftir því að verða hollaðir inn í spíramonopol ríkisins, kl. 17:57 á föstudögum.

Orðið nanótækni er farið að skjóta reglulega upp kollinum í fjölmiðlum. Líkt og þegar önnur sérhæfð umfjöllunarefni rata í fjölmiðla, þá er umfjöllunin um nanótækni nokkuð yfirborðkend og ekki fullljóst hvað átt er við með þessu dularfulla orði. Fyrri hlutinn, nanó, er margföldunarforskeyti (líkt og kíló og milli) og þýðir í raun bara einn miljarðasti hluti. Í nafninu kemur hins vegar ekki fram hver sú eining er, sem deila á í miljarð hluta. Ósagt er látið að nanó, í þessu tilviki, á við lengd, sem mæld er í metrum. Nanótækni gæti því allt eins heitið nanómetratækni – en það hljómar auðvitað langt í frá jafnsexý.

En hvað er svo merkilegt við þessa tækni á nanómetraskala? Til þess að átta sig á samhengi hlutanna í nútímanum er oft gott að líta á söguna. Á fimmta áratug síðustu aldar voru þrír mætir menn við störf hjá Bell símafyrirtækinu í Bandaríkjunum, þeir Bardeen, Brattain og Shockley. Seint um kvöld, um jólaleitið 1947, tókst þeim að búa til rofa, sem getur opnað og lokað rafrás, án nokkurra hreyfanlegra íhluta. Þessi uppfinning fékk nafnið „transistor“ eða smári á íslensku. Árið 1958 tókst svo Nóbelsverðlaunahafanum Jack Kilby að framleiða nokkra slíka rofa á eina litla glerflögu. Af því að rofarnir höfðu enga hreyfanlega hluta, var auðvelt að gera þá smáa og fljótlega voru þeir orðnir svo litlir að stærð þeirra var mæld í míkrómetrum (miljónustu hlutum úr metra). Míkrótæknin var skrefið sem gerði tölvubyltinguna mögulega – byltingu sem breytti lifnaðarháttum þorra fólks á Vesturlöndum, gerði soldáninn af Brúnei að öðrum ríkasta manni jarðarinnar og ól af sér Internetbóluna góðu.

Á sama hátt og míkrótæknin breytti lífi okkar á tuttugustu öldinni, vonast boðberar nanótækninnar til þess að breyta lífi okkar á tuttugustu og fyrstu öldinni. En hverju mun nanótæknin breyta?

Líffræði og efnafræði fjalla meðal annars um ferlin sem halda lífinu gangandi. Þessi ferli byggja á efnahvörfum. Hráefni efnahvarfa eru sameindir, sem hafa einmitt stærð nálægt einum nanómetra. Hefðbundin efna- og lífræði hefur byggst á aðferðum sem meðhöndla sameindirnar aðeins óbeint og mikinn fjölda í einu. Bylting nanótækninnar mun felast í aðferðum sem meðhöndla beint einstakar sameindir og endurraða jafnvel frumeindum sameindanna með beinum hætti. Nanótækni mun því öðru fremur snúast um samvinnu líffræðinga og efnafræðinga, sem hafa í árhundruð leitað skilnings á flóknustu ferlum náttúrunnar, við eðlisfræðinga og verkfræðinga, sem hafa byggt upp fræða og reynslugrunn míkrótækninnar.

Áhugaverðasta dæmið um lífræna sameind er án efa erfðaefnið sjálft, DNA. Ég sat í dag fyrirlestur hjá manni, Hiroyuki Tanaka að nafni, sem vinnur við að taka myndir af DNA. Myndirnar eru teknar með svokallaðri smugsjá, sem er meðal öflugustu smásjáa sem mannkynið ræður yfir. Á bestu myndunum er hægt að lesa beint hluta af niturbasaröð erfðaefnisins – uppskriftina að lífinu sjálfu. Ég geri ráð fyrir að upp í huga lesenda skjótist nú þegar ýmsar hugmyndir um mögulegar hagnýtingar, góðar og slæmar, á slíkri tækni.

Hagfræðingar hafa lag á að finna skemmtileg nöfn á kenningar sínar. Eitt sérlega skemmtilegt tilfelli er svokölluð „bigger fool“ kenning. Hún útskýrir hvernig hlutabréfabólur myndast þegar röð hlutabréfakaupanda, eða í því tilviki fífla, endurselur, með hagnaði, sífelt meiri fíflum hlutabréf í bólufyrirtækjum, sem þannig hækka hratt í verði. Ég efast ekki um að nanótæknin mun fyrr eða seinna geta af sér myndarlega hlutabréfabólu með tilheyrandi gjaldþrotalokabombu … maður losnar þá við helvítis röðina í ríkið á meðan.