The next step in nanotechnology | George Tulevski

Translator: Leslie Gauthier Reviewer: Joanna Pietrulewicz

Fordító: Reka Lorinczy Lektor: Andi Vida

Let's imagine a sculptor building a statue,

Képzeljünk el egy szobrászt, aki egy szobrot készít,

just chipping away with his chisel.

vésővel formálva a követ.

Michelangelo választékosan fogalmazta meg:

Michelangelo had this elegant way of describing it when he said,

"Every block of stone has a statue inside of it,

"Minden márványtömb egy szobrot rejt magában.

A szobrász feladata feltárni azt."

and it's the task of the sculptor to discover it."

But what if he worked in the opposite direction?

Mi lett volna, ha pont az ellenkezőjét cselekszi?

Not from a solid block of stone,

Nem egy kőtömbből indult volna ki,

but from a pile of dust,

hanem egy halom porból,

somehow gluing millions of these particles together to form a statue.

összeragasztgatva sok millió részecskét, hogy végül egy szobrot formáljanak?

I know that's an absurd notion.

Tudom, ez képtelenségnek tűnik.

It's probably impossible.

Valószínűleg lehetetlen.

Egy porkupacból csak akkor lehet szobrot készíteni,

The only way you get a statue from a pile of dust

is if the statue built itself --

ha a szobor saját magát létrehozza.

if somehow we could compel millions of these particles to come together

Ha valahogy ráerőltetjük, hogy sok millió elemi részecske

to form the statue.

egyesüljön egy szoborban.

Now, as odd as that sounds,

Bármilyen különösen hangzik,

that is almost exactly the problem I work on in my lab.

pontosan ezt próbálom megvalósítani a laboratóriumomban.

Nem kővel dolgozom,

I don't build with stone,

I build with nanomaterials.

hanem nanoanyagokkal.

They're these just impossibly small, fascinating little objects.

Ezek parányi, elbűvölő részecskék.

They're so small that if this controller was a nanoparticle,

Olyan kicsik, hogy ha ez a távirányító egy nanorészecske lenne,

a human hair would be the size of this entire room.

akkor egy hajszál szobaméretű lenne.

And they're at the heart of a field we call nanotechnology,

Ezek képezik a nanotechnológia alapját,

which I'm sure we've all heard about,

melyről biztos mindannyian hallottunk,

and we've all heard how it is going to change everything.

és közismert az a nézet, hogy mindent meg fog változtatni.

When I was a graduate student,

Mikor egyetemre jártam,

it was one of the most exciting times to be working in nanotechnology.

az a nanotechnológia egyik legizgalmasabb időszaka volt.

There were scientific breakthroughs happening all the time.

Folyamatosak voltak az új felfedezések.

The conferences were buzzing,

Egymást érték a konferenciák,

there was tons of money pouring in from funding agencies.

és szponzorok dollár-milliárdokat öltek a kutatásokba.

And the reason is

Az elemi részecskék viselkedését

más fizikai törvények jellemzik,

when objects get really small,

they're governed by a different set of physics that govern ordinary objects,

nem érvényesek a klasszikus mechanikai kölcsönhatásokat leírók,

like the ones we interact with.

melyekkel találkozunk.

A fizikának ez az ága a kvantummechanika.

We call this physics quantum mechanics.

Ez feltételezi, hogy befolyásolni tudjuk az anyag viselkedését

And what it tells you is that you can precisely tune their behavior

just by making seemingly small changes to them,

látszólag nagyon kis változtatásokkal,

like adding or removing a handful of atoms,

pár atom hozzáadásával vagy eltávolításával,

vagy az anyag meghajlításával.

or twisting the material.

It's like this ultimate toolkit.

Olyan,mint egy jó szerszámkészlet.

You really felt empowered; you felt like you could make anything.

Erősnek érezzük magunkat tőle, mint aki bármire képes.

And we were doing it --

Ezen dolgoztunk –

vagyis a velem együtt végzősök generációja.

and by we I mean my whole generation of graduate students.

We were trying to make blazing fast computers using nanomaterials.

Megpróbáltunk nagyon gyors számítógépeket készíteni nanoanyagokból.

We were constructing quantum dots

Előállítottunk nanogyógyszert,

that could one day go in your body and find and fight disease.

ami behatol a szervezetbe, és felveszi a harcot a betegséggel.

There were even groups trying to make an elevator to space

Kutattuk szén nanocsövekre alapozott űrliftek

using carbon nanotubes.

gyártásának lehetőségét.

You can look that up, that's true.

Ellenőrizhetik, hogy ez így van.

Anyways, we thought it was going to affect

Elhittem, hogy sokféle hatása lesz

all parts of science and technology, from computing to medicine.

az egész tudományos világban, az informatikától a gyógyításig.

And I have to admit,

Elismerem,

I drank all of the Kool-Aid.

vakon hittem benne.

I mean, every last drop.

Teljesen vakon.

But that was 15 years ago,

De ez tizenöt évvel ezelőtt volt.

és hát –

and --

fantastic science was done, really important work.

Felfedezéseket tettünk, fontos volt a munkánk.

We've learned a lot.

Sokat tanultunk.

Sosem sikerült ezt a tudományt új technológiává alakítanunk,

We were never able to translate that science into new technologies --

into technologies that could actually impact people.

melynek valós hatása van az emberekre.

And the reason is, these nanomaterials --

Ez azért van, mert a nanoanyag olyan,

they're like a double-edged sword.

mint a kétélű kard.

The same thing that makes them so interesting --

A kis mérete izgalmas,

their small size --

de a felhasználása

also makes them impossible to work with.

épp ettől lesz lehetetlen.

Olyan ez, mint szobrot építeni egy halom porból.

It's literally like trying to build a statue out of a pile of dust.

And we just don't have the tools that are small enough to work with them.

Egyszerűen nincs elég kis szerszámunk a megmunkálásukhoz.

But even if we did, it wouldn't really matter,

De még ha lenne is, mindegy,

because we couldn't one by one place millions of particles together

mert nem tudnánk egyesíteni a milliónyi egyedi részecskét,

to build a technology.

hogy technológiát alkossanak.

So because of that,

Ezért az összes álmunk

és minden lelkesedésünk

all of the promise and all of the excitement

csak álom és lelkesedés maradt.

has remained just that: promise and excitement.

We don't have any disease-fighting nanobots,

Nincsenek betegségek ellen küzdő nanobotok,

there's no elevators to space,

nincsenek égig érő felvonók,

and the thing that I'm most interested in, no new types of computing.

és ami igazán érdekel engem: nincs új számítástechnika.

Ez utóbbi különösen fontos.

Now that last one, that's a really important one.

We just have come to expect

Azt vártuk,

hogy a számítástechnika fejlődése véget nem érő folyamat lesz.

the pace of computing advancements to go on indefinitely.

We've built entire economies on this idea.

Erre az elvre egész gazdaságok épültek.

And this pace exists

Ennek a fejlődésnek az alapja

because of our ability to pack more and more devices

az a képességünk, hogy egyre összetettebb chipeket

onto a computer chip.

tudunk építeni.

And as those devices get smaller,

A méretük csökkenésével az eszközök

they get faster, they consume less power

gyorsabbá, energiatakarékossá

and they get cheaper.

és olcsóbbá válnak.

And it's this convergence that gives us this incredible pace.

És mindez együtt meghatározza a fejlődés szédítő tempóját.

As an example:

Vegyük például

if I took the room-sized computer that sent three men to the moon and back

azt a szobányi komputert, mely három embert utaztatott a Holdra és vissza.

and somehow compressed it --

Ha valahogy összenyomnánk

compressed the world's greatest computer of its day,

az akkori idők legfejlettebb számítógépét,

so it was the same size as your smartphone --

akkora lenne, mint az okostelefonjaink –

your actual smartphone,

amiket 300 dolcsiért veszünk

that thing you spent 300 bucks on and just toss out every two years,

és kétévente lecserélünk,

would blow this thing away.

ez utóbbi sokkal jobb lenne, mint az a számítógép.

You would not be impressed.

Nem is lennénk elragadtatva tőle.

It couldn't do anything that your smartphone does.

Nem rendelkezne a mai okostelefonok tudásával.

It would be slow,

Lassú lenne,

you couldn't put any of your stuff on it,

nem tudnánk rátelepíteni alkalmazásainkat.

Esetleg megnézhetnénk az első két percet

you could possibly get through the first two minutes

of a "Walking Dead" episode if you're lucky --

a Walking Dead-sorozatból. Ha szerecsénk van.

(Laughter)

(Nevetés)

The point is the progress -- it's not gradual.

A fejlődés nem fokozatos, hanem ugrásszerű,

The progress is relentless.

szakadatlan.

It's exponential.

Exponenciálisan nő.

It compounds on itself year after year,

Évről évre változik,

to the point where if you compare a technology

amíg egyik nemzedékről a másikra

from one generation to the next,

a technológia

they're almost unrecognizable.

majdnem felismerhetetlenné válik.

Tartozunk magunknak azzal, hogy fenntartjuk ezt a fejlődést.

And we owe it to ourselves to keep this progress going.

We want to say the same thing 10, 20, 30 years from now:

Tíz, húsz vagy harminc év múlva azt szeretnénk mondani:

look what we've done over the last 30 years.

Nézzétek, mit alkottunk az elmúlt 30 évben.

Yet we know this progress may not last forever.

Tudjuk, hogy ez a fejlődés nem tarthat örökké.

In fact, the party's kind of winding down.

A buli a végéhez közeledik.

"Igyunk még egy utolsó kört", nem?

It's like "last call for alcohol," right?

If you look under the covers,

Ha jobban megnézzük,

sok területen – mint a sebesség és a teljesítmény –

by many metrics like speed and performance,

the progress has already slowed to a halt.

a fejlődés majdnem leállt.

So if we want to keep this party going,

Ha folytatni szeretnénk a bulit,

we have to do what we've always been able to do,

akkor azt kell tenni, amit mindig tettünk:

and that is to innovate.

újítanunk kell.

So our group's role and our group's mission

A csoportunk szerepe és küldetése,

is to innovate by employing carbon nanotubes,

hogy újítson a szén nanocsövek felhasználásával,

because we think that they can provide a path to continue this pace.

mert szerintünk ez a fejlődés útja.

They are just like they sound.

Ahogy a neve is sugallja,

They're tiny, hollow tubes of carbon atoms,

apró, belül üres, henger alakú szénatom csövek,

and their nanoscale size, that small size,

nanoméretűek,

gives rise to these just outstanding electronic properties.

rendkívüli elektronikai tulajdonságokkal.

And the science tells us if we could employ them in computing,

Tudományos álláspont szerint alkalmazásával tízszeres teljesítményt

érhetünk el a számítástechnikában.

we could see up to a ten times improvement in performance.

It's like skipping through several technology generations in just one step.

Olyan, mintha egy lépésben átugranánk pár technológiai generációt.

So there we have it.

Tehát adott.

Van egy fontos feladat,

We have this really important problem

és alapjában véve tudjuk az ideális megoldást.

and we have what is basically the ideal solution.

The science is screaming at us,

A tudomány felszólít:

"This is what you should be doing to solve your problem."

"Ezt kellene tenni a feladat megoldására!"

So, all right, let's get started,

Rendben. Fogjunk neki!

Tegyük ezt.

let's do this.

But you just run right back into that double-edged sword.

De pontosan ugyanoda jutunk vissza, a kétélű kardhoz.

Az "ideális megoldás" kezelhetetlen anyaggal dolgozik.

This "ideal solution" contains a material that's impossible to work with.

I'd have to arrange billions of them just to make one single computer chip.

Több millió részecskét kellett helyretennem egyetlen chip építéséhez.

Ugyanaz a rejtély, ismét egy megoldhatatlan feladat.

It's that same conundrum, it's like this undying problem.

At this point, we said, "Let's just stop.

Ezen a ponton leállítottuk.

Let's not go down that same road.

"Nézzük végig még egyszer.

Let's just figure out what's missing.

Vizsgáljuk meg mi hiányzik.

What are we not dealing with?

Mit nem veszünk észre?

What are we not doing that needs to be done?"

Mit nem teszünk meg, ami szükséges lenne?"

It's like in "The Godfather," right?

Mint a Keresztapa című filmben.

When Fredo betrays his brother Michael,

Mikor Fredo elárulja testvérét, Michaelt,

we all know what needs to be done.

mind tudjuk, mit kell tennie.

Fredo's got to go.

Fredónak el kell tűnnie.

(Laughter)

(Nevetés)

But Michael -- he puts it off.

De Michael halogatja.

Fine, I get it.

Jó, értem.

Their mother's still alive, it would make her upset.

Él az édesanyjuk, és nem akarják felzaklatni.

We just said,

Feltettük a kérdést:

"What's the Fredo in our problem?"

"Ki Fredo a mi esetünkben?"

Mivel nem számoltunk?

What are we not dealing with?

What are we not doing,

Mit nem végzünk el,

ami szükséges a sikerhez?

but needs to be done to make this a success?"

And the answer is that the statue has to build itself.

A válasz az, hogy a szobornak önmagát kell felépítenie.

We have to find a way, somehow,

Meg kell találnunk a módját,

to compel, to convince billions of these particles

hogy rákényszerítsünk, meggyőzzünk több millió részecskét,

to assemble themselves into the technology.

hogy maguktól illeszkedjenek össze egy berendezéssé.

We can't do it for them. They have to do it for themselves.

Nem tehetjük meg helyettük, nekik kell végrehajtaniuk.

And it's the hard way, and this is not trivial,

Ez nehéz módszer, nem egyszerű,

but in this case, it's the only way.

de ebben az esetben csak ez járható.

Now, as it turns out, this is not that alien of a problem.

Rájöttünk, hogy ez nem annyira szokatlan dolog.

We just don't build anything this way.

Csak még nem alkalmaztuk.

People don't build anything this way.

Nem szokás így építkezni.

But if you look around -- and there's examples everywhere --

De ha körülnézünk, példák vannak mindenhol,

Mother Nature builds everything this way.

az Anyatermészet így alkot mindent.

Everything is built from the bottom up.

Minden alulról felfelé épül.

You can go to the beach,

A tengerparton találunk

you'll find these simple organisms that use proteins --

egyszerű fehérjével építkező lényeket

basically molecules --

– alapvető molekulákat –,

melyek tengerből kiválasztott

to template what is essentially sand,

homokszemekből építenek

just plucking it from the sea

and building these extraordinary architectures with extreme diversity.

rendkívüli és nagyon változatos formákat.

And nature's not crude like us, just hacking away.

A természet nem olyan, mint mi, akik csak letarolunk mindent,

She's elegant and smart,

hanem elegáns és intelligens,

building with what's available, molecule by molecule,

abból alkot, ami rendelkezésére áll, molekuláról molekulára

létrehozva bonyolult és változatos

making structures with a complexity

and a diversity that we can't even approach.

szerkezeteket, amiket utánozni sem tudunk.

And she's already at the nano.

A természet már alkalmazza a nanót.

Ezt több százmillió éve teszi.

She's been there for hundreds of millions of years.

We're the ones that are late to the party.

Le vagyunk maradva ebben a játékban.

Elhatároztuk, hogy a természet eszközét használjuk,

So we decided that we're going to use the same tool that nature uses,

and that's chemistry.

ez pedig a kémia.

A kémia a hiányzó eszköz.

Chemistry is the missing tool.

And chemistry works in this case

A kémia működik ebben az esetben,

because these nanoscale objects are about the same size as molecules,

mert ezek a nanoméretű tárgyak molekulaméretűek,

so we can use them to steer these objects around,

tehát alkalmas eszköz

az irányításukra.

much like a tool.

That's exactly what we've done in our lab.

Pontosan ezt tettük a laborunkban.

We've developed chemistry that goes into the pile of dust,

Kémiai módszereket dolgoztunk ki, melyek behatolnak a porkupacba,

a nanorészecske-kupacba,

into the pile of nanoparticles,

and pulls out exactly the ones we need.

és kiválasztják azokat, amelyekre szükségünk van.

Then we can use chemistry to arrange literally billions of these particles

Kémiát alkalmaztunk részecske-milliárdok rendezéséhez,

into the pattern we need to build circuits.

hogy áramköröket építhessünk a mintákból.

And because we can do that,

És mivel megtehetjük,

we can build circuits that are many times faster

sokkal hatékonyabb áramköröket hozhatunk létre,

than what anyone's been able to make using nanomaterials before.

mint az eddigiek.

Chemistry's the missing tool,

A kémia a hiányzó eszköz,

and every day our tool gets sharper and gets more precise.

és eszközeink napról napra hatékonyabbak és pontosabbak lesznek.

And eventually --

Végül is

and we hope this is within a handful of years --

reméljük, hogy az elkövetkező pár évben

we can deliver on one of those original promises.

sikerül megvalósítani pár korábbi ígéretünket.

Now, computing is just one example.

A számítástechnika csak egy példa.

It's the one that I'm interested in, that my group is really invested in,

Ez az én területem, és a csoportom valóban ebbe mélyült el,

but there are others in renewable energy, in medicine,

de vannak más területek is, mint a megújuló energia, a gyógyászat,

in structural materials,

építőanyagok,

ahol a tudomány a nanotechnológia felhasználását javasolja.

where the science is going to tell you to move towards the nano.

Ezeken a területeken a leghasznosabb.

That's where the biggest benefit is.

But if we're going to do that,

De ha ezen dolgozunk,

the scientists of today and tomorrow are going to need new tools --

a ma és holnap tudósainak új eszközökre lesz szüksége,

tools just like the ones I described.

azokra, amikről beszéltem.

And they will need chemistry. That's the point.

Kémiára lesz szükségük. Ez a lényeg.

The beauty of science is that once you develop these new tools,

A tudomány szépsége, hogy a kifejlesztett eszközök

they're out there.

működnek.

They're out there forever,

Örökre megmaradnak.

and anyone anywhere can pick them up and use them,

Bárki, bárhol használni tudja őket,

and help to deliver on the promise of nanotechnology.

elősegíti, hogy teljesítsék a nanotechnológia ígéretét.

Thank you so much for your time. I appreciate it.

Nagyon szépen köszönöm, hogy időt szántak rám.

(Taps)

(Applause)