The next step in nanotechnology | George Tulevski

Translator: Leslie Gauthier Reviewer: Joanna Pietrulewicz

Traduttore: Federica Bracco Revisore: Chiara Belluzzi

Let's imagine a sculptor building a statue,

Immaginate uno scultore mentre crea una scultura,

just chipping away with his chisel.

scalfendo di materiale con lo scalpello.

Michelangelo lo spiegò con eleganza dicendo che

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

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

"ogni blocco di pietra ha già una statua dentro di sé,

e il compito dell'artista è scoprirla".

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

But what if he worked in the opposite direction?

Ma se si lavorasse nella direzione opposta?

Not from a solid block of stone,

Non dal solido blocco di marmo,

but from a pile of dust,

ma da un mucchio di polvere,

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

incollando milioni di queste particelle per formare una statua.

I know that's an absurd notion.

So che è un concetto assurdo.

It's probably impossible.

E probabilmente è impossibile.

L'unico modo per creare una statua da un mucchio di polvere

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

is if the statue built itself --

è se la statua si crea da sola,

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

se in qualche modo riusciamo a obbligare milioni di queste particelle ad unirsi

to form the statue.

per formare la statua.

Now, as odd as that sounds,

Per quanto possa sembrare strano

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

è praticamente lo stesso problema con cui ho a che fare nel mio laboratorio.

Non costruisco con il marmo,

I don't build with stone,

I build with nanomaterials.

ma con i nanomateriali.

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

Sono questi oggetti incredibilmente piccoli e affascinanti;

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

talmente piccoli che se questo telecomando fosse una nanoparticella,

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

un capello umano sarebbe grande quanto questa stanza.

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

Sono al centro del mondo che noi chiamiamo nanotecnologia,

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

sono sicuro ne avrete sentito parlare,

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

e avrete anche sentito che tutto cambierà grazie ad essa.

When I was a graduate student,

Quando ero all'università

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

era il periodo più emozionante per lavorare nella nanotecnologia.

There were scientific breakthroughs happening all the time.

C'erano continue innovazioni scientifiche,

The conferences were buzzing,

scalpore alle conferenze,

there was tons of money pouring in from funding agencies.

tantissimi investimenti dalle agenzie di finanziamento.

And the reason is

La ragione è che

quando le cose diventano molto piccole,

when objects get really small,

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

sono governate da una serie di leggi fisiche diverse da quelle ordinarie,

like the ones we interact with.

quelle con cui interagiamo.

Questa è la meccanica quantistica.

We call this physics quantum mechanics.

secondo cui è possibile regolare con precisione il comportamento

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

just by making seemingly small changes to them,

attraverso dei cambiamenti apparentemente piccoli,

like adding or removing a handful of atoms,

come aggiungere o rimuovere pochi atomi,

o torcere la materia.

or twisting the material.

It's like this ultimate toolkit.

È come una cassetta degli attrezzi.

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

Ti sentivi davvero potente, in grado di fare qualsiasi cosa.

And we were doing it --

E noi lo stavamo facendo.

Con noi intendo la mia generazione di studenti.

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

We were trying to make blazing fast computers using nanomaterials.

Provavamo a costruire dei computer velocissimi usando nanomateriali.

We were constructing quantum dots

Costruivamo punti quantici

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

in grado un giorno di entrare in un corpo per combattere le malattie.

There were even groups trying to make an elevator to space

C'era anche chi cercava di costruire un ascensore per lo spazio

using carbon nanotubes.

con nanotubi di carbonio.

You can look that up, that's true.

Potete verificare, non mi sto inventando nulla.

Anyways, we thought it was going to affect

Comunque, credevamo avrebbe influenzato

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

tutta la scienza e la tecnologia, dall'informatica alla medicina.

And I have to admit,

E devo ammettere,

I drank all of the Kool-Aid.

ho bevuto tutte le Kool-Aid.

I mean, every last drop.

Voglio dire, fino all'ultima goccia.

But that was 15 years ago,

Ma era 15 anni fa

e...

and --

fantastic science was done, really important work.

una scienza incredibile, un lavoro importantissimo.

We've learned a lot.

Abbiamo imparato molto.

Ma non siamo mai stati capaci di tradurre questa nuova scienza in nuove tecnologie,

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

into technologies that could actually impact people.

in tecnologie in grado di avere un impatto sulle persone.

And the reason is, these nanomaterials --

E il motivo è che questi nanomateriali

they're like a double-edged sword.

sono come un'arma a doppio taglio.

The same thing that makes them so interesting --

La cosa che li rende così interessanti,

their small size --

le loro piccole dimensioni,

also makes them impossible to work with.

fa anche sì che sia impossibile lavorarci.

È letteralmente come erigere una statua da un mucchio di polvere.

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.

E non avevamo strumenti abbastanza piccoli per lavorarci.

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

Anche se li avessimo avuti sarebbe stato inutile,

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

perché non potevamo unire una ad una milioni di particelle

to build a technology.

per creare della tecnologia.

So because of that,

Per questo motivo

tutte le promesse e tutta l'emozione

all of the promise and all of the excitement

rimasero solo questo: promesse ed emozioni.

has remained just that: promise and excitement.

We don't have any disease-fighting nanobots,

Non abbiamo nessun nanobot contro le malattie,

there's no elevators to space,

non c'è nessun ascensore per lo spazio,

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

e, cosa per me più importante, non c'è nessun nuovo tipo di informatica

Ora, quest'ultima è davvero la cosa più importante.

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

We just have come to expect

Ci aspettavamo

che i progressi in questo campo fossero infiniti.

the pace of computing advancements to go on indefinitely.

We've built entire economies on this idea.

Abbiamo costruito intere economie su questa idea.

And this pace exists

E questa velocità esiste

because of our ability to pack more and more devices

grazie all'abilità di stipare sempre più dispositivi

onto a computer chip.

in un chip del computer.

And as those devices get smaller,

E più i dispositivi diventano piccoli,

they get faster, they consume less power

più veloci sono, meno potenza consumano

and they get cheaper.

e più economici diventano.

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

Ed è questa convergenza che permette questa incredibile velocità.

As an example:

Ad esempio:

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

il computer grande come una stanza che ha mandato tre uomini sulla luna e indietro,

and somehow compressed it --

se riuscissimo a comprimerlo...

compressed the world's greatest computer of its day,

a comprimere il miglior computer dei nostri tempi,

so it was the same size as your smartphone --

e a renderlo delle dimensioni di uno smartphone

your actual smartphone,

allora il vostro smartphone,

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

quella cosa per cui avete speso 300 dollari e che buttate ogni due anni,

would blow this thing away.

lo sorpasserebbe in tutto.

You would not be impressed.

Non ne sareste colpiti.

It couldn't do anything that your smartphone does.

Non potrebbe fare nulla di ciò che fa uno smartphone.

It would be slow,

Sarebbe lento,

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

non potreste metterci tutte le vostre cose,

ci potreste forse vedere i primi due minuti

you could possibly get through the first two minutes

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

di un episodio di "Walking Dead" se vi va bene.

(Laughter)

(risate)

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

Il punto è che il progresso non è graduale.

The progress is relentless.

Il progresso è implacabile.

It's exponential.

È esponenziale.

It compounds on itself year after year,

Migliora se stesso anno dopo anno,

to the point where if you compare a technology

a tal punto che se paragonate le tecnologie

from one generation to the next,

da una generazione all'altra,

they're almost unrecognizable.

sono quasi irriconoscibili.

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

E lo dobbiamo a noi stessi, continuare questo progresso.

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

Fra 10, 20, 30 anni vogliamo dire la stessa cosa:

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

guardate cosa abbiamo fatto negli ultimi 30 anni.

Yet we know this progress may not last forever.

Ma sappiamo che il progresso non può durare per sempre.

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

Anzi, la festa si sta già spegnendo.

Siamo alle "ultime ordinazioni", no?

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

If you look under the covers,

Guardando attentamente,

in molti parametri, come velocità e performance,

by many metrics like speed and performance,

the progress has already slowed to a halt.

il progresso si è già fermato.

So if we want to keep this party going,

Quindi se vogliamo mantenere viva la festa

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

dobbiamo fare ciò che abbiamo sempre fatto

and that is to innovate.

ovvero innovare.

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

Quindi il ruolo e la missione del nostro gruppo

is to innovate by employing carbon nanotubes,

è innovare utilizzando nanotubi di carbonio,

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

perché pensiamo possano creare un cammino in cui mantenere questo ritmo.

They are just like they sound.

È proprio come sembra.

They're tiny, hollow tubes of carbon atoms,

Sono piccoli tubi cavi di atomi di carbonio

and their nanoscale size, that small size,

e le loro dimensioni nanometriche, piccolissime,

gives rise to these just outstanding electronic properties.

conferiscono loro delle proprietà elettroniche straordinarie.

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

E la scienza ci insegna che se riuscissimo ad utilizzarli nell'informatica,

potremmo migliorare di dieci volte le prestazioni.

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

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

È come saltare diverse generazioni tecnologiche in un solo colpo.

So there we have it.

Ed ecco qui.

Abbiamo questo importante problema

We have this really important problem

e fondamentalmente abbiamo la soluzione ideale.

and we have what is basically the ideal solution.

The science is screaming at us,

La scienza lo dice a gran voce:

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

"ecco cosa bisogna fare per risolvere il problema".

So, all right, let's get started,

Quindi cosa aspettiamo, iniziamo!

Facciamolo!

let's do this.

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

Ma si ritorna sempre sull'arma a doppio taglio.

La "soluzione ideale" richiede un materiale con cui è impossibile lavorare.

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.

Dovrei unirne miliardi per creare solo un chip per computer.

È sempre lo stesso rompicapo, come un problema senza soluzione.

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

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

A quel punto ci siamo detti: "smettiamo!

Let's not go down that same road.

Smettiamo di seguire sempre la stessa via.

Let's just figure out what's missing.

Cerchiamo di capire cosa manca.

What are we not dealing with?

Cosa non stiamo considerando?

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

Cosa non stiamo facendo ma dovremmo?

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

È come ne "Il padrino", o sbaglio?

When Fredo betrays his brother Michael,

Quando Fredo tradisce Michael,

we all know what needs to be done.

tutti sappiamo cosa bisogna fare.

Fredo's got to go.

Fredo deve morire.

(Laughter)

(risate)

But Michael -- he puts it off.

Ma Michael rimanda.

Fine, I get it.

Ok, è comprensibile.

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

La madre è ancora viva, sarebbe stata sconvolta.

We just said,

E quindi ci siamo detti:

"What's the Fredo in our problem?"

"Chi è Fredo nel nostro problema?"

Cosa stiamo ignorando?

What are we not dealing with?

What are we not doing,

Cosa non stiamo facendo,

ma dovrebbe essere fatto per raggiungere il traguardo?"

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

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

E la risposta è che la statua deve crearsi da sola.

We have to find a way, somehow,

Dobbiamo trovare una strada, un modo,

to compel, to convince billions of these particles

per costringere, per convincere miliardi di queste particelle

to assemble themselves into the technology.

ad unirsi tra loro nella tecnologia.

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

Non possiamo farlo noi per loro. Devono farlo da sole.

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

Ed è un modo più difficile, non è banale,

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

ma in questo caso è l'unica via possibile.

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

Ora, come si è scoperto, questo non è privo di problemi.

We just don't build anything this way.

Noi non costruiamo nulla in questo modo.

People don't build anything this way.

L'uomo non crea nulla in questo modo.

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

Ma guardandosi attorno, ci sono esempi ovunque.

Mother Nature builds everything this way.

Madre Natura costruisce tutto in questo modo.

Everything is built from the bottom up.

Tutto è costruito dal basso verso l'alto.

You can go to the beach,

Andate in spiaggia

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

e troverete questi organismi semplici che usano le proteine...

basically molecules --

fondamentalmente molecole,

per formare della semplice sabbia,

to template what is essentially sand,

estraendola dal mare

just plucking it from the sea

and building these extraordinary architectures with extreme diversity.

e costruendo architetture straordinarie e diversissime tra loro.

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

La natura non è come noi, che ce la caviamo un po' così,

She's elegant and smart,

È elegante e intelligente,

building with what's available, molecule by molecule,

costruisce con ciò che c'è, molecola su molecola,

ottenendo strutture di una complessità

making structures with a complexity

and a diversity that we can't even approach.

e una diversità a cui non possiamo nemmeno avvicinarci.

And she's already at the nano.

Lei è già alla nanotecnologia.

Lo è da centinaia di milioni di anni.

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

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

Siamo noi quelli in ritardo alla festa.

Quindi abbiamo deciso di usare gli stessi strumenti che usa la natura,

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

and that's chemistry.

ovvero la chimica.

La chimica è il pezzo mancante.

Chemistry is the missing tool.

And chemistry works in this case

E la chimica funziona in questo caso

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

perché gli oggetti di scala nanometrica sono grandi circa come le molecole,

so we can use them to steer these objects around,

quindi possiamo usarle per direzionare questi oggetti,

come un utensile.

much like a tool.

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

Ed è ciò che abbiamo fatto in laboratorio,

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

sviluppando una chimica che entra nel mucchio di polvere,

di nanoparticelle,

into the pile of nanoparticles,

and pulls out exactly the ones we need.

e fa esattamente ciò di cui abbiamo bisogno.

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

Si può poi usare la chimica per sistemare miliardi di queste particelle

into the pattern we need to build circuits.

in un modello utile per costruire i circuiti.

And because we can do that,

E riuscendo a fare questo,

we can build circuits that are many times faster

possiamo anche costruire circuiti più velocemente

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

di quanto fatto finora con i nanomateriali.

Chemistry's the missing tool,

La chimica è il pezzo mancante

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

uno strumento che ogni giorno diventa sempre più affilato e preciso.

And eventually --

E finalmente...

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

e speriamo che questo accada tra un paio di anni

we can deliver on one of those original promises.

potremo mantenere una delle promesse iniziali.

Now, computing is just one example.

Ora, l'informatica è solo un esempio.

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

È quello di cui mi occupo, per cui il mio gruppo ha investito,

but there are others in renewable energy, in medicine,

ma ci sono altri campi, come l'energia rinnovabile, la medicina,

in structural materials,

e i materiali di costruzione,

nei quali la scienza si sta spostando verso il nano.

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

Questo è il grande vantaggio.

That's where the biggest benefit is.

But if we're going to do that,

Ma se faremo questo,

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

agli scienziati di oggi e domani serviranno nuovi strumenti,

tools just like the ones I described.

strumenti come quelli che vi ho descritto.

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

E servirà loro la chimica. Questo è il punto.

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

La bellezza della scienza è che una volta creati questi nuovi strumenti,

they're out there.

saranno a disposizione.

They're out there forever,

Per sempre.

and anyone anywhere can pick them up and use them,

E chiunque, ovunque si trovi, potrà prenderli, usarli

and help to deliver on the promise of nanotechnology.

e aiutarci a mantenere la promessa della nanotecnologia.

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

Grazie del vostro tempo. Lo apprezzo molto.

(applausi)

(Applause)