The next step in nanotechnology | George Tulevski

Translator: Leslie Gauthier Reviewer: Joanna Pietrulewicz

Tradutor: Margarida Ferreira Revisora: Vui Nguyen

Let's imagine a sculptor building a statue,

Imaginem um escultor a fazer uma estátua,

just chipping away with his chisel.

a dar-lhe forma com o cinzel.

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

Miguel Ângelo descreveu-o de forma elegante, quando disse:

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

"Todo o bloco de pedra tem uma estátua lá dentro

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

"A tarefa do escultor é descobri-la".

But what if he worked in the opposite direction?

E se trabalhássemos na direção contrária?

Not from a solid block of stone,

Não a partir de um bloco de pedra, mas de um monte de pó,

but from a pile of dust,

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

colando milhões de partículas para formar uma estátua.

I know that's an absurd notion.

Sei que é uma noção absurda.

It's probably impossible.

Provavelmente, é impossível.

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

A única forma de obter uma estátua a partir de um monte de pó

is if the statue built itself --

é que a estátua se construa sozinha,

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

como se pudéssemos forçar milhões dessas partículas a unirem-se

to form the statue.

para formar a estátua.

Now, as odd as that sounds,

Por mais estranho que pareça,

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

é exatamente nesse problema que eu estou a trabalhar.

I don't build with stone,

Eu não crio a partir da pedra, eu construo com nanomateriais.

I build with nanomaterials.

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

São esses minúsculos objetos, impossivelmente pequenos e fascinantes.

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

São tão pequenos que, se este controlador fosse uma nanopartícula,

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

um cabelo humano teria o tamanho desta sala inteira.

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

São o centro de uma área a que chamamos nanotecnologia

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

de que, certamente, já ouviram falar.

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

Já todos ouvimos dizer como é que ela vai mudar tudo.

When I was a graduate student,

Quando eu era estudante de pós-graduação,

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

foi uma das épocas mais excitantes para trabalhar em nanotecnologia.

There were scientific breakthroughs happening all the time.

Havia novidades científicas a aparecer todos os dias.

The conferences were buzzing,

As conferências eram movimentadas,

there was tons of money pouring in from funding agencies.

havia toneladas de dinheiro a jorrar de organizações financiadoras.

And the reason is

A razão é que, quando os objetos são assim tão minúsculos,

when objects get really small,

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

regem-se por um conjunto diferente da física que rege os objetos comuns,

like the ones we interact with.

como aqueles com que interagimos.

We call this physics quantum mechanics.

Chamamos-lhe mecânica quântica da física.

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

Diz-nos que podemos afinar o seu comportamento com precisão

just by making seemingly small changes to them,

fazendo-lhes algumas mudanças aparentemente pequenas,

like adding or removing a handful of atoms,

como acrescentar ou retirar uma mão cheia de átomos

or twisting the material.

ou retorcendo o material.

It's like this ultimate toolkit.

É como este conjunto de ferramentas.

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

Sentíamo-nos cheios de poder: pensávamos que podíamos fazer tudo.

And we were doing it --

Nós estávamos a fazê-lo

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

— quando digo nós, quero dizer a minha geração de estudantes.

We were trying to make blazing fast computers using nanomaterials.

Estávamos a tentar fazer computadores super rápidos, usando nanomateriais.

We were constructing quantum dots

Estávamos a construir pontos quânticos

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

que, um dia, podiam entrar no nosso corpo, encontrar e combater doenças.

There were even groups trying to make an elevator to space

Havia mesmo grupos que tentavam fazer um elevador espacial

using carbon nanotubes.

usando nanotubos de carbono.

You can look that up, that's true.

Podem procurar, é verdade.

Anyways, we thought it was going to affect

Seja como for, pensávamos que iria afetar

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

todas as áreas da ciência e da tecnologia, da informática à medicina.

And I have to admit,

Tenho que confessar,

I drank all of the Kool-Aid.

engoli todas estas ideias, até à última gota.

I mean, every last drop.

But that was 15 years ago,

Mas isso foi há 15 anos,

and --

e foi feita ciência fantástica, um trabalho importantíssimo.

fantastic science was done, really important work.

We've learned a lot.

Aprendemos muitíssimo.

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

Nunca conseguimos traduzir essa ciência em novas tecnologias

into technologies that could actually impact people.

em tecnologias que pudessem ter impacto nas pessoas.

And the reason is, these nanomaterials --

A razão disso é porque, estes nanomateriais

they're like a double-edged sword.

são como uma espada de dois gumes.

The same thing that makes them so interesting --

Aquilo que os torna tão interessantes — a sua dimensão minúscula —

their small size --

also makes them impossible to work with.

também torna impossível trabalhar com eles.

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

É literalmente como tentar criar uma estátua a partir de um monte de pó.

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

Não temos as ferramentas suficientemente pequenas para trabalhá-los.

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

Mas, mesmo que as tivéssemos, isso não faria diferença,

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

porque não poderíamos juntar milhões de partículas, uma a uma,

to build a technology.

para criar uma tecnologia.

So because of that,

Portanto, por causa disso,

all of the promise and all of the excitement

todas as promessas e todo o entusiasmo

assim se mantiveram: promessas e entusiasmo.

has remained just that: promise and excitement.

We don't have any disease-fighting nanobots,

Não temos nano-robôs que lutem contra as doenças,

there's no elevators to space,

não há elevadores espaciais,

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

e aquilo que mais me interessa, não há novos tipos de computadores.

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

Estes últimos são uma coisa muito importante.

We just have come to expect

Chegámos a pensar

the pace of computing advancements to go on indefinitely.

que o ritmo da evolução dos computadores prosseguiria indefinidamente.

We've built entire economies on this idea.

Construímos economias inteiras com base nesta ideia.

And this pace exists

E esse ritmo existe

because of our ability to pack more and more devices

porque conseguimos encaixar cada vez mais dispositivos

onto a computer chip.

num chip de computador.

And as those devices get smaller,

Como esses dispositivos ficam mais pequenos,

they get faster, they consume less power

são mais rápidos, consomem menos energia,

and they get cheaper.

e são mais baratos.

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

É esta convergência que nos dá este ritmo incrível.

As an example:

Por exemplo:

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

se eu comprimisse o computador do tamanho desta sala

que enviou três homens para a lua e os trouxe de novo,

and somehow compressed it --

compressed the world's greatest computer of its day,

— o maior computador do mundo na sua época —

so it was the same size as your smartphone --

até ele ficar do mesmo tamanho de um smartphone,

your actual smartphone,

do smartphone atual,

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

essa coisa que custou 300 dólares e é deitado fora de dois em dois anos

would blow this thing away.

deitá-lo-ia para o lixo.

You would not be impressed.

Vocês não ficariam impressionados.

It couldn't do anything that your smartphone does.

Ele não faria nada do que um smartphone faz.

It would be slow,

Seria lento,

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

não podíamos pôr nele nada das nossas coisas,

you could possibly get through the first two minutes

talvez conseguíssemos ver os primeiros dois minutos

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

de um episódio de "Os Mortos-Vivos", se tivéssemos sorte.

(Laughter)

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

A questão é o progresso — não é gradual.

The progress is relentless.

O progresso é implacável. É exponencial.

It's exponential.

It compounds on itself year after year,

Constrói-se sobre si mesmo ano após ano,

to the point where if you compare a technology

ao ponto em que, se compararmos uma tecnologia

from one generation to the next,

de uma geração para a seguinte,

they're almost unrecognizable.

ela é quase irreconhecível.

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

Temos o dever de manter o andamento deste progresso.

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

Queremos dizer a mesma coisa, daqui a 10, 20 ou 30 anos:

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

Vejam o que fizemos nos últimos 30 anos.

Yet we know this progress may not last forever.

Mas sabemos que este progresso não pode durar eternamente.

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

Com efeito, o tipo de festa do abrandamento,

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

é como "a última bebida da noite", não é?

If you look under the covers,

Se olharmos por baixo da colcha,

by many metrics like speed and performance,

segundo diversas métricas, como a velocidade e o desempenho,

the progress has already slowed to a halt.

o progresso já começou a abrandar.

So if we want to keep this party going,

Por isso, se queremos que a festa continue,

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

temos que fazer o que sempre conseguimos fazer,

and that is to innovate.

ou seja, inovar.

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

O papel do nosso grupo, a missão do nosso grupo

is to innovate by employing carbon nanotubes,

é inovar, usando os nanotubos de carbono,

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

porque pensamos que eles podem fornecer uma via

para continuar a este ritmo.

They are just like they sound.

São tal qual aquilo a que soam.

They're tiny, hollow tubes of carbon atoms,

São minúsculos tubos ocos de átomos de carbono,

and their nanoscale size, that small size,

e a sua dimensão à nanoescala, essa diminuta dimensão

gives rise to these just outstanding electronic properties.

dá-lhes umas propriedades eletrónicas incríveis.

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

A ciência diz-nos que, se as utilizarmos nos computadores,

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

podemos melhorar dez vezes o seu desempenho.

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

É como saltar várias gerações de tecnologia apenas num passo.

So there we have it.

É assim que os temos.

We have this really important problem

Temos um problema muito importante

and we have what is basically the ideal solution.

e temos o que é, basicamente, a solução ideal.

The science is screaming at us,

A ciência está a gritar:

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

"É isto que vocês têm que fazer para resolver o problema".

So, all right, let's get started,

Ok, pronto, vamos começar, vamos fazer isso.

let's do this.

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

Mas voltamos a deparar-nos com a espada de dois gumes.

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

A "solução ideal" contém um material com que é impossível trabalhar.

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

Teria que arranjar milhares de milhões para fazer um único chip de computador.

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

É o mesmo dilema, é como este problema eterno.

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

Nessa altura, dissemos:

"Vamos parar. Não vamos seguir por aí.

Let's not go down that same road.

Let's just figure out what's missing.

"Vamos imaginar o que é que falta.

What are we not dealing with?

"O que é que nos falha?

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

"O que é que não estamos a fazer e que é preciso fazer?"

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

É como "O Padrinho", não acham?

When Fredo betrays his brother Michael,

Quando Fredo trai o seu irmão Michael,

we all know what needs to be done.

todos sabemos o que é preciso fazer.

Fredo's got to go.

Fredo tem que desaparecer.

(Laughter)

But Michael -- he puts it off.

(Risos)

Mas Michael adia.

Fine, I get it.

Tudo bem, até percebo.

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

A mãe deles ainda é viva, ficaria desgostosa.

We just said,

Então, dissemos:

"What's the Fredo in our problem?"

"Qual é o Fredo no nosso problema?

What are we not dealing with?

"O que é que nos está a falhar?

What are we not doing,

"O que é que não estamos a fazer,

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

"mas precisa de ser feito para tornar isto num êxito?"

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

A resposta é que a estátua tem que se construir a si mesma.

We have to find a way, somehow,

Temos que arranjar uma forma, seja como for,

to compel, to convince billions of these particles

de forçar, de convencer milhares de milhões destas partículas

to assemble themselves into the technology.

a montarem-se na tecnologia.

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

Não podemos fazer isso por elas, têm que o fazer sozinhas.

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

É a forma mais difícil, não é uma coisa banal,

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

mas, neste caso, é a única forma.

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

Acontece que isto não é um problema do outro mundo.

We just don't build anything this way.

Nós não construímos nada desta forma.

People don't build anything this way.

As pessoas não constroem nada desta forma.

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

Mas, se olharmos à nossa volta — há exemplos por todo o lado —

Mother Nature builds everything this way.

a Mãe Natureza constrói tudo desta forma.

Everything is built from the bottom up.

Tudo é construído de baixo para cima.

You can go to the beach,

Podemos ir à praia,

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

encontramos estes organismos simples que usam proteínas

basically molecules --

— basicamente moléculas —

to template what is essentially sand,

para dar forma ao que é essencialmente areia,

just plucking it from the sea

apanhando-a do mar e construindo estas arquiteturas extraordinárias,

and building these extraordinary architectures with extreme diversity.

com uma diversidade enorme.

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

A Natureza não é tosca como nós, cortando a direito.

She's elegant and smart,

É elegante e inteligente,

building with what's available, molecule by molecule,

constrói com o que há disponível, molécula a molécula,

making structures with a complexity

formando estruturas com uma complexidade

and a diversity that we can't even approach.

e uma diversidade que nós nem conseguimos imitar.

And she's already at the nano.

Já está na fase nano.

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

Já lá está há centenas de milhões de anos.

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

Nós somos os que chegámos atrasados à festa.

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

Por isso, decidimos que vamos usar a mesma ferramenta que a Natureza usa,

and that's chemistry.

ou seja, a química.

Chemistry is the missing tool.

A química é a ferramenta que falta.

And chemistry works in this case

E a química funciona, neste caso,

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

porque estes objetos, à nanoescala, são do mesmo tamanho que as moléculas,

so we can use them to steer these objects around,

por isso podemos usá-las para encaminhar estes objetos,

much like a tool.

tal como uma ferramenta.

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

É isso mesmo que temos feito no nosso laboratório.

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

Desenvolvemos a química que penetra no monte de pó,

into the pile of nanoparticles,

na pilha de nanopartículas

and pulls out exactly the ones we need.

e vai buscar exatamente aquelas de que precisamos.

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

Depois usamos a química para organizar milhares de milhões dessas partículas

into the pattern we need to build circuits.

no padrão de que precisamos para construir circuitos.

And because we can do that,

Como conseguimos fazer isso,

we can build circuits that are many times faster

podemos construir circuitos muitas vezes mais rápidos

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

do que os que se conseguia fazer anteriormente, usando nanomateriais.

Chemistry's the missing tool,

A química é a ferramenta em falta,

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

e todos os dias a nossa ferramenta é mais acutilante e mais rigorosa.

And eventually --

Por fim — e espero que seja dentro de meia dúzia de anos —

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

we can deliver on one of those original promises.

poderemos cumprir uma dessas promessas iniciais.

Now, computing is just one example.

Mas os computadores são apenas um exemplo.

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

É aquele em que eu estou interessado, aquele em que o meu grupo tem investido,

but there are others in renewable energy, in medicine,

mas há outros, na energia renovável,

na medicina, em materiais estruturais,

in structural materials,

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

em que a ciência nos vai dizer para avançarmos para o nano.

That's where the biggest benefit is.

É onde estão os maiores benefícios.

But if we're going to do that,

Mas, se formos fazer isso,

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

os cientistas de hoje e de amanhã vão precisar de novas ferramentas,

tools just like the ones I described.

ferramentas como as que descrevi.

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

Vão necessitar da química. É essa a questão.

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

A beleza da ciência é que,

depois de desenvolvermos estas novas ferramentas,

they're out there.

elas passam a existir, para sempre,

They're out there forever,

and anyone anywhere can pick them up and use them,

e qualquer um, em qualquer parte, pode agarrar nelas e usá-las,

and help to deliver on the promise of nanotechnology.

e ajudar a cumprir as promessas da tecnologia.

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

Muito obrigado pelo vosso tempo. Gostei muito.

(Applause)

(Aplausos)