Na­no­ro­bo­tar ...............................

Vår fantastiska planet - - Innehåll - Christop­her Phin

För att tän­ka stort mås­te man ibland tän­ka li­tet. Väl­digt li­tet. Nej, än­nu mind­re! Välkommen till na­no­tek­ni­kens för­svin­nan­de lil­la värld och till de små ro­bo­tar som ar­be­tar där.

Na­no­ro­bo­tik är en av ve­ten­ska­pens ny­as­te gre­nar och äm­net är li­ka spän­nan­de som kon­tro­ver­si­ellt.

Å ena si­dan kan de små ro­bot­hjälp­re­dor­na hjäl­pa till med häl­sa, byg­ge, städ­ning och an­nat, å and­ra si­dan finns det en risk att na­no­ro­bo­tar för­stör det or­ga­nis­ka li­vet på jor­den med en ka­ta­stro­fal på­ver­kan på mil­jön som följd.

Glöm idén om att det hand­lar om ma­ski­ner som vi re­dan har fast i mind­re ska­la. Man kan fres­tas att tro att den elektris­ka skal­bag­ge som kry­per in i Ne­os na­vel i Matrix är en na­no­bot, men vi pra­tar om en helt an­nan ska­la. Man skul­le för­mod­li­gen in­te hel­ler till­ver­ka en na­no­ro­bot en­ligt de me­to­der vi är va­na vid. Pro­ces­sen hand­lar sna­ra­re om väx­an­de, att sub­tilt på­ver­ka na­no­ro­bo­ten att in­te­ra­ge­ra såsom vi öns­kar att de ska in­te­ra­ge­ra.

En na­no­me­ter är en mil­jard­dels meter. Som jäm­fö­rel­se: en na­no­me­ter i för­hål­lan­de till en meter är vad en spel­ku­la är jäm­fört med jor­den. Na­no­ro­bo­tar är ma­ski­ner vars kom­po­nen­ter är av den stor­le­ken (närapå), och ef­tersom kraf­ter in­te­ra­ge­rar på ett an­nat sätt i så li­ten ska­la kom­mer na­no­ro­bo­tar att ar­be­ta på ett ra­di­kalt an­norlun­da sätt, även jäm­fört med be­fint­lig små­ska­lig tek­nik som ex­em­pel­vis pa­ce­ma­kers.

Små steg

Na­no­ro­bo­ti­ken är ett så pass nytt fält att vi dis­ku­te­rar te­o­rin kring ro­bo­tar­na sna­ra­re än sät­ter dem i pro­duk­tion. Det be­ror bland an­nat på att vår tek­nik in­te rik­tigt är där än - vi bör­ja­de kun­na ma­ni­pu­le­ra en­skil­da ato­mer på ett grund­läg­gan­de sätt först 1989 - men ock­så på grund av att oron över po­ten­ti­el­la do­me­dags­sce­na­ri­or gör fors­ka­re och till­syns­myn­dig­he­ter för­sik­ti­ga. Oron är in­te ogrun­dad. Vis­sa na­no­tek­nis­ka tillämp­ning­ar kan ut­fö­ras med ett li­tet an­tal na­no­ro­bo­tar, men de­ras små­ska­lig­het be­ty­der att det krävs svär­mar av dem för stör­re upp­gif­ter. Och ”svärm” är ett ord som gör de fles­ta av oss li­te ner­vö­sa. Det finns ock­så en oro över att om vi ska­par självre­pli­ke­ran­de na­no­ro­bo­tar (vil­ket vi skul­le kun­na) bör­jar de för­ö­ka sig ut­om vår kon­troll och kon­su­me­rar all ma­te­ria på jor­den. Den­na pro­cess har ett for­mellt namn: ecop­ha­gy, el­ler ”för­tä­ring av mil­jön”. Men re­sul­ta­tet har ett än­nu mer må­lan­de ut­tryck: grey goo – grå geg­ga.

Värs­ta tänk­ba­ra sce­na­ri­ot

Na­no­tek­nik­pi­on­jä­ren som myn­ta­de ut­tryc­ket, Eric Drex­ler, är in­te så för­tjust i de apo­ka­lyp­tis­ka över­to­ner­na. Men i sin ban­bry­tan­de bok från 1986, Engi­nes of cre­a­tion, be­skrev han hur snabbt en kon­trol­le­rad re­pli­ke­ring skul­le kun­na bli okon­trol­ler­bar.

”Fö­re­ställ dig en re­pli­ka­tor som gör ko­pi­or av sig själv i ett kärl med ke­mi­ka­li­er. Den förs­ta re­pli­ka­torn ska­par en ko­pia på tu­sen se­kun­der. De två re­pli­ka­to­rer­na ska­par två nya ko­pi­or de föl­jan­de tu­sen se­kun­der­na. De fy­ra ska­par fy­ra nya och de åt­ta ska­par åt­ta nya. Ef­ter 10 tim­mar hand­lar det in­te om 36 nya re­pli­ka­to­rer ut­an om över 68 mil­jar­der. På mind­re än en dag skul­le de väga ett ton. På mind­re än två da­gar skul­le de väga mer än jor­den, yt­ter­li­ga­re fy­ra tim­mar och de skul­le över­sti­ga so­lens mas­sa och al­la pla­ne­ter till­sam­mans – så­vi­da ke­mi­ka­li­er­na in­te har tor­kat ut in­nan dess.”

Det här bör dock in­te få oss att und­vi­ka na­no­tek­ni­ken. Det se­nas­te in­om på­gåen­de me­di­cinsk forsk­ning vi­sar po­pu­lär­ve­ten­skap­li­ga bil­der där små fö­re­mål som tar tag i rö­da blod­cel­ler in­te hjäl­per till, ut­an sna­ra­re ska­dar de­ras mot­tag­lig­het.

”En självre­pli­ke­ran­de na­no­ro­bot som du­pli­ce­rar sig var tu­sen­dels se­kund kan väga mer än jor­den på mind­re än två da­gar.”

Bo­te­me­del mot can­cer

Här föl­jer ett rik­tigt ex­em­pel: Shawn Douglas och hans kol­le­gor vid Har­vard Uni­ver­si­ty’s Wyss In­sti­tu­te har ska­pat ett fö­re­mål i mo­le­kylär ska­la vars jobb är att at­tac­ke­ra can­cer­cel­ler och läm­na fris­ka cel­ler ifred. Med de­ras tek­nik kopplas dna-sträng­ar sam­man och viks ihop i vad som lik­nar en li­ten för­slut­nings­bar på­se. Själ­va be­hand­ling­en pla­ce­ras i på­sen som stängs ke­miskt. När en mo­le­kyl på ut­si­dan kän­ner igen ytan på en can­cer­cell öpp­nas den lil­la på­sen upp och nyt­to­las­ten skic­kar en sig­nal till can­cer­cel­len om att den ska dö­da sig själv – ett gans­ka fi­nur­ligt knep.

Det finns dock and­ra po­ten­ti­el­la kon­se­kven­ser av na­no­ro­bo­tik även om de in­te är li­ka dra­ma­tis­ka som den grå geg­gan. Det kan hand­la om ska­dor på mil­jön och för­hål­lan­de­vis enk­la sam­häl­le­li­ga in­tres­sen, som att ar­bets­kraft blir över­flö­dig när na­no­ro­bo­tar­na sätts i arbete.

Trots det­ta kom­mer na­no­tek­ni­ken (na­no­ro­bo­tar i syn­ner­het) näs­tan ound­vik­li­gen att spela en stor roll i vå­ra liv i en nä­ra fram­tid. Vå­ra barn­barns­barn kom­mer för­mod­li­gen tyc­ka att det är kons­tigt att vi lev­de ut­an den. Så­vi­da de in­te sväljs av den grå geg­gan först …

Des­sa ro­te­ran­de mo­le­ky­ler slu­tar att ro­te­ra vid ex­tremt lå­ga tem­pe­ra­tu­rer (väns­ter), men de ak­ti­ve­ras när man vär­mer dem.

Na­no­ro­bo­tar kan i fram­ti­den an­vän­da fram­driv­nings­sy­stem som på­min­ner om den­na esche­richia co­li-bak­te­rie som sim­mar med sin pisk­lik­nan­de fla­gel­la.

”Man skul­le för­mod­li­gen in­te hel­ler till­ver­ka en na­no­ro­bot en­ligt de me­to­der vi är va­na vid. Pro­ces­sen hand­lar sna­ra­re om väx­an­de, att sub­tilt på­ver­ka na­no­ro­bo­ten att in­te­ra­ge­ra såsom vi öns­kar.”

Man kan an­vän­da ljus för att fånga dna-sträng­ar och flyt­ta på dem. Det kan va­ra an­vänd­bart när man till­ver­kar kon­struk­tio­ner i na­noska­la.

Fors­ka­re vid Nort­hwes­tern Uni­ver­si­ty har fått na­nosta­var i guld-po­ly­mer att själv­mon­te­ras i krök­ta struk­tu­rer.

Newspapers in Swedish

Newspapers from Sweden

© PressReader. All rights reserved.