NANOTECNOLOGIA FAQ
NANOTECNOLOGIA
La nanotecnologia è la previsione di una tecnologia di costruzione capace di fornire un controllo totale e a costo ridottissimo della struttura della materia. Spesso il termine è stato usato per far riferimento a qualsiasi tecnica capace di funzionare su scale al di sotto del micron. L'uso più comune, comunque, si riferisce al controllo della struttura della materia su scale del nanometro, il che vuol dire la capacità di controllare la disposizione degli atomi. Questa capacità richiederà lo sviluppo di strumenti chiamati assemblatori.
ASSEMBLATORI
Un assemblatore sarà uno strumento con un braccio robotico sub-microscopico sotto il controllo di un computer. Funzionerà applicando attrezzi molecolari reattivi ad un pezzo di lavoro, costruendo gli oggetti molecola per molecola. Gli assemblatore piazzeranno gli atomi con una precisione totale, permettendo loro di costruire virtualmente qualsiasi cosa che risponda ad una legge naturale. Con una programmazione appropriata e con i materiali a disposizione gli assemblatori saranno capaci anche di costruire copie di se stessi, cioè di replicarsi.
COSA OCCORRE
Le proprietà di base degli atomi e delle molecole sono già ampiamenti note, anche se la ricerca di routine entrerà nel processo di sviluppo. L'esistenza di macchine molecolari in natura dimostra che strumenti a questa scala di grandezza sono fisicamente possibili. Non occorre nessuna nuova scienza fondamentale in quanto la nanotecnologia sarà solo un avanzamento dell'ingegneria. Ciò la rende prevedibile, diversamente dalle future scoperte scientifiche.
COME SI APPLICHERA'
Migliorare la capacità di controllo della materia è stato da sempre il maggior scopo della tecnologia. Le conseguenze delle costruzioni basate sugli assemblatori sarà enorme nelle aree più disparate, come per esempio il computo, la medicina, l'ambiente....
COME CAMBIERANNO LE COSTRUZIONI
Poichè saranno capaci di copiare se stessi, gli assemblatori saranno a buon mercato. Ciò si capisce ricordando che molti altri prodotti di macchine molecolari (legna, paglia, patate) costano molto poco. Lavorando a grossi gruppi assemblatori e nanomacchine più specializzate saranno capaci di costruire gli oggetti in modo economico. Assicurandosi che ogni atomo sia piazzato in modo appropriato costruiranno prodotti di alta qualità e affidabilità. Le molecole avanzate saranno oggetto dello stesso controllo accurato rendendo il processo di costruzione estremamente pulito.
CHE FARE PER L'AFFIDABILITA' NEL TEMPO
La radiazione può spezzare i legami e spiazzare gli artomi all'interno di uno strumento. Tali difetti si possono contrastare in due modi: usando progetti in cui se una parte si deteriora ce n'è un'altra che la sostituisce (viene definita ridondanza) oppure usando strumenti di riparazione lasciati all'interno dell'oggetto che agiscano a livello molecolare nel momento di necessità. Senza queste precauzioni le macchine molecolari alla fine si romperanno e smetteranno di funzionare.
COME VERRA' USATA NEL CAMPO DEL COMPUTO
La costruzione basata sugli assemblatori permetterà la costruzione di computer estremamente piccoli. L'equivalente di un attuale computer potrebbe ridursi ad un micron cubo, un volume molto più piccolo di quello di una cellula umana. Una volta progettati tali computer e con la tecnologia a portata di mano, costruirli sarà economico, permettendoci di usarli all'istante. Un computer portatile potrebbe allora avere molta più potenza di tutti i computer odierni messi assieme.
E NEL CAMPO DELLA MEDICINA
La costruzione basata sugli assemblatori fornirà nuovi strumenti per la medicina, rendendo possibile la chirurgia a base molecolare pewr riparare e sistemare le cellule. Poichè la malattia è il risultato di un disordine fisico (di molecole e cellule sistemate in modo sbagliato) la medicina a questo livello sarà capace di curare la maggior parte delle malattie. Si potranno correggere mutazioni del DNA e si potranno distruggere cellule cancerogene, sostanze tossiche e virus con l'uso di nanomacchinari medici, incluse le macchine ripara cellule.
COS'E' UNA MACCHINA RIPARA CELLULE
Una macchina ripara cellule dovrebbe essere uno strumento con una serie di minuscoli bracci ed attrezzi xontrollati da un nanocomputer; l'intero sistema potrebbe essere molto più piccolo di una cellula. La macchina potrebbe funzionare come un piccolo chirurgo che raggiunge la cellula, testa le parti danneggiate, le ripara, richiude la cellula e passa oltre. Riparando e risistemando le cellule e le strutture circostanti le macchine ripara cellule potrebbero ripristinare i tessuti. Le cellule si costruiscono e si riparano usando macchine molecolari, le macchine ripara cellule userebbero gli stessi principi. La sfida principale sta nell'orchestrare in modo oppropriato tali operazioni, una volta che gli assemblatori siano capaci di costruire gli strumenti adatti.
COME MIGLIORERA' L'AMBIENTE
Permettendo un controllo completo della materia, la nanotecnologia ci permetterà di porre fine all'inquinamento chimico: qualsiasi atomo di rifiuto potrà essere riciclato, in quanto si potranno tenere sotto contyrollo. Riducendo il costo della pulizia ambientale e liberando aree territoriali dagli usi industriali, i prodotti costruiti dagli assemblatori aiuteranno al ristabilimento ambientale. Per esempio anche l'immensa quantità in eccesso di biossido di carbonio nell'atmosfera, causa principale dell'effetto serra, può essere rimosso velocemente ed economicamente.
GLI EFFETTI SULL'ECONOMIA
Fondamentalmente rivoluzionerà la gran parte delle industrie e per importanza è stata paragonata alla scoperta del fuoco da parte dell'uomo. In confronto la Rivoluzione Industriale impallidisce. Poichè gli assemblatori potranno costruire copie di se stessi velocemente, usando materiali non costosi, poca energia e nessun lavoro umano, un singolo assemblatore potrà essere usato per costruirne miliardi. Una volta a disposizione del software per programmare gli assemblatori per costruire beni di consumo, ogni unità familiare potrebbe usare un sistema di assemblatori per produrre in modo economico e veloce i prodotti. L'industria manifatturiera, quella mineraria, quella dei trasporti ed altre cambieranno radicalmente. Gli individui potranno costruirsi in casa la maggior parte di ciò di cui hanno bisogno, riducendo la necessità di trasportare le merci. Ciò incoraggerà la decentralizzazione.
CHI LA STA SVILUPPANDO
Dei progressi in direzione della nanotecnologia si stanno facendo in molti laboratori sparsi per tutto il mondo, soprattutto negli USA, in Giappone e in Europa. Tre sono i campi di lavoro ritenuti più importanti: disegno proteico, chimica biomimetica e raffigurazione e posizionamento atomico. Negli ultimi due anni si sono fatti degli avanzamenti importanti nel disegno proteico per arrivare alla prevedibilità. La chimica biomimetica (o sovramolecolare) sta portando alcune caratteristiche delle macchine molecolari naturali su quelle progettate da nuovo. Si iniza ad osservare l'atomo individualmente e si possono sempre più posizionare usando nuovi microspici a scansione. I progressi negli ultimi due campi hanno portato all'assegnazione di due premi Nobel. Questi sforzi saranno aiutati dal software di modelizzazione molecolare avanzata che continua a migliorare.
COME ARRIVERA'
Le tre vie del disegno proteico (biotecnologia), della chimica biomimetica e del posizionamento atomico sono parti di una strategia rivolta verso l'alto: lavorare a livello molecolare per aumentare la nostra capacità di controllare la materia. Gli sforzi di miniaturizzazione tradizionali basati sulla tecnologia microelettronica hanno raggiunto una scala inferiore al micron; questi possono essere caratterizzati come la strategia rivolta verso il basso. La strategia verso l'alto, comunque, sembra essere più promettente. La meta ultima, un controllo totale ed economico della struttura della materia, rimane la stessa a dispetto della strada che si usa per raggiungerla.
QUANDO ARRIVERA'
Mentre le tecniche di ingegneria esplorativa ci lasciano immaginare cosa renderà possibile la nanotecnologia, costruendo fermamente sull'esperienza ingegneristica e sui principi della legge naturale, queste tecniche non danno alcun modo per calcolare date di implementazione. Ciò dipenderà su quali gruppi decideranno di inseguire la meta direttamente, da quando le decisioni di fare ciò verranno prese e su quali finanziamenti verranno posti nel progetto. Poichè le varie strade si stanno seguendo per i loro benefici intrinsechi, piuttosto che come un esplicito programma di sviluppo nanotecnologico, il progresso continuerà anche in assenza di uno sforzo deliberato. Qualsiasi tempo si possa stimare non potrà non essere al massimo che una congettura che poggia su basi serie; stime comuni ricadono in uno spettro tra i 10 e i 50 anni (le stime più brevi vengono di solito prodotte da coloro che hanno una maggiore familiarità con gli obiettivi di ricerca giapponesi).
CI SONO POSSIBILITA' DI ABUSO
Una tecnologia che può costruire prodotti sofisticati in modo veloce ed economico potrebbe venir usata per costruire in quattro e quattr'otto un vasto arsenale di armi micidiali. Per di più, si potrebbero sviluppare nuovi tipi di armi, combinando gli aspetti degli armamenti chimici e biologici d'oggigiorno con un controllo maggiore e quindi una utilità militare maggiore.
C'E' DA PREOCCUPARSI PER REPLICATORI LIBERI
Sarebbe molto difficile costruire una macchina con la stupenda adattabilità degli organismi viventi. I replicatori più facili da costruire saranno macchine tutt'altro che flessibili, come le automobili o i robot industriali, e avranno bisogno di carburanti e materiali grezzi speciali, gli equivalenti dei fluidi idraulici e della benzina. Costruire un replicatore libero che possa operare allo scoperto sarebbe come costruire un'auto che possa andare fuori strada e rifornirsi con la linfa degli alberi. Con un lavoro sufficiente ciò potrebbe essere possibile, ma potrà accadere molto difficilmente per caso. Senza replicazione gli incidenti saranno come quelli dell'odierna industria: localmente dannosi, ma non catastrofici per la biosfera. Problemi catastrofici potrebbero sorgere con più probabilità da un abuso deliberato, come attraverso l'uso della nanotecnologia per l'aggressione militare.
CIO' DOVREBBE ARRESTARE LA NANOTECNOLOGIA?
Questa sembra essere una falsa alternativa. Molte strade portano alla nanotecnologia, sia attraverso la chimica che la biotecnologia che la fisica. Migliaia di compagnie e dozzine di paesi stanno seguendo queste strade e ne raccolgono i frutti lungo la via. Questa competizione assicura il fatto che sarà sviluppata, senza riguardo su quale sarà il gruppo, il paese o l'alleanza che la favoriscono o la ostacolano. Molti gruppi si trovano nella posizione di spingere in avanti, apertamente o in segreto, nessuno si trova nella posizione di dire no e arrestarla, in tutto il mondo e per sempre.
COME MINIMIZZARNE L'ABUSO
Idealmente la corsa verso i primi successi dovrebbe essere vinta in un paese o gruppo di paesi stto uno stretto controllo democratico, dove una stampa libera e lo scrutinio pubblico potrebbero prevenirne l'abuso. Una cooperazione su ampia base internazionale sembra chiaramente desiderabile se volessimo minimizzare la possibilità che un'amichevole competizione si trasformi in qualcosa di ostile e poi in una corsa agli armamenti. Questo fatto rende una continua amiciazia col Giappone di grande importanza.
COME VIENE RICEVUTO IL CONCETTO DI NANOTECNOLOGIA DA SCIENZIATI ED INGEGNERI
Molti scienziati ed ingegneri ricadono nelle seguenti categorie:
    coloro che non hanno avuto esposizione al concetto

    coloro che hanno avuto esposizione all'idea soprattutto attraverso i mezzi di comunicazione e non l'hanno ancora esaminato con serietà

    coloro che hanno esaminato la nanotecnologia come un argomento tecnico e l'hanno trovato ragionevole

E' difficile trovare scienziati credibili che abbiano studiato il caso della nanotecnologia ed abbiano avuto una sostanziale obiezione tecnica. Gli scienziati studiano la natura e gli ingegneri progettano prodotti, così entrambi sono tipicamente senza una certa familiarità con i problemi da affrontare nello studio delle tecnologie future. Di solito coloro con almeno qualche conoscenza tecnica di macchine molecolari biologiche sono più veloci a valutare i concetti i modo favorevole. Coloro che hanno udito solo spiegazioni brevi, colorite e di seconda mano sono più portati a commentarli in modo tutt'altro che favorevole. Per questa ragione il Foresight Institute sponsorizza incontri tecnici ed aiuta ad indirizzare i ricercatori verso pubblicazioni tecniche.
COME VIENE RICEVUTA LA DISCUSSIONE SULLA NANOTECNOLOGIA DA SCIENZIATI ED INGEGNERI
Alcuni ricercatori pensano che certe discussioni su nuovi concetti tecnici come la nanotecnologia dovrebbero essere ristretti alla comunità di ricerca tecnica fino a che non siano realmente sviluppati, temendo che un'esposizione prematura possa portare a confusione e forse a regolamentazioni inappropriate e premature. Il Foresight Institute, comunque, crede che tali potenti tecnologie meritino una istantanea e attenta considerazione, per aiutarci a massimalizzare i benefici e a minimizzare i problemi. Il coinvolgimento della comunità tecnica in questo processo è essenziale.
DEVE ESSERE COINVOLTO A QUESTO PUNTO IL GOVERNO?
La politica pubblica si poggia sulla comunità tecnica per fornire i dati grezzi necessari per costruire la politica tecnologica, per rispondere a domande del tipo: E' possibile tale tecnologia? Quanto sarà facile o difficile, da una prospettiva tecnologica, guidare lo sviluppo? La comunità tecnicca sta ancora esaminando queste domande. Dovranno passare anni prima che un chiaro messaggio possa essere inviato ai politici da usare nel prendere decisioni. Fino a che non si raggiunge un consenso sui problemi tecnici di base, la politica sarebbe prematura. Politici frustrati potrebbero sfruttare il processo finanziando incontri tecnici tesi a valutare criticamente la fattibilità della nanotecnologia.
COME SORGE L'IDEA DELLA NANOTECNOLOGIA
Il lavoro svolto all'inizio del secolo ha chiarificato la natura della materia e degli atomi, mostrando come si combinino gli atomi. La ricerca svolta dai chimici negli anni '50 ha mostrato il funzionamento delle macchine molecolari naturali. In una conferenza del 1959 il fisico Richard Feynman propose che minuscoli robot avrebbero potuto costruire sostanze chimiche. Al MIT nel 1977, grazie ad un proliferare di studi sulle macchine molecolari che funzionano in natura, Eric Drexler ha sviluppato le basi del concetto attuale di nanotecnologia. Queste idee furono dapprima presentate in una pubblicazione scinetifica nel 1981 e in un volume nel 1986. Egli ha tenuto il primo corso su tale soggetto alla Stanford University nel 1988.
DOVE E' POSSIBILE REPERIRE INFORMAZIONE
Il Foresight Institute pubblica sia materiale tecnico che materiale non tecnico sulla nanotecnologia.
Hard SF: Nanotecnologia

Nanotecnolgia, cenni

K. A. Goonan, Il giorno che si ruppe la diga
Andrea Jovinelli, Diritto di libera estinzione
Franco Ricciardiello, Il mondo non crde a Pretoria




 

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