Posts tagged Ateitis

Aptikau seną įdomų straipsnį: “Apie NANO­moks­lą ir NANO­tech­no­lo­gi­ją”


Gediminas ZEMLICKAS – mano jaunystės atsitiktinė pažintis. Tačiau ne vienadienė. Taip jau sutapo, kad būdamas dar visai vaikėzas, po I kurso Politechnikos institute baigimo. sumaniau išvažiuoti į Palangą ir ten kur nors įsidarbinti visai vasarai. Kadangi jau turėjau šiokius tokius pradmenis turizme, užsukau į Palangos turistinę bazę, kurios direktorius Valenta [vardo nebepamenu] mane mielai priėmė: suteikė gyvenamą plotą ir nemokamą maitinimą turistų valgykloje. Tik darbo gauti dar buvo per anksti, nes atvykau gegužės paskutinėmis dienomis. Tad taręs man – “Jei nori – nemokamai gyvenk ir valgyk, o atlyginimą pradėsi gauti tik po savaitės. Tada jau turėsiu etatą. Gali dar pabandyti pas Paulių į Ekskursijų biurą: jo durys kitoje koridoriaus pusėje”, – išlydėjo iš savo kabineto. Įsidarbinau ir pas direktorių Paulių, o jis, savo ruožtu man davė antrą gyvenamą patalpą – pas tuometinį vyr metodininką Liachovičių, kuris nuomavo savo kambarius ekskursijų biurui. Jaunam studentėliui tiesiog svaiginama prabanga Palangoje turėti dvi gyvenamas patalpas. Nesvarbu, kad laikinas… Na, o Liachovičiaus bute apsigyvenau ne vienas. Ten jau gyveno Vilniaus Ekskursijų biuro vadovas, kaip ir aš vasarai atvykęs padirbėti Palangoje. Vyresnis už mane buvo, bet pabendrauti man su juo visai patikdavo. Vėliau sužinojau – tai Gediminas Zemlickas.

Prabėgus 40 metų nuo tų dienų, man labai miela, nors tik virtualiai, vis tik sutikti savo jaunų dienų kolegą Gediminą. Atsitiktinai pasiknaisiojęs internete, radau ir jo intriguojantį interviu, kurį žemiau perspausdinu.

                                                                                    Romualdas MATELIS

Lie­tu­vos moks­lo pri­ori­te­tų są­ra­še at­si­ra­dus na­no­tech­no­lo­gi­jai, dė­me­sys šiai ty­ri­mų kryp­čiai smar­kiai iš­au­go. Nau­jo­ji są­vo­ka taip spar­čiai ir taip už­tik­rin­tai įsi­tvir­ti­no mū­sų moks­li­nin­kų žo­dy­ne, kad jau da­bar be jos sun­ku įsi­vaiz­duo­ti mū­sų kon­fe­ren­ci­jas, se­mi­na­rus ir ki­tus moks­lo žmo­nių su­bu­vi­mus. Sa­vo­tiš­kas ben­dra­min­čių (kar­tais gal vei­kiau ta­ria­mų, ne­gu iš tik­ro esa­mų) slap­ta­žo­dis, tar­si koks ge­ro to­no po­žy­mis. Ta­čiau jei­gu ryž­tu­mės pa­klaus­ti mū­sų moks­lo vy­rų, kas yra to­ji vis pla­čiau links­niuo­ja­ma na­no­tech­no­lo­gi­ja, tai at­sa­ky­mų tik­riau­siai tu­rė­tu­me tiek pat, kiek bū­tų ir į šį klau­si­mą at­sa­kiu­sių­jų.

Tam tik­ras ne­su­si­kal­bė­ji­mas ir pa­ska­ti­no į ,,Moks­lo Lie­tu­vos“ re­dak­ci­ją prie ap­skri­to­jo sta­lo pa­si­kvies­ti kai ku­riuos na­no­tech­no­lo­gi­jų sri­ty­je dir­ban­čius moks­li­nin­kus. Tai­gi apie na­no­moks­lą ir na­no­tech­no­lo­gi­jas sa­vo min­tis dės­to, o vė­liau pra­de­da ir dis­ku­tuo­ti Kau­no tech­no­lo­gi­jos uni­ver­si­te­to Mik­ro­sis­te­mų ir na­no­tech­no­lo­gi­jos ty­ri­mų cen­tro va­do­vas prof. Va­len­ti­nas Snit­ka, Pus­lai­di­nin­kių fi­zi­kos ins­ti­tu­to di­rek­to­rius prof. Ste­po­nas Aš­mon­tas, Vil­niaus uni­ver­si­te­to Bio­fo­to­ni­kos ir la­ze­rių ty­ri­mo cen­tro prof. Ri­čar­das Ro­toms­kis bei Te­ori­nės fi­zi­kos ir ast­ro­no­mi­jos ins­ti­tu­to vy­res­ny­sis moks­li­nis ben­dra­dar­bis dr. Ar­vy­das Ta­mu­lis. Re­dak­ci­jos sve­čius kal­bi­no Ge­di­mi­nas Zem­lic­kas.

Ar­tė­ja­me prie sin­gu­lia­ri­nio taš­ko

ML. Ger­bia­mie­ji ko­le­gos tik­riau­siai ne­pri­eš­ta­raus ir „Moks­lo Lie­tu­vos“ skai­ty­to­jams bent trumpai pri­mins na­no­tech­no­lo­gi­jos at­si­ra­di­mo is­to­ri­ją. Pas­ta­ruo­ju me­tu šis žo­dis ta­po la­bai po­pu­lia­rus (gal tai su­si­ję su ES Penk­tą­ja ben­drą­ja pro­gra­ma, ku­rios vie­nas pri­ori­te­tų yra na­no­tech­no­lo­gi­ja, be­je, ta­pu­si ir Lie­tu­vos moks­lo pri­ori­te­tu), ta­čiau nuo daž­no vie­nos ar ki­tos są­vo­kos kar­to­ji­mo ji ne­tam­pa aiš­kes­nė ar su­pran­ta­mes­nė, drįs­tu pa­sa­ky­ti, di­džiai da­liai mū­sų žmo­nių, net ir moks­lo ben­druo­me­nės at­sto­vų. Tad gal gerb. prof. V. Snit­ka ir ga­lė­tų šią pa­slau­gą mū­sų skai­ty­to­jams pa­da­ry­ti?

V. Snit­ka. Iš tik­rų­jų są­vo­kos na­no­tech­no­lo­gi­ja po­pu­lia­ru­mas ir daž­nas kar­to­ji­mas ma­ne net ir ste­bi­na: ši­taip leng­vai vi­suo­me­nė, net ir Lie­tu­vos, pri­ėmė šį tarp­tau­ti­nį žo­dį. Dar 1991 m. pra­dė­jus man va­do­vau­ti „Vib­ro­tech­ni­kos“ moks­li­niam cen­trui, mes Kau­ne pra­dė­jo­me plėtoti mik­ro­sis­te­mų tech­no­lo­gi­jos dar­bus ir pa­si­rin­ko­me kaip pri­ori­te­ti­nę kryp­tį, ta­čiau per vi­są šį de­šimt­me­tį są­vo­ka mik­ro­sis­te­mų tech­no­lo­gi­jos la­bai sun­kiai įsit­vir­ti­na. 0 juk per tą lai­ką šie ty­ri­mai jau per­ei­na į pra­mo­nės sri­tį, po pir­mo­jo eta­po (fun­da­men­ti­nių ir tai­ko­mų­jų ty­ri­mų) jau pra­si­dė­jo ko­mer­cia­li­za­ci­jos bu­mas ir pra­mo­nės au­gi­mas. Ir vis tik Lie­tu­vo­je ši są­vo­ka ne itin daug ką sa­ko mū­sų žmo­nėms, ne­la­bai pri­gy­ja ir Va­ka­ruo­se. O na­no­tech­no­lo­gi­ja, ku­rios di­džiuo­sius lai­mė­ji­mus te­ga­li­me įž­velg­ti at­ei­ty­je, mū­sų žmo­nių bu­vo pri­im­ta la­bai leng­vai.

ML. Tai kur čia šuo pa­kas­tas? No­ras pri­siš­lie­ti prie mo­der­nios ty­ri­mų sri­ties? Vie­na iš po­pu­liz­mo moks­le for­mų?

V. Snit­ka. Taip, ma­nau, kad tai iš tik­rų­jų yra tam tik­ros Lie­tu­vos moks­li­nin­kų da­lies po­zi­ci­ja, ta­čiau, pla­čiau kal­bant, šak­nys vei­kiau­siai gi­les­nės ir galbūt mes jų dar ne­su­vo­kia­me. Da­bar­ti­nė­se tech­no­lo­gi­jo­se ir vi­suo­me­nės evo­liu­ci­jo­je daug žen­klų ro­do, kad ar­tė­ja­me prie va­di­na­mo­jo sin­gu­lia­ri­nio taš­ko. Pa­gal Mu­ro (Mo­o­re) dės­nį maž­daug 2015 m. tu­rė­tų bū­ti  pa­siek­ta da­bar­ti­nės elek­tro­ni­kos tech­no­lo­gi­jos ga­li­my­bių ri­ba, ka­da 1 ato­mas bus pa­nau­do­ja­mas 1 bi­to in­for­ma­ci­jai už­ra­šy­ti ir to­les­nė mi­nia­tiū­ri­za­ci­ja taps ne­įma­no­ma ar­ba to­kia bran­gi, kad ne­bus pra­smės ją nau­do­ti.

ML. O kas to­liau? Gal ne­tra­di­ci­nės tech­no­lo­gi­jos pa­dės įsi­sa­vin­ti ir sri­tį, ku­ri šian­dien at­ro­do kaip mū­sų tech­no­lo­gi­jos ga­li­my­bių ri­ba?

V. Snit­ka. Nag­ri­nė­da­mi in­te­rne­to plėt­ros tem­pus, gau­tu­me prie­šin­gą krei­vę: ji ky­la la­bai stai­giai aukš­tyn, bet jei­gu ir to­liau ta krei­vė augs tuo pa­čiu pa­grei­čiu, tai apie 2015 m.  tu­rės pa­siek­ti be­ga­ly­bę. Tai ne­įma­no­ma, va­di­na­si, kaž­kas ne taip mū­sų ana­li­zė­je. Tech­no­lo­gi­jų ir so­cia­li­nių pro­ce­sų ana­li­ti­kai ir prog­no­zuo­to­jai sa­ko, kad maž­daug apie 2015 m. lauk­ti­nas tam tik­ras vir­smas – moks­li­nio su­vo­ki­mo, so­cia­li­nis ar pan. Ga­li­mas da­ly­kas, kad kaip tik na­no­tech­no­lo­gi­jos tuo me­tu ir vai­dins ypa­tin­gą vaid­me­nį. Štai ko­dėl jau da­bar na­no­tech­no­lo­gi­jos po­rei­kis ir jos au­gan­tis po­pu­lia­ru­mas yra jau ne pa­vie­nių as­me­nų ir net ne at­ski­rų moks­li­nių gru­pių na­rių mąs­ty­mo iš­da­va, bet įgy­ja tam tik­ro so­cia­li­nio fe­no­me­no po­bū­dį.

Lie­tu­vo­je iš­ties daug kas ne­su­pran­ta, kur ta na­no­tech­no­lo­gi­jos es­mė, nors tai ir ne­truk­do šiems vei­kė­jams drą­siai šia są­vo­ka ma­ni­pu­liuo­ti. De­šimt­me­čius dir­bę tra­di­ci­nius moks­li­nio ty­ri­mo dar­bus stai­ga kai ku­rie vei­kė­jai, ki­taip jų ne­pa­va­din­si, tuos pa­čius va­ka­rykš­čius dar­bus jau per­krikš­ti­jo į na­no­tech­no­lo­gi­ją. Kaip yra pa­sau­ly­je? Už­tek­tų pa­nag­ri­nė­ti pas­ku­ti­nių mė­ne­sių įvai­rių ša­lių moks­lo plėtros prog­no­zes, kad įsi­ti­kin­tu­me, kaip to­li šio­je sri­ty­je pa­ženg­ta į prie­kį. Min­ty­je tu­riu ne vien Eu­ro­pos Są­jun­gos Penk­tą­ją ben­drą­ją ar bū­si­mą­ją Šeš­tą­ją pro­gra­mas – tai Eu­ro­pos pro­gra­mos. JAV yra va­di­na­mo­ji B. Klin­to­no ar­ba Na­cio­na­li­nė na­no­tech­no­lo­gi­jos ini­cia­ty­va. Švei­ca­ri­ja, Is­pa­ni­ja, Olan­di­ja ir ki­tos vals­ty­bės  taip pat tu­ri ir na­no­moks­lo ar na­no­tech­no­lo­gi­jos pro­gra­mas. Tai­gi šios tech­no­lo­gi­nės kryp­ties kū­ri­mas per­žen­gia vie­no že­my­no ri­bas ir tam­pa pa­sau­li­niu pri­ori­te­tu. Jung­ti­nės Tau­tos 2001 m. spa­lį pa­skel­bė Pa­sau­lio kon­ku­ren­cin­gu­mo ata­skai­tą (World Com­pe­ti­ti­ve Re­port’ 2001), ku­rio­je vals­ty­bės su­ra­šy­tos pa­gal kon­ku­ren­cin­gu­mą. Šie­met įtrauk­ta į šią ap­žval­gą ir Ry­tų Eu­ro­pa, taip pat ir Bal­ti­jos ša­lys. Ana­li­zuo­da­mi kon­ku­ren­cin­gu­mą JT eks­per­tai ana­li­zuo­ja ir tech­no­lo­gi­jų įta­ką vi­suo­me­nės gy­ve­ni­mo ly­giui. Tarp svar­biau­sių šiuo­lai­ki­nės vi­suo­me­nės plėt­rai tech­no­lo­gi­jų šiuo me­tu mi­ni­mos ko­mu­ni­ka­ci­nės ir in­for­ma­ci­nės tech­no­lo­gi­jos. Jos la­bai svar­bios, nes for­muos vi­są in­for­ma­ci­nį pa­sau­li­nės vi­suo­me­nės  glo­ba­lų­jį tin­klą. Ant­ro­je vie­to­je įvar­din­ta bio­tech­no­lo­gi­ja ir svar­biau­sia da­lis bus ge­no­mo ir pro­te­o­mi­kos iš­šif­ruo­tos in­for­ma­ci­jos pa­nau­do­ji­mas nau­jų pro­duk­tų ga­my­bo­je. Vie­na iš nau­jų be­si­for­muo­jan­čių kryp­čių šiuo me­tu yra na­no­bio­tech­no­lo­gi­ja. Ta­čiau čia ne­be­už­teks tik bio­lo­gų ar bio­che­mi­kų pa­stan­gų. Šioms kryp­tims plėtoti tu­ri su­sivienyti ir bio­lo­gai, ir fi­zi­kai, ir in­ži­ne­ri­nių kryp­čių at­sto­vai. Tre­čio­ji, be­si­for­muo­jan­ti, tech­no­lo­gi­ja, ku­ri įvar­din­ta Jung­ti­nių Tau­tų ap­žval­go­je, yra na­no­tech­no­lo­gi­ja. Tai tech­no­lo­gi­ja, ku­rios ba­zi­niams moks­li­niams ty­ri­mams fi­nan­sa­vi­mas au­ga spar­čiau­siai ir kas­met iš­au­ga dvi­gu­bai. Ma­no­ma, kad per 10 me­tų na­no­tech­no­lo­gi­ja taps svar­bes­nė už pir­mą­sias dvi mi­nė­tas – ko­mu­ni­ka­ci­nes ir in­for­ma­ci­nes tech­no­lo­gi­jas bei bio­tech­no­lo­gi­ją. Pa­gal in­ves­ti­ci­jas į moks­li­nius ty­ri­mus, na­no­moks­las jau šian­dien gau­na tiek, kiek ir pir­mo­sios dvi mi­nė­tos. Prog­no­zės (re­miuo­si JT ata­skai­ta) to­kios: per 10-15 me­tų vi­sos šios trys tech­no­lo­gi­jos su­si­lies į vie­ną tech­no­lo­gi­nę kryp­tį, ku­ri pa­laips­niui pa­keis vi­sus lig­šio­li­nės ga­my­bos bū­dus, pa­sau­lio pra­mo­nė­je do­mi­nuos šių tech­no­lo­gi­jų pro­duk­tai ir jie lems vals­ty­bės kon­ku­ren­cingu­mą. Tai su­pras­da­mi mes dar 1995 m. pra­dė­jome pe­ro­rien­tuo­ti sa­vo dar­bų kryp­tis ir 1998 m. „Vib­ro­tech­ni­ka“ moks­li­nį cen­trą re­or­ga­ni­za­vome į KTU Mik­ro­sis­te­mų ir na­no­tech­no­lo­gi­jos moks­li­nį cen­trą. Kas ieš­ko pa­pil­do­mos in­for­ma­ci­jos apie na­no­tech­no­lo­gi­ją, ga­li ją ras­ti mū­sų in­ter­ne­to svetainėje http://www.mic­ro­sys.ktu.lt

Pa­sau­lis nuo ato­mų tik pra­si­de­da

ML. Li­gi šiol ma­niau, jog na­no­tech­no­lo­gi­jos – tai, ūkiš­kai ta­riant, in­ži­ne­ri­niai me­to­dai, tai­ko­mi mo­le­ku­li­niu lyg­me­niu, pa­si­tel­kiant in­for­ma­ci­nes ir ki­tas mo­der­nias tech­no­lo­gi­jas.

V. Snit­ka. Pa­ste­bė­ji­mas ga­na tei­sin­gas, ta­čiau svar­bu suvokti na­no­tech­no­lo­gi­jos es­mę. Na­no­tech­no­lo­gi­jų es­mė Lie­tu­vo­je daž­nai klai­din­gai su­pran­ta­ma. Is­to­riš­kai žvel­giant, na­no­tech­no­lo­gi­ja pra­si­dė­jo nuo gar­sio­sios JAV fi­zi­ko Ri­čar­do Fi­lip­so Fein­me­no (Fe­yn­man) pa­skai­tos Kal­tek­se, JAV, be­ne 1982 m. Ta­čiau gal tik ke­lių žmo­nių gal­vo­se ru­se­no su­pra­ti­mas, jog ato­mais pa­sau­lis ne­si­bai­gia. Prie­šin­gai – jis nuo ato­mų tik pra­si­de­da.

1985 m. Švei­ca­ri­jo­je IBM la­bo­ra­to­ri­jo­je bu­vo pa­ga­min­ti va­di­na­mi ske­nuo­jan­tis tu­ne­li­nis ir vė­liau ato­mi­nės jė­gos mik­ro­sko­pai, ku­rie iki šiol yra vie­ni iš pa­grin­di­nių in­stru­men­tų na­no­moks­le ir na­no­tech­no­lo­gi­jo­se. Ta­čiau pa­sau­li­nei na­no­tech­no­lo­gi­jos plėt­rai la­bia svar­būs taip pat bu­vo Eri­ko Dreks­le­rio (E. Drex­ler) te­ori­niai dar­bai ir na­no­tech­no­lo­gi­jos pa­grin­di­mas, ku­riuos jis iš­dės­tė sa­vo kny­go­se: „Kū­ry­bos va­rik­liai“, iš­leis­to­je 1986 m., na­no­sis­te­moms skir­to­je kny­go­je „Na­no­sis­te­mos“, iš­leis­to­je 1991 m. Jo­je ir bu­vo pa­teik­ti sa­ve at­ga­mi­nan­čių mo­le­ku­li­nių ma­ši­nų pa­grin­dai, ku­rių es­mė štai ko­kia: rei­kia su­kur­ti asem­ble­rį, t. y . mo­le­ku­li­nį dirb­ti­nį pa­da­rą ar­ba, ki­taip sa­kant, mi­ni­ma­lią ma­ši­ną (ląs­te­lės ar bak­te­ri­jos ti­po ma­ši­ną), o vi­sa ki­ta for­muo­sis sa­vai­me, kaip da­bar sa­vai­me for­muo­ja­si gy­vo­ji gam­ta. Ta­da tie asem­ble­riai sa­vai­me su­si­rinks į su­dė­tin­ges­nę ma­ši­ną, or­ga­ni­zuos ki­tas su­dė­tin­gas sis­te­mas, ma­ši­nas, ga­my­bą ir t. t. Ši Dreks­le­rio kryp­tis bu­vo pa­va­din­ta mo­le­ku­li­ne na­no­tech­no­lo­gi­ja. Šiuo me­tu mo­le­ku­li­nės na­no­tech­no­lo­gi­jos kryp­tis ge­ro­kai pra­plės­ta, pa­si­kei­tė jos su­pra­ti­mas. Ji su­pran­ta­ma kaip che­mi­jos, bio­che­mi­jos ir bio­tech­no­lo­gi­jos pa­grin­du ku­ria­mos di­de­lės sis­te­mos, ku­rio­se sis­te­mų kūri­mo pro­ce­sas yra orien­tuo­tas nuo at­ski­rų ato­mų mo­le­ku­lių sin­te­zės link  ir nuo mo­le­ku­lių prie sa­ve or­ga­ni­zuo­jan­čių an­sam­blių ir sis­te­mų. Šia kryp­ti­mi yra plėtojama mo­le­ku­li­nė elek­tro­ni­ka, ku­ria­mos na­no­ma­ši­nos. Tai kryp­tis iš apa­čios į vir­šų.

Ki­ta kryp­tis (apie ją daž­niau­siai ir kal­ba­ma Lie­tu­vo­je, bet jos reikš­mė na­no­tech­no­lo­gi­jo­je gal tik pra­de­da ryš­kė­ti) – tai to­les­nė mi­nia­tiū­ri­za­ci­ja, pro­ce­sas, bū­din­gas žmo­ni­jos tech­no­lo­gi­nei evo­liu­ci­jai: nuo ak­mens kir­vu­ko, ge­le­žies ga­mi­nių iki elek­tro­ni­kos, mik­ro­elek­tro­ni­kos, mik­ro­sis­te­mų. Mik­ro­sis­te­mos da­bar ir su­da­ro nau­ją in­stru­men­ti­nę ba­zę, ku­ri vei­kiau­siai ir tar­naus na­no­tech­no­lo­gi­jai kaip in­stru­men­ti­nė ba­zė.

Iš­kart no­rė­čiau pa­brėž­ti, kad na­no­tech­no­lo­gi­jos es­mė nė­ra mi­nia­tiū­ri­za­ci­ja. Prie­šin­gai, iš ma­žų da­ri­nių, iš ato­mų ir mo­le­ku­lių, juos dė­lio­jant ar lei­džiant pa­tiems su­sior­ga­ni­zuo­ti, kaip da­bar ir da­ro prof. R. Ro­toms­kio gru­pė, su ku­ria mes ben­dra­dar­biau­ja­me, pa­vyks­ta su­dė­lio­ti di­džiu­les sis­te­mas. Ga­lu­ti­nis tiks­las – iš­mok­ti da­ry­ti taip, kaip gam­ta da­ro, kad pa­čios ląs­te­lės, pra­de­dant ka­mie­ni­nė­mis ląs­te­lė­mis, or­ga­ni­zuo­tų­si į or­ga­niz­mą. Vie­ną die­ną  ka­mie­ni­nio ti­po ląs­te­les gal­būt pa­vyks su­sin­te­tin­ti nau­do­jant na­no­tech­no­lo­gi­nius me­to­dus, o in­for­ma­ci­ja galbūt tam bus ima­ma iš ge­no­mo. To­kiai ga­my­bai rei­ka­lin­gas vi­siš­kai ki­tas pa­sau­lio su­vo­ki­mas ir nau­ja fi­lo­so­fi­ja, trak­to­ris­tai ne­ga­li bū­ti na­no­tech­no­lo­gi­jos spe­cia­lis­tai. Kai sa­kau trak­to­ris­tai, tai tu­riu min­ty­je de­ter­mi­nis­tus, kla­si­ki­nės me­cha­ni­kos pa­sau­lio su­vo­ki­mo at­sto­vus, ku­rie pa­sau­lį ma­to nuo Niu­to­no me­cha­ni­kos ar De­kar­to sis­te­mos at­spir­ties taš­ko. Gy­vo­jo­je gam­to­je nė­ra De­kar­to ko­or­di­na­čių sis­te­mos. Gam­to­je vei­kia frak­ta­lų ti­po struk­tū­ros, cha­o­so te­ori­ja ir sa­ve or­ga­ni­zuo­jan­čios sis­te­mos. Štai čia yra na­no­tech­no­lo­gi­jos es­mė. Ko ge­ro, šian­dien kal­bė­ti apie na­no­tech­no­lo­gi­jas gal net per anks­ti. La­biau ver­tė­tų kal­bė­ti apie na­no­moks­lą ir ži­nių ba­zę, ku­rią rei­kė­tų su­kur­ti, kad bū­tų ga­li­ma kur­ti na­no­tech­no­lo­gi­jas. Da­bar pa­sau­ly­je plė­to­jamos tam tik­ros kryp­tys, orien­tuo­tos į na­nost­ruk­tū­rų pa­nau­do­ji­mą, sie­kiant gau­ti prin­ci­pi­nes nau­jas me­džia­gas, ku­ria­mi kvan­ti­niai kom­piu­te­riai na­nost­ruk­tū­rų pa­grin­du ir t. t. Ta­čiau ga­lu­ti­nis na­no­tech­no­lo­gi­jos tiks­las yra mo­le­ku­li­nės ma­ši­nos. Yra 3 na­no­tech­no­lo­gi­jos kryp­tys. Pir­mo­ji – kie­to kū­no tech­no­lo­gi­ja, ku­ri tra­di­ciš­kai ėjo mi­nia­tiū­ri­za­ci­jos keliu ir šian­dien tu­ri­me kaž­ką pa­na­šaus į na­no­tech­no­lo­gi­ją, kur ban­do­ma si­li­cio ar ki­tų kie­to kū­no struk­tū­rų pa­grin­du su­kur­ti nau­jus na­no­met­ri­nio dy­džio ele­men­tus – elek­tro­ni­nius, me­cha­ni­nius.

An­tra kryp­tis taip pat iš es­mės plė­to­ja­si mi­nia­tiū­ri­za­ci­jos ke­liu: tai bio­lo­gi­ja. Pra­dė­ju­si nuo las­te­lių, bio­lo­gi­ja per­ėjo į mo­le­ku­li­nį ly­gį – DNR in­for­ma­ci­jos de­šif­ra­vi­mą, pro­tei­nų vaid­mens ir t. t. ty­ri­mą.

Tre­čio­ji kryp­tis – che­mi­jos ša­ka, ku­ri ėjo at­virkš­tiniu ke­liu, pra­dė­ju­si nuo ato­mų, che­mi­ja per­ėjo prie mak­ro­mo­le­ku­lių, su­pra­mo­le­ku­li­nės che­mi­jos ir kom­plek­sų. Šios kryp­tys, ku­rių dvi plėtojosi „iš vir­šaus į apačią“ ir vie­na „iš apa­čios į viršų“ šian­dien jun­gia­si į vie­ną vi­su­mą, o tai ir tu­rė­tų su­da­ry­ti na­no­tech­no­lo­gi­jos es­mę. Tai bus nau­jos ga­my­bos pa­grin­das ir nau­jo ti­po ga­my­bi­nė or­ga­ni­za­ci­ja. Fak­tiš­kai ei­na­ma gam­tos „ga­my­bos pro­ce­sų“ imi­ta­vi­mo ke­liu.

O ką na­no­tech­no­lo­gi­jo­je da­ro fi­zi­kai?

ML. Prof. V. Snit­ka pa­tei­kė ga­na bau­gi­nan­čias na­no­tech­no­lo­gi­jos at­ei­ties per­spek­ty­vas, ka­dan­gi šia­me pa­sa­ko­ji­me tar­si at­gy­ja moks­lo fan­tas­tų su­kur­tie­ji pa­sau­liai, ku­riuo­se žmo­gui gy­ven­ti ne itin jau­ku. Kas bus,  jei­gu su­lauk­si­me me­to, kai tech­no­lo­gi­jų su­kur­ti pa­da­rai pra­dės sa­va­ran­kiš­kai dau­gin­tis, or­ga­ni­zuo­tis, ir dar už­si­ims ne­ži­nia ko­kia ga­my­ba. Žmo­gus taps vi­siš­kai ne­bū­ti­nas, o gal dar truk­dys monst­rams vyk­dy­ti sa­vo sa­vior­ga­ni­za­ci­jos pro­gra­mą, ne­ži­nia ko­kiems tiks­lams duo­tą.

lo­giau­sia, jei­gu pro­gra­mos stab­džiai ne­su­veiks ir tie monst­rai ir į sa­vo kū­rė­jus su­re­a­guos vien kaip į kliu­vi­nį, ku­rį bū­ti­na pa­ša­lin­ti, jei­gu no­ri iš­lik­ti. Ti­kiuo­si, tų pra­na­šiš­kų ir apo­ka­lip­si­nių lai­kų ne­su­lauk­ti, bet mū­sų vai­kų ir jų pa­li­kuo­nių gai­la.

Be­je, iš prof. V. Snit­kos įžan­gos žo­džio ne­la­bai su­pra­tau, ką na­no­tech­no­lo­gi­jo­je da­rys fi­zi­kai. Ne­jau­gi bus tik che­mi­kų ir bio­che­mi­kų pa­gal­bi­nin­kai? Lai­mei, čia tu­ri­me Pus­lai­di­nin­kių fi­zi­kos ins­ti­tu­to di­rek­to­rių prof. Ste­po­ną Aš­mon­tą, ku­ris mums ir pa­aiš­kins, ką na­no­tech­no­lo­gi­jo­je jau šian­dien da­ro Lie­tu­vos fi­zi­kai.

S. Aš­mon­tas. Fi­zi­kams, kaip ir dau­ge­liui tiks­lių­jų moks­lų at­sto­vų, na­no­tech­no­lo­gi­jos ter­mi­nas yra la­bai pri­im­ti­nas, nes 15 ar 20 me­tų prie šios sri­ties bent jau mū­sų pus­lai­di­nin­kių fi­zi­kai la­bai sėk­min­gai ar­tė­jo.

ML. Ne­jau­gi ko­ne nuo R. F. Fein­me­no ir Dreks­le­rio dar­bų ir pra­si­dė­jo na­no­tech­no­lo­gi­ja? Ar iš tie­sų bu­vo me­tas, kai mū­sų fi­zi­kai dir­bo, kaip sa­ko­ma, prie­ša­ki­nė­se šio moks­lo po­zi­ci­jo­se? Ma­nau, mū­sų skai­ty­to­jams įdo­mu ži­no­ti.

S. Aš­mon­tas. Pus­lai­di­nin­kių fi­zi­kos ins­ti­tu­to moks­li­nin­kai ti­ria kie­to kū­no są­vei­kas su įvai­rio­mis spin­du­liuo­tė­mis. XX a. pa­grin­di­nės ty­ri­nė­ji­mų kryp­tys bu­vo mik­ro­elekt­ro­ni­ka – pus­lai­di­nin­kių ir ki­tų įtai­sų – mi­nia­tiū­ri­za­ci­ja. Kuo ma­žes­ni at­stu­mai, tuo di­des­nė tų įtai­sų vei­ki­mo spar­ta. Pvz., ku­riant tran­zis­to­rius, bu­vo ma­ži­na­mi ba­zės dy­džiai, elek­tro­nas ar sky­lė grei­čiau tą at­stu­mą įvei­kia, to­dėl tran­zis­to­rius ga­li stip­rin­ti aukš­tes­nį daž­nį ir t. t.

Bet jau 1990 m. fi­zi­kai įsi­ti­ki­no, kad ne­iš­ven­gia­mai ar­tė­ja lai­kas, kai bus pa­siek­ta fi­zi­ki­nė ri­ba, kai to­les­nė mi­nia­tiū­ri­za­ci­ja taps ne­įma­no­ma. Jei­gu tran­zis­to­riu­je bus trys ato­mi­niai sluoks­niai, o lais­vų­jų krū­vi­nin­kų kon­cen­tra­ci­ja tu­rės bū­ti apie 1016 cm-3, tai vi­sa­me sluoks­ny­je ga­li ne­lik­ti nė vie­no lais­vo elek­tro­no. Tū­ris ga­li bū­ti toks ma­žas, kad jau ne­įma­no­ma pa­sa­ky­ti, ar jis le­gi­ruo­tas, ar ne, kai krū­vi­nin­kų kon­cen­tra­ci­jos yra ne­di­de­lės.

Žo­džiu, įsi­ti­kin­ta, kad to­liau ma­žin­ti pus­lai­di­nin­ki­nius įtai­sus jau be­veik ne­įma­no­ma. Jei ši­taip ir to­liau bū­tų dirb­ta, tai tran­zis­to­rių mi­nia­tiū­ri­za­ci­ja bū­tų pa­si­bai­gu­si  maž­daug apie 2005­2010 me­tus.

Ta­čiau jei­gu pri­si­min­tu­me kad ir ne­to­li­mos pra­ei­ties prog­no­zes apie la­ze­ri­nių švie­sos im­pul­sų trum­pi­ni­mą, tai įsi­ti­kin­tu­me, jog nuo prog­no­zių pra­de­da­ma nu­kryp­ti, jau ne taip spar­čiai prie tos ri­bos ar­tė­ja­ma, to­dėl jau su­ta­ria­ma, kad ir mi­nia­tiū­ri­za­ci­jos to­les­nės prog­no­zės nė­ra vi­siš­kai tei­sin­gos.

ML. Ko ta­da ver­tos prog­no­zės, jei­gu nepa­si­tvir­ti­na?

S. Aš­mon­tas. Ma­to­te, kai pra­de­da­ma kur­ti ir ga­min­ti la­bai ma­žų dy­džių įtai­sus, tai jau ten­ka iš­mok­ti da­ry­ti ato­mų ir mo­le­ku­lių dy­džio struk­tū­ras.

R. Ro­toms­kis. Jei­gu tu­ri­me mak­ro­sis­te­mą, tai ji pa­klūs­ta vie­niems, o mi­nia­tiū­ri­niai įtai­sai pa­val­dūs ki­tiems dės­nin­gu­mams. Jei­gu tu­ri­me auk­si­nę vie­le­lę, tai jos sa­vy­bės yra vie­no­kios, ta­čiau jei­gu tu­ri­te tik 500 ato­mų auk­si­nę vie­le­lę, jos sa­vy­bės ap­ra­šo­mos jau re­mian­tis vi­sai ki­ta fi­zi­ka. Ir ši­tai at­ve­ria nau­jas ga­li­my­bes.

ML. Su­pran­tu, jog tai me­džia­go­ty­ros sri­ties, kur dir­ba prof. S. Aš­mon­to va­do­vau­ja­mi Pus­lai­di­nin­kių fi­zi­kos ins­ti­tu­to dar­buo­to­jai, di­de­lis pri­va­lu­mas. Tik­riau­siai tą pa­tį ga­li­ma pa­sa­ky­ti ir apie prof. R. Ro­toms­kio bio­fo­to­ni­kos ty­ri­nė­ji­mus. Ne­tie­si­nių reiš­ki­nių fi­zi­ka at­ve­ria dau­gy­bę nau­jų ga­li­my­bių ty­ri­nė­to­jams.

S. Aš­mon­tas. 2000 m. No­be­lio pre­mi­jos lau­re­a­tai fi­zi­kos sri­ty­je dar 1970 m. pa­siū­lė kur­ti pus­lai­di­nin­kių he­te­rost­ruk­tū­ras iš skir­tin­gų ato­mų ir taip pa­vy­ko gau­ti dirb­ti­nes me­džia­gas. Iš pus­lai­di­nin­kių, me­ta­lų ir jų mi­ši­nių pa­vy­ko gau­ti he­te­ro­la­ze­rius, tran­zis­to­rius su he­te­ro­san­dū­ro­mis ir pan. Dar­bas ga­lop bu­vo įver­tin­tas No­be­lio pre­mi­ja.

Ta­čiau no­riu at­kreip­ti dė­me­sį štai į ką: kai iš mik­ro­elek­tro­ni­kos per­ei­na­me į na­no­e­lek­tro­ni­ką, t. y. iš mik­ro­mat­me­nų į na­no­mat­me­nis, iš es­mės kei­čia­si fi­zi­ki­nės me­džia­gų sa­vy­bės – į tai ir at­krei­pė dė­me­sį prof. R. Ro­toms­kis.

ML. Tad gal čia, kur tos sa­vy­bės kei­čia­si, kur pra­de­da ga­lio­ti ki­tos fi­zi­kos dės­nin­gu­mai, ir pra­si­de­da na­no­moks­las?

S. Aš­mon­tas. Sri­ty­je, ku­rio­je man ten­ka dirb­ti, ta pa­ti di­de­lio ir ma­žo tū­rio me­džia­ga aki­vaiz­džiai kei­čia sa­vo sa­vy­bes. Net ir mū­sų 1977 m. už­re­gist­ruo­tas at­ra­di­mas (Ste­po­no Aš­mon­to, Ju­ro Po­že­los ir Kon­stan­ti­no Rep­šo at­ra­di­mas apie elek­tro­va­ros jė­gos ir lai­du­mo asi­met­ri­jos su­si­da­ry­mą vie­na­ly­čia­me izot­ro­pi­nia­me pus­lai­di­nin­ky­je – G. Z. past.), kai vie­na­ly­tis pus­lai­di­nin­kis pra­de­da ly­gin­ti kin­ta­mą sro­vę. Jei­gu su­da­ro­ma asi­met­ri­nė for­ma, tai, pa­si­ro­do, tu­rint pus­lai­di­nin­kį ma­žų dy­džių ne­be­rei­kia nė p-n san­dū­ros, nes vien dėl ge­o­met­ri­nių me­džia­gos sa­vy­bių ga­li­ma gau­ti la­bai įdo­mius fi­zi­ki­nius efek­tus.

ML. Ta­čiau net ir ga­vę pir­mo­jo Lie­tu­vos moks­lo is­to­ri­jo­je at­ra­di­mo lau­re­a­tų var­dus Jūs sa­vo efek­to vi­sai ne­va­di­no­te na­no­tech­no­lo­gi­jos reiš­ki­niu?

S. Aš­mon­tas. Ter­mi­no na­no­tech­no­lo­gi­ja ne­bu­vo. Už­tat ir ga­vo­me at­ra­dė­jų tei­ses, ka­dan­gi nie­kas ne­ti­kė­jo, kad ga­li bū­ti toks keis­tas efek­tas. Kai 1973 m. J. Po­že­la nu­va­žia­vo į Le­ning­ra­dą (da­bar Sankt Pe­ter­bur­gas) ir Ryv­ki­no la­bo­ra­to­ri­jo­je pa­da­rė se­mi­na­rą, tai Ryv­ki­nas ka­te­go­riš­kai pa­reiš­kė: „To bū­ti ne­ga­li“. Žo­džiu, J. Po­že­lai bu­vo pa­siū­ly­ta grį­žus į Vil­nių pa­tiks­lin­ti ma­ta­vi­mo re­zul­ta­tus.

Ir vis tik mums pa­vy­ko su­da­ry­ti mo­de­lį, įro­dy­ti sa­vo tie­są ir gau­ti už tai at­ra­di­mą. Na­nost­ruk­tū­rų pa­si­reiš­ki­mas bu­vo tiek ne­aki­vaiz­dus, ne­ti­kė­tu­mo efek­tas bu­vo la­bai di­de­lis. Tuo­me­ti­nis TSRS MA pre­zi­den­tas akad. Mstis­la­vas Kel­dy­šas krei­pė­si į MA pre­zi­diu­mo na­rius: ar ga­li štai toks vie­na­ly­čio pus­lai­di­nin­kio pa­vyz­dė­lis tu­rė­ti asi­met­ri­nę vol­tam­pe­ri­nę cha­rak­te­ris­ti­ką ir ly­gin­ti elek­tros sro­vę? Jis iš­gir­do vie­nin­gą aka­de­mi­kų at­sa­ky­mą – ne, ne­ga­li.

R. Ro­toms­kis. At­sa­kė va­do­vau­da­mie­si kla­si­ki­nės fi­zi­kos sam­pra­ta.

S. Aš­mon­tas. Iš tie­sų jei­gu rem­tu­mės kla­si­ki­niais sam­pro­ta­vi­mais, tai dau­ge­lis nau­jų reiš­ki­nių, ku­rie at­si­ran­da na­nost­ruk­tū­ro­se, sun­kiai su­vo­kia­mi. Jei­gu nau­do­si­mės kvan­ti­nės me­cha­ni­kos ga­li­my­bė­mis, tai dau­ge­lis reiš­ki­nių pa­si­ro­dys leng­vai pa­aiš­ki­na­mi. Tar­ki­me, ma­ži­nant va­di­na­mą­sias kvan­ti­nes duo­bes, elek­tro­nai pra­de­da ju­dė­ti ri­bo­to­je erd­vė­je ir už­draus­to­ji juos­ta pra­de­da di­dė­ti pro­por­cin­gai ma­žė­jan­čiam pus­lai­di­nin­ki­nio įtai­so tū­riui. Me­džia­go­je pra­de­da reikš­tis di­men­si­niai efek­tai. Pa­grin­di­niai fi­zi­ki­niai me­džia­gų pa­ra­met­rai kin­ta pri­klau­so­mai nuo to įtai­so ar ele­men­to dy­džio. Šio­mis są­ly­go­mis fi­zi­kas pir­miau­sia ga­lė­tų eks­pe­ri­men­tiš­kai iš­ma­tuo­ti ir pa­grįs­ti, kas gi vyks­ta gau­to­jo­je na­nost­ruk­tū­ro­je.

Šio straipsnio originalas paimtas iš čia: —>>Θ

Leave a comment »