Żyjemy w okresie rewolucji informacyjnej, w epoce krzemu i nanotechnologii. Nie wiadomo co nastąpi później. Postęp nauki jest wymuszany przez wiele sił napędowych, ale nie brakuje też nowych wyzwań w postaci barier i ograniczeń ekonomicznych czy psychologicznych, które trzeba będzie pokonać
- mówił prof. Tomasz Dietl z Laboratorium Kriogeniki i Spintroniki Instytutu Fizyki PAN oraz Instytutu Fizyki Teoretycznej UW podczas wykładu inaugurującego uniwersyteckie zajęcia na nowym, interdyscyplinarnym makrokierunku - Inżynieria Nanostruktur. Jak zauważył wykładowca, jednym z dowodów rewolucji informacyjnej są spadające ceny tranzystorów oraz ich miniaturyzacja. Obecnie cena jednego tranzystora jest niższa od ceny druku jednej litery w papierowej książce - podkreślił. Tranzystory są coraz mniejsze, szybsze i mniej energochłonne.
Prof. Dietl przypomniał, że ich epoka zaczęła się w roku 1925, czyli wtedy gdy prof. Julius Lilienfeld otrzymał patent, na pierwsze tego typu urządzenie. Lilienfeld był - jak sam napisał w maju roku 1921 w liście do Marii Curie-Skłodowskiej - polskim profesorem (urodził się niedaleko Lwowa) zatrudnionym w Lipsku.
Obecnie tranzystory buduje się z krzemu, a ten w 75 procentach otrzymuje się na świecie metodą opracowaną przez polskiego chemika prof. Jana Czochralskiego. Wytwarzanie coraz mniejszych struktur doprowadziło nas nie tak dawno do skali nano, co m.in. oznacza, że potrafimy już produkować obiekty mniejsze od wirusów - zaznaczył prelegent. O tego typu możliwościach marzył już w roku 1959 amerykański fizyk Richard Feynman, choć nie było jeszcze pomysłu, jak je realizować.
Początkowo - opowiadał naukowiec - tranzystory krzemowe otrzymywano metodą mechanicznej i chemicznej obróbki krzemu, aż w roku 1974 japoński badacz Norio Taniguchi jako pierwszy zaproponował, by budować je metodą układania atomów jednego po drugim. Innym przełomem było wynalezienie układów scalonych (Jack Kilby - Nobel 2000), dzięki czemu na jednej krzemowej płytce zaczęto wytwarzać miliony tranzystorów, co z kolei - po dalszej miniaturyzacji - doprowadziło do dzisiejszej inżynierii struktur w nanoskali - dodał prof. Dietl.
Ale - jak zaznaczył - postęp technologiczny przyniósł nowe wyzwania. Ponieważ nanostruktury mają nowe własności trzeba w trakcie ich wytwarzania uwzględniać m.in. zjawiska jak wydzielanie nadmiernej ilości ciepła, brak płynności ładowania tranzystora, interferencje, tunelowanie, czy ferromagnetyzm - mówił.
Zwrócił przy tym uwagę, że rozwój nauki napotyka też ograniczenia o charakterze finansowym, a nawet psychologicznym. Na przykład zdaniem 60 proc. Europejczyków (badania Eurobarometru) postęp technologiczny pociąga za sobą zbyt szybkie i trudne do zaakceptowania zmiany w stylu życia. Prof. Dietl przypomniał w tym miejscu demonstrację, do której doszło w lipcu 2006 roku w Grenoble. Jej uczestnicy protestowali przeciwko powstaniu centrum innowacji nanotechnologicznych Minatec, a na transparentach mieli m.in. hasła: "Nie dla nanorobotów i nanoproszków", "nanotechnologia = nekrologia". Dla naukowców ale i polityków - mówił prelegent - to czytelny wniosek, by cele badań naukowych oraz płynące z nich pożytki i zagrożenia były systematycznie wyjaśniane społeczeństwom.
Co jest natomiast siłą napędową nanorewolucji? Zdaniem wykładocy, tu postęp jest wymuszany głównie przez przemysł rozrywkowy (a nie jak zwyczajowo bywa - militarny), który domaga się np. coraz szybszych i pojemniejszych łącz i komputerów, czy wydajniejszych baterii. Ludzie oczekują też m.in. urządzeń nastawionych na oszczędność energii, chcą inteligentnych samochodów, automatyzacji tłumaczeń językowych, zautomatyzowanej pielęgnacji pacjentów, nowych nanoczujników i nanodozowników w medycynie.
Jak będzie wyglądała przyszłość w tej dziedzinie? Ponieważ epoka krzemu osiągnie za jakiś czas kres swoich możliwości - mówił prof. Dietl - już teraz trzeba myśleć o zastąpieniu jej nową technologią. Rozwiązaniem może być na przykład budowanie urządzeń opartych nie na krzemie ale na węglu, albo postawienie na spintronikę.
Elektron oprócz ładunku elektrycznego ma również wewnętrzny moment pędu, zwany spinem - wyjaśniał prof. Dietl. Dzięki niemu elektron jest mikroskopijnym magnesem, który można ustawiać w różnych kierunkach. Zamiast sterować jedynie przepływem ładunku, jak we współczesnych układach scalonych, spintronicy chcieliby się nauczyć się "inteligentnie" sterować spinami, co w konsekwencji prowadziłoby zupełnie nowych wynalazków - na przykład o wiele energooszczędniejszych i szybszych niż dziś tranzystorów - dodał naukowiec.
Administratorem danych osobowych jest Media Pakiet Sp. z o.o. z siedzibą w Białymstoku, adres: 15-617 Białystok ul. Nowosielska 50, @: biuro@elektroonline.pl. W Polityce Prywatności Administrator informuje o celu, okresie i podstawach prawnych przetwarzania danych osobowych, a także o prawach jakie przysługują osobom, których przetwarzane dane osobowe dotyczą, podmiotom którym Administrator może powierzyć do przetwarzania dane osobowe, oraz o zasadach zautomatyzowanego przetwarzania danych osobowych.
