Akceptuję
W ramach naszej witryny stosujemy pliki cookies w celu świadczenia państwu usług na najwyższym poziomie, w tym w sposób dostosowany do indywidualnych potrzeb. Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień dotyczących cookies oznacza, że będą one zamieszczone w Państwa urządzeniu końcowym. Możecie Państwo dokonać w każdym czasie zmiany ustawień dotyczących cookies. Więcej szczegółów w naszej Polityce Prywatności

Zamknij X
Horyzont

Naukowy styl życia

Nauka i biznes

Strona główna Informacje

Nanotechnologia po polsku

Informatyka to nie tylko komputery i metody obliczania, ale także procesy zachodzące w organizmach żywych, dzięki którym organizmy te istnieją, rozwijają się i rozmnażają - mówi prof. Stefan Węgrzyn z gliwickiego Instytutu Informatyki Teoretycznej i Stosowanej PAN (IITiS), kierownik zespołu projektującego podstawy nanoinformatyki - technologii połowy XXI wieku. Podstawowa idea polega na zastąpieniu programów złożonych z liter programami zbudowanymi z cząstek chemicznych.

System operacyjny przyszłego nanokomputera zamiast abstrakcyjnych symboli przetwarzać będzie molekuły, a efektem jego pracy zamiast wyniku obliczeń będzie użyteczny produkt powstający podobnie jak tkanka istoty żywej. Tego typu nanokomputery pracują w każdej komórce naszego ciała, a podstawą ich oprogramowania i systemu operacyjnego jest kwas DNA. Jeżeli zdołamy zbudować sztuczny system działający na tej samej zasadzie, to będziemy go mogli tak zaprogramować, aby zamiast białek i mięśni wytwarzał np. cząstki tworzyw sztucznych i od razu organizował je w gotowe produkty, np. łyżki lub grzebienie "kiełkujące" ze sztucznej cytoplazmy.

Podstawą takiego rozwiązania nie będzie już DNA, ale zupełnie inny związek chemiczny wykazujący tak jak DNA zdolność do samopowielania się i przechowywania informacji, z tym że nie będzie to już informacja genetyczna, lecz technologiczna.

Ponieważ użyteczne dla nas produkty powstawać będą w procesie samoorganizacji materii, poczynając od prostych cząstek i pojedynczych atomów, będzie można obejść się bez niewidzialnych gołym okiem nanorobotów, zwanych asemblerami (monterami).

Idea takich robotów wielkości bakterii i wirusów, których niezliczone roje miałyby chwytać atomy i budować z nich domy, meble, ubrania oraz przygotowywać nam jedzenie, nieodłącznie wiąże się z niezwykle złożonym problemem koordynacji ich pracy, tak żeby zamiast krzesła nie wyszło abstrakcyjne dzieło sztuki albo żeby ubranie było na miarę i miało równe rękawy. Ponieważ asemblerów musiałoby być bardzo dużo, konieczne byłoby wyposażenie ich w zdolność rozmnażania się, a to oznacza nieuchronne mutacje i błędy w oprogramowaniu. Ostatecznie niezliczone chmary zdziczałych asemblerów mogłyby przerobić wszystko, łącznie z nami samymi, na bezpostaciowy szary proszek.

Koncepcja z IITiS wyklucza ten scenariusz, gdyż żadnych wolnych asemblerów nie będzie. Zamiast nich będą zwarte molekularne matryce działające podobnie do komórkowych rybosomów i cząstek RNA. Te urządzenia, a właściwie już sztuczne żywe organizmy, nie będą fruwały razem z kurzem, lecz np. wyrastały z podłogi na miejscu szafy z ubraniami i w ustalonym czasie "owocowały" spodniami, koszulami, skarpetkami, bielizną itd. Oczywiście będą one wymagały zasilania energią i substratami do produkcji odzieży. W razie problemów zasilanie zostanie odcięte.

Nanorośla nie będą potrzebowały żadnych organów do zdobywania energii i pożywienia, które decydują o wyglądzie naturalnych organizmów. Będą to więc jakby drzewa bez liści i gałęzi albo zwierzęta bez układów pokarmowych, szczęk i narządów ruchu. Po prostu w naszych domach i fabrykach znajdą się płaty i bryły sztucznej tkanki, której podstawowym budulcem będą polimery węglowe typu fuleren. Te połcie fioletowo-czarnego mięsa, oplecione siecią żył dostarczających substraty oraz zasilane bezpośrednio energią elektryczną o napięciu nie większym niż 10 V, to przyszłość technologii odległa o trzy, cztery dekady.

- Te rozwiązania są poza zakresem możliwości współczesnych polskich instytutów branżowych - ocenia prof. Węgrzyn. Do tego dochodzi jeszcze bariera psychologiczna, gdyż jak zauważa profesor, "starzy technolodzy nie będą walczyć o samounicestwienie". Spostrzeżenie o tyle ciekawe, że prof. Węgrzyn sam już dawno skończył 80 lat i nie przeszkadza mu to spoglądać za najdalsze horyzonty technologii...

Na razie w IITiS powstają teoretyczne doktoraty, m.in. rozprawa dr. Sławomira Nowaka poświęcona podstawom procesów bezpośredniego wytwarzania produktów w systemach nanoinformatycznych naśladujących żywe organizmy.

W przyszłości znikną kominy, koksownie, odlewnie i wielkie piece, gdyż fulerenowe nanotkanki będą organizować atomy metali w temperaturze pokojowej lub niewiele wyższej. W domach będziemy mieli bryły nanotkanek, które na sygnał z pilota przekształcą się w łóżko lub stół. Na dawnych XX-wiecznych wysypiskach śmieci i odpadów przemysłowych zostaną posadzone sztuczne organizmy, nazwijmy je węgrzynowce nanosyntetyczne, których korzenie będą wrastać w gumę, szkło i plastyki, rozpuszczać je, a następnie przeorganizowywać w użyteczne produkty. Sadzonki najpierw powstawać będą w laboratoriach, ale potem wyposaży się je w zdolność rozmnażania się, np. z pączków lub kłączy, bo tak będzie taniej i wygodniej. W końcu za naszymi oknami naturalna zieleń drzew i trawy zacznie współistnieć i konkurować z fioletem węgrzynowców, co oznacza nowe problemy ekologiczne. - Uważam za konieczne zorganizowanie poważnej konferencji naukowej poświęconej tym tematom - nalega prof. Stefan Węgrzyn.

Autor jest inżynierem chemikiem oraz doktorem filozofii techniki i ekologii. W omawianym projekcie uczestniczył w charakterze wolontariusza. Nanorośla nazwaliśmy węgrzynowcami na cześć profesora pomimo jego protestów

PAP
Skomentuj na forum


Drukuj PDF
wstecz Podziel się ze znajomymi

Recenzje




NCBR ogłasza nowe konkursy
29-05-2017

NCBR ogłasza nowe konkursy

Narodowe Centrum Badań i Rozwoju ogłosiło trzy nowe konkursy dla szkół wyższych. Ich łączny budżet to 1 mld zł.

Czekolada zmniejsza ryzyko arytmii
29-05-2017

Czekolada zmniejsza ryzyko arytmii

Wystarczy raz w tygodniu zjeść nawet niewielki kawałek czekolady, żeby zmniejszyć ryzyko migotania przedsionków, grożącej udarem mózgu arytmii serca.

Informacje dnia: Kolejna edycja Quarry Life Award 2018 Flora bakteryjna organizmu ludzkiego Związki naturalne przeciwko neurodegeneracji Jak prawidłowo ocenić wartość pożywienia Leki przeciwnowotworowe na bazie cytokin 126 urządzeń połączonych w "eksperymencie łańcuchowym" Kolejna edycja Quarry Life Award 2018 Flora bakteryjna organizmu ludzkiego Związki naturalne przeciwko neurodegeneracji Jak prawidłowo ocenić wartość pożywienia Leki przeciwnowotworowe na bazie cytokin 126 urządzeń połączonych w "eksperymencie łańcuchowym" Kolejna edycja Quarry Life Award 2018 Flora bakteryjna organizmu ludzkiego Związki naturalne przeciwko neurodegeneracji Jak prawidłowo ocenić wartość pożywienia Leki przeciwnowotworowe na bazie cytokin 126 urządzeń połączonych w "eksperymencie łańcuchowym"

Partnerzy

GoldenLine Fundacja Kobiety Nauki Obywatele Nauki NeuroSkoki Biomantis Uni Gdansk MULTITRAIN I MULTITRAIN II Nauki przyrodnicze KOŁO INZYNIERÓW PB ICHF PAN FUNDACJA JWP NEURONAUKA BIOOPEN 2016 Mlodym Okiem Nanotechnologia Lodz Genomica SYMBIOZA 2017 Nauka w Polsce CITTRU - Centrum Innowacji, Transferu Technologii i Rozwoju Uniwersytetu Akademia PAN Chemia i Biznes Farmacom Świat Chemii Forum Akademickie Biotechnologia     Geodezja „Pomiędzy naukami – zjazd fizyków i chemików” WIMC WARSZAWA 2016 Konferencja Biomedyczna Projektor Jagielloński Instytut Lotnictwa EuroLab