Bagaimana memanfaatkan potensi nanoteknologi dan menghindari potensi konsekuensi negatifnya? Itulah pertanyaan yang diajukan Christine Peterson ketika dia mendirikan Foresight Institute, sebuah lembaga pemikir nanoteknologi nirlaba tiga puluh tahun yang lalu. Dan sekarang, katanya, pertanyaan ini terus membimbingnya. Selama sepuluh tahun terakhir, nanoteknologi telah membuat kemajuan yang signifikan dan telah menemukan beberapa aplikasi praktis. Beberapa sedang mengembangkan desain skala nano untuk implan medis yang dapat merangsang pertumbuhan sel tulang dan ekspresi gen yang positif. Yang lain bekerja untuk membuat nanopartikel yang dapat dikelola yang dapat mendeteksi dan bahkan menghancurkan sel kanker.
Ide mesin nano yang berjalan melalui tubuh Anda dan memperbaikinya di tingkat sel semakin mendekati kenyataan berkat pengembangan nanomotors dan roket nano. Tapi sebelum kita membahasnya, Peterson yakin ada implikasi menarik lainnya untuk nanoteknologi. Misalnya, permukaan pembersih sendiri dan katalis nanoteknologi yang akan memerangkap gas rumah kaca dan mengubah karbon dioksida menjadi zat yang dibutuhkan pabrik.
Akhir bulan lalu, Peterson berbicara di KTT Global di San Francisco. Dalam wawancara ini, Anda akan mengetahui bagaimana, menurutnya, nanoteknologi akan membantu kita memecahkan masalah air, pengobatan kanker, dan membawa kita ke masa depan yang lebih cerah.
Nanoteknologi Saat Ini: Titik yang Tidak Jelas pada Kurva Eksponensial?
Saya membagi nanoteknologi menjadi tiga tahap: bahan, perangkat, sistem. Masing-masing mengikuti kurva sendiri. Pada titik ini, kami melihat sebagian besar produk nanopartikel, tetapi produk tersebut tidak memiliki akurasi pada skala molekuler - produk tersebut tidak akurat secara atom. Seiring dengan peningkatan parameter ini, kita akan melihat munculnya material dengan presisi seperti itu, terutama dalam filtrasi dan katalisis.
Begitu produk semacam itu masuk ke pasar, kita akan melihatnya meledak seperti roket. Permintaan air bersih sangat besar. Permintaan untuk pengelolaan gas rumah kaca sangat besar. Siapa pun yang mencapai tujuan ini lebih dulu, hasilnya akan positif.
Video promosi:
Jelaskan secara singkat tentang nanoteknologi kepada orang asing di jalan
Alam memanipulasi molekul individu untuk menciptakan hal-hal paling kompleks di dunia - tumbuhan, hewan, dan tubuh kita sendiri. Tantangan bagi nanoteknologi adalah menggunakan sistem mesin molekuler untuk menciptakan apa pun yang kita inginkan dengan tingkat presisi yang sama, dan melakukannya sebersih alam.
Di tahun 2013, Anda memprediksikan bahwa kemajuan nanoteknologi dalam sepuluh tahun mendatang di bidang kedokteran akan berdampak signifikan pada deteksi, pencitraan, dan pengobatan kanker. Kemajuan apa dalam nanoteknologi yang paling penting untuk pengobatan selama beberapa tahun terakhir?
Perlu upaya besar - ratusan juta dolar - untuk menggunakan nanoteknologi untuk melawan kanker, dan upaya itu membuahkan hasil.
Banyak kelompok yang berbeda, seperti Stanford Center for the Advancement of Onconanotechnology, bereksperimen dengan nanopartikel untuk mencoba mendapatkan perilaku yang berguna darinya, seperti mentransmisikan sinyal warna ketika sel kanker ditemukan atau menempel pada sel kanker sampai sel tersebut dipelajari. Mereka juga dapat diprogram untuk melepaskan molekul pensinyalan khusus ketika sel kanker terdeteksi.
Banyak reaksi yang tidak biasa dapat dibuat di laboratorium. Misalnya, nanopartikel dapat menyerap cahaya dan menciptakan getaran akustik berdaya rendah saat tumor terdeteksi, atau dapat melepaskan panas untuk menghancurkan sel.
Uji klinis mana yang paling membesarkan hati Anda?
Salah satu favorit saya adalah MagArray. Ini menempelkan nanomagnets ke sel kanker dan kemudian mengidentifikasinya dengan sampel pada chip. Ini membutuhkan waktu kurang dari satu jam dan membutuhkan pelatihan teknis minimal. Selain kanker, metode ini bisa digunakan untuk memantau sitokin, yang berguna saat menangani penyakit Alzheimer dan autoimun.
Tentu saja, jika kita bisa melawan kanker - dan kita pasti bisa - Alzheimer akan menjadi masalah yang lebih besar dari sekarang. Hanya melawan kanker tidak akan cukup. Kita perlu terus bekerja dan menangani semua penyakit kronis.
Apakah ada "bahan pintar" baru yang sedang diuji dalam perangkat nanoteknik dan yang dapat segera menggantikan teknologi modern? Jika ya, yang mana?
Misalnya: Saya suka ide bahan yang bisa membersihkan diri. University of Cambridge bekerja untuk membuat permukaan tempat nanopartikel titanium dioksida fotokatalitik tertanam. Mereka menggunakan sinar ultraviolet untuk mengubah kotoran permukaan menjadi karbon dioksida dan air. Setetes minyak seukuran sidik jari di permukaan seperti itu dihilangkan dalam satu setengah jam.
Suatu hari nanti kita akan memiliki implan logam yang tidak cocok untuk berbagai keperluan. University of Montreal dan mitranya telah menemukan cara untuk membuat pola skala nano pada permukaan implan semacam itu, dan mereka dapat meningkatkan pertumbuhan sel tulang, mengurangi pertumbuhan sel yang tidak diinginkan, merangsang perkembangan sel induk, dan mengubah ekspresi gen dengan cara yang positif. Luar biasa. Banyak dari kegunaan ini telah benar-benar menghilang dari halaman-halaman fiksi ilmiah.
Di Australia, RMIT dan Universitas Adelaide sedang mengerjakan bahan yang menggunakan kristal skala nano - resonator dielektrik - untuk mengirimkan atau memblokir cahaya dengan panjang gelombang tertentu. Hal ini dapat mengarah pada pembuatan lensa kontak yang mengubah apa yang kita lihat, atau bahkan pembuatan tampilan head-up yang menunjukkan informasi tambahan di bidang pandang kita. Akhirnya, saya dapat mengingat nama-nama orang yang pernah saya temui sebelumnya.
Ketika Anda ikut mendirikan Foresight Institute, apa inspirasi Anda? Pertanyaan apa yang membuat Anda khawatir saat itu?
Kemudian saya khawatir dengan pertanyaan: bagaimana cara mengekstrak manfaat besar dari kemungkinan teknologi nano dan menghindari kemungkinan konsekuensi negatif, sama seperti kolosal?
Kami ingin mempercepat pengembangan aplikasi medis dan positif lainnya yang canggih dan mencegah militer berkembang pada kecepatan yang sama. Pemahaman tentang kekuatan nanoteknologi dalam meningkatkan kualitas hidup dan khususnya obat-obatan telah berkembang pesat, namun karena berbagai batasan, penggunaan medis terus ditunda. Di bidang militer, yang terjadi adalah sebaliknya: militer mendapat akses awal ke teknologi baru dan aplikasi militer dibiayai sepuluh kali lebih baik.
Kombinasikan tren ini, dan menjadi jelas mengapa sulit untuk mempercepat pengembangan aplikasi medis dari teknologi ini dan pada saat yang sama memperlambat perkembangan militer. Ini adalah tugas yang sulit.
Saat itu tahun 2025, bagaimana nanoteknologi meningkatkan lingkungan?
Saat ini, dan mungkin bahkan lebih awal, mungkin ada dua terobosan besar. Pertama, kita dapat memecahkan masalah air menggunakan filtrasi presisi molekuler. Teknologi ini sudah dikembangkan oleh perusahaan swasta AquaVia dengan dukungan dari National Science Foundation.
Kedua, kita bisa membersihkan udara dari polusi, termasuk gas rumah kaca, dengan bantuan katalis nanoteknik yang menghilangkan karbondioksida dari udara dan mengubahnya menjadi bahan kimia yang bisa digunakan dalam industri. Inilah yang sedang dikerjakan oleh Christian Schaffmeister dari Temple University.
Hampir semua masalah lingkungan yang dapat dibayangkan secara teoritis dapat diselesaikan dengan menggunakan nanoteknologi canggih. Impian pemulihan lingkungan inilah yang mendorong saya ke bidang ini beberapa dekade yang lalu, dan sangat menyenangkan melihat bahwa hal itu akhirnya mulai menjadi kenyataan.
Apa yang bisa menghentikan kita dalam 10 tahun ke depan?
Kedua prospek ini pasti sedang dalam perjalanan. pertanyaan satu-satunya adalah kapan. Kita perlu menginvestasikan lebih banyak sumber daya dalam R&D. Ada bakat, ada ide, masalahnya ada pada pendanaan.
Apa "objek pintar" favorit Anda di masa depan?
Saya biasanya beralih ke eksperimen pikiran. Bayangkan sebuah kursi yang terbuat dari sistem mesin molekuler. Mesin ini dapat diatur ulang menjadi bentuk lain, misalnya meja. Berapa lama waktu yang dibutuhkan mereka untuk berubah bentuk dari satu ke yang lain? Anda dapat dengan mudah membayangkan eksperimen ini, karena Anda sendiri terdiri dari mesin molekuler.
Bayangkan diri Anda berjongkok untuk membentuk kursi dan kemudian menjatuhkan diri dengan empat kaki dan menjadi "meja". Seluruh operasi membutuhkan waktu kurang dari satu detik. Ini adalah waktu maksimum yang diperlukan untuk kursi berbahan nano canggih menjadi meja. Bisa lebih cepat jika Anda menetapkan tujuan seperti itu.
Tapi impian saya adalah "mesin perbaikan sel" yang dapat bergerak ke seluruh tubuh dan memperbaiki DNA, protein, dan molekul lain. Membangun mobil seperti itu tidak akan mudah. Ini akan membutuhkan banyak alat yang dapat dilepas yang dapat dimuat dan dibongkar sesuai kebutuhan. Tapi dia bisa menganalisis dan kemudian memecahkan hampir semua masalah fisik di tubuh kita, termasuk penuaan.
ILYA KHEL
