Praha - Nanotechnologie. Slovo, které na mnohé působí jako zaklínadlo. Jejich přívrženci od nich očekávají spásu, druzí v nich spatřují větší nebezpečí než v genetických experimentech. Jsou opravdu nebezpečné? Kam se ubírá jejich vývoj? A jak si v porovnání se světem vede Česko?
Nejen tyto otázky zazněly na vědecko-popularizačním večeru Science café, který se uskutečnil v Praze. Veřejnosti a novinářům byli k dispozici přední čeští odborníci, kteří se problematikou zabývají ve Fyzikálním ústavu Akademie věd: Jan Kočka, zástupce ředitele, a Antonín Fejfar, vedoucí vědecký pracovník.
Ve světě atomů
Co vlastně nanotechnologie jsou? Předpona nano znamená jednu miliardtinu. Jedná se tedy o technologie, které pracují s atomy, v řádech miliardtin metru. Přitom ještě donedávna byly objekty menší než deset nanometrů prakticky nepřístupné. To se však změnilo díky vynálezu Němce Gerda Binninga a Švýcara Heinricha Rohrera, za který získali v roce 1986 Nobelovu cenu.
Vynález byl označen jako STM (Scanning Tunneling Microscope, česky se mu říká skenovací tunelovací mikroskop. Tento přístroj umožnil pomocí proudu elektronů zmapovat povrch materiálů na atomární úrovni a atomy s ním šlo dokonce přenášet, jeho nevýhodou však bylo, že umožňoval mapovat jen vodivé materiály.
To se však změnilo s další generací mikroskopů, která nese název AFM (Atomic Force Microscope, mikroskop atomárních sil), který umožňuje zkoumat i izolanty, tedy látky, které nevedou elektrický proud. A otevírá dveře do úplně nových světů. A ty skýtají obrovské možnosti: jak metaforicky poznamenal fyzik Richard Feynman: „Tam dole je spousta místa".
Logo z několika atomů
V současné době mají nanotechnologie široké uplatnění, například v elektrotechnice, energetice nebo medicíně. Vědci směřují k tomu, že se jim povede vyvinout tranzistor o velikosti pouhých 30 nanometrů, což je hodnota, kde přestávají platit „normální" fyzikální zákonitosti, a podle doktora Kočky je nutné operovat již v rámci kvantové fyziky.
Fyzikové se také přidrželi Feynmanova výroku a začali se zabývat myšlenkou, že by bylo v nanosvětě možné ukládat data. Spíše hříčkou a otestováním nových možností byl počin vývojářů firmy IBM, kteří v roce 1990 za pomoci nanotechnologií z atomů xenonu sestavili logo mateřské firmy.
To však mělo háček: aby bylo logo alespoň trochu stabilní, museli to provést za teploty mínus 269 stupňů Celsia. IBM se později v projektu Millipede zabývala možností ukládání a čtení dat pomocí nanotechnologií, jak však pro Aktuálně.cz řekl Antonín Fejfar, „projekt poslala firma zatím k ledu".
Umělé oko i boj s rakovinou
Nanosvět se však úspěšně prosazuje například v energetice, kde pomáhá zefektivňovat solární články. Na podobném principu jako ony měla fungovat umělá nanosítnice, kterou vyvíjeli vědci v Německu. Ta však byla vyrobena z křemíku, který agresivní prostředí lidského těla brzy znehodnotilo. Tento neúspěch však vedl k tomu, že vědci začali zkoumat možnosti této látky při podávání léčiv.
„Chemici z našeho ústavu nyní vyvíjejí magnetické nanočástice, které se umístí na konkrétní místo, například nádor, v magnetickém poli se ohřejí a zničí přímo potřebné buňky," popisuje přínos českých vědců na poli medicíny Kočka.
Česko na špici
Česká republika patří v některých nanotechnologických oborech spolu s USA a Japonskem ke světové špičce. Fyzik Pavel Jelínek například díky mezinárodní spolupráci dokázal vymyslet metodu, jak pomocí již zmíněného AFM mikroskopu určit, o atomy jakého prvku se na povrchu pozorovaného objektu jedná.
Jelínek stál také u zrodu atomární tužky: zařízení, které dokáže přeskupovat atomy křemíku do daných vzorců, takže by s ním bylo možné napsat knihu. Na rozdíl od stvoření loga IBM z roku 1990 se tak však děje za pokojové teploty.
Nanotechnologie mohou lidem sloužit a pomoci k neuvěřitelným objevům. Mohou jim také škodit?
„Podle dosavadních poznatků jsou člověku nebezpečné volné nanočástice, ale proti těm se právě lze bránit pomocí nanotechnologií. A umělé nanočástice, u nichž je riziko větší, vědci z laboratoře nepustí," uklidňuje Kočka. V zahraničí však některé experimenty ukazují na bioaktivní účinky například u tak zvaných uhlíkových nanotrubiček nebo u částic zvaných buckminsterfullereny. To znamená, že tyto částice mají schopnost ovlivňovat buněčné procesy a mohly by představovat zdravotní riziko.
