Læsetid: 5 min.

Revolutio-nært eller bare hype?

Nanoteknologi er et af tidens store viden-skabelige slagord. Europæiske nano-forskere mødtes i Århus og diskuterede, hvor stor nanotekno-logiens fremtid egentlig vil blive
3. marts 2003

Nanoverdenen
Forestil dig en rejse ind i denne avissides nanoverden. Start ved et enkelt bogstav, som i almindelig størrelse er nogle få millimeter højt. Bevæg dig ned i tryksværten, til du selv er omtrent en mikrometer høj og dermed akkurat kan ses under gode mikroskoper. Bogstavet, du startede ud fra, er nu kilometerhøjt, og avissiden stor som et ocean af sort-hvide prikker.
Fortsæt indtil du er på størrelse med avissidens molekyler, som er omkring en nanometer lange (nano = en milliardtedel). Nu er du på nanoniveau, og dit indgangsbogstav er godt 1.000 kilometer højt. Avissiden er stor nok til at dække hele jordens overflade.
På nanoniveauet finder vi forskere fra forskellige discipliner i gang med at fremstille funktionelle molekyler, der måske danner grundlag for fremtidens nanoteknologi. De håber, at nanoteknologi en dag kan anvendes til nye computere baseret på molekylær teknologi, såvel som til specialfremstillede proteiner og kunstige edderkoppespind (se øvrige artikler på denne side). Men de advarer også mod alt for høje forventninger til nanoteknologiens fremtid.

Nanohype
Professor Mark Welland fra Nanoscale Science Laboratory ved University of Cambridge nærer en sund skepsis over for den hype, der ofte følger i kølvandet på nanoteknologien.
»På en måde har nanoteknologi været her længe. Kemikere og biologer har arbejdet med molekyler lang tid før, nanoteknologi kom på banen. Det nye er, at man nu begynder at designe nye molekyler fra grunden af, og at man bruger teknikker, som er udviklet af fysikere og ingeniører.
Tænk på det som et redskab. Nanoteknologi består af en række nye redskaber, som forskere kan bruge til at manipulere molekyler med og dermed opnå nye interessante funktioner,« siger Mark Welland, der for nyligt var samlet med sine europæiske nanokolleger til møde ved det nye forskningscenter interdisciplinary Nanoscience (iNANO) ved Århus Universitet.
»Forskerne bærer selv et stort ansvar for at hype nanoteknologien. Jeg kommer fra ingeniørverdenen, hvor man er mere realistisk. Selv om nanoteknologi allerede har haft stor betydning for fremstillingen af integrerede kredsløb, betyder det ikke, at vores nuværende computere bliver erstattet med nanocomputere fra den ene dag til den anden.«
»Intel, der fremstiller integrerede kredsløb, har allerede lagt en 15-års køreplan for udviklingen af deres eksisterende chipteknologi. De forventer ikke et stort teknologisk spring, der kan matche nuværende produktionsmetoder. Selv om vi laver utrolige ting i laboratoriet, er det intet værd, hvis du ikke kan fremstille det til en fornuftig pris,« siger Welland.

Videnskab eller teknologi
Bevillingernes størrelse er vigtig for nanoteknologiens gennemslagskraft. Mark Welland er netop udnævnt som leder af en stor engelsk forskningsoffensiv inden for nanoteknologi. Også i Danmark satser regeringen stort med 135 millioner kroner afsat til nanoteknologi og nanovidenskab over de næste tre år. Målet er internationale forskningsgennembrud og teknologisk spin-off med samfundsmæssig nytteværdi.
På iNANO-mødet i Århus diskuterede nanoforskerne, om det, de laver, er nanovidenskab eller nanoteknologi. Alle var enige om, at der kan være langt fra laboratoriet til praktisk anvendelse.
»Man skal passe på ikke at foregøgle samfundet, at nu kommer nanoteknologien og revolutionerer vores verden den dag i morgen. Globalt set ligger forskningsindsatsen i dag nok omkring 85 procent nanovidenskab og 15 procent nanoteknologi. På nogle områder tager det måske fem-10 år inden, vi direkte kan anvende vores forskningsresultater. I dette tidsperspektiv må det være en samfundsopgave at satse på nanoforskning,« siger Flemming Be-senbacher, stifter og leder af iNANO-centret.
Besenbacher pointerer dog, at afstanden mellem grundforskning og anvendt forskning er meget forskellig fra område til område. På katalyseområdet arbejder århusianske nanoforskere meget tæt sammen med Haldor Topsøe A/S, der direkte anvender nanoforskningen til fremstilling af nye katalysatorer.
»Vi har også et samarbejde med Århus Kommunehospital og Danfoss, som omhandler nye materialer til medicinsk brug. Læger, der hjælper ryg- og hoftepatienter, bruger ofte materialer baseret på grundstofferne titan og tantal til implantater, men de ved ikke, hvorfor nogle materialer er gode til at binde sig til kroppens celler, og andre ikke er det.
Vi fysikere forsøger at benytte vores reduktionistiske måde at studere tingene på. Vi søger at forstå, hvordan vandmolekyler, proteiner og celler binder sig til forskellige overfladetyper. Her er forskellige længdeskalaer på spil. Vandmolekyler er mindre end en nanometer, proteiner er måske 10 nanometer lange, og celler er oppe på mikrometerskala.
Vores forskning tyder på, at hvis man tilpasser molekylerne på implantaternes overflade i en mikrostruktur, der passer til cellernes, så bliver vedhæftningen bedre. Ved at pille tingene fra hinanden lærer vi altså, hvordan titan- og tantalmaterialerne opfører sig, når de kommer i forbindelse med kroppens cellevæv. Og dermed kan vi måske senere i et samarbejde med læger udvikle implantaterne, så den kliniske virkning bliver større,« siger Besenbacher.
Samtidigt kaster samarbejdet med lægerne ren videnskab af sig. I januar måned publicerede Be-senbachers forskergruppe således en artikel i det anerkendte videnskabelige tidsskrift Science, der beskriver, hvorledes iltmolekyler bevirker dynamiske ændringer af titanoverflader.

På tværs
»Det allermest spændende ved nanoområdet er det tværfaglige. For halvandet år siden ville jeg aldrig have læst en bog om celler og implantater. I forbindelse med vores projekt om biomaterialer har jeg snakket med overlæger og molekylærbiologer, og det viser sig nu, at vi kan bruge fysikernes værktøjer på deres områder. Det bliver så til ny, interessant videnskab og sikkert også god teknologi,« forklarer Flemming Besenbacher, der netop er hædret med Villum Kahn Rasmussen Fondens
årslegat på 1,5 millioner kroner for sin indsats inden for nanoteknologi.
Nanoforskning går på tværs af fagene, og iNANO-centret omfatter foruden Besenbachers eget Institut for Fysik og Astronomi også Molekylærbiologisk Institut, Institut for Kemi og Institut for Biologi. Derudover er et rådgivende udvalg med repræsentanter fra industrien tilknyttet centret.
Nanoteknologi er en smeltedigel for mange videnskabelige discipliner, fordi nanoniveauet er den størrelsesorden, hvor fysik og kemi møder molekylærbiologiens verden. Fysikerne har udviklet nye måleteknikker såsom Skanning Tunnel Mikroskopet, der gør dem i stand til at synliggøre hidtil utilgængelige fænomener på molekylært og atomart niveau.«
»Samtidig er kemikerne begyndt at interessere sig for mere og mere komplekse molekyler i nanostørrelse, som i forvejen har interesse fra molekylærbiologernes side. At forskerne konsekvent har blikket rettet mod teknologiske anvendelsesmuligheder, gør endvidere nanoforskningen interessant i medicinsk og industriel sammenhæng.
»Forskerne fra de forskellige fag taler i en vis forstand forskellige sprog, selv om vi selvfølgelig bestræber os på at lære af hinanden. Mange forskere er ’opdraget’ relativt snævert, og derfor er uddannelsesaspektet så vigtigt. Sammen med Københavns Universitet var vi nogle af de første til udbyde en hel uddannelse i nanoteknologi, hvor de studerende lærer både fysik, kemi og molekylærbiologi.«
»Dermed bliver de bedre til at håndtere de nye, tværfaglige problemstillinger, som nanoteknologien frembyder, og vores uddannelse er ved at danne skole verden over,« siger Flemming Besenbacher.

*Kristian H. Nielsen er ph.d. og arbejder bl.a. som freelance videnskabsjournalist

*www.inano.dk

Følg disse emner på mail

Vores abonnenter kalder os kritisk,
seriøs og troværdig.

Få ubegrænset adgang med et digitalt abonnement.
Prøv en måned gratis.

Prøv nu

Er du abonnent? Log ind her