مناظرات و مباحث مهم پیرامون کاربردهای بالقوه نانوتکنولوژی مولکولی و نیز امکان بکارگیری آن توسط طرفدارانش و حرکت دولت ها به سمت پایه گذاری و توسعه تحقیقات نانوتکنولوژی، مسائلی بودند که باعث شدند در اوایل دهه ۲۰۰۰ میلادی رشته نانوتکنولوژی در معرض آگاهی و مباحثه ی عموم قرار گیرد. نخستین سال های دهه ۲۰۱۰ میلادی شاهد آغاز کاربردهای اقتصادی نانوتکنولوژی بود، هر چند که این کاربردها بیشتر محدود به کاربردهای انبوه در نانومواد بود تا کاربردهای قابل تغییری که نانوتکنولوژی آن را پیش بینی کرده بود.

ریچارد فاینمن (Feyman Richard)

فیزیکدان امریکایی به نام ریچارد فاینمن، در ۲۹ دسامبر ۱۹۵۹ّ طی سخنرانی در جلسه انجمن فیزیک امریکا در موسسه فناوری کالفرنیا (این جلسات برای الهام بخشی به رشته ی نانوتکنولوژی، اکثر اوقات برگزار می شد) عنوان کرد: ”در پایین دست فضای زیادی وجود دارد“. فاینمن فرآیندی را شرح داد که ممکن است توسط آن و با استفاده از یک مجموعه ابزارآلات دقیق برای ساخت و اجرای مجموعه ی نسبتاً کوچکتر و به همین منوال تا مقیاس مورد نیاز، قابلیت ساخت اتم ها و مولکول های مجرد نیز به وجود آید. وی اشاره کرد که در این دوره خواستگاه موضوعات مربوط به مقیاس، ازتغییر اندازه ی پدیده های مختلف فیزیکی خواهد بود: نیروی جاذبه کم اهمیت شده و در مقابل کشش سطحی و جذب واندروالسی مسائلی با اهمیت تلقی خواهند شد. سخنرانی سال ۱۹۵۹ ریچارد فاینمن سالها بعد چارچوب  های مفهومی نانوتکنولوژی را پدید آورد. بعد از مرگ فاینمن، محققان با مطالعه تاریخچه ی توسعه ی نانوتکنولوژی بر اساس خاطرات اشخاص فعال در این رشته ی نوپا ّطی دهه  های ۱۹۸۰ و ۱۹۹۰ ، به این نتیجه رسیدند که نقش حقیقی وی در تسریع تحقیقات نانوتکنولوژی محدود بوده است. کریس تومی، انسان شناس فرهنگی (anthropologist Cultural )در دانشگاه کارولینای جنوبی دریافت که نسخه  های منتشره از سخنرانی فاینمن با توجه به ارجاع  های سخنرانی  های علمی در ۲۰ سال نخست انتشار خود، تأثیر ناچیزی داشته است و بعد از اختراع میکروسکوپ تونلی روبشی در سال ۱۹۸۱ نیز تاثیر آن خیلی زیاد نبوده است. متعاقباً در اوایل دهه ۱۹۹۰ علاقه به ”فضای کافی“ در سخنرانی  های علمی قوتی دو چندان گرفت. درست قبل از آن زمان علت افزایش توجه به واژه نانوتکنولوژی، پیروی از کاربرد این واژه توسط Drexler Eric. K در کتاب سال ۱۹۸۶ خود با عنوان( Nanotechnology of Era Coming The: Creation of Engines) موتورهای خلق: عصر ظهور نانوتکنولوژی) بود. نویسنده دراین کتاب از مفهوم یک میلیارد کارخانه ی کوچک فاینمن الهام گرفته و این نظریه را نیز بدان اضافه کرده بود که این کارخانه ها قادر به همانندسازی خود از طریق کنترل کامپیوتری به جای اپراتور انسانی خواهند بود. همچنین وی بعد از آن سال مقاله ای با عنوان ”نانوتکنولوژی“ را در یک مجله ی کثیرالانتشار علمی به نام OMNI به چاپ رسانید. تحلیل تومی نظریاتی از دانشمندان برجسته در حوزه نانوتکنولوژی را نیز شامل می شد، دانشمندانی که اظهار می کردند ”فضای کافی“ (سخنان ریچارد فاینمن) بر شروع کار آنها مؤثر نبوده است. در حقیقت اکثر این اشخاص تنها تا مدتی قبل از اظهار نظرشان، نسخه ی منتشر شده از سخنان فاینمن را مطالعه نکرده بودند. موارد ذکر شده و دیگر پیشرفت ها اشاره بدان دارد که عطف به ماسبق بازکشف ”فضای کافی“ فاینمن، علاوه بر ارتباط با کاریزما و ذکاوت ریچارد فاینمن، بسته ای تاریخی برای نانوتکنولوژی ارائه کرد که در دسامبر ۱۹۵۹ ارائه شده بود. قطعاً مقام فاینمن به عنوان برنده ی پرافتخار جایزه نوبل و به عنوان چهره ی شاخص قرن بیستم یاری رسان طرفداران نانوتکنولوژی بود و ارتباط فکری ارزشمندی را با گذشته ایجاد کرد.

 نوریو تانیگوچی (Taniguchi Norio)

دانشمند ژاپنی به نام نوریو تانیگوچی از دانشگاه علوم توکیو، نخستین فردی بود که واژه ”نانو-تکنولوژی“ را در کنفرانس سال ۱۹۷۴ برای شرح فرآیند های نیمه هادی نظیر رسوب دهی فیلم نازک و فرآیندی به نام Milling Beam Ion مطرح کرده و ماهیت کنترل در مقیاس یک نانومتر را نشان داد. تعریف او از نانوتکنولوژی اینگونه بود:“نانوتکنولوژی عمدتاً شامل فرآیندهای؛ جداسازی، ادغام و تغییر شکل مواد بوسیله یک اتم یا یک مولکول است.“ با این حال دوباره واژه ی نانوتکنولوژی تا سال ۱۹۸۱ استفاده نگردید، تا اینکه در این سال اریک درکسلر که بی خبر از به کارگیری این واژه توسط تانیگوچی بود، نخستین مقاله خود با موضوع نانوتکنولوژی را منتشر کرد.

 کی اریک درکسلر (Drexler Eric. K )

کی اریک درکسلر مفهوم نانوتکنولوژی را بسط داده و معروف کرد و رشته ی نانوتکنولوژی مولکولی را بنیان نهاد. در دهه ۱۹۸۰ معنی نانوتکنولوژی بصورت قطعی ( نه تصادفی و اتفاقی) در ارتباط با اتم ها و مولکول های مجرد بصورت مفهومی و عمیق توسط اریک دکسلر شرح داده شد. وی اهمیت تکنولوژیکی پدیده ها و دستگاه ها در مقیاس نانو را از طریق سخنرانی ها و دو کتاب تأثیر گذار رواج داد. در سال ۱۹۸۰ ،درکسلر از سخنرانی انگیزشی فاینمن با عنوان ”فضای کافی در پایین دست وجود دارد“ که در سال ۱۹۵۹ ایراد کرده بود، آگاه شد.

در این زمان، درکسلر مشغول آماده کردن نخستین مقاله علمی خود با موضوع: ”مهندسی مولکولی؛ رهیافتی برای توسعه قابلیت  های عمومی جهت دستکاری مولکولی“ بود که این مقاله، سال ۱۹۸۱ در ژورنال Sciences of Academy National the of Proceedings به چاپ رسید. واژه نانوتکنولوژی (که همانند واژه نانو-تکنولوژی تانیگوچی است) بصورت مستقل، توسط درکسلر در کتاب سال ۱۹۸۶ او با عنوان( of Engines Nanotechnology of Era Coming The: Creation) موتورهای خلق: عصر ظهور نانوتکنولوژی مطرح گردید که وی در این کتاب عقیده خود در مورد آراینده در مقیاس نانو (assembler Nanoscale ) را مطرح کرد، آراینده ای که قادر به ساخت یک کپی از خود و دیگر آیتم ها با ترکیب دلخواه باشد. علاوه بر این او برای نخستین بار واژه ی goo-grey را برای شرح اتفاقاتی که ممکن است بعد از تولید ماشینی فرضی با قابلیت خود تکثیری و کارکرد مستقل پیش آید، مطرح کرد (goo-grey فرضیه ای بر باب سناریوی پایان دنیاست و شامل نانوتکنولوژی مولکولی هم می شود که در آن روبات  های خود تکثیر از کنترل خارج شده، از تمامی مواد روی زمین برای ساخت خود استفاده می کنند).

بینش درکسلر از نانوتکنولوژی ، اغلب نانوتکنولوژی مولکولی یا ساخت مولکولی خوانده می شود. سال ۱۹۹۱، پایاننامه پی اچ دی درکسلر که در آزمایشگاه رسانه MIT انجام گرفته بود، نخستین مدرک دکتری با عنوان نانوتکنولوژی مولکولی بود که (بعد از چندین ویرایش) رساله ی دکتری او با موضوع ”ماشین آلات مولکولی و ساخت نرم افزارهایی برای محاسبات“در قالب کتابی با عنوان نانوسیستم ها و با نام ”ماشین آلات مولکولی، ساخت و محاسبات“ منتشر گردید که این کتاب در سال ۱۹۹۲“ جایزه بهترین کتاب علوم کامپیوتر ناشران امریکا“ را از آن خود کرد. درکسلر در سال ۱۹۸۶ انستیتو فورسایت را با رسالت ”آمادگی برای نانوتکنولوژی“ تأسیس کرد. او هم اکنون از عضویت این مؤسسه خارج شده است.

پیشرفت های تجربی

در اوایل دهه ۱۹۸۰ ،نانوتکنولوژی و علم نانو با دو روخداد مهم به تعالی رسید: تولد علم خوشه بندی و اختراع میکروسکوپ تونلی روبشی. این رویدادها منجر به کشف فولرن ها در سال ۱۹۸۵ و چند سال بعد از آن نیز وظیفه ی ساختاری نانولوله  های کربن کشف گردید. اختراع میکروسکوپ تونلی روبشی  STM Microscope Tunneling Scanning  گرد بینینگ  Binnig Gred و هاینریش روهرر Rohrer Heinrich جایزه ۱۹۸۶ نوبل را برای اختراع میکروسکوپ تونلی روبشی (اختراع در سال ۱۹۸۱) از آن خود کردند. میکروسکوپ تونلی روبشی ابزاری برای گرفتن تصاویری در مقیاس اتمی از سطوح است که توسط گرد بینینگ و هاینریش روهرر در آزمایشگاه تحقیقات IBM  زوریخ ساخته شده و بواسطه این اختراع دو دانشمند یاد شده در سال ۱۹۸۶ برنده جایزه نوبل فیزیک شدند. سال ۱۹۸۶ بینینگ، کلوین کوات و کریستوف گربر نخستین میکروسکوپ نیروی اتمی را اختراع کردند. اولین میکروسکوپ نیروی اتمی در سال ۱۹۸۹ بصورت تجاری در دسترس قرار گرفت. دان ایگلر محقق IBM ،نخستین شخصی بود که با استفاده از میکروسکوپ تونلی روبشی در سال ۱۹۸۹ اقدام به دستکاری اتم ها کرد. او با استفاده از ۳۵ اتم زنون لوگوی IBM را هجی کرد. سال ۲۰۱۰ ایگلر به خاطر این کار در جایزه کاویل علم نانو سهیم شد.

پیشرفت ها در علم کلوئید و واسط

علم کلوئید و واسط نزدیک به یک قرن قبل از آنکه به نانوتکنولوژی ارتباطی داشته باشد، حضور داشت. نخستین مشاهده و اندازه گیری ذرات نانو در خلال اولین دهه قرن بیستم توسط ریچارد آدولف زیگموندی انجام گرفت. او برنده ی جایزه نوبل شیمی در سال ۱۹۲۵ بود. ریچارد آدولف زیگموندی بررسی دقیقی از گلد ُسل ها ( طلای کلوئیدی) و دیگر ذرات نانو با اندازه ای کمتر از ۱۰ نانومتر انجام داد. وسیله مورد استفاده او برای این کار یک فوق میکروسکوپ بود که می توانست ذرات بسیار کوچکتر از امواج نور را مشاهده کند. زیگموندی نخستین شخصی بود که از واژه نانومتر برای توصیف اندازه ذره استفاده کرد. در دهه ۱۹۲۰ ،ایرونیگ لانگمویر برنده سال ۱۹۳۲ جایزه نوبل شیمی و کاترین بی بلاجت مفهوم “ تک لایه“ ( monolayer ) را بیان کردند. تک لایه به معنی یک لایه از ماده به ضخامت یک مولکول است. در اوایل دهه ۱۹۵۰ درجاگوئین و آبریکوسووا برای نخستین بار نیرو های سطحی (forces surface ) را اندازه گیری کردند. در سال ۱۹۷۴ فرآیند لایه نشانی اتمی برای رسوب فیلم  های نازک یکدست با ضخامت یک لایه اتمی در یک زمان، توسط توموسانتولا و همکاران در فنلاند ابداع گردیده و حق انحصاری استفاده از این فرایند نیز به ابداع کنندگان آن واگذار گردید. در تحولی دیگر، ترکیب و ویژگی  های نانوکریستال های نیمه رسانا مطالعه گردید. این مطالعه منجر به افزایش سریع تعداد نانو ذرات نیمه رسانای نقاط کوانتومی (dots quantum ) گردید.

 کشف فولرن ها

هری کروتو در سال ۱۹۹۶ توانست همراه با ریچارد اسمالی و روبرت کرل بخاطر کشف فولرن باکمینستر جایزه ی نوبل شیمی را از آن خود کند. سومیو ایجیما نیز در سال ۲۰۰۸ برنده ی جایزه ی افتتاحی کاویل در علم نانو گردید که علت اعطای این جایزه به وی کشف نانولوله  های کربن در سال ۱۹۹۱ است. فولرن ها در سال ۱۹۸۵ توسط هری کروتو، ریچارد اسمالی و روبرت کرل کشف شدند. این افراد در سال ۱۹۹۶ موفق به کسب جایزه نوبل شیمی شدند. تحقیقات اسمالی در شیمی فیزیک (chemistry physical )تشکیل خوشه  های غیر آلی و نیمه رسانا را در بر گرفت.

او برای این کار از پالس پرتو های مولکولی و روشی تحت عنوان ”زمان پرواز طیف سنجی“ (Spectrometry Mass Flight of Time ) استفاده کرد. یکی از پیامد های این مهارت اسمالی، معرفی او توسط کرل به کروتو جهت بررسی اجزای گرد و غبار های فضایی بود. گرد و غبار های فضایی دانه  های غنی از کربن هستند که از ستاره  های قدیمی هم چون Corona R Borealis خارج شده اند.نتیجه همکاری کروتو، اسمالی و کرل منجر به کشف C60 و فولرن ها به عنوان سومین دگر شکل کربن بود.

اکتشافاتی که به دنبال این رویداد و سال بعد از آن بوقوع پیوست عبارتند از: فولرن  های اندوهدرال و خانواده ی بزرگی از فولرن ها. گرچه بیش از سال ۱۹۹۱ نیز تحت شرایط مختلفی نانولوله  های کربن تهیه و مشاهده شده بودند، کشف نانولوله  های کربن بیشتر به سومیو ایجیما (سال ۱۹۹۱ (از NEC نسبت داده می شود. کشف نانولوله  های کربن چند دیواره در مواد نامحلول میله  های گرافیتی قوس سوخته در سال ۱۹۹۱ و پیش بینی  های مستقل مینت مایر، دونالپ و وایت که اگر نانولوله  های کربنی تک لایه ساخته شود آنها خواهند توانست ویژگی  های عملکردی جالب توجهی را نشان دهند نخستین هیاهو را ایجاد کرد که ثمره ی حال حاضر آن نانو لوله  های کربنی است. تحقیقات در مورد نانولوله ها به اکتشافات مستقلی که توسط دونالد اس بتون در IBM و ایجیما در NEC رخ داد، سرعت بخشید. این اکتشافات عبارتند از: نانولوله  های کربن تک لایه و روشی برای تولید آنها از طریق افزودن کریستال های فلز انتقالی به کربن در تخلیه ی قوس الکتریکی .

در اوایل دهه ۱۹۹۰ ، هافمن و کرچمر از دانشگاه آریزونا به چگونگی سنتز و خالص سازی مقادیر بالای فولرن ها پی بردند. این اکتشاف، باب جدیدی را برای صدها محقق از دولت و آزمایشگاه های صنعتی جهت توصیف ویژگی ها و عملکرد فولرن ها گشود. مدت کوتاهی بعد از آن C60 doped rubidium بعنوان یک ابر رسانای میان دما (K 32=Tc ) یافت شد. در یکی از جلسات انجمن تحقیق مواد (Society Research Materials) در سال ۱۹۹۲ ،دکتر تی. ابسن به شرح یافته ها ی خود و نانولوله  های کربنی برای حضار بهت زده پرداخت. این سخنرانی موجب آن شد که حاضرین در جلسه و دیگران نیز تحت تأثیر سخنان ابسن قرار گرفته و تمام توان خود را در آزمایشگاه ها در جهت پیشبرد اکتشافات بکار گیرند.

صد ها محقق، با استفاده از ابزار های یکسان یا مشابه بکار برده شده توسط هافمن و کرچمر، رشته ی نانوتکنولوژی مبتنی بر نانولوله ها را توسعه دادند.

حمایت دولت آمریکا از نانوتکنولوژی

توسعه ی ملی نانو تکنولوژی (Initiative Nanotechnology National) میهایل روکو از بنیاد علوم ملی ایالات متحده امریکا رسماً پیشنهاد توسعه ی ملی نانوتکنولوژی را به کاخ سفید ارائه کرد. توسعه ی ملی نانوتکنولوژی (یا به طور مخفف NNI ،(برنامه ی تحقیقات و توسعه ی نانوتکنولوژی فدرال ایالات متحده است. NNI به عنوان کانون اصلی ارتباطات و همکاری، به تمامی آژانس  های فدرال مشغول در تحقیقات نانوتکنولوژی خدمت رسانی کرده و مهارت ها و تخصص  های لازم برای پیشبرد این رشته ی پیچیده ی علمی را گرد هم  آورد. اهداف MNI عبارتند از؛ ارتقا بخشی به برنامه تحقیق و توسعه نانوتکنولوژی، ترویج انتقال تکنولوژی  های جدید به محصولات برای منافع عمومی و تجاری، توسعه و حفظ منابع آموزشی، نیروی کار ماهر و تأمین زیر بنا و ابزار های پیشبرد نانوتکنولوژی و حمایت از عوامل توسعه دهنده ی نانوتکنولوژی. میهایل روکو پیشگام برنامه ی توسعه ی نانوتکنولوژی، که پیشنهاد توسعه ی ملی نانوتکنولوژی را رسماً به اداره ”علوم و خط مشی فناوری“ در زمان ریاست جمهوری کلینتون ارائه داد یکی از عاملان مهم در توسعه ی نانوتکنولوژی بود.

او در حال حاضر مشاور ارشد نانوتکنولوژی در پایگاه علوم ملی و نیز مدیر مؤسس کمیته فرعی ”انجمن ملی علم و تکنولوژی در علوم نانو، مهندسی و تکنولوژی“ است. رئیس جمهور ایالات متحده بیل کلینتون، طرفدار توسعه ی نانوتکنولوژی بود. کلینتون در ۲۱ ژانویه سال ۲۰۰۰ میلادی ّطی سخنرانی در موسسه فناوری کالیفرنیا ( CalTech ) بیان داشت:“ برخی از اهداف تحقیقاتی ممکن است ۲۰ سال یا حتی بیشتر برای به نتیجه رسیدن زمان برد، با این وجود چرایی مهم بودن آن برای دولت فدرال نیز همین موضوع است“. ارزش و مفهوم ساخت با دقت اتمی که فاینمن پیشتر بدان اشاره کرده بود، نقش مهمی در اختصاص هزینه  های تحقیقاتی به نانوتکنولوژی ایفا کرد، چنانکه در سخنرانی کلینتون نیز بدان اشاره شد:“بودجه من با ارزش ۵۰۰ میلیون دلار از قسمت اعظم برنامه ی جدید توسعه ی ملی نانوتکنولوژی حمایت می کند. موسسه فناوری کالیفرنیا با این اندیشه ی نانوتکنولوژی که قدرت دستکاری مواد در سطوح اتمی و مولکولی را دارد بیگانه نیست. بیش از ۴۰ سال پیش خود ریچارد فاینمن از موسسه فناوری کالیفرنیا سؤال کرد: چه اتفاقی خواهد افتاد اگر بتوانیم اتم ها را یکی یکی در ترتیبی که می خواهیم قرار دهیم؟“ رئیس جمهور جرج بوش پسر، سرمایه گذاری در نانوتکنولوژی را افزایش داد. در سوم دسامبر ۲۰۰۳ میلادی سند توسعه و تحقیق نانوتکنولوژی در قرن۲۱ را امضا کرد که ّطی آن به پنج آژانس مشارکت کننده اجازه ی صرف ۳/۶۳ میلیارد دلار امریکا در طول چهار سال داده شد. متمم بودجه NNI در سال مالی ۲۰۰۹ ،۱/۵ میلیارد دلار برای NNI فرا هم  کرد که نشاندهنده رشد پایدار سرمایه گذاری در نانوتکنولوژی است.

رشد آگاهی  های عمومی و مجادله ها ”

چرا آینده به ما نیاز ندارد؟“ عنوان مقاله ی نوشته شده توسط بیل جوی دانشمند ارشد شرکت ”سان مایکروسیستمز“، است که در آوریل سال ۲۰۰۰ میلادی در مجله Wired منتشر شد. او در این مقاله اظهار داشت:“قدرتمندترین تکنولوژی  های ما در قرن ۲۱؛ روباتیک، مهندسی ژنتیک و نانوتکنولوژی هستند که این علوم انسانها را تا سر حد یک گونه ی در معرض خطر تهدید می کنند. جوی بیان داشت: “ تکنولوژی  های در حال پیشرفت، بیشتر از  همه ی تکنولوژی هایی که تاکنون نمود پیدا کرده اند، خطراتی را برای انسانها در پی خواهند داشت.

تمرکز ویژه ی او بر روی ژنتیک، نانوتکنولوژی و روباتیک بود. او عنوان کرد که تکنولوژی  های مخرب قرن بیستم، مثل بمب هسته ای، به سبب پیچیدگی و هزینه ی بالا و نیز مشکلات تهیه مواد مورد نیاز، محدود به دولت های بزرگ و قدرتمند است. همچنین او از افزایش قدرت کامپیوترها نیز ابراز نگرانی کرد، نگرانی او از این بود که نهایتاً کامپیوترها با هوش تر از ما انسانها شده و منجر به ایجاد سناریوی مدینه ی فاسده ی حاصل از عصیان روبات ها گردد.

او مخصوصاً ”یونابامر“ (ریاضیدان و قاتل زنجیره ای) را در این مبحث مطرح کرد. پس از انتشار این مقاله، بیل جوی پیشنهاد داد تا فناوری ها برای سنجش خطرات صریح و آشکارشان مورد ارزیابی قرار گرفته و نیز از دانشمندان خواست تا از انجام اقداماتی که خطرات بالقوه را در پی دارند اجتناب کنند. در کتاب سال ۲۰۰۱ خط مشی تکنولوژی و علوم Science of Advancement the for Association American AAAS مقاله ای با عنوان ”پاسخ به بیل جوی و دل تنگی و عذاب پیشگامان فناوری“ بیل جوی را به خاطر صرف دید تکنولوژیکی خود در پیش بینی اش و عدم در نظر گرفتن فاکتور های اجتماعی، مورد انتقاد قرار داد. در کتاب ”تکینگی نزدیک است“ ری کرزویل، پرسشی در مورد مهار خطرات بالقوه تکنولوژی مطرح کرده و پرسید“ آیا ما بایستی به میلیون ها فرد مبتلا به سرطان و دیگر بیماری های مهلک بگوییم که توسعه ی تمامی رشته  های درمانی مهندسی زیستی را لغو می کنیم، چرا که ممکن است، همین تکنولوژی برای اهداف خبیصانه مورد استفاده قرار گیرد!؟

“ Pray

Pray عنوان رمانی نوشته ی میشل کریچنون است که مشخصات جمعیت تصنعی نانوروبات هایی را بیان می کند که با هوش تر شده و موجب ترس مخترعانشان می شوند. این رومان یک نگرانی را در انجمن نانوتکنولوژی آفرید که به خاطر ایجاد ترس در زندگی واقعی، موجب درک عامه ی ناصحیح و متضاد از نانوتکنولوژی گردد. مباحثه ی درکسلر و اسمالی ریچارد اسمالی یکی از کاشفان فولرن ها، درگیر یک بحث عمومی با اریک درکسلر در مورد امکان وجود “ آراینده  های مولکولی“ (assemblers molecular) گردید.

مباحثه ی درکسلر و اسمالی

ریچارد اسمالی یکی از کاشفان فولرن ها، درگیر یک بحث عمومی با اریک درکسلر در مورد امکان وجود “ آراینده  های مولکولی“ (assemblers molecular) گردید.

ریچارد اسمالی که معروفیت او بخاطر همکاری در کشف مولکول شبیه توپ فوتبال ”باکی بال“ بوده و به همین خاطر نیز طرفدار نانوتکنولوژی و بسیاری ازکارکرد های آن است، به طور صریح منتقد نظریه ی آراینده  های مولکولی که مورد حمایت اریک درکسلر است، می باشد. در سال ۲۰۰۱ با انتشار مقاله ای در نشریه ی American Scentific اسمالی از اندیشه ی ”آراینده  های فراگیر“ (assemblers universal )انتقاد کرد، که نتیجه ی آن استدلال متقابل درکسلر و همکاران در سال بعد از آن و نهایتاً تبادل نامه  های سرگشاده در سال ۲۰۰۳ بود. اسمالی اقدام درکسلر در نانوتکنولوژی را ساده لوحانه انگاشته و بیان داشت که علم شیمی بسیار پیچیده است و کنترل واکنش ها بسیار سخت بوده و ”آراینده ی فراگیر“ تنها یک تخیل علمی است. اسمالی معتقد بود چنین آراینده هایی از لحاظ فیزیکی غیر ممکن هستند و اعتراضات علمی را بر علیه آن بر پا کرد.

دو اعتراض اساسی و تکنیکی او که وی آنها را ”مشکل انگشتان چاق“ و ”مشکل انگشتان چسبناک“ نامیده است، امکان وجود آراینده  های مولکولی که قادر به انتخاب و جایگذاری دقیق اتم ها باشند را مورد انتقاد قرار می دهد. علاوه بر این او بر این عقیده است که گمانه زنی  های درکسلر در مورد خطرات آخرالزمانی آراینده های مولکولی، حمایت عمومی از توسعه ی فناوری نانو را تهدید می کند. در ابتدا اسمالی اظهار داشت که ”انگشت  های چاق“ نانوتکنولوژی مولکولی را غیر ممکن میکند. وی بعداً چنین بیان کرد که نانوماشین ها بایستی بیشتر شبیه آنزیم  های شیمیایی باشند تا آراینده  های درکسلر و علاوه بر آن بتوانند تنها در آب فعالیت کنند. او بر این باور بود که این امر مانع تحقق کارکرد آراینده  های مولکولی است به نحوی که بتوانند اتم  های منحصر به فرد را برداشته و جای گذاری کنند.

همچنین اسمالی اظهار داشت که تقریباً کل شیمی نوین واکنش هایی را شامل می شود که در یک حلال بوقوع پیوندند ( ً معمولا آب)، چرا که مولکول های کوچک یک حلال، تأثیرات بسیاری  هم چون کاهش انرژی پیوند برای حالات انتقالی را باعث می شوند. از آنجاییکه تمامی واکنش  های شناخته شده شیمیایی به یک حلال نیاز دارند، اسمالی پنداشت که پیشنهاد درکسلر برای استفاده از یک فضای با خلأ زیاد، شدنی نیست.

اسمالی معتقد بود که گمانه زنی  های درکسلر در مورد خطرات آخرالزمانی ماشین  های خود ترمیم که معادل با آراینده  های مولکولی شمرده شده بود، حمایت عمومی از نانوتکنولوژی را تحت الشعاع قرار قرار خواهد داد. برای پرداختن به بحث درکسلر و اسمالی پیرامون آراینده  های مولکولی، مجله ی and Chemical News Engineering مقاله ای از نقطه نظرات این دو که شامل نامه  های مبادله شده حول موضوع آراینده  های مولکولی بود را منتشر کرد. درکسلر و همکاران سال ۲۰۰۱ در یک نشریه به دو مسئله ی مورد اعتراض اسمالی پاسخ دادند. آنها بیان داشتند که درکسلر هرگز آراینده  های فراگیر را به طوری که قادر به ایجاد مطلق هر چیز باشند مطرح نکرده، بلکه چنین بیان داشته که تعداد بیشتر آراینده  های محدود، قادر به ایجاد موارد زیاد و متنوعی هستند. آنها ارتباط اظهارات اسمالی با پیشنهادات ویژه ی سطح بالا در نانوسیستم ها را به چالش کشیدند

درکسلر هر دو ادعای اسمالی را ”مغالطه ی پهلوان پنبه“ انگاشته و در مورد آنزیم ها به نوشته ی پروفسور کلیبانو در سال ۱۹۹۴ اشاره کرد: ”… استفاده از آنزیم در حلال  های آلی چندین مانع را برطرف می سازد…“ درکسلر در مورد نانوسیستم ها نیز به این موضوع پرداخته و بصورت ریاضیاتی نشان داد که کاتالیزور های خوب طراحی شده، می توانند اثرات یک حلال را ایجاد کرده و حتی مؤثرتر از واکنش حلال/آنزیم واقع شوند. درکسلر در برقراری ارتباط با اسمالی جهت پاسخ به وی با مشکل روبرو بود، ولی در سال ۲۰۰۳ ،مجله ی News Engineering and Chemical یک بحث چهار قسمته را به راه انداخت.

ری کرزویل چهار صفحه از کتاب ”تکینگی نزدیک است“ را برای نشان دادن عدم اعتبار اظهارات ریچارد اسمالی اختصاص داده و نقطه به نقطه ی آنها را مورد بحث قرار داد. کرزویل در خاتمه ی این چهار صفحه بیان داشت که نقطه نظرات درکسلر بسیار عملی بوده و حتی پیش از این نیز بوقوع پیوسته اند. گزارش انجمن سلطنتی در مورد پیامد های نانوتکنولوژی

گزارش سال ۲۰۰۴ انجمن سلطنتی و آکادمی مهندسی سلطنتی در مورد علوم نانو و فناوری  های نانو موجب نگرانی شاهزاده چارلز در مورد نانوتکنولوژی که شاملساخت مولکولی نیز می شد، گردید. با این وجود در گزارش سخنی از ساخت مولکولی نبود. در واقع خود واژه ی درکسلر تنها یکبار در متن گزارش آمده بود و ساخت مولکولی یا نانوتکنولوژی مولکولی به هیچ وجه مطرح نشده بود.

مقاله، خطرات مختلف فناوری  های نانو  هم چون مبحث مواد سمی ذرات نانو را پوشش داده بود. علاوه بر آن مرور سودمندی بر چندین زمینه در مقیاس نانو انجام گرفته بود. این گزارش شامل یک ضمیمه در مورد goo-gray) یک سناریوی آخرالزمانی مرتبط با عصیان ربات ها)  بود که نوع ضعیف تری از بحث مشاجره انگیز ریچارد سمالی بر علیه ساخت مولکولی را بیان می کرد. نتیجه گیری این مقاله آن بود که مدرکی ّ دال بر توسعه ی نانو ماشین  های خودکار و خودتکثیر در آینده ی نزدیک وجود  نداشته و پیشنهاد کرد که بازرسان بایستی بیشتر نگران مسئله ی سمیت ذرات نانو باشند.