წარმომიდგენია თქვენი რეაქცია, ვინმემ რომ გითხრათ, მყარი სხეულის დასადნობად არ არის სავალდებულო ტემპერატურა. დაახლოებით ისეთივე იქნება, როგორიც იყო ჩემი რეაქცია, როცა პროფესორ ალექსი გერასიმოვის მოხსენება მოვისმინე ნანოტექნოლოგიების საერთაშორისო კონფერენციაზე, სადაც მან განაცხადა: „ნივთიერების ყველა კოლექტიური თვისება (აგრეგატული მდგომარეობა, სითბოტევადობა, სითბოგამტარობა, ელექტროგამტარობა, ოპტიკური და აკუსტიკური თვისებები, სისალე, სიბლანტე) განისაზღვრება მხოლოდ ქიმიური ბმების მდგომარეობით მოცემულ პირობებში და ყველა პროცესი, რომელიც ჩვეულებრივ ტარდება მაღალ ტემპერატურებზე, შეიძლება ჩატარდეს გაცილებით დაბალ ტემპერატურებზე (ინტეგრალური სქემების შექმნის ჩვენი დაბალტემპერატურული ტექნოლოგიები: Si, GaAr, SiC)“.
დარბაზი სავსე იყო ფიზიკოსებით, მსოფლიოს 21 ქვეყნის წარმომადგენელი გერასიმოვის ახალ სიტყვას ფიზიკაში აღფრთოვანებით შეხვდა. ეს ახალი სიტყვაა ნანოტექნოლოგიებში, რომელიც საქართველოშია დაპატენტებული, მაგრამ „ამბრელა პატენტი“ მხოლოდ იმიტომ არ იცავს, რომ ეს ძალიან ძვირი, 50-ათასიანი სიამოვნებაა. დღეს არა, მაგრამ ხვალ შეიძლება გერასიმოვის აღმოჩენა მსოფლიოს ნებისმიერ ქვეყანაში რეალობად აქციონ, ისე, რომ ეს ქართული გამოგონება სხვის საკუთრებად გამოცხადდეს. მით უმეტეს, რომ საქართველოს ტექნიკურ უნივერსიტეტში, ნანოტექნოლოგიების მიმართულებით საკმაოდ აქტიურად მუშაობს რამდენიმე ჯგუფი - დალი ჯიშიაშვილის, გუჯა ქუთელიას, ალექსი გერასიმოვის, კახა გორგაძის, მიხეილ ვეფხვაძის ხელმძღვანელობით და ყველა ამ ჯგუფს საკმაოდ საინტერესო შრომები და გამოგონებები აქვს. დღეს თამამად შეიძლება ითქვას, რომ ტექნიკურ უნივერსიტეტს სერიოზული ნანობაზა გააჩნია.
24 ნოემბერს ბატონი ალექსი გერასიმოვი ვენაში, კონფერენციაზე - „რელიგია და მეცნიერება“ - მოხსენებით გამოვიდა, სადაც მეცნიერებმა იმსჯელეს ძალიან საინტერესო თემაზე, რომელიც მსოფლიოს წინაშე წარმოქმნილ ახალ წინაღობასა და ფიზიკაში თქმულ ახალ სიტყვას ეხება.
ყველაფერი დაიწყო რამდენიმე დღის წინ, საქართველოს ტექნიკურ უნივერსიტეტში მიმდინარე მე-5 საერთაშორისო კონფერენციაზე „ნანოტექნოლოგიები“ (ნანო-2018). კონფერენციას ესწრებოდა მსოფლიოს 21 ქვეყნის 150 წამყვანი ფიზიკოსი, წარმოდგენილი იყო 140-ზე მეტი სამეცნიერო ნაშრომი - ახალი კვლევა, ახალი შედეგები. კონფერენცია საქართველოში ორ წელიწადში ერთხელ ტარდება. თავდაპირველად, 10 წლის წინ, კონფერენციაზე მხოლოდ რვა სამეცნიერო ნაშრომი იყო გამოტანილი, ორი წლის შემდეგ - 30. მომდევნო წლებში ინტერესი თანდათან გაიზარდა და წელს უკვე მეცნიერთა ნაშრომების რაოდენობაზე აისახა. ნანოტექნოლოგიები ფიზიკაში ჯერ კიდევ ახალი სიტყვაა, მიუხედავად იმისა, რომ მეტეორული სისწრაფით ვითარდება.
1959 წელს ამერიკელმა ფიზიკოსმა, რიჩარდ ფეინმანმა თავის მოხსენებაში - “იქ ქვევით საკმარისი ადგილია” - პირველად წამოაყენა მოსაზრება, რომ ატომების გადაადგილება მექანიკურად, მანიპულატორების საშუალებითაა შესაძლებელი. ითვლება, რომ ეს იყო პირველი ნაბიჯი ნანოტექნოლოგიების განვითარებაში. ტერმინი „ნანოტექნოლოგია“ პირველად 1974 წელს გამოიყენა ტოკიოს უნივერსიტეტის პროფესორმა, ნორიო ტანიგუჩიმ. მან ამ ტერმინით რამდენიმე ნანომეტრის ზომის ობიექტის შექმნა განსაზღვრა. დღეისათვის ნანოტექნოლოგია ფუნდამენტური და გამოყენებითი მეცნიერებისა და ტექნიკის დისციპლინათშორისი სფეროა, რომელიც საგნების ატომურ და მოლეკულურ დონეზე მანიპულირების მეთოდებსა და ხერხებს შეისწავლის.ზოგადად, ნანოტექნოლოგია იკვლევს სტრუქტურებს, რომელთა ზომა 100 ნანომეტრს არ აღემატება და მოიცავს მასალებისა და მოწყობილობების შემუშავებას ამ ზომის ფარგლებში. ნანოტექნოლოგია უკიდურესად მრავალფეროვანია და მოიცავს, როგორც არსებული მოწყობილობების ახლებურად აწყობის საშუალებებს, ისე სრულიად ახალი მასალების შექმნას ნანოშკალის დონეზე. ნანოტექნოლოგიას აქვს პოტენციალი შექმნას მრავალი ახალი მოწყობილობა, რომელთა გამოყენება შესაძლებელი იქნება სხვადასხვა დარგში.
„ყველა ნივთიერებას აქვს თავისი თვისებები, ეს იქნება დნობის ტემპერატურა, გამტარობა, სიმტკიცე თუ სხვ. ნებისმიერი ნივთიერება, რა ზომისაც არ უნდა აიღოთ, დნება ერთ ტემპერატურაზე. მაგალითად ავიღოთ ოქრო, მისი დნობის ტემპერატურა 1300 გრადუსის ფარგლებშია. აღმოჩენამ, რომლის რადიუსი მეტრის მემილიარდედია და რომელსაც ნანონაწილაკი ჰქვია (ყველაზე პატარა 400 ატომია), სხვა მოცემულობა მოგვცა. ნანონაწილაკის თვისებები დამოკიდებულია ზომაზე. ოქრო ნანონაწილაკამდე რომ შეამცირო, ის დნობას 400 გრადუსზე დაიწყებს“, - ამ თემით დაიწყო ბატონმა ალექსი გერასიმოვმა (ფიზიკოსი, საქართველოს ტექნიკური უნივერსიტეტის პროფესორი, საინჟინრო აკადემიის ნამდვილი წევრი) ჩემთან საუბარი. ჩვენ თავიდანვე შევთანხმდით, რომ ინტერვიუ გასაგები უნდა ყოფილიყო ყველასთვის - ჩემთვის, თქვენთვის, არაფიზიკოსებისთვის. რამდენად შევძელით ეს, არ ვიცი, მაგრამ ძალიან საინტერესო თემებს რომ შევეხეთ, ამის დასტური ეს ინტერვიუ ნამდვილად არის.
- ავიღოთ ე.წ. ფლეშ-მეხსიერება, რაც მიკროელექტრონიკაა. რას ნიშნავს ეს? ეს არის მეტრის მემილიონედი ნაწილის ზომის ხელსაწყო. წარმოვიდგინოთ, რომ „ფლეში“ აწყობილია ძველი ტექნოლოგიებით, ვთქვათ, ჩვეულებრივი ტელეფონის ტექნიკით, იცით რა მოცულობას დაიკავებს? დაახლოებით, ორი კორპუსის ზომის იქნება. „ფლეში“ ათასჯერ რომ შემცირდეს, ეს უკვე ნანოა, მას ვერ დაინახავთ. ნანოტექნოლოგიებით შეიძლება გააკეთო კომპიუტერი, იმდენად მცირე ზომის, რომ სისხლში შევიდეს და იმოძრაოს, მას ექნება თავისი დეტექტორი, რომელიც გადმოსცემს დაავადებას.
- ჩიპები?
- არა, ეს ნანო არაა, მიკროა. ნანო უფრო მცირეა და ისე მოძრაობს ორგანიზმში, ხელს არაფერს უშლის.
- ორგანიზმში თავად რომ შექმნას პრობლემა, გამორიცხულია?
- თუ დააპროგრამებ, რა თქმა უნდა, შეუძლია.
- ორგანიზმთან შეუთავსებლობა არ ახასიათებს?
- არავითარი. ის არის უცხო ნაწილაკი, რომელიც სისხლთან ერთად მოძრაობს.
- ნანოჩიპი ჩარევაა.
- რასაკვირველია, ჩარევაა. მაგრამ თუ საკეთილდღეოდ იყენებ, წამალია. ვთქვათ, თქვენ გტკივათ თავი, იღებთ ტკივილგამაყუჩებელ აბს. ამ აბიდან რა ნაწილი ხვდება თქვენს თავთან? იმ ადგილთან, სადაც გტკივათ?
- ალბათ ცოტა.
- დიახ, ძალიან ცოტა, დანარჩენი იფანტება ორგანიზმში და სხეულის სხვა ნაწილებს წამლავს, უკუჩვენება აქვს. წარმოდიგინეთ, გაქვთ ნანოჩიპი, რომელიც მივა იქ, სადაც საჭიროა, სადაც ტკივილია და არ მოწამლავს არაფერს.
- მთელი ცხოვრება ივლის ასე ეს ჩიპი?
- არა, არა, შეგიყვანენ ერთხელ, მაგრამ მთელი ცხოვრება შეგიძლიათ გქონდეთ ერთგვარი დეტექტორი, რომელიც ივლის ორგანიზმში და დაგისვამთ დიაგნოზს. ესაა ერთგვარი მოძრავი დიაგნოსტიკა, რაც ზრდის ადამიანის ცხოვრების ხანგრძლივობას - ადრეულ სტადიაზე აღმოაჩენთ დაავადებას და უმკურნალებთ. ეს დადებითი მხარეა, მაგრამ შეიძლება თქვენ ისე დააპროგრამოთ, რომ მივიდეს ტვინის იმ ადგილამდე, რომელიც იღებს ბრძანებებს, თუ ბრძანება იქნება მოკალი დედა, მოკლავ.
- ზომბირება.
- დიახ. ზომბირება მოხდება. ყველა აღმოჩენას აქვს ორი მხარე - დადებითი და უარყოფითი. ეთიკა იმაში მდგომარეობს, რომ ადამიანმა არ უნდა გამოიყენოს ტექნიკის ახალი სიტყვა კაცობრიობის საწინააღმდეგოდ.
- როგორც იარაღი.
- რა თქმა უნდა. როცა მიხვდნენ, რომ ენერგია არის ატომში, პირველ რიგში ბომბი გააკეთეს, შემდეგ ელექტროსადგური. ამიტომ, ყველაფერი დამოკიდებულია ადამიანის ეთიკაზე. ფიზიკის ახალი ნაწილი, რომელსაც დაერქვა ნანოფიზიკა, გამოიყენეს ნანოტექნოლოგიებში, უკვე ბევრ სფეროშია ნანოტექნოლოგია დანერგილი, მედიცინაში და სხვაგან.
- როგორ დავიცვათ ახალი მიღწევები, რომ არ იქნას გამოყენებული კაცობრიობის წინააღმდეგ?
- მედიკოსებმა და ფიზიკოსებმა ერთად უნდა იმუშაონ. არის წამლები, რომელიც ცვლის ადამიანის კუნთების მდგომარეობას, მედიკამენტები, რომელიც ძალას მატებს...
- დოპინგი.
- დიახ, და ეს აკრძალულია. ნანოტექნოლოგიები ძალიან პერსპექტიულია.
- მე როგორც ვიცი, უკვე გააკეთეს ბომბი, რომელიც თავისი ნგრევის შედეგით ატომურ ბომბს არ ჩამოუვარდება, მაგრამ ატომური ბომბს რომ ააფეთქებ, რადიაცია შეიძლება ჰაერით, მიწისქვეშა წყლით შენთანაც მოვიდეს, ამიტომ აქვს თავისი მუხრუჭი.
- ნანობომბს მუხრუჭი არ აქვს, ააფეთქებ, ყველაფერს დაანგრევს, მაგრამ მეორე დღეს შეგიძლია მიწა დაამუშავო და მოსავალიც მიიღო.
- როგორც ვიცი, ამერიკელებმა და რუსებმა უკვე გამოსცადეს ნანობომბი. მე თუ მკითხავთ, ყველაზე საშინელი ამ ბომბების დასახელებაა: ამერიკელებმა დაარქვეს „დედა-ბომბი“ - ყველაზე მაგარიაო. რუსებმა გააკეთეს სამჯერ ძლიერი და ამერიკელების ჯინაზე დაარქვეს „მამა ბომბი“.
- დიახ, სამწუხაროდ ასეა. მაგრამ ნანოტექნოლოგიებმა შეიძლება მრავალი პრობლემა გადაჭრას.
- მაგრამ წარმოქმნის კიდეც...
- დიახ, რასაკვირველია. ამიტომ, მეცნიერება ერთ ადგილზე ხომ არ გაიყინება? ეს მორალზეა დამოკიდებული. დადებითად გამოვიყენოთ! მაშინ, როცა უამრავი შესაძლებლობაა, გააუმჯობესო ყოფა. ფანტასტიკური შესაძლებლობლები ისახება, ამიტომ, მთელ მსოფლიოში დიდი ყურადღება ექცევა ნანოფიზიკას. ყველა ქვეყანაში, რომელსაც აქვს პრეტენზია, რომ მეცნიერება განავითაროს, ტარდება მსგავსი კონფერენციები. ჩვენ პრეტენზია გვაქვს, საქართველოს მეცნიერები ყველაზე საუკეთესოები იყვნენ. საბჭოთა მეცნიერება იყო ყველაზე ძლიერი დედამიწაზე, საბჭოთა მეცნიერებს შორის, ქართველებს მხოლოდ მოსკოვი და ლენინგრადი გვისწრებდა, სხვა ვერავინ.
- იქაც ბევრი ქართველი მოღვაწეობდა, როგორც ვიცი.
- დიახ. ჩვენთან უკვე მეხუთედ ტარდება საერთაშორისო კონფერენცია. თუ პირველ კონფერენციაზე 8 შრომა იყო გამოგზავნილი და არავინ ჩამოვიდა, მეორე ჯერზე 15 მეცნიერი გვესტუმრა და 30 ნაშრომს გავეცანით. შემდეგ კი, 36 ქვეყნიდან 100-ზე მეტი სამეცნიერო ნაშრომი იქნა წარმოდგენილი. წლევანდელ კონფერენციაზე უკვე 140-ზე მეტი სამეცნიერო კვლევაა გამოტანილი.
- თქვენი მოხსენების შესახებ მიამბეთ. ამბობენ, რომ ეს გადატრიალება.
- მე ვამტკიცებ და ვაკეთებ კიდეც. მე შემიძლია მეტალი დავადნო ოთახის ტემპერატურაზე. ყველაფერი ატომებისგან შედგება, ისინი ერთმანეთთან დაკავშირებულნი არიან ქიმიური ბმებით. სხეული რომ დადნეს, ეს ქიმიური ბმები უნდა მოყანყალდეს, რასაც აკეთებენ ტემპერატურით, მაგრამ თუ შენ მასზე იმოქმედებ, გადაჭრი ამ ბმას სინათლის საშუალებით, მიიღებ შედეგს. მე სინათლის საშუალებით ვადნობ მეტალს ოთახის ტემპერატურაზე. ადამიანი აღმოაჩენს და აკვირდება მოვლენებს, ცდილობს დაადგინოს მათ შორის კავშირები, შექმნას კანონები. დროთა განმავლობაში იზრდება აღმოჩენილი მოვლენების რიცხვი, რომელთა ახსნა უკვე შექმნილი კანონებით ვერ ხერხდება. მაშინ იქმნება ახალი კანონები და თეორიები (მაგალითები: ატომი, სამყაროს წარმოშობა). სითბური ზეგავლენით ნივთიერების თვისებების ცვლილების მეცნიერული შესწავლის პირველი მცდელობა იყო თერმოდინამიკა. მიუხედავად იმისა, რომ იგი ნივთიერებას განიხილავდა, როგორც უწყვეტ სუბსტანციას, მან მაინც მისცა ბიძგი ტექნოლოგიების განვითარებას (ორთქლის მანქანა), მაგრამ ვერ ახსნა ბევრი იმ დროისთვის უკვე ცნობილი მოვლენა. ამან გამოიწვია ნივთიერების დისკრეტულობის შესახებ ახალი წარმოდგენების შექმნა მოლეკულურ-კინეტიკური თეორიის (მკთ) სახით, რამაც უამრავი ახალი ტექნოლოგიის შექმნა განაპირობა. შეიძლება თამამად ითქვას, რომ თითქმის ყველაფერს, რაც ადამიანის მიერაა შექმნილი, საფუძვლად უდევს მკთ! მაგრამ ბოლო 40-50 წლის განმავლობაში აღმოაჩინეს უამრავი მოვლენა არა მარტო ნანოზომებიან, არამედ ჩვეულებრივი ზომების მქონე ნივთიერებებში, რომელთა ახსნა მკთ-ს არ ძალუძს. კრიოგენული ტემპერატურების არეში კი იგი საერთოდ უძლურია! ეს ცალსახად მეტყველებს იმაზე, რომ საჭიროა ახალ წარმოდგენებზე გადასვლა! ჩვენ ვტავაზობთ ახალი წარმოდგენას - „მპთ“-ს. განსხვავებით მკთ-სგან, რომელიც ნივთიერებას ატომურ დონეზე განიხილავს, მპთ კი მას უფრო პრეცესიულ ელექტრონულ დონეზე განიხილავს, რაც ხორციელდება იმით, რომ იგი მხედველობაში იღებს ქიმიური ბმების მდგომარეობის ცვლილებას მოვლენის არსებობის მთელ პროცესში. ამ თემაზე რომ დეტალურად ვისაუბროთ, ძალიან ვრცელი გამოვა ჩვენი ინტერვიუ და ჩვენ ხომ შევთანხმდით, თქვენთვის გასაგებად ამეხსნა დეტალები? მე მგონი ეს შევძელი.
მოამზადა დარეჯან მეფარიშვილმა
