1959 – Plenty of room – De term nanotechnologie valt niet één keer tijdens de speech van de Amerikaanse natuurkundige Richard Feynman in 1959, tijdens de jaarlijkse samenkomst van natuurkundigen.
Toch wordt hij jaren ná die speech beschouwd als geestelijk vader van nanotechnologie.
In het praatje ‘There’s plenty of room at the bottom’ vertelt hij dat hij geen natuurkundige belemmeringen ziet om kleine schaal te werken. En met kleine schaal bedoelt hij héle kleine schaal. Hij ziet mogelijkheden om leestekens met een factor 25 000 te verkleinen en zo de volledige, 24-delen tellende Encyclopedia Brittanica op een speldenknop af te drukken.
Hij werpt de vraag op wat er met de rekenkracht van computers gebeurt als de onderdelen enkele tientallen atomen breed zijn. Computers kunnen ingewikkelde analyses maken, zonder dat ze van het formaat Pentagon hoeven te zijn.
Wat dat betekent? We kunnen apparaten bouwen die zichzelf op kleine schaal kunnen nabouwen, die zichzelf dus weer op nóg kleinere schaal kunnen nabouwen. Hij voorspelt machientjes die je inslikt of die je in een ader stopt – en die rond kunnen kijken ín je hart. Ze ondersteunen een werkend hart. ‘Swallowing the doctor.’ Waarom niet?
De natuurwetten maken uiteindelijk zelfs mogelijk om deeltjes op atomair te manipuleren en te organiseren. We kunnen nieuwe materialen maken met nieuwe eigenschappen én nieuwe mogelijkheden.
Hij voorspelt dat het kan, maar weet in 1959 nog niet hóe.
1974 – Norio Taniguchi
De Japanse onderzoeker Norio Tamiguchi is de eerste wetenschapper die de term nanotechnologie gebruikt en de term van een definitie voorziet: ‘Nanotechnologie bestaat vooral uit het bewerken, scheiden, vastleggen en vervormen van materialen door een atoom of molecuul te manipuleren.’ Hij gebruikt de term in zijn onderzoek naar halfgeleiders.
1981 – Atomen verplaatsbaar
Met de uitvinding van de Scanning Tunneling Microscope door IBM worden individuele atomen niet alleen zichtbaar, ook is het nu mogelijk om de atomen met een naald individueel op te pakken en te verplaatsen. Doordat de naald gebruik maakt van elektrische stromen om de atomen te geleiden, werkt de techniek alleen bij atomen die elektrisch geleidend zijn.
1985 – Buckyball
Een groep wetenschappers, waaronder Richard Smalley, ontdekt een koolstofmolekuul dat uit zestig koolstofatomen bestaat. Het ding ziet eruit als een voetbal en bestaat uit louter vijfhoeken en zeshoeken. Biochemici hopen het molekuul in de toekomst te kunnen gebruiken om medicijnen door het lichaam te vervoeren. In combinatie met bepaalde metaalatomen zijn de ballen supergeleidend.
1986 – Nanomachines op hol
Nanotechnologie en de beloftes die ermee gepaard gaan, bereiken het grote publiek. Wetenschapper Eric Drexler schrijft het boek Engines of Creation: The Coming Era of Nanotechnology. Hierin breidt hij de theorie van Feynman uit en maakt deze begrijpelijk voor het grote publiek. Hij beschrijft hoe nanomachines in de toekomst goedkope materialen en zonnepanelen kunnen maken en hoe ze het menselijk lichaam kunnen genezen van zo’n beetje elke kwaal. Ondertussen ruimen nanomachines radio-actief afval en andere giftige stoffen op. Daarnaast beschrijft hij ook een doemscenario: de ‘grey goo’. Hierin maken nanomachines kopieën van zichzelf en groeien ze exponentieel in aantal. De mens verliest de controle, waarna ze alles op aarde, inclusief de mensen, vernietigen.
1986 – Atoomkrachtmicroscoop
Een paar jaar na de uitvinding van de Scanning Tunneling Microscope komt de atoomkrachtmicroscoop. Deze kan ook niet-geleidende deeltjes waarnemen en verplaatsen.
1989 – Kleinste logo ooit
IBM toont op ludieke wijze aan dat atomen zich tegenwoordig laten manipuleren. Met xenonatomen wordt het IBM-logo ‘geschreven’ op nikkelkristal. Het laat zien waar wetenschappers inmiddels toe in staat zijn. Tegelijk toont het aan dat de toekomst zoals Eric Drexler die enkele jaren eerder schetste nog erg ver weg is.
1991 – Nanobuizen
Zes jaar na de buckeyball ontdekt de Japanner Sumio Iijima de koolstofnanobuis. Dat zijn holle buisjes de worden gevormd door koolstofatomen. Ze zijn goed geschikt om elektriciteit en warmte mee te geleiden en het zijn zeer sterke materialen. Volgens onderzoekers zijn er talloze toepassingen: in sensoren, chips en zelfs als bouwmateriaal voor vliegtuigen of auto’s.
1999 – Moleculaire motor
Veertig jaar nadat Richard Feyman machientjes op nanoschaal aankondigde, ontdekt een groep wetenschappers, waaronder de Groningse onderzoeker Ben Feringa, moleculen die onder invloed van licht of chemicaliën gaan draaien. Deze ‘nanomotoren’ kunnen andere moleculen verplaatsen. Het is stap 1 in de ontwikkeling van een heuse nano-auto. Hebben zij de basis gelegd voor de machientjes die Feynman voorspelde?
2004 – Wonderstof
Na de buckyball en nanobuisjes ontdekken de Andre Geim en Konstantin Novoselov een nieuwe en nóg meer belovende vorm van koolstof: grafeen. Het is nauwelijks kapot te krijgen, het geleidt elektriciteit net zo goed als koper, het geleidt warmte als de beste, is buigzaam én transparant. Een zeldzame combinatie van eigenschappen. De heren worden in 2010 beloond met de Nobelprijs. En de EU steekt bijna tien jaar later 1 miljard euro in onderzoek naar deze ‘wonderstof’. Toepassingen die worden genoemd variëren van oprolbare horloges en snelle chips tot ruimteschepen en superbatterijen.
2010 – Synthetisch leven
De eerste, primitieve vorm van synthetisch leven is een feit. Amerikaanse onderzoekers onder leiding van Craig Venter hebben een lege cel laten functioneren én delen met kunstmatig dna. Het is de eerste vorm van synthetisch leven, zeggen de onderzoekers. Mogelijkheden? Uiteindelijk is het de bedoeling om synthetische bacteriën te kweken die brandstof, voedingsstoffen of medicijnen als een griepvaccin produceren.
2013 – Kunst
Ook voor kunstenaars en designers biedt nanotechnologie ‘plenty of room’ om hun creativiteit te botvieren. Zo heeft wetenschapper en filosoof Koert van Mensvoort de Nanosupermarkt opgericht. Dat is een rondrijdende supermarkt vol speculatieve producten die wellicht ooit mogelijk zijn dankzij nanotechnologie.
Het assortiment varieert van een zwempak dat zuurstof opneemt uit zeewater en interactieve muurverf tot parfum-in-een-pil die via de poriën het lichaam verlaat en bio-schoenen die je zelf kan kweken.
Volgens ‘bedrijfsleider’ Van Mensvoort is de impact van nanotechnologie op de samenleving groot en is de winkel bedoeld om mensen na te laten denken over welke kant we op we op willen met nanotechnologie.
