(mit Inhalten aus dem Buch:
"Geheimtechnologien", Bohmeier Verlag,
Lübeck, von Dr. Carlos Calvet)
Dr. Carlos Calvet Neue
Physik und -Technologien
Francisco Corbera, 15
E-08360 Canet de Mar (Barcelona) [email protected]
Spanien www.alien.de/hyperspace/home.htm
www.telefonica.net/web/planckworld
Zwar wurde der
Begriff „Nanotechnologie“ erst vor Kurzem von Eric Drexler in den 60-er Jahren,
in seinem Buch „Engines of Creation” geprägt, doch täuscht uns das, eine nicht
reale Wirklichkeit vor.
Nanotechnologie
gibt es schon seit Anbeginn des Lebens. Das bedeutet: auf der Erde, seit circa
3,5 Milliarden Jahre.
Was aber hat es
mit diesem Begriff auf sich? Warum scheint uns allen, dieser Begriff so
vertraut, doch, wenn wir genau hinschauen, verstehen wir ihn doch nicht?
Manche würden
sagen: er steckt in uns allen als Erinnerung an längst vergangene Zeiten. Und
vielleicht ist das gar nicht mal so falsch, denn: „„...Die Molekulartechnik ist
dabei der Versuch des Menschen, die oben [im Buch] geschilderte Biomaschinerie
nachzuahmen. Diese Technik nennt sich auch Nanotechnologie, weil der Nanometer
(ein Millionstel Millimeter) das Maß der Moleküle ist. Beim Mikrometer (ein
Tausendstel Millimeter) angelangt, befinden wir uns bereits im Reich der
Bakterien und der kleinen Zellen. Dieses Reich ist jedoch noch (etwa 1000 mal)
zu groß für die Manipulation von Molekülen. Und anders herum, wenn wir uns ins
Reich des Picometers begeben (das ist ein Milliardstel Millimeter), befinden
wir uns bereits im Reich der Atome. Und das ist schon zu klein um noch Moleküle
handhaben zu können. Aus diesem Grund müssen wir uns im Nanobereich aufhalten –
daher auch der geheimnisvolle Name, „Nanotechnologie“.““
Der Nanobereich
umfasst also alles, was sich zwischen der Größe eines Atoms und einer
Stecknadelspitze befindet – prinzipiell also Moleküle, und je größer, desto
besser, da sie leichter zu handhaben sind.
Man sagt
weiterhin, der Mensch würde mit seiner Technologie die Natur nachahmen - so z.
B. die Tätigkeiten im Inneren von lebenden Zellen. Doch auch hier begehen wir
wahrscheinlich wieder den selben Fehler und behaupten quasi, dass Technologie
und Natur nichts gemeinsam haben.
Doch es gibt auch
Forscher, die begriffen haben, worum es hier eigentlich wirklich geht: sie
teilen die Technologie nämlich in „trockene“- und „feuchte“ Technologie ein.
Das bedeutet, die Natur entwickelte anhand dessen, was wir „Evolution“ nennen
(und prinzipiell nur von „außen“ – also vom äußeren Aussehen der Lebewesen -
her kennen), eine Technologie, die nur funktioniert, wenn sie in einer
wässrigen Flüssigkeit eingetaucht ist. 3,5 Milliarden Jahre später entwickelte
der Mensch – der selber eine natürliche Technologie in diesem Sinn ist – die
trockene Technologie, die prinzipiell mit der feuchten Technologie nicht
kompatibel ist, denn jeder von uns weiß, dass man elektrische Kabel nicht ins
Wasser stecken darf!
Nun ahnen Sie
sicherlich schon, was „Nanotechnologie“ in Wirklichkeit bedeutet: nämlich die
perfekte Nachahmung biologischer Zellprozesse. In meinem Buch wird darüber u.
A., folgendes berichtet: „„...Die Molekulartechnik geht wie oben erwähnt davon
aus, dass die gesamte Biomaschinerie an Enzymen und Informationsträgern in den
Zellen nachgebaut und perfektioniert werden kann.
Eigentlich ist
der Grundsatz der Molekulartechnik nicht neu. Wir benutzen schon seit längerem
Antibiotika, die in den Augen der Molekulartechniker nichts weiter als kleine
Maschinen sind, die sich u. A. auf die Zellmembrane von Bakterien setzen und
sie zum platzen bringen, indem sie ein Loch in der Zellwand öffnen. Die
makroskopischen Muskeln aller lebenden Tiere funktionieren ihrerseits anhand
eines ähnlichen Prinzips, wie die mikroskopisch kleinen Mikrotuben, die es
Bakterien erlauben, Kontraktionen durchzuführen, und Urtierchen, mit ihren
Wimpern zu schlagen.
Es handelt sich
bei Mikrotuben um Fasern eines Proteins, auf denen sich ein zweites Protein
sozusagen „festklammert“. Indem es sich festklammert, bleibt ein primitiver
Muskel oder die jeweilige Wimper regungslos. Wenn aber eine Ziehbewegung auf
den feststehenden Fasern erfolgt, wird der Muskel oder die Wimper nach vorne
oder nach hinten oder zur Seite hin bewegt. So in etwa entstehen alle
Bewegungen, von Bakterien bis zu höheren Tieren und sogar dem Menschen.
Während aber eine
Nachahmung der Muskeln eher die Aufgabe der Biomechanik ist (z. B., zur
zukünftigen Herstellung von Kampfanzügen, die unsere Stärke um ein
Tausendfaches erhöhen können), ist es Aufgabe der Molekulartechnik diejenigen
Zellmechanismen zu imitieren, die es uns erlauben, neue molekulare Einheiten
herzustellen. Man unterscheidet dabei zwischen Replikatoren (Moleküle, die
andere Moleküle oder sich selbst vervielfachen – z. B. die DNS-Polymerase, die
neues DNS herstellt), Assembler (Moleküle bzw. Strukturen, die gewisse Moleküle
oder Strukturen zusammenbauen – z. B. Ribosome, die Eiweißstoffe
zusammenbauen), und Deassembler (Moleküle bzw. Strukturen, die gewisse Moleküle
oder Strukturen auseinanderbauen – z. B. Ribonuklease, ein Enzym, das
Nukleinsäuren zerschneidet).
Replikatoren,
Assembler und Deassembler funktionieren in lebendigen Zellen auf Grund von
Anweisungen, die letztendlich alle von Nukleinsäuren vorgegeben werden. So
stellen etwa Ribosome nur Proteine oder Eiweißstoffe her, wenn sie gleichzeitig
einen gültigen DNS-Strang lesen können. Dabei werden die Purinebasenpaare aus
Adenin, Guanin, Cytosin und Tyamin abgetastet, die pro Paar eine Aminosäure
kodieren. Und auf der anderen Seite werden parallel dazu Aminosäuren aus dem
Zellplasma zu Proteinen zusammengekoppelt. Wenn einmal ein Protein ausgedient
hat, wird es von Enzymen (so ähnlich wie in unserem Magen) auseinander genommen
und die alten Aminosäuren können so wieder für neue Proteine verwendet werden,
die wiederum völlig neuartige Funktionen ausführen können. Es handelt sich
dabei also um eine absolut perfekte biologische Recyclingmaschine.
Nach diesem
Prinzip sollen auch zukünftig molekulare Maschinen – ja sogar ganze molekulare
Fabriken – funktionieren. Dabei wird die Information, die in den Zellen im DNS
enthalten ist, durch künstliche Intelligenz (bzw. ihrer Nachfolgerin) ersetzt.
Somit würde für derartige „Fabriken“ ein neuer molekularer Baustein
erforderlich sein, nämlich der Nanocomputer: Nanocomputer bestünden dabei aus
verschieden großen Einheiten: die Kleinste davon könnte etwa 10 Millionen
Kubiknanometer-, und die Größte noch unter einem Kubikmikrometer (also ein
Tausendstel eines Stecknadelkopfes) groß sein.
Nanocomputer
wären dabei im Prinzip nichts weiter als ein Molekularchip, 10- bis 100-tausend
mal kleiner als ein derzeitiger Mikrochip. Dabei würde man die Informationen,
das heißt die Programmierungen des Nanochips, ähnlich wie bei den derzeitigen
Mikrochips, durchführen. Da Nanochips aber dreidimensional (und nicht mehr
zwei-dimensional wie Mikrochips) sind, würde sich ihre Speicherkapazität
zumindest auch um ein Tausendfaches erhöhen im Vergleich zu heutigen Mikrochips
mit den selben Ausmaßen.
Wie auf einer CD-ROM,
könnte man z. B. in einem Nanokubus kleine Einkerbungen erstellen, etwa indem
wir hier und da Atome mit einem Nanomanipulator entnehmen, um den Kubus auf
diese Weise zu programmieren. Wir könnten aber auch hier und da etwa
magnetische Kristalle aus Ferrit oder anderen Materialien einsetzen, um die
Programmierung eines Magnetbandes zu imitieren. Ein weiterer Fortschritt bei
der Miniaturisierung der Speicherchips wäre dabei die Programmierung anhand
verschiedener Atome, die in Reihen und Spalten gelesen, ein dreidimensionales
Informationsmuster ergeben könnten. Auch das Einfügen von Ionen in Lösungen
bzw. Suspensionen solcher Nanochips in einer Flüssigkeit könnte die Information
erneut um ein Vielfaches erhöhen. Dabei könnte man, z. B., die Ladung eines
Ions oder Ferritmoleküls anhand einer elektromagnetischen Vorrichtung ablesen –
so ähnlich wie bei einem Magnetkopf, der ein Magnetband abliest und die
Information dann in Geräusche (Musik) oder Bilder (Video) umwandelt - nur eben
viel, viel schneller.
Die Möglichkeiten
von Nanocomputern sind offensichtlich unbegrenzt. In der Praxis würden größere
Nanocomputer an bestimmten Standpunkten platziert, und von dort aus könnten sie
kleinere und noch kleinere Nanocomputer steuern und sogar von selber programmieren,
damit sie ganz spezifische Arbeiten verrichten. Eine Lösung bzw. Suspension aus
Nanocomputern könnte auch einfach anhand von elektromagnetischen Wellen
programmiert werden. Dabei wäre jede Wellenlänge bzw. -frequenz der Auslöser
einer ganz bestimmten elektrochemischen Reaktion im Inneren des
Nanocomputer-Kubus. Anhand eines Elektrowellengenerators könnten wir ferner
eine ganze Flotte von Nanocomputern programmieren, die ihrerseits ihre
spezifischen Aufgaben an Nanomaschinen weitergeben können, so ähnlich, wie es
weiter unten erläutert wird.
Dabei sind
Forscher zum verblüffenden, aber offensichtlich richtigen Resultat gekommen,
dass die Natur immer noch im Prinzip mit „altmodischen“ Informationsträgern
arbeitet. Die DNS- bzw. RNS-Stränge erinnern nämlich an die, vor Jahrzehnten in
der Computerindustrie verwendeten Lochbänder, mit denen wir einst unsere
altmodischen Rechner programmierten. Jeder Strang Nukleinsäure versteht sich
dabei, als wäre er ein Lochband, das die Herstellung von Eiweißstoffen und vielen
anderen Molekülen überhaupt ermöglicht und steuert. Die Herstellung von
Eiweißstoffen ist dabei die direkteste Umsetzung, die es von einer Nukleinsäure
in ein Molekül gibt, und wird von Ribosomen vorgenommen, denn Nukleinsäuren
sind der direkte Code für Aminosäuren, die ihrerseits die besagten Eiweißstoffe
bilden. Dabei liest jedes Ribosom einen DNS-Strang und koppelt am anderen Ende
Aminosäuren zu einem Protein zusammen.
Wenn die Natur, anstatt
der DNS, mehr fortgeschrittne Speichermedien benutzen würde, wie Nanokuben oder
ähnliches, würde die Welt sicherlich nicht so aussehen, wie sie heutzutage
aussieht. Vielleicht würden wir Menschen in diesem Fall auch gar nicht mehr
existieren, denn vom molekularen Sichtpunkt aus, sind wir nichts weiter als
altmodische Geschöpfe.
Dieser Gedanke
hat natürlich viele Spekulationen veranlasst. Die Natur hat aber sicherlich
ihre guten Gründe gehabt, um uns derart „primitiv“ zu halten. Denn, u. A., nur
ein primitives Wesen kann sich wünschen, perfekter zu werden. Auf anderen
Planeten, auf denen es nach modernen Gesichtspunkten nach zu urteilen
wahrscheinlich auch Leben geben könnte, ist es jedoch nicht auszuschließen,
dass dort die Natur die Phase der DNS vielleicht schon überwunden, und ein
Leben kreiert hat, das wir uns überhaupt nicht vorstellen können: Modulare
Wesen, die sich selbst reparieren und praktisch unsterblich sind; lebende
Einheiten, die sich auf Wunsch zusammenfügen können, um eine Art Kolonie zu
bilden; Wesen, die im Status solcher Kolonien beschließen, sich oder ihre
unmittelbare Umgebung in ein Raumschiff umzuwandeln, um uns Menschen einfach
besuchen zu kommen; oder, die anhand ihrer Nano- bzw. Picomaschinen (das sind
noch nicht erforschte atomare Maschinen) Zugriff auf die Struktur des Raumes
haben, und uns einfach so – ohne ein Raumschiff dazu zu benötigen – besuchen
kommen können. Die Möglichkeiten sind hier praktisch unbegrenzt...
Die Entwicklung
obigen Szenarios weiter verfolgt, führt also offensichtlich zu einem Wesen, das
praktisch perfekt und unsterblich ist. Man könnte es auch als „Gott“
bezeichnen. Gott (das bedeutet, das, was wir unter Gott verstehen) müsste also
nicht unbedingt am Anfang des Universums stehen und es kreiert haben, sondern
könnte auch im Verlauf der Jahrmilliarden entstanden sein (man sagt nämlich,
unser Universum wäre ca. 12-15 Milliarden Jahre alt). Die Natur hätte in diesem
Sinn im Verlauf der Äonen ein so perfektes Wesen geschaffen, das die
Eigenschaften besitzt, die wir für gewöhnlich unserem gemeinsamen, irdischen
Gott zuschreiben (allmächtig, unsterblich, der Schöpfer, unser aller Vater).
Aber, auch wenn Gott erst am Ende bzw. im Verlauf des Universums „entstanden“
wäre, würde er dank seiner außergewöhnlichen Eigenschaften als Herrscher über
Materie und Raumzeit sicherlich über die erforderlichen Mittel verfügen, um
problemlos wieder zum Anfang des Universums oder nach Belieben irgendwo hin zu
gelangen, um dann wiederum seinen Wünschen nach, beliebig in die Geschehnisse
des Universums eingreifen zu können. Gott wäre also irgendeinmal in die
„Zeitschleife“ unserer Welt eingedrungen und würde von da aus über das gesamte
Universum herrschen.
Wir sehen also,
Gott muss nicht unbedingt schon am Anfang des Universums gewesen sein, um die
Bedingungen zu erfüllen, die wir an einem solchen Wesen stellen. Und zum
zweiten könnte es auch nicht zwei verschiedene Götter geben, da sie sich ja
gegenseitig im Weg stehen würden. Ein logischer Schritt in diesem Fall wäre die
Fusion beider Götter, wieder zu einer Einheit. Und dann würde es wiederum nur
noch einen einzigen Gott geben - aber das alles ist schon hohe Spekulation.
Wie es auch immer
sei. Nanocomputer würden also geschaffen werden, um Nanomaschinen zu steuern.
Diese Nanomaschinen wären dabei die erwähnten Replikatoren, Assembler,
Deassembler usw. So ähnlich, wie in einer Zelle Energie in den Mitochondrien
anhand von ATP (Energiemolekül) und anderen Zuckerstoffen gewonnen wird;
Proteine anhand von Ribosomen und Aminosäuren, und andere chemische Substanzen
anhand von Enzymen und einfachen Molekülen bzw. Ionen hergestellt werden; kann
man sich auch eine ganze Nanofabrik vorstellen, die nach ähnlichen Prinzipien,
wie in einer lebendigen Zelle funktioniert.
Nanomaschinen kann
es übrigens in allen nur erdenklichen Formen und Variationen geben. Man ist, so
in der Lage, selbst Nanofahrzeuge oder Nanoförderbänder herstellen, indem
man ringförmige Moleküle, wie Benzol,
Cyclohexan oder andere molekulare Strukturen als Räder, und chemisch beständige
Nanoplatten aus Gold- oder Platinatomen, benutzt, um Moleküle wie auf einem
Förderband zu transportieren.
Ein fundamentaler
Unterschied zwischen Nanomaschinen und Makromaschinen (gewöhnliche Maschinen)
ist dabei nicht nur die Größe, sondern auch die Kräfte, die auf einer solch
minimalen Ebene wirken oder, entgegen unserer Makrowelt, dort überhaupt nicht
auftreten: ein Benzolrad etwa, anhand einer chemischen Verbindung an eine
tragende Struktur gekoppelt, übt z. B. keine Reibungskräfte mehr aus. Das
heißt, es entsteht keine Reibung mehr zwischen dem Rad und der Aufhängung
(Achse). Das hier als Beispiel verwendete Benzolmolekül, kann sich dabei frei
um seine eigene Achse drehen, ohne etwa Schmieröl zu benötigen! Ein Nanofenster
kann sich in diesem Sinn mehrere Millionen mal öffnen und schließen, ohne dass
dabei irgendwelche Scharniere anfangen zu quietschen. Und ein Nano-U-Boot kann
sogar in jede beliebige Tiefe eintauchen, ohne dabei vom herrschenden Druck,
wie ein gewöhnliches U-Boot, zerquetscht
zu werden.
Andererseits gibt
es im Nanobereich auch große Nachteile gegenüber unserer Makrowelt. Der größte
Nachteil ist dabei die Wärme, die erzeugt wird, wenn, sich schnell drehende und
bewegende Moleküle mit Wasser oder anderen Flüssigkeiten, in denen sie gelöst
sind, wechselwirken. Die Bewegungsenergie der Moleküle wird dabei auf das
Lösungsmittel übertragen, das sich mit der Zeit aufwärmt.
Nun stellen wir
uns eine konzentrierte Lösung Nanomaschinen vor, die auf Hochtouren arbeiten.
Die erzeugte Wärme aus ihrer kinetischen Energie und die resultierende Wärme
aus den chemischen Reaktionen, die sie in Gang setzen, würde nach einer kurzen
Zeit die Lösung eventuell zum kochen bringen. Um das zu verstehen, reibe man
sich einfach die Hände! Sofort wird eine starke Wärmeentwicklung spürbar. Wird
diese Wärme nicht abgeführt, kann der Organismus sterben bzw. das gesamte
Nanosystem zusammenbrechen. Daher müssen alle Nanosysteme mit einem
durchlaufenden Strom kühler Flüssigkeit abgekühlt werden. Dass das machbar ist,
beweisen ja die lebenden Organismen selber. Ihre Zellen werden anhand von
Wasser gekühlt, das wir aufnehmen und später wieder auf der Haut verdampfen.
Verschiedene Tiere haben verschiedene Techniken in diesem Sinn entwickelt. So
verdampfen Hunde, z. B., viel mehr Wasser durch die Atmung als wir, da sie
nicht so gut schwitzen können wie
Menschen. Das Prinzip der Abkühlung ist aber immer das selbe.
Ein
Temperaturanstieg tritt auch ein, wenn wir eine infektiöse Krankheit haben und
daraufhin Fieber bekommen. Das Fieber ist einerseits die Reaktion des Körpers,
um den Eindringling abzutöten (z. B. einen Virus, der für gewöhnlich nicht über
40°C existieren kann und bei dieser Temperatur zerstört wird), aber
andererseits rührt es auch von der überschüssigen Wärme her, die ausgestrahlt
wird, weil das gesamte Immunsystem sich in Gang gesetzt hat, um die Infektion
zu stoppen. Aber selbst Fieber kann einen lebenden Organismus nicht töten, es
sei denn, es gibt dabei ernsthafte Komplikationen.
Wir sehen also,
es wäre relativ einfach, unsere Nanofabriken mit einer simplen Kühlung zu
versehen, ohne dabei gleich einen thermischen „Supergau“ befürchten zu müssen.
Genauso wie in
der Makrowelt, werden Molekularmaschinen zukünftig auch sicherlich verschiedene
Generationen durchlaufen. Zuerst müssen wir nämlich ein Interface herstellen,
mit dem man die erste Generation von Nanomaschinen und -computer überhaupt
herstellen kann. Dieses Interface wurde bereits entwickelt, um an einem
Labortisch sitzend, direkt in die Atome und Moleküle einer Arbeitsoberfläche
eingreifen zu können. Dabei bedient ein Mitarbeiter einen Joystick an seinem
Arbeitstisch und verfolgt die Manipulationen einer 1 Mikrometer großen Probe
auf seinem Bildschirm. Durch die Handhabung des Joysticks, wird eine
nanometrische Bewegung in einem Scanning-Tunnelmikroskop oder einem
Kernresonanzmikroskop ausgelöst, dessen materielle Spitze sich auf der Probe
befindet. Die Spitze des Mikroskops kann dabei auf ein spezifisches Atom
gesteuert werden, es eindrücken, entfernen oder ersetzen. Die bedienende Person
arbeitet in diesem Fall in einem Umfeld virtueller Realität, in einem Maßstab
von 1 zu einer Million, und übt dabei die verschiedensten Tätigkeiten aus. Das
gesamte System ist computergesteuert und die Handhabung der Proben kann dabei
sogar noch vor dem tatsächlichen Eingriff programmiert werden. Natürlich ist
auch ein manueller Modus vorgesehen, bei dem der Anwender auf Wunsch in die
Welt der Atome eingreifen kann (in diesem Fall hat die Realität, die Theorie
bereits schon eingeholt, indem der Begriff Nanotechnologie sich zwar anfänglich
nur auf Moleküle bezog, es aber nun schon möglich ist, selbst einzelne Atome zu
manipulieren).
Der
Nanomanipulator hat bereits völlig neue Erkenntnisse in der Biologie, den so
genannten „neuen Materialien“, bei Kohlenstoff-Nanotuben (siehe dazu das
Kapitel „Smarte Materialien“), in der Elektronik und bei Quantenaggregaten
(siehe dazu das Kapitel „Quantencomputer“) gebracht. Eine letztere Version des
Nanomanipulators – die Nanoarbeitsbank – erlaubt es mittlerweile, selbst
Kohlenstoff-Nanotuben zu untersuchen, Nanorisse darin zu verlöten;
Adenovirus-Partikel zu erforschen, um sie, z. B., als Informationsträger bei
Bakterien anzuwenden; kolloidale Partikel in pure Materialien einzusetzen, um,
u. A., bessere Halbleiter herstellen zu können usw.
Auf dem
Bildschirm kann die Bedienerperson bereits 15-Nanometergroße Objekte auf einem
1-Mikrometergroßem Areal manipulieren. Dabei wurde die Höhe gegenüber der
Breite des Areals um ein Fünffaches vergrößert, um die Unregelmäßigkeiten der
Oberflächenstruktur besser erkennen zu können. Es können auch verschiedene
Polymere in einer ganz bestimmten Reihenfolge verbunden werden, um ein Material
zu schaffen, das es in der Natur so nicht gibt und das vorprogrammierte
Eigenschaften besitzen kann. Was das bedeutet, kann man sich leicht vorstellen:
Kunststoffe, die nicht knicken, verbrennen oder reißen, sich aber auch von
selber löschen, löten oder wiederherstellen können; Viren, die einen Menschen
nicht mehr infizieren können, oder solche, die eine gefährliche Bakterie
praktisch auszulöschen vermögen; Materialflächen, wie, z. B., die Oberfläche
eines Autos, die nicht mehr mit einer Farbschicht besprüht werden müssen,
sondern winzig kleine Rillen besitzen, die das Sonnenlicht aufteilen und so,
reine chromatische Farben, wie bei einem Schmetterling, hervorrufen; und noch
vieles, vieles mehr.
Die zweite
Generation von Nanomaschinen wird auf Nanosystemen beruhen, die mit dem oben
erwähnten Manipulator oder ähnlichen Arbeitsbänken hergestellt werden. Stellen
wir uns einmal vor, wir bauen molekulare Räder, Transportbänder, Computer,
usw., und verbinden sie in der Form einer einfachen Nanofabrik – so ähnlich wie
in einer lebenden Zelle. Die Fabrik wäre in diesem Fall nicht größer als ein
Kubikmikrometer, hätte aber die Fähigkeiten einer ganzen Fabrikanlage.
Replikatoren würden dabei verschiedene Teile replizieren, duplizieren und
weitergehend vervielfältigen. Assembler würden dann all diese Teile zusammenbauen
und nach, von Nanocomputern gesteuerten Modellen, geeignete Systeme
zusammenstellen, die alles Mögliche verrichten können.
Auch die
eigentliche Kontrolle solcher Nanofabriken könnte man aus der Welt der Biologie
ableiten. Bei lebenden Zellen , wird das DNS anhand von Polymerasen
vervielfältigt. Es gibt aber auch Restriktionsenzyme, welche die, so erzeugten
DNS-Stränge, untersuchen und falsche Nukleotide (das sind Bausteine der DNS)
ausschneiden, um den Strang dann wieder korrekt zusammenfügen, nachdem die
falschen Bausteine ersetzt worden sind. Wir könnten also auch Enzyme oder
andere Moleküle herstellen, die gewisse Sequenzen der Programmierung von
Nanocomputern erkennen, und falsche Sequenzen durch korrekte ersetzen. Dadurch
könnte die Anzahl an Fehlern in einer so erstellten Nanosoftware drastisch
reduziert werden.
Eine dritte
Generation von Nanomaschinen wäre dann imstande, sich selbst zu replizieren, zu
programmieren und gewisse vorbestimmte Funktionen auszuführen. So könnten wir
z. B. Nanofabriken zum Mars schicken und sie dort aussetzen, damit sie für uns
in relativ kurzer Zeit (vielleicht ein paar Jahrzehnte), ein, so genanntes
„Terraforming“ oder andere schwierige Funktionen durchführen.
Beim Terraforming
würden die vorprogrammierten Nanomaschinen zuerst das Kohlendioxyd anhand von
Katalysatoren und Wasserstoff (dem häufigsten Element im Universum) wieder in
Kohlenstoff und Wasser aufspalten, das seinerseits elektrolytisch wiederum in
Wasserstoff und Sauerstoff gespalten werden kann. Der Wasserstoff würde dann
wieder für die Reduktion des Kohlendioxyds benutzt, so dass die Häufigkeit des
Wasserstoffs immer weiter abnehmen, und die des Sauerstoffs immer weiter
zunehmen würde.
Wenn die
Zusammensetzung der Gase dann im Laufe der Zeit irdische Werte angenommen hat,
löst sich unter den Nanomaschinen der Befehl aus, sich selbst zu zerstören oder
sich zu einem großen reglosen Klumpen zusammenzufinden, um das Ende der
diesbezüglichen Prozesse einzuleiten. Menschen würden dann auf dem Mars landen
und die restliche Arbeit erledigen. Es müsste sicherlich vieles aufgeräumt
werden, aber die Luft wäre für den Menschen wieder atembar. Wir könnten
daraufhin auf dem Mars Gemüse anbauen, Tiere züchten, aber auch archäologische
bzw. paläontologische Ausgrabungen durchführen – zum ersten Mal in der
Geschichte der Menschheit, außerhalb der Erde. Und vielleicht würden wir ja
dabei sogar etwas sehr interessantes entdecken...““
In meinem letzten
Buch „Die Physik Gottes“, das voraussichtlich 1993 im Bohmeier Verlag, Lübeck,
erscheinen wird, habe ich einige interessante Neuheiten der letzten Jahre in
der Nanotechnologie zusammengefasst:
„„Monomolekulare
Maschinen
Die
Nanotechnologie ist der Versuch des Menschen, die „Technologie“ der lebenden
Zellen nachzuahmen. In lebenden Zellen gibt es Moleküle, die chemische Energie
aus anderen Molekülen – und zwar Molekül um Molekül - nutzen können, was mit
der gewöhnlichen Technik noch nicht möglich ist. Ein Beispiel an energetischen
Molekülen ist das ziemlich bekannte Adenosin-Triphosphat oder kurz ATP genannt.
Es durchflutet alle aktiven Zellen und wird von aktiven Molekülen, wie Aktin
und Kinesin, zur Erzeugung kinetischer Energie verwendet (bzw. sozusagen
„verbrannt“).
Das Kinesin, ein
12 Nanometer großes Zelleiweiß, ist ca. 50 mal kleiner als die kleinsten
Transistoren überhaupt und transportiert Zellmaterialien von einem Ort der
Zelle zu einem anderen. Ein anderes Beispiel ist das Myosin, ein Protein, das
sich im Muskel an Aktinfilamenten (ein anderes strukturelles Protein des
Muskels) regelrecht festklammert, und so die Muskelbewegungen in Gang setzt.
Marcelo Magnasco
von der Rockefeller University und dem NEC Research Institute hat 1994 die
Grundlagen für eine solche monomolekulare Maschinerie geschaffen, mit der
Proteinmotoren hergestellt und ihre Physik verstanden werden könnte. Ferner
würden monomolekulare Maschinen die Nanotechnologie in Gang setzen und mit ihr
wären viele neuartige Anwendungen möglich, von der absoluten Wetterkontrolle
bis zur Herstellung von superdichten Materialien (eine eingehende Beschreibung
der Nanotechnologie finden Sie in meinem Buch „Geheimtechnologien“).
1994 gelang es
J.K. Jain ein praktisch zweidimensionales Fragment einer Elektronenwolke
zwischen zwei superkalten Halbleitern unter einem starken Magnetfeld zu
stabilisieren. Dabei wurde der sogenannte „Quanten-Halleffekt“ beobachtet, bei
dem der Widerstand der Halbleiter nicht linear mit der magnetischen Feldstärke
steigt, sondern sprunghaft in diskreten Mengen, wie wir es von Quantenräumen
gewohnt sind.
Wenn die
Feldstärke hoch genug ist, tendieren die Elektronen sich gegenseitig näher zu
kommen, aber ihre gegenseitige elektrische Abstoßung kann das nicht hinnehmen
und verleitet die Elektronen dazu, sich mit den virtuellen Photonen des
Magnetfeldes zu verbinden. Es bilden sich auf diesem Wege sogenannte
„zusammengesetzte Fermionen“, wo jedes Elektron sich mit einer geraden Zahl an
virtuellen Photonen verbindet, die wie gewöhnlich in ihren Magnetlinien
gefangen sind. Die Elektronen schaffen es auf diese Weise im Raum fixiert zu
werden, und widerstehen somit jeglichem Versuch sie weiter zu nähern. Es ist
so, als ob die Elektronen „wüssten“, wir würden sie zusammenpressen wollen bzw.
als ob sie dazu vorprogrammiert wurden sich auf diese Weise zu verhalten oder
gar einigermaßen „intelligent“ wären. Auf diesem Wege kann u. U. das gesamte
Manetfeld deaktiviert werden - es bleibt an den Elektronen wirkungslos haften
und übt keinen magnetischen Effekt mehr auf andere Körper aus, die wir dem Feld
nähern.
Derartige
zusammengesetzte Fermionen haben Teilcheneigenschaften wie Masse, bewegen sich
im magnetischen Restfeld herum und verfügen über konkrete Energieniveaus, haben
aber eine sehr geringe Wechselwirkung untereinander. Man könnte fast sagen,
derartig modifizierte Teilchen würden sich gegenseitig „ignorieren“. Eine
Erklärung für dieses Phänomen ist, dass das elektrische Feld der Elektronen
(und nicht die Elektronen selber) mit dem Magnetfeld wechselwirken und ein
neues Feld aufbauen, das neutral ist. Das wiederum könnte bedeuten, dass
virtuelle Teilchen bei Mikrokelvin sich im Quantenvakuum verbinden und reale
Vakuumteilchen bilden, die aus der Raumzeit verschwinden. Den Elektronen wird
sozusagen ihr elektrisches Feld ausgeschaltet und sie wandern nun als
„Geisterteilchen“ umher – der materielle Teil in der Raumzeit und das Feld im
Vakuum, wo es in den Augen eines Hyperraumbeobachters als reale Teilchen
materialisiert. In unseren Augen bleibt aber nur noch ein „totes“ Elektron
übrig.
Zusammengesetzte
Fermionen sind aus guten Gründen ein guter Startpunkt für zukünftige
Supertechnologien von noch unbekanntem Ausmaß. So könnte man z. B. in relativ
harmlosen Teilchen eine enorme Energie hineinversetzen. Antimaterie könnte u.
U. auf diese Weise stabilisiert und transportiert werden - alles natürlich
supergekühlt. Mit solch zusammengesetzten Teilchen könnte man auch eine ganze
Armee von Nanopartikeln herstellen, mit einer Programmierung, um etwa in
feindlichen Stellungen die Technik zu infiltrieren und sie durch Absorption der
dort existierenden Magnetfelder (z. B. innerhalb von Apparaten, Motoren etc.)
zum Stillstand zu bringen und die Armee zur Aufgabe zu zwingen.
Man stelle sich
auch vor, etwa lose Protonen in einem Koffer mit sich zu tragen. Wenn der
Koffer aufgeht, kommt nur ein wenig Staub heraus, aber wenn wir das Magnetfeld
im Koffer ausschalten, reagiert alles wie in einer atemberaubenden
Atomexplosion und die Protonen jagen in allen Richtungen davon, sobald sie ihre
Ladungen wiedererlangt haben. Oder aber wir tragen sogar lose Elektronen in
unserem Koffer. Noch nie zuvor war es gelungen Elektronen als Pulver
herzustellen. Nun ist es möglich!
Viele Forschungsfelder
werden in den kommenden Jahren sicherlich mit der Nanotechnologie verbunden
werden, um solche oder ähnlich spektakuläre Erzeugnisse zu erwirken. Die Welt
von morgen wird sicherlich einen Quantensprung machen, sobald all diese
neuartigen Quantentechnologien zur Anwendung kommen. Man glaubt, dieser
Zeitpunkt liegt um das Jahr 2025 herum, wo verschiedene Technologien - dem
amerikanischen Militär nach zu urteilen - zusammentreffen werden.
Zum ersten mal in
der Geschichte ist es 1995 Forschern vom Max Planck Institut und der
Universität in München unter der Leitung von Theodor Hansch gelungen,
Elektronen und Protonen in der selben Magnetfalle einzufangen und zu
stabilisieren. Normalerweise werden Elektronen und Protonen wegen ihrer
entgegengesetzten Ladungen und den daraus resultierenden Wechselwirkungen nicht
zusammen geladen, sondern separat.
Mit einem
zusammengesetzten Apparat, bestehend aus einer elektromagnetischen Penningfalle
(Kombination aus einem einheitlich statischen Magnetfeld und einem statischen,
vierpoligen elektrischen Feld) um Potonen und andere Ionen einzufangen, sowie
aus einer elektromagnetischen Paulfalle (zusammengesetzt aus einem statischen,
vierpoligen elektrischen Feld und einem oszillierenden vierpoligen elektrischen
Feld), um Elektronen einzufangen, wurde ein kombiniertes elektromagnetisches
Feld erzeugt, dass imstande war Protonen und Elektronen in einem kleinen Raum
voneinander fernzuhalten und zu stabilisieren.
Mit einem
Kohlendioxydlaser können die Ladungen in der Falle somit angeregt und zur
Bildung von Wasserstoff verwendet werden. Zwar ist dieser Weg zur
Wasserstoffherstellung sehr umständlich, aber wenn wir z. B. Protonen und
Elektronen durch Antiprotonen und Positronen ersetzen, verfügen wir mit dieser
zusammengesetzten Technologie über einen Weg, um Antiwasserstoff herzustellen.
Mit der Erschaffung der ersten Antimateriemoleküle im Labor, könnten wir dann
die Physik dieser neuartigen Molekularform erforschen und u. U. bisher noch unbekannte
Tatsachen über das Universum und die Raumzeit erfahren, die uns wegen der
Polarisierung von Bestandteilen gewöhnlicher Materie bisher verborgen blieben.
Zukünftig wird es
nicht nur möglich sein, Protonen und Elektronen auf diese Weise zusammen zu stabilisieren,
sondern auch Ionen jeglicher Art. Somit wäre die Grundlage einer völlig neuen
Chemie geschaffen, nämlich der Nanochemie, wo gezielt Ionen zusammengestellt
werden, um sie so auf engstem Raum miteinander reagieren zu lassen und nach
Belieben neuartige Moleküle zu kreieren. Aber auch andere Elementarteilchen
können somit zur Reaktion gebracht werden, ohne dabei auf großartige
Energiequellen wie Teilchenbeschleuniger zurückgreifen zu müssen. Analog zur
Kalten Fusion (eine ausführliche Beschreibung findet sich in meinem Buch
„Geheimtechnologien“), wo auf einer Metalloberfläche Moleküle so eng
zusammengeführt werden, dass sie miteinander bei Raumtemperatur verschmelzen,
könnten in einem zusammengesetzten Magnetfeld auch Elementarteilchen miteinander
verschmelzen. Da die dabei erzeugte Energie reine Wärme und keine Atomenergie
ist, könnten somit ganze Kraftwerke angetrieben werden.““
Wir sehen also,
die Nanotechnologie ist ein sehr weites Feld, das nicht nur den ehemaligen
Postulaten ihres Erfinders - Eric Drexler – folgt, sondern bereits auch tief in
die Quantenphysik eingetaucht ist.
Ein weiterer
Schritt in diese Richtung – wenn nicht schon irgendwo insgeheim getan – wäre
die von mir benannte „Picotechnologie“ – das ist, die technisch-mechanische Nutzung
von Atomen und Elementarteilchen. Wenn wir in diesem Sinn alles, was wir oben
über Moleküle gelesen haben, auf Elementarteilchen übertragen, kommen wir zu
einer Welt, wo Picofabriken nur noch die Größe eines Atoms haben und in denen
z. B. einzelne Elektronen in winzigen Fässern gelagert, oder aber Protonen, mit
Magnetphotonen verbunden, in atomaren Regalen aufgestapelt werden.
Diese Picowelt
unterscheidet sich jedoch fundamental von der Nanowelt, da hier bereits
Quantenphänomene im Spiel sind, die meinen Forschungen nach, ein unkmittelbares
Resultat der Nähe der Planck’schen Welt ist, wo der Hyperraum auf die Raumzeit
trifft und Teilchen durch den Hyperraum in Nullzeit an einer anderen Stelle der
Raumzeit wieder auftauchen, da die Zeit im Hyperraum für uns keine Bedeutung
hat. (Weiteres dazu erfahren Sie auch in meinem Buch „Hyperraum“, Argo Verlag,
Marktoberdorf, das gerade auf den Markt erschienen ist und wo wir verblüffend
feststellen, dass Albert Einstein offensichtlich unbewusst einem Plan Dritter
folgte!)