Nanotexnologiya və Mikrodünyalardakı Yaradılış

Texnologiya inkişaf etdikcə istifadə etdiyimiz vasitələrin ölçüləri kiçilir. İlk kompüter bir otaq qədər böyük idi. Əvvəl bir iş stolunun, sonra da dizlərin üstünə qoyulacaq qədər kiçildi. İndi isə cibimizdə daşınacaq qədər kiçik olanları belə var. Bəs görəsən texnologiya məhsullarındakı kiçilmə prosesi nə qədər davam edər? Məsələn, bir duz dənəciyindən belə daha kiçik motor, ya da toz zərrəciyi qədər kiçik kompüter elektrik dövrəsi hazırlamaq mümkündür?

Hal-hazırki ən sürətli kompüterdən qat-qat keyfiyyətli kompüterin bir üzüyün içinə sığışdırıldığını və batareyasını doldurmadan günlərlə istifadə edə bildiyinizi düşünün. Hələlik bu cür kompüteri yalnız xəyallarınızda canlandıra bilərsiniz. Çünki belə bir kompüteri əmələ gətirən komponentləri hələ istehsal edə bilmirik, elm adamlarının qarşısında texniki cəhətdən həll edilməli bir yığın problem var. Bəs əgər atom ölçüsündə cihazlar düzəltməyə çalışsaydıq?

Hamı atomların gözlə görünməyəcək qədər kiçik olduğunu bilir. Amma nə qədər kiçik? Bunu zehnimizdə canlandırmaq üçün belə nümunə verə bilərik: ovcunuzun içinə 12 q kömür tozu almış və 3 milyard insana da bu tozun içindəki atomları saymaq vəzifəsini vermisiniz. Hər insan gündə səkkiz saat işləyir və saniyədə bir atom sayır. 3 milyard insanın qoşulduğu bu sayma prosesi “20 milyon il” davam edərdi.Hal-hazırda yer üzündə atom ölçüsündəki motorlar, çarpayılar, nasoslar, avtomatik qapılar, kompüterlər mövcuddur. Həm də hamısı milyon illərdir ki, dayanmadan işləyir. Bu qeyri-adi cihazlar canlıları təşkil edən hüceyrələrin içindədirlər. Bu cihazlarla bağlı bir elmi mənbədə bu ifadələr deyilir:

Atomları birləşdirərək düzəldilməsi nəzərdə tutulan molekulyar ölçüdəki motorun çertyoju.

“… Müəyyən bir plana əsasən atom üstünə atom qoyaraq zülalları və digər molekulları əmələ gətirirlər. Diyircəkli podşipniklər çox müxtəlifdir: bir çox ibtidai bakteriyada DNT-ni əhatə edən və onun üstündə sürüşən qısqacar olur. Öz hüceyrələrimizdəki motorlar hərəkət etdirmək üçün deyil, enerji yaratmaq üçün çalışırlar. Hüceyrələrimizdə hər molekul növü üçün xüsusi nasoslar var. Onlar hüceyrəyə girməli ion, amin turşusu, şəkər, vitamin və s.  seçərək hüceyrənin içinə yığırlar. Bundan başqa, hüceyrələrdə molekulyar kompüterlər də var. Onlar isə ətraflarındakı molekulların sıxlığını müəyyən edib buna əsasən forma dəyişdirərək görülməli işi hesablayırlar.”

Bu cihazların ölçüləri metrin milyardda biri və ya başqa sözlə, millimetrin milyonda biri qədərdir. Qüsursuz işləmələri elm adamlarını həm heyrətə gətirir, həm də buna bənzər sistemlər düzəltməyə həvəsləndirir.

Texnologiyanın ölçüsü millimetrin 100 milyon-1 milyardda biri qədər olan məhsulların istehsalı, montajı və  istifadəsi ilə məşğul olan qoluna nanotexnologiya deyilir. Üzüyün içinə sığışdırmağı xəyalımızda canlandırdığımız kompüter bir yana, bir toz zərrəciyi nanotexnologiya dünyasına sığışmayacaq qədər böyük formadır.

Nanotexnologiya atomlardan bir-bir istifadə edərək sadəcə işləyən deyil, həm də funksional, makrodünyada olmayan xüsusiyyətlərə malik cihazların istehsalını və istifadəsini hədəfləyən sahədir.

Nanotexnologiyanın ən çox tətbiq edilməsi nəzərdə tutulan sahələrdən biri də tibbdir. Nanotexnologiya ilə istehsal edilən robotlar xərçəngə yaxalanmış hüceyrləri axtarıb tapacaq və içlərinə girib xüsusi dərmanlardan ibarət yüklərini boşaldacaqlar və ya tıxanmış damarları açmaq kimi birbaşa cərrah əməliyyətlar edəcəklər.

Xərçəngə yaxalanmış hüceyrələri axtarıb tapan və içlərinə girib xüsusi dərmanlardan ibarət yüklərini boşaldan, bərpa edən yarımexanik, yarıbioloji cihazlar, yolları, evləri təmizləyən nanorobotlar ordusu, nanometr (milyardda bir metr) qalınlığındakı simlərdən axan elektronların təmin etdiyi ağlasığmaz sürətdə və böyüklükdə rabitə və hesablama gücü… Nanotexnologiyada hədd yoxdur, görüləcək işlər mütəxəssislərin fantaziya gücündən asılıdır.

IBM 1993-cü ildə 14 nanometr uzunluğunda mis özül üzərinə dəmir atomlarını eliptik formada elliptik formada düzdü. Bu mexanizm 1 və 0-ları təmsil edən atomlar sayəsində informasiya saxlama xassəsinə malik idi. IBM-in “kvant hovuz” adlandırılan bu kəşfi məlum olan ən köhnə məlumat daşıyan nano-cihazlardan biri olan nezle virusundan bir az daha kiçikdir. Bu virusun 20 tərəfli, bir-birinə bağlı zülallardan ibarət qılafı təxminən 7000 nukleotid ehtiva edən RNT zəncirini qoruyur.Qısaca desək, viruslar içlərindəki 7000 baytlıq informasiyanı köçürərək çoxalan nano-cihaz kimi qəbul edilə bilər. IBM-in kəşfi ilə nezle virusu arasında körpü qurulduqda ortaya çıxan cihaz silikon atomundan sadəcə 100 dəfə böyük kompüter olar.¹

Elə bura nanotexnologiya ilə canlıların, başqa sözlə, biomolekulların kəsişdiyi nöqtədir. Kvant hovuz bir mühəndislik əsəri,  nezle virusu ilə bioloji canlıdır. Nanodünyada hər ikisi də bir cihazdır. Aralarındakı fərq birinin metal, digərinin isə üzvi molekullardan ibarət özül üzərində inşa edilməsidir. Bu iki nanocihaz arasında qurulacaq körpü atom ölçüsündəki motor və açar kimi məlum olan cihazların öz-özlərini köçürmələrinə imkan yaradacaqdır. Elm adamları bu hadisəni “dünyada baxışını dəyişdirəcək texnoloji inqilab” adlandırırlar. Çünki bu sayədə ətrafımızdakı hər şey informasiya saxlaya biləcək. Bunun üçün elm adamları biodünyadakı qüsursuz yaradılış nümunələrini daha yaxşı və yaxından öyrənməlidirlər. Ona görə elmi çevrələr indidən bioloji molekulları nümunə götürərək düzəldiləcək cihazlar üçün “bio-nanocihaz” adını verməyi üstün tuturlar.¹

Şəkildə IBM-in Almaden Tədqiqat Mərkəzində mikroskopik mis lövhə üzərində 112 ədəd karbonmonoksid molekulunun yan-yana düzülməsilə əmələ gətirilən yazı görünür. Yazının ölçüsü nanotexnologiya haqqında bir təsəvvür yaradır: hündürlüyü millimetrin 250 mind biri , eni isə 333 mində biri qədər. Bir saç teli qalınlığında sahəyə bu kimi 250 milyon ədəd yazılı lövhə yerləşdirilə bilər.

Bioloji molekullar nanotexnologiya tədqiqatçılarına daha faydalı və tətbiqə yararlı cihazlar düzlətmələri üçün əhəmiyyətli nümunədirlər. Ancaq yenə də onların bizim etdiyimiz dizayndan fərqli olduqlarını unutmaq olmaz. D.S. Qursel “American Scientist” jurnalında dərc olunan bir məqaləsində bu fərqi belə izah edir:

“Biomolekulyar quruluşun əmələ gəlməsində rol oynayan qüvvələr gözümüzlə gördüyümüz xarici aləmdəki bənzər qüvvələrdən fərqlidir; bu səbəbdən zülal avtomontajını xarici dünyadakına bənzətmək istəsək, səhv edərik. Xarici aləmdə mühəndislik böyük ölçüdə kütlə cazibəsinin bərk cisimlərə təsirindən asılıdır. Betonun və poladın qüvvəsi və teflonla kauçukun müxtəlif sürtünmə xassələri bununla əlaqədardır. Molekul dünyasında isə bu cür xassələr molekullar arası və ya molekuldaxili atom hərəkətlərinə temperaturun təsirindən asılıdır (termal təsir). Molekullarda mühitin temperaturuna uyğun kinetik enerji var; bu enerji molekulları sürüşmə, fırlanma və titrəmə hərəkətlərinə vadar edir.”¹

Lakin biomolekulyar cihazlar ilə bizim icadımızı fərqləndirən səbəb deyil. İcad etdiyimiz cansız cihazlardan biri işləməsə, onu bir tərəfə qoyub yeni cihaz düzəldə bilərik. Canlı hüceyrələrdə isə belə bir şey olmaz. Canlı hüceyrələrini qüsursuz nümunə edən də bu xüsusiyyətlərdir.

Nanotexnologiyanı tətbiqə yararlı edən cəhət atomların quruluşu və aralarındakı mükəmməl təşkilatlanma xüsusiyyətidir. Onları təqlid edə bilsək də, bilməsək də, həyatın özü, hətta kainat bütünlükdə atomdakı üstün nizamın bir nəticəsidir. Bu səbəbdən nanotexnologiya mühəndisləri biomolekullardan sonra ikinci xüsus kimi atomların quruluşu və davranış formalarını bilməlidirlər:

“Məsələn, külçə halında qızıl otaq temperaturunda reaksiya girmir, lakin 3-5 nanometr ölçüsündəki qızıl parçacıqlar bir çox reaksiyaya təkan verir. Nanoqızılların bu xüsusiyyətini kəşf edən bir yapon firması onları tualetdə istifadə edilmək üçün “qoxu uducular” istehsalında tətbiq edir. Məmulatların nanoölçüdə qazandıqları fərqli xüsusiyyətlər onlara getdikcə artan sənaye dəyəri qazandırır. Bəzi şirkətlər adi plastik materialın nanoölçülü çubuqlar yerləşdirərək məmulatın gücünü və zərbəyə davamlılığını gücləndirməyə çalışırlar. Hərbi laboratoriyalar sibir yarası kimi bioloji silahları müəyyən edən nanoölçülü zondlar istehsal edirlər və 1-2 nanometr diametri olan qamış formalı molekulyar karbon nanoborular formalarından asılı olaraq elektriki metal və ya yarımkeçirici şəkildə daşıya bilirlər və hələ indidən tranzistor və diod kimi elektrik məmulatlarında geniş şəkildə istifadə edilirlər.”¹

Bütün kimyəvi reaksiyalar və bu reaksiyaların verdiyi bütün nəticələr atomdakı bu dizaynın müəyyənləşdirdiyi kriteriyalar çərçivəsində həyata keçir. Məsələn, siz bu sətirləri oxuyarkən beyninizdə bir çox kimyəvi proses baş verir və bu proseslərdəki atomlar üstün yaradılışa malik olduğu üçün hər şey öz yolunda gedir və siz bu sətirləri görüb oxuyur və içindəkiləri anlaya bilirsiniz. Burada diqqətçəkən cəhət budur ki, görmənizi təmin edən kimyəvi reaksiyalar baş verməsinə baxmayaraq siz bu reaksiyaları görmürsünüz. Ancaq, əlbəttə, görünən bəzi reaksiyalar var: bir stəkan çaya bir dilim limon atdıqda çayın rəngi açılır. Kibriti çaldıqda bir taxta parçası alovlanaraq yanır və kömürə çevrilir. Bunların hər biri kimyəvi reaksiyadır. Soyuq günlərdə isinməmizi təmin edən də, tonlarla ağırlıqdakı raketlərin kosmosda hərəkətini təmin edən də atomlardakı dizayndır.

Görəsən, indikindən fərqli quruluşdakı atomlardan əmələ gəlmiş kainat necə olardı? Rus elmi yazıçıları L.Vlasov və D. Trifonovun türk dilinə “107 Kimya Hekayəsi” adı ilə tərcümə edilən kitablarında bu cür kainatı belə izah edirlər:

“Oksigenlə hidrogen hər dəfə qarışdırıldıqda dərhal su buxarı əmələ gəlsin. Bir dəmir lövhə hava ilə reaksiyaya girdikdə üzəri dərhal qırmızımtıl-qəhvəyi rəngdə pasla örtülsün və bir neçə dəqiqə sonra bərk parlaq metal yumşaq bir toza, dəmir oksidinə çevrilsin.

Dünyadakı bütün kimyəvi reaksiyalar ani surətdə baş versin. Daşıdıqları enerjidən asılı olmayaraq bütün molekullar bir-birlərilə reaksiyaya girsinlər. İki molekul arasındakı hər toqquşma onların kimyəvi birləşməsilə nəticələnsin.

Belə olduqda bütün metallar yer üzündən yox olardılar, çünki oksidləşərdilər. Canlı hüceyrələri əmələ gətirənlər də daxil olmaqla, bütün mürəkkəb üzvi maddələr sadə, ancaq daha sabit birləşmələrə çevrilərdilər.

Viruslar hərəkət qabiliyyətləri, gizlənmə strategiyaları və məlumat saxlama, bu məlumatı köçürmə xüsusiyyətlərilə nanotexnologiya mütəxəssisləri üçün ideal ilham mənbəyidir.

Qəribə bir dünya olardı. Həyatsız dünya, kimyasız dünya, kimyəvi reaksiyaya girmək üçün heç bir meylə ehtiyac hiss etmədən çox sabit maddələrin xəyali dünyası.

Ancaq belə bir qarabasma bizi qorxutmur. Bu cür nəhəng “kimyəvi fəlakətin” qarşısını alan sehirli maneə var.”¹

Kainatın hər yerində bircə atomu belə nəzarətsiz qoymayan bir ağıl və iradə sahibinin müdaxiləsi görünür. Bu şəkildə yuxarıda misal çəkdiyimiz kimi dizayn çatışmazlığının əmələ gəlməsinin və bunun fəlakət ilə nəticələnməsinin qarşısını alan tək güc var, o da gücün və qüdrətin hamısını Özündə ehtiva edən Allahdır. Allah istədiyi anda istədiyi yerdə qüdrətini təzahür etdirir. Ən kiçik atomdan ucsuz-bucaqsız qalaktikalara qədər bütün kainat Allahın istəyi və hər an dirçəltməsi ilə varlığını davam etdirir.

ABŞ-da dünyanın tanınmış universitetlərindən MIT-də molekulyar biologiya və Kvant fizikası doktorluğunu müdafiə etmiş elm adamı Prof. Cerald Şröder kainata hakim olan qüsursuz nizamın BİR OLAN ALLAHIN əsəri olduğunu bu cümlələrilə açıqlayır:

“Əbədi və əzəli olan Birdir dedikdə bunun ardından iki, üç və dördün gəldiyi “bir” düşünməyin. Burada bundan çox daha dərin bir şeydən bəhs edilir. Burada bəhs edilən birlik fiziki tərəfdən dərk edilən sonsuz  metafizik həqiqətdir, tamamilə hər şeyi əhatə edən və universal  birlikdir.

Hər şey, istisnasız hər şey sonsuz bir birliyin, fövqəlfiziki şəkildə eyni anda, hər yerdə mövcud olan birliyin təzahürüdür. Bu birliyə toxunduqda sizin və bütün yaradılışın içində yer aldığı möcüzəni dərk edər və yaşayarsınız. Bu vəcd halı bütün varlığınıza yayıldıqda şüur səviyyəsniz fərdilik ölçüsündən uzaqlaşar və məhdud fiziki həqiqətlə universal metafiziki həqiqət arasındakı uçurumu yox edər.”