Thuis een biefstuk downloaden (of viagra)

Apparaten die thuis producten of voedsel maken door moleculen als legoblokjes aan elkaar te klikken. Volgens K. Eric Drexler, pionier van de nanotechnologie, is dat nog steeds de grote, nog onvervulde belofte van de nanotech. 'Over tien tot veertig jaar moet het kunnen'.

Meneer Drexler, een kwart eeuw geleden publiceerde u Engines of Creation. Een visionair boek over moleculaire machines die in de toekomst op commando atoom voor atoom producten naar keuze bouwen. Waarom is het eigenlijk nog steeds niet zo ver?

'Nou, nanotechnologie is anno 2011 anders wel gewoon een feit. Afgezien van de trendy producten die om de spannende uitstraling nano worden genoemd, zijn er heel wat producten op basis van kleine deeltjes of vezels die je nano kunt noemen. De hele biologie stikt van de moleculaire machines, wat een belangrijke inspiratiebron is voor nano-ontwerpers. Een aanzienlijk deel van de eitwittechnologie is nano. En je kunt zelfs volhouden dat de huidige computerchips al gewoon nanotechnologie zijn. Er zitten onderdelen in op nanoschaal, componenten van miljoensten van een millimeter groot.'


Maar die chips maken we nog steeds klassiek. Door net zoveel materiaal weg te etsen tot we de gewenste structuren overhouden. Een ingewikkeld en omslachtig proces. U beloofde juist een opperste elegantie: zuiniger met grondstoffen en geen afval. Geen atoom te veel, zeg maar.

'Die beloften staan nog steeds.'


Maar realiteit zijn ze niet.

'Dat is niet zozeer een fundamenteel punt. Er zijn geen fysische of chemische wetten die uitsluiten dat je tastbare objecten kunt opbouwen uit moleculaire basisstoffen. Sterker, je kunt zelfs aantonen dat het kan. In feite doet de hele synthetische scheikunde precies dat. Alleen wil je in de nanotechnologie een stap verder gaan, omdat je controle dan veel verder gaat.'


Tot op het niveau van de atomen en moleculen.


'Ik heb gemerkt dat het beter is om te spreken van atomic precision engineering. Nanotechnologie is me iets te modieus en te onprecies geworden.'


Terwijl u het woord nanotechnologie heeft uitgevonden.

'Jawel, maar inmiddels wekt dat veel verkeerde associaties op.'


Net als grey goo? Zelfreproducerende nanorobotjes, die als een 'grijze smurrie' ongebreideld de wereld overspoelen. Ook een Drexler-term.

'Hoe onrealistisch dat idee ook is, dat beeld is sterk. Mensen denken er vanzelf aan. Er zijn ook zorgen om nanodeeltjes, bijvoorbeeld in cosmetica. Ik zeg niet dat die zorgen onterecht zijn. Maar wel dat het in feite gewoon gaat om een nieuwe klasse van chemische stoffen en materialen, die verder niet zo heel veel relatie hebben met mijn moleculaire machines. Ze zijn overigens vergelijkbaar met wat er in tatoeage-inkt zit. En daar hoor je nooit iets over.'


Ik zag op uw website animatiefilmpjes van de manier waarop uw moleculaire machines zouden gaan werken. Een soort printer of broedstoof?

'Het ligt dicht in de buurt van 3D-printing, een techniek die al bestaat. Zo'n apparaat legt steeds een nieuw laagje op het vorige, waardoor complexe driedimensionale objecten kunnen worden gemaakt uit ruw materiaal in de cartridge.'


Maar in dat filmpje maakt de printer een hele notebookcomputer, inclusief enorm geheugen en een batterij die nooit leeg wil. Uit een paar flessen met olieachtige grondstoffen.

'In ons geval is het inderdaad een stuk subtieler dan een 3D-printer. In feite heb je in het apparaat een soort fabriek staan, maar dan met moleculaire machines erin. Die stellen eerst uit de ruwe grondstoffen in de cartridges bouwstenen samen, die in een volgende laag weer worden geassembleerd tot onderdelen, die stap voor stap verder worden afgewerkt en uiteindelijk op de juiste plek in het geheel arriveren.'


Ik zie draaiende schijven, lopende banden, kranen. Bestaat zoiets op moleculaire schaal dan?

'Wat je ziet is min of meer symbolisch. In feite heb je het over moleculaire processen, die in principe miljoenen malen sneller verlopen dan wat je gewend bent. Maar tot op zekere hoogte is het wel degelijk zo herkenbaar als je daar ziet. Het assembleren van objecten uit grondstoffen is een kwestie van engineering, van moleculaire tandwielen en moleculaire motoren en moleculaire transportbanden. In zekere zin is het zelfs saaier dan de meeste mensen denken, wetenschappelijk gezien. Een fysicus is niet geboeid door een autofabriek. Een ingenieur des te meer.'


Zo'n ding heb ik in 2040 thuis staan?

'In principe zou dat kunnen, over ik schat tien tot veertig jaar.'


En wat gaan we er dan mee maken?

'Dat hangt er vanaf. Als je alles kunt printen, kun je je voorstellen dat je voorwerpen, apparaten of gadgets zou downloaden, net zoals je nu software of amusement downloadt: films, muziek, eBooks.'


Dus dan klik ik de een of andere site aan: één iPad graag, en dan komen de instructies via het internet binnen en gaat de machine draaien?

'Zoiets is denkbaar ja. Als zoiets technisch mogelijk wordt, betekent het natuurlijk ook in de dienstverlening en productie een totale omwenteling. Zoals het internet bestaande economische patronen op zijn kop zet, zal dat ook op het gebied van goederen gaan gebeuren.'


Maar wat gaan we nou thuis bekokstoven?

'Geen vliegtuig, natuurlijk. Daar zijn je cartridges met ruwe grondstoffen nooit groot genoeg voor. Maar wel apparaten, speelgoed, gadgets, onderdelen misschien.'


Hoe lang duurt een MP3-speler?

'Een uurtje moet kunnen. Makkelijk.'


Een hele auto, zou dat kunnen?

'Niet thuis, lijkt me. Maar anderzijds zou je misschien geen immense autofabrieken meer nodig hebben om voertuigen te produceren. Iets ter grootte van een garagebox zou al kunnen volstaan. Gewoon ergens in de stad of de wijk waar je woont.'


En medicijnen? Viagra downloaden en thuis maken?

'Theoretisch kan dat dan natuurlijk ook, ja. De vraag is wel of dat ook wenselijk is. Maar moleculaire fabricage zal op andere manieren zeker grote invloed in de geneeskunde krijgen. Denk aan moleculaire machientjes die door je bloedbaan gaan, op zoek naar indringers of ziekmakers. Op basis van eenzelfde technologie.'


Ook daarvan stonden de plaatjes een kwart eeuw geleden al in uw boek.

'Dat suggereerde misschien iets meer dat het al realiteit zou zijn dan de bedoeling was.'


In de film Back to the Future gooit de malle professor zijn bierblikje in de brandstoftank van zijn tijdmachine, dat wordt vanzelf brandstof. Realiteit?

'Op termijn zou het kunnen. Sterker, ik heb net in Londen een werkconferentie met Shell gehad, waar ze met grote belangstelling naar mijn ideeën luisterden.'


Gaat Shell de grondstoffen leveren? Of nanotechnologie gebruiken?

'Daar ging het daar niet om. Shell is een bedrijf dat in de wereld functioneert, en graag wil weten wat er aankomt. Ook op de termijn van, zeg 2050. Daar hoort dit zeker bij.'


Een ander fascinerend idee, volgens mij ook al uit de tijd van Engines of Creation, 1986 dus: je eigen biefstuk thuis printen.

'Voeding is een geval apart. Mensen hebben daar sterke gevoelens en voorkeuren bij, en of nou uitgerekend vlees daarbij goed zou aanslaan, weet ik niet. Maar er zijn natuurlijk al wel synthetische voedingsmiddelen, waarvan je je zou kunnen voorstellen dat je ze ooit gaat downloaden als je ze nodig hebt.'


Even terug naar af. Waarom zouden we dit soort technologie willen? Je kunt een iPad ook gewoon klassiek produceren, of een biefstuk bij de slager kopen.

'Ik werk momenteel aan een nieuw boek waarvan de titel al vaststaat: Radical Abundance, radicale overvloed. Volgend jaar komt het uit. De bestaande productiemethodes zijn allemaal gebaseerd op het benutten van maar een klein deel van de grondstoffen die ze vergen. De efficiëntie is laag, we verbruiken veel energie, slepen met grondstoffen, produceren veel afval. Je kunt laten zien, nu al, dat zoiets bij nano-engineering heel anders kan uitpakken. En als de efficiëntie van de productie met sprongen stijgt, dan slaat de groeiende schaarste aan grondstoffen opeens om in een totale overvloed.'


Nieuwe producten maken is eigenlijk een minstens zo spannend idee.

'Je kunt je heel radicale dingen voorstellen, bijvoorbeeld op het gebied van de energietechnologie. Als je zonnecellen kunt laten groeien in plaats van ze met klassieke microfabricage maken, kun je ze meteen ook veel efficiënter maken. Sterker, je kunt er flinterdunne batterijen bij aanleggen en kant en klare energiesystemen produceren.'


Wijlen Richard Smalley, Nobelprijswinnaar chemie voor de ontdekking van voetbalvormige koolstof-60 moleculen, noemde u ooit een naïeve fantast. Uw nanomachines, schreef hij in Scientific American, konden helemaal niet werken. En al helemaal niet zonder een omgeving van water.

'Dat hebben we uitgevochten. Ik heb al Smalley's punten destijds weerlegd. Fysisch gezien is er echt geen enkel beletsel voor atomic precision engineering. Wat ik al zei: het is een kwestie van engineering, niet van onbekende science. Er zijn geen radicale sprongen nodig, we moeten wel nog een kloof overbruggen tussen theorie en praktijk.'


In een rapport van een paar jaar geleden noemde de Amerikaanse wetenschapsclub AAAS uw ideeën veelbelovend, maar zonder dat er een heldere weg voorwaarts te bedenken was.

'Er waren vragen over energieverbruik, efficiency, snelheid, foutenmarges en dat soort kwesties. Belangrijke zaken, zeker. Maar niet fataal voor de technologie die ik zie aankomen. Het zal gaan zoals met veel technologie: een hele reeks kleine stappen en innovaties, die plotseling momentum krijgen en iets heel nieuws opleveren.'


De eerste industriële revolutie gaf Engeland een enorme machtspositie. Wie gaat de nanorevolutie winnen?

'Ik heb het idee dat het een beetje gelijk opgaat. De VS, Europa en Azië investeren vergelijkbare bedragen in geavanceerde nanotechnologie. Maar de druk om met iets te komen is groot.'


U bent nu 56. Als we in 2050 zouden terugblikken, wat denken we dan over Eric Drexler anno 2011? Een fantast? Een visionair?

'Interessante vraag. Ik denk dat ik mijzelf tegen die tijd extreem voorzichtig en down to earth zal noemen. Ik zeg op dit moment niets wat in strijd is met de wetten van de natuurkunde of de chemie. Dat zal de basis leggen voor het begin van veel meer. Als de technologie eenmaal bestaat, zul je zien dat er briljante nieuwe ideeën loskomen, waarvan we nu geen weet hebben. Vergelijk het met het internet: een halve eeuw geleden hadden we veel van wat we nu normaal vinden, echt nooit kunnen verzinnen. En we kunnen ons bijna niet indenken waarom we het destijds niet doorzagen.'


CV eric drexler (1955)

Studeerde technische natuurkunde aan het MIT in Boston


1986


Boek Engines of Creation


1986-2002


Foresight Institute, 'preparing for nanotechnology'


1991 Boek Unbounding the Future


2005 Adviseur Nanorex, makers van software voor nanomachines


2012 Boek Radical Abundance


Meer over

Wilt u belangrijke informatie delen met de Volkskrant?

Tip hier onze journalisten


Op alle verhalen van de Volkskrant rust uiteraard copyright. Linken kan altijd, eventueel met de intro van het stuk erboven.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright @volkskrant.nl.
© 2020 DPG Media B.V. - alle rechten voorbehouden