Viskas šiandien turėtų atrodyti visai kitaip. Mus turėtų supti didelės spartos kompiuterių, kurių kiekvienas ne didesnis už dulkelę, spiečiai. Mes turėtume gyventi namuose, kurie po žemės drebėjimo ar po uragano atsitiesia ir grįžta į savo pirminę formą. Netgi turėtų būti sukurti liftai, keliantys mus tiesiai į kosmosą. Jeigu esate patikėję bent puse to, kas per pastarąjį dešimtmetį buvo parašyta apie anglies nanovamzdelius, turėtumėte jaustis gerokai nusivylęs jų įtaka šiandieniniam pasauliui.

   Tačiau be reikalo. Gali būti, kad jūs jau turite šiek tiek nanovamzdelių. Jų yra daugumoje naujesnių automobilių. Jeigu neseniai pirkote bet kokį elektronikos prietaisą, jo komponentai, ko gero, bus korpusuose su nanovamzdeliais. Ir gal jau netrukus, išsiruošę paiškylauti, galėsite pažvelgti į žvaigždes ir padėkoti nanovamzdeliams už elektrą, kuri tuo metu šildys jums vakarienę. Revoliucija įvyko - jūs paprasčiausiai jos nepastebėjote.

   Niekas neabejoja nanovamzdelių galimybėmis. Tos mikroskopiškos tūtelės gal ir neatrodo itin įspūdingai, bet ši bičių korį primenanti anglies atomų gardelė yra tai, apie ką svajoja kiekvienas inžinierius. Pavyzdžiui, jų elektrinės savybės yra tokios, kad nanovamzdeliai gali būti arba metalais, arba puslaidininkiais. Viskas priklausys nuo to, kaip bus susuktas anglies atomų lakštas. Jeigu anglis bus susukta taip, kaip sukamos cigaretės, lakšto galams liečiantis išilgai kraštų, gausis nanovamzdelis, kuris elgsis it plonytė metalo vielelė, gerai praleidžianti elektros srovę. Pakanka susukti vamzdelį įkypai ir atsiras miniatiūriškas puslaidininkis, galintis pakeisti silicio tranzistorius - elektronikos lustų svarbiausiąją dalį.

   Dar daugiau, nanovamzdeliai yra laidesni elektrai už varį, todėl jie gali pakeisti smulkias vieleles, kurios kompiuterio lustų viduje jungia tarpusavyje atskirus komponentus. Negana to, šilumą jie praleidžia kur kas geriau nei deimantas, kuris yra vienas iš pačių geriausių žinomų šilumos laidininkų. Taigi, jei lustą padengsime apvalkalu iš nanovamzdelių, nebekils jo perkaitimo pavojus.

   Ko gero dar įspūdingesnės yra šių lengvų darinių mechaninės savybės. Nanovamzdeliai yra virš 50 kartų stipresni už plieno vielas, nors yra keturis kartus mažesnio tankio. Kiek besistengtumėte spausti ar lenkti nanovamzdelį, jis nesulūš, o atleidus kaip spyruoklė atšoks ir jo forma atsistatys. Taigi, kaip čia kaltinsi analitikus, pranašaujančius smūgių nebijančių automobilių, lynų, skirtų kosminių šiukšlių gaudymui, ar lengvų it šilkas neperšaunamų liemenių atsiradimą?

   Tiesą sakant, pasakojimuose apie nanovamzdelius keisčiausia yra ne ši triukšminga reklama, bet jų istorija. Paskaičius vadovėlius, laikraščius, populiarius ar net mokslinius žurnalus susidaro įspūdis, kad jie buvo atrasti visai neseniai. Tuo tarpu nanovamzdeliai buvo žinomi jau daugiau kaip šimtą metų. JAV patente, išduotame dviems britams 1889 m., yra pasakojama, kaip juos pasigaminti naudojant pelkių dujas - šiandien geriau žinomas metano vardu. Šis metodas iš esmės yra toks pat, kaip ir šiandien pramonėje naudojami būdai ir buvo skirtas gaminti "plaukelius primenančias anglies gijas" elektros lemputėms. Pasak patento, šalia naudingų elektrinių savybių šias gijas "galima lankstyti ir susukti į bet kokią formą, bet atleidus jos išsitiesia ir pasidaro tokios pat, kaip ir buvo". Septintajame ir aštuntajame dešimtmečiuose kelios grupės JAV ir Naujojoje Zelandijoje jau gamino ir tyrė anglies nanovamzdelius.

   Reklama atsirado kur kas vėliau, 1991 m., kuomet Sumio Iijima ir jo bendradarbiai sukūrė nanovamzdelius tarptautinio elektronikos milžino NEC mokslinėje laboratorijoje Japonijos mieste Tsukuboje. Iijimos "atradimas" pasirodė praėjus vos keletui metų po netikėto naujos anglies formos - fulerenų - aptikimo ir, gal net svarbiau, po Erico Drexlerio knygos "Tvėrimo varikliai" pasirodymo. Pradėta kalbėti, kad nanotechnologijos - nanometrų dydžio mechanizmų gamyba - gali padėti išspręsti bet kokią problemą. Kuomet Iijima pranešė apie savo rezultatus, akademiniai ir vyriausybiniai sluoksniai jau buvo pripratinti prie minties, kad apie nanotechnologiją verta pagalvoti. Nanovamzdeliai atrodė esą būtent tai, ko mes visi laukėme - medžiaga, pakeisianti visą pasaulį.

   Reklama nepadarė įspūdžio vienai kompanijai - Hyperion Catalysis iš Massachusetso valstijos. Mat, Hyperion tobulino nanovamzdelių gamybos tonomis procesus net nuo 1983 metų. Šiandien 60 procentų Amerikos keliais važinėjančių automobilių turi kuro žarnas, kuriose yra Hyperion nanovamzdeliai. Dėl didelio elektrinio laidumo jie išsklaido elektros krūvius, galinčius sudaryti ir sukelti pavojingas kibirkštis, kai tekantis kuras trinasi į nailonines žarnų sieneles. Jei važinėjate Renault Clio ar Megane, tai prie nanovamzdelių prisiliečiate tiesiogine to žodžio prasme kaskart, kai poliruojate savąjį automobilį. Jų yra pridėta į plastikines sparnų detales, todėl jos pasidaro laidžios elektrai ir dažant automobilį jas galima įžeminti. Purškiami dažų lašeliai, kurie būna įkrauti iki 20 000 V, yra traukiami prie įžemintųjų korpuso dalių, todėl dažymo procesas darosi efektyvesnis ir mažiau teršia aplinką.

   Šiuo metu Hyperion yra vienintelė kompanija, kasmet pagaminanti dešimtis tonų "daugiasluoksnių" anglies nanovamzdelių. Juos sudaro nuo 10 iki 12 vienas į kitą įstatytų cilindrų iš anglies, o jų ilgis yra apie 10 mikronų ir kainuoja vos 2 dolerius už gramą. Hyperion parduoda tiktai plastike įterptus nanovamzdelius, bet yra daug kitų firmų, pavyzdžiui, Carbon Nanotechnologies iš Hiustono ar Sun Nanotech (Kinija), kurios parduoda kad ir po gramą palaidų nanovamzdelių.

   Automobilių gamintojai nėra vieninteliai, kurie pritaikė nanovamzdelių elektrinį laidumą. Nanovamzdeliai yra labai vertinami ir elektronikos pramonėje. Jų yra pridedama į dėžutes, kuriose transportuojami lustai ir kietieji diskai. Nanovamzdelių prikaišioto plastiko dėžutės pašalina bet kokius krūvius dar prieš jiems susidarant, o jų itin lygus paviršius garantuoja, kad išimant lustus iš įpakavimo neatsiras net ir pačių mažiausių įbrėžimų.

   Elektronikos pramonė norėtų panaudoti nanovamzdelius ne tik savo lustų pakavimui; jai labai patiktų, jei nanovamzdeliai paspartintų pačius lustus. Iki šiol inžinieriai sugebėdavo maždaug kas 18 mėnesių padvigubinti procesorių lustuose esančių tranzistorių skaičių. Norint, kad tai tęstųsi, reikia iš silicio pagaminti vis mažesnius tranzistorius. Po keleto metų inžinieriai pasieks tokį tašką, kai tranzistoriai pasidarys tokie maži, jog elektronai galės tuneliuoti skersai komponentus skiriančių izoliatoriaus sluoksnių, o patys lustai nebegalės veikti. Toliau mažinant tranzistoriaus matmenis reikia radikaliai naujos koncepcijos.

   Išeitimi galėtų būti tranzistoriai iš nanovamzdelių. Tačiau tokius tranzistorius reiktų gaminti iš brangių vienasienių nanovamzdelių, todėl šią idėją bus sunku įgyvendinti. Vienasienių nanovamzdelių gramas kainuoja 750 dolerių - apie 70 kartų daugiau nei gramas aukso. Kaina labai pakyla dėl didelių priemaišų, atsirandančių gamybos metu, pašalinimo kaštų. Patys nanovamzdeliai yra gaminami garinant anglį galingame lazerio pluoštelyje arba pučiant angliavandenių garus pro įkaitintą metalinio katalizatoriaus paviršių. Dėl to daugelis nanovamzdelių yra persimaišę su suodžiais ar metalo dalelėmis. Nors metalus ir anglies masę galima pašalinti plaunant nanovamzdelius vandenyje, tai yra gana brangu, be to yra rizikuojama pažeisti korinę sandarą, o tuo pačiu ir pageidaujamas elektrines ir mechanines savybes. Bandymuose apeiti šias kliūtis pirmauja IBM, bet iki iš nanovamzdelių pagamintų procesorių vis dar lieka ilgas kelias.

   Mechaninių nanovamzdelių savybių panaudojimas yra ne mažiau problemiškas. Iki pat kosmoso nutiesto lyno idėja tikrai atrodo pernelyg ankstyva: ilgiausias iki šiol pagamintas nanovamzdelis tėra 20 cm ilgio. Be to, nanovamzdelių maišymas kitose medžiagose, pavyzdžiui, betone, bent iki šiol, davė priešingus rezultatus nei buvo laukti. Vietoj to, kad betoną sustiprintų, jie sukuria jame silpnus taškus.

   Taigi iki šiol nanovamzdelių revoliucija nenuėjo toliau pigių daugiasienių nanovamzdelių prikaišioto plastiko. Ironijos čia nėra: tai išties revoliucinė medžiaga. Pradžioje galima gauti plastiką, kuris yra laidesnis elektrai už varį. Davidas Carroll ir jo kolegos iš Klemsono universiteto Pietų Karolinoje pabandė pridėti nanovamzdelių į laidų plastiką polianiliną (PANI). Pats PANI praleidžia elektros srovę prasčiau nei varis, bet pridėjus nanovamzdelių, lengvi plastiko laidininkai lėktuvuose galės pakeisti visas sunkias vario vielas ir sutaupyti nemažai kuro.

   Tačiau pačios didžiausios perspektyvos laukia to paties Carrollo sukurtų pjezoelektrinių plastikų: medžiagų, sukuriančių įtampą tada, kai jos yra suspaudžiamos ar pakaitinamos. Praėjusiais metais jo grupė aptiko, kad plačiai ultragarso jutikliuose naudojamas polimeras polivinilideno floridas (PVDF) tampa tris kartus jautresnis deformacijai, kai į jį yra pridedama nanovamzdelių. Daug jų nereikia: pakanka vieno nanovamzdelio 8000 PVDF gijų.

   Tokio pagerėjimo sulaukta dėl to, kad nanovamzdeliai išlaiko polimerą stabilioje pjezolelektrinėje būsenoje. Valcavimas, tempimas, presavimas ir kiti procesai, kurių pagalba plastikas virsta gaminiais, paprastai išardo molekulių struktūrą, paverčiančią PVDF pjezoelektriku. Bet Carrollas aptiko, kad pridėjus į polimerą kelis nanovamzdelius, pjezoelektrinė sandara išlaiko visus išbandymus.

   Jo grupė taip pat pridėjo nanovamzdelių į saulės elementus iš plastiko ir nustatė, kad jie yra 50 000 kartų efektyvesni nei kiti fotovoltiniai prietaisai iš plastiko. Mokslininkai norėtų gaminti saulės elementus iš plastiko, nes polimerai yra pigūs ir iš jų galima padaryti didžiulius lapus. Tačiau iki šiol plastikai nelabai tam tiko, nes elektronams ir skylėms judėti polimeru yra gana sudėtinga. Jie veikiau susitinka ir rekombinuoja prieš pasiekdami elektrodus, todėl polimerinių saulės baterijų efektyvumas tėra vos 0,0001 proc. - iš kiekvieno saulės bateriją pasiekiančio milijono fotonų tik vienas sukuria elektros srovę. Be to, tokios baterijos buvo labai trumpaamžės, kiekvienas lakštas veikia vos kelias valandas, kol oro deguonis neįsiskverbia į plastiką, kur pradeda gaudyti krūvininkus.

   Bet polimere esančių nanovamzdelių tinklas suteikia galimybę elektronams ir skylėms greitai pasiekti elektrodus. Carrollo grupė pagamino saulės elementus, kurių efektyvumas siekia 5 procentus, o jų ilgaamžiškumas tenkina komercinius reikalavimus. Prieš metus pagaminti prietaisai veikia iki šiol.

   Nors geriausi elementai iš silicio yra kelis kartus efektyvesni, Carrollas pranašauja didelį susidomėjimą savąja medžiaga, nes iš jos galima gaminti dideles saulės elementų juostas. Jis mano, kad rinka galėtų tapti labai nelaukta vartotojų grupė: turistai, kuriems pabodo virti valgį ant laužų, pasinaudos gera proga prijungti savo prietaisus prie elektros, kurią generuoja jų palapinė.

   Tarkim, kad ši technologinė vizija neapvers žemės rutulio, bet tai bent nėra tuščias svaičiojimas. Gal iš nanovamzdelių ir nebus gaminami kosminiai liftai, bet faktas lieka faktu: jų jau dabar yra parduodama už milijardus dolerių.