Συμβατική σοφία έχει ότι τα ηλεκτρονικά και το νερό δεν αναμιγνύονται: Το ξέρετε αυτό ακόμη και αν το κινητό σας δεν έχει ποτέ γλιστρήσει από το χέρι σας μέσα, ας πούμε, την μπανιέρα. Έτσι, με κάποιο συναγερμό αυτό το παρελθόν καλοκαίρι που παρακολούθησα τον John A. Rogers βυθίζω χαρούμενα νερό σε ένα ολοκληρωμένο κύκλωμα.
Από αυτή την ιστορία
[×] ΚΛΕΙΣΤΕ
Ο στόχος του John Rogers δεν είναι τίποτα λιγότερο από το σύνορο μεταξύ ανθρώπου και μηχανής. (Φωτογραφία από τον Timothy Archibald) 
Τα τεχνολογικά θαύματα που προέρχονται από την έρευνα του Ρότζερς περιλαμβάνουν μια κάμερα εμπνευσμένη από το μάτι ενός εντόμου. (John Rogers, Ινστιτούτο Beckman, Πανεπιστήμιο Ιλλινόις στην Urbana-Champaign) 
Ένα κρανίο που παρακολουθεί τη σοβαρότητα των συγκρούσεων κεφαλιού. (Φωτογραφία ευγένεια του MC10) 
Η έρευνα του John Roger δημιούργησε ένα ηλεκτρόδιο που καλούπι στον εγκέφαλο. (John Rogers, Ινστιτούτο Beckman, Πανεπιστήμιο Ιλλινόις στην Urbana-Champaign) 
Πριν από την κατασκευή των συσκευών για το σώμα, η ομάδα Rogers 'δοκιμάσει υλικά τόσο διαφορετικά όσο το νιτρίδιο του πυριτίου και του γαλλίου. (John Rogers, Ινστιτούτο Beckman, Πανεπιστήμιο Ιλλινόις στην Urbana-Champaign) 
Φωτογραφίες
σχετικό περιεχόμενο
- Αυτοί οι εύκαμπτοι αισθητήρες θα μπορούσαν να βοηθήσουν στην παρακολούθηση ενός ασθενή με εγκεφαλικό επεισόδιο κατά την αποκατάσταση
- Αυτή η φορετή κάλτσα καρδιάς μπορεί να σωθεί κάποια μέρα
Ήμασταν σε εργαστήριο στο Πανεπιστήμιο του Ιλλινόις στην Urbana-Champaign και ο Rogers, ένας επιστήμονας των υλικών εκεί, και η εικόνα της υγιεινής στο τραγανό πόλο, το khakis και το Boy Scout ring, είχε κάνει χρήση ενός γενικού μπουκαλιού ψεκασμού. Το κύκλωμα, ένας ταλαντωτής ραδιοκυμάτων, έλαμψε επάνω σε ένα κομμάτι τεχνητού χλοοτάπητα, το οποίο μερικές postdocs είχαν δημιουργήσει ως εξωτερικό σκηνικό.
Το πρώτο σπρέτ του νερού προκάλεσε αργά το κύκλωμα, σαν ένα παλιό χαρτί που είχε μόλις πάρει φωτιά. Όταν ο Rogers ψεκάστηκε ξανά, το κύκλωμα τσακίστηκε και κατέρρευσε πάνω του. Οι επόμενοι ψεκασμοί ήταν οι θάνατοι: Το κύκλωμα και το διαφανές υπόστρωμα μεταξιού του συρρικνώθηκαν σε μια υγρή μπάλα, η οποία χτύπησε κάτω μια μακρά λεπίδα χόρτου. Τι δευτερόλεπτα προηγουμένως ήταν ένα λειτουργικό κομμάτι ηλεκτρονικών με δίοδοι, επαγωγείς και τρανζίστορ πυριτίου δεν ήταν τώρα πλέον εμφανές - ή καιρό για αυτόν τον κόσμο - παρά μια σταγόνα πρωινής δροσιάς.
"Ναι, είναι πολύ funky", λέει ο Rogers, ο οποίος είναι 46 ετών και έχει τον σοβαρό τρόπο του επόμενου τύπου. Αλλά αυτό δεν ήταν τέχνασμα. Ο Ρότζερς και η ομάδα των ερευνητών του σχεδίασαν το κύκλωμα για την "παροδικότητα": Γεννήθηκε για να πεθάνει. Και όπως το βλέπει ο Ρότζερς, αυτό θα μπορούσε να εκτοξεύσει τα ηλεκτρονικά μέσα στα άγνωστα νερά της ιατρικής, των περιβαλλοντικών μελετών και της εθνικής ασφάλειας. Μπορούμε σύντομα να δούμε αισθητήρες που παρακολουθούν την πίεση αίματος στην αορτή μετά από χειρουργική επέμβαση καρδιάς, στη συνέχεια διαλύονται μόλις ο ασθενής ξεφύγει από το δάσος. Ή ένα μη τοξικό κινητό τηλέφωνο που ξεπλένουμε την αποχέτευση για το σκοπό όταν είμαστε έτοιμοι για αναβάθμιση. Ή ευαίσθητη τεχνολογία πεδίου μάχης που πηγαίνει plop-plop-fizz-fizz προτού πέσει στα χέρια του εχθρού. "Η ελπίδα μας είναι ότι υπάρχει μεγάλη αξία σε αυτό", λέει. "Δεν είναι απλά μια περιέργεια."
Τα μεταβατικά ηλεκτρονικά μπορεί να είναι η πιο εφευρετική εφεύρεση μέχρι τώρα να βγει από το εργαστήριο του Ρότζερς, ένα εργοστάσιο ιδεών του οποίου ο ρυθμός δημοσίευσης σε μεγάλα επιστημονικά περιοδικά αντιστοιχεί μόνο με την παραγωγή του πρωτοποριακού gizmos. Ο Ρότζερς, που κατέχει μια από τις πιο ψηλές καρέκλες του πανεπιστημίου, έχει διορισμένους σε πέντε τμήματα. Διευθύνει επίσης το Εργαστήριο Ερευνών Υλικών Frederick Seitz του σχολείου. Αυτός συγγραφείς ή συν-συγγραφείς δεκάδες άρθρα τα περισσότερα χρόνια, πολλά για περιοδικά περιοδικών όπως η επιστήμη και η φύση . Αλλά το εργαστήριό του, για όλες τις σοβαρές επιστήμες του, θα μπορούσε εξίσου εύκολα να είναι πίσω για τον Bionic Man.
Ο Ρότζερς και οι συνεργάτες του έχουν κατασκευάσει θήκες ηλεκτρονικών που μοιάζουν με σελοφάν, που τυλίγουν τις κυματιστές επιφάνειες της καρδιάς. Έχουν κάνει κάμερες σχήματος βολβού που μιμούνται θέαση ανθρώπων και εντόμων και μαλακά νήματα από μικροσκοπικά LED που μπορούν να εγχυθούν ακριβώς στον εγκέφαλο. Κατά τη διάρκεια της επίσκεψής μου, ένα postdoc μου έδειξε ένα προσωρινό δερματικό τατουάζ - «επιδερμικό ηλεκτρονικό σύστημα» που έπληξε τρανζίστορ - που θα μπορούσαν να απελευθερώσουν τους νοσοκομειακούς ασθενείς από τη σύμπλεξη των συρμάτων και των κλιπ αισθητήρων που κρατούν τους γιατρούς ενήμεροι για ζωτικά σημάδια.
Ο Ρότζερς ανέβηκε στο στιχουργείο στον επιστημονικό κόσμο όχι μόνο για να ονειρευτεί αυτές τις ιδέες, αλλά και για να αναρωτιέται πώς να τις χτίσει. Πολλές από τις ιδέες του είναι το προϊόν μιας μελέτης που αγνοεί τις υπάρχουσες αντιλήψεις σχετικά με τα κυκλώματα με βάση το πυρίτιο.
Η ακαμψία, η ακαμψία και η αντοχή είναι οι ακρογωνιαίοι λίθοι της σύγχρονης ηλεκτρονικής. Είναι ενσωματωμένα στο πολύ λεξιλόγιο του: μικροτσίπ, στερεά κατάσταση, κυκλώματα. Για το 90 τοις εκατό των ηλεκτρονικών ειδών πράγματα κάνουν σήμερα, αυτό μπορεί να είναι μια χαρά. Ο Rogers ενδιαφέρεται για το άλλο 10 τοις εκατό: Θέλει να κάνει το υλικό μαλακό-μαλακό αρκετά για τα κινούμενα, πρησμένα και παλλόμενα περιγράμματα του ανθρώπινου σώματος και του φυσικού κόσμου. Ο στόχος του δεν είναι τίποτα λιγότερο από το σύνορο μεταξύ ανθρώπου και μηχανής. Ο εγκέφαλος "είναι σαν το Jell-O, και είναι δυναμικός χρόνος και κινείται", λέει ο Rogers. "Ένα τσιπ πυριτίου είναι εντελώς ασυμβίβαστο με τη γεωμετρία και τη μηχανική, και δεν μπορεί να ικανοποιήσει την κίνηση χωρίς να περιορίσει αυτή την κίνηση."
Σίγουρα, ένας ηλεκτρονικός καθετήρας μπορεί να βυθιστεί στον ιστό του εγκεφάλου. "Αλλά τώρα έχετε μια βελόνα σε ένα μπολ του Jell-O που λυμαίνεται γύρω." Ποιος θα το θέλατε αυτό;
Για μικρό χρονικό διάστημα, ο Rogers, όπως άλλοι ερευνητές, είδε τα πλαστικά κυκλώματα ως λύση. Αλλά η πλαστική ευελιξία ήρθε σε αυτό που αποδείχθηκε ότι ήταν ένα μεγάλο κόστος: Ηλεκτρικά ήταν 1.000 φορές πιο αργή από το πυρίτιο, το σούπερ σταρ των ημιαγωγών. "Δεν θα μπορούσατε να κάνετε τίποτα που απαιτεί εξελιγμένη λειτουργία υψηλής ταχύτητας", λέει.
Έτσι έδωσε το δεύτερο πυρίτιο. Σύντομα ανέπτυξε μια τεχνική για τη διάτρησή του σε φύλλα, τόσο λεπτότατα - 100 νανόμετρα, ή ένα χιλιοστό τόσο λεπτό όσο μια ανθρώπινη τρίχα - ότι έκανε κάτι που ονειρευόταν πιθανόν: Έσκυψε, στριφογυρίστηκε και, όταν σπειρώθηκε σε ένα σκούρο μοτίβο, ακόμη και τεντωμένο. Στη συνέχεια πήγε πιο μακριά. Σε άρθρο που καλύπτει την επιστήμη πέρυσι, ανήγγειλε ότι εάν κάνατε δέρμα πυριτίου ακόμα 35 νανόμετρα, θα διαλύθηκε πλήρως σε βιολογικά υγρά ή νερό μέσα σε λίγες μέρες.
Ένα συμβατικό πάχος ενός χιλιοστού βάσης πυριτίου, το οποίο γνώριζε ο Rogers, δεν είχε καμία σχέση με την αγωγιμότητα: Το κούμπωμα είναι εκεί κυρίως έτσι ώστε τα ρομπότ να μπορούν να τα μετακινούν μέσα στα διάφορα στάδια της κατασκευής χωρίς να σπάσουν.
"Έχετε αυτή τη γιγαντιαία βιομηχανία βασισμένη στα ηλεκτρονικά που βασίζονται σε πλακίδια και γι 'αυτό οι άνθρωποι παραδοσιακά εξετάζουν το πυρίτιο και λένε:" Δεν είναι ευέλικτο, πρέπει να αναπτύξουμε ένα διαφορετικό υλικό για ευέλικτα κυκλώματα ", λέει. "Αλλά αν το σκεφτείς περισσότερο στο επίπεδο των μηχανικών, γρήγορα συνειδητοποιείς ότι δεν είναι το πυρίτιο που είναι το πρόβλημα, είναι το wafer που είναι το πρόβλημα. Και αν είστε σε θέση να απαλλαγείτε από τα υποκείμενα υλικά πυριτίου που δεν εμπλέκονται στη λειτουργία του κυκλώματος, έχετε αφήσει με ένα πολύ λεπτό φύλλο πυριτίου, "ως δισκέτα ως χαρτί χαλαρών φύλλων.
Στο τέλος μιας εργάσιμης ημέρας τον Ιούλιο, ο Rogers γλίστρησε σε μια αίθουσα συνεδριάσεων δίπλα στο γραφείο του και βγήκε λίγο αργότερα σε αθλητικά σορτς, λευκές κάλτσες και αθλητικά παπούτσια. Πριν φύγαμε από την πανεπιστημιούπολη, για να συναντήσουμε τη γυναίκα και το γιο του για τένις σε ένα δημόσιο πάρκο, μου έδωσε μια περιήγηση στο γραφείο του, του οποίου οι βιβλιοθήκες ήταν γεμάτες από demos των εφευρέσεών του, εγκλεισμένα σε πλαστικά κουτιά κοσμημάτων: Οι ετικέτες έγραφαν ", "Αισθητήρα εγγύτητας σε γάντι βινυλίου", "τεντώσιμα ηλιακά κύτταρα", "στριμμένα LED".
Ο Rogers βουρτσίζει την ιδέα ότι τα εύκαμπτα και τεντώσιμα ηλεκτρονικά του αντιπροσωπεύουν οποιοδήποτε είδος κβαντικού άλματος. "Τα πράγματά μας είναι πραγματικά μόνο Νευτώνεια μηχανική", λέει. Το πυρίτιο του είναι σε ένα εργοστάσιο φτιαγμένο με ομπρέλα ό, τι ένα φύλλο χαρτιού είναι σε δύο με τέσσερις: το ίδιο σαλάμι, κομμένο πολύ πιο λεπτό.
"Ένα από τα δυνατά σημεία του John είναι ότι αναγνωρίζει πώς να πάρει μια τεχνολογία που ήδη υπάρχει σε μια εξαιρετικά ανεπτυγμένη μορφή και να προσθέσει κάτι καινούργιο για να έχει νέες εφαρμογές", λέει ο George Whitesides, ο γνωστός χημικός του Χάρβαρντ, στο εργαστήριο του οποίου ο Rogers εργάστηκε ένα postdoc. "Είναι εξαιρετικά δημιουργικός σε αυτό το χάσμα μεταξύ επιστήμης και μηχανικής."
Τα μεταβατικά κυκλώματα του Rogers είναι επενδεδυμένα σε μεταξένια πρωτεΐνη, η οποία προστατεύει τα ηλεκτρονικά από το υγρό και μπορεί να διαμορφωθεί για να διαλυθεί σε λίγα δευτερόλεπτα ή μερικά χρόνια. Μέσα στο μετάξι είναι στοιχεία κυκλωμάτων των οποίων τα υλικά - πυρίτιο, μαγνήσιο - διασπώνται σε χημικές ουσίες που βρίσκονται σε μερικές βιταμίνες και αντιόξινα. (Σε μια ομιλία σε μια ομάδα μηχανικών τον περασμένο Δεκέμβριο, ο Rogers γλύτωσε ένα από τα κυκλώματά του σε μια τολμήση. "Έχει γούστο σαν κοτόπουλο", αστειεύτηκε με το ακροατήριο.)
Τα έτη κλινικών δοκιμών, ακολουθούμενα από εγκριτικές ρυθμίσεις, περιμένουν οποιαδήποτε εισαγωγή αυτών των συσκευών στο ανθρώπινο σώμα, και ακριβώς πώς να τροφοδοτήσουν και να συνδεθούν ασύρματα με αυτά είναι ένας τομέας ενεργητικής μελέτης. Αλλά οι κόσμοι της επιστήμης, των επιχειρήσεων και της κυβέρνησης έλαβαν έγκαιρη και συχνή προειδοποίηση. Το 2009, το Ίδρυμα MacArthur, απονέμοντάς του μια υποτροφία «ιδιοφυΐας», ονόμασε το έργο του «το θεμέλιο για μια επανάσταση στην κατασκευή βιομηχανικών, καταναλωτικών και βιοσυμβατών ηλεκτρονικών». Δύο χρόνια αργότερα, κέρδισε το βραβείο Lemelson-MIT, ένα είδος του Όσκαρ για εφευρέτες. Ο καθένας ήρθε με έλεγχο για $ 500.000.
Για να συγκεντρώσει το τεράστιο χαρτοφυλάκιο ευρεσιτεχνιών του, ο Rogers έχει συνιδρυτήσει τέσσερις εταιρείες εκκίνησης. Έχουν αντλήσει δεκάδες εκατομμύρια δολάρια σε κεφάλαιο και παρακολουθούν αγορές - βιοϊατρική, ηλιακή ενέργεια, αθλητισμό, περιβαλλοντική παρακολούθηση και φωτισμό - τόσο εκλεκτικές όσο οι δημιουργικές του παρορμήσεις. Νωρίτερα φέτος, μία εταιρεία, η MC10, σε συνεργασία με την Reebok, ξεκίνησε το πρώτο της προϊόν: το Checklight, ένα κρανίο με εύκαμπτα κυκλώματα πυριτίου, το οποίο μπορεί να φορεθεί μόνα ή κάτω από κράνη ποδοσφαίρου ή χόκεϊ, που προειδοποιεί τους παίκτες σε ενδεχόμενες συγκρουσιακές επιπτώσεις στο κεφάλι LEDs.
***
Ο Ρότζερς γεννήθηκε το 1967 στην Rolla του Μισσούρι, τον αρχαιότερο από τους δύο γιους. Δύο χρόνια αργότερα, την ημέρα που ο πατέρας του John R. Rogers ολοκλήρωσε προφορικές εξετάσεις για διδακτορικό φυσικής στο κρατικό πανεπιστήμιο, η οικογένεια συσσωρεύτηκε σε ένα αυτοκίνητο για το Χιούστον. Το εργαστήριο του Texaco είχε μισθώσει τον πατέρα του για να ψάξει για το πετρέλαιο ακουστικά αναζητώντας υποβρύχιους βράχους.
Η μητέρα του, Pattiann Rogers, πρώην δάσκαλος, έμεινε στο σπίτι ενώ τα αγόρια ήταν μικρά και έγραψε ποίηση, συχνά για την επιστήμη και τη φύση.
Η οικογένεια εγκαταστάθηκε στο προάστιο του Χιούστον του Στάφορντ, σε μια νέα υποδιαίρεση που όριο των βοσκοτόπων. Ο Γιάννης και ο μικρότερος αδελφός του, Artie, θα έπαιρναν τα χωράφια και θα επέστρεψαν μερικές ώρες αργότερα με φίδια, χελώνες και ένα ζωολογικό κήπο "varmints", μου είπε η μητέρα του.
Η Pattiann έσερνε την γοητεία των γιων της με τη φύση, παίρνοντας μέρος στις υπαίθριες αποδράσεις τους και συχνά σημειώνοντας τις σημειώσεις αργότερα. Θα συνέχιζε να δημοσιεύει περισσότερες από δώδεκα βιβλία και να κερδίζει πέντε βραβεία Pushcart, καθώς και μια υποτροφία του Guggenheim.
Όταν ρώτησα αν κάποιο από τα ποιήματά της ήταν εμπνευσμένο από την παρακολούθηση του Ιωάννη ως αγόρι, με έστειλε σε «Έννοιες και τα σώματά τους (το αγόρι στο πεδίο μόνο)», για τη διασταύρωση του φυσικού μυστηρίου και της επιστημονικής αφαίρεσης.
«Κοιτάζοντας το μάτι της χελώνας της λάσπης / Ας παρατηρήσουμε αρκετή παραμονή», αρχίζει.
Ο Rogers μου είπε ότι οι παιδικές συζητήσεις για το δείπνο «θα κυμαίνονταν από τη φυσική και τη σκληρή επιστήμη με τον μπαμπά μου και από τις πιο εμπνευσμένες πτυχές της επιστήμης μέσω της μαμάς μου. Ενέπνευσε την ιδέα ότι η δημιουργικότητα και οι τέχνες είναι ένα φυσικό μέρος της επιστήμης. Όχι μόνο η εκτέλεση του, αλλά και οι συνέπειες και οι προοπτικές που απορρέουν από αυτό, επίσης. "
Ο Rogers, ο οποίος παρακολούθησε δημόσια σχολεία και θα γίνει Αετός Προσκόπων, εισήλθε στην πρώτη του επιστημονική έκθεση στην τέταρτη τάξη με "αυτόν τον γοργόνα παραβολικό ανακλαστήρα που θα μπορούσε να πάρει τον ήλιο του Τέξας και να το κάνει απλώς πυρηνικό από την άποψη της δύναμης που θα μπορούσε να δημιουργήσει". πέμπτη τάξη, κέρδισε μια πλατφόρμα σε μια συνοικία με ένα κουτί καθρεφτών και πηγών φωτός που δημιούργησε την ψευδαίσθηση ενός ανθρώπου που μπαίνει σε ένα UFO.
Ολοκλήρωσε τα μαθήματα τόσο γρήγορα, ώστε μεγάλο μέρος του γυμνασίου του ανώτερου έτους ήταν ανεξάρτητη μελέτη. Με τους υπερυπολογιστές στο εργαστήριο του πατέρα του και τις δεσμίδες των αβέβαιων βάθους δεδομένων, έγραψε νέους αλγορίθμους για τη χαρτογράφηση του ωκεάνιου δαπέδου και ανακάλυψε μια γιγαντιαία αλμυρή γλώσσα στο κάτω μέρος του Κόλπου του Μεξικού. Τα αποτελέσματα κέρδισαν Rogers μια σειρά από υποτροφίες κολλεγίων σε μια έκθεση του Πανεπιστημίου του Χιούστον, που πραγματοποιήθηκε εκείνη την χρονιά στο Astrodome.
Στις προπτυχιακές του ημέρες στο Πανεπιστήμιο του Τέξας, το Όστιν, υπέγραψε την εργασία του σε ένα εργαστήριο καθηγητή χημείας. Έζησε τον ώμο στον ώμο με τους ανώτερους ερευνητές μέσα σε όλα αυτά τα αφρώδη γυαλικά και ήταν ξόρκι. Σήμερα θέτει κατά μέρος 30 έως 50 θέσεις για τα προπτυχιακά σε δικά του εργαστήρια, σχεδόν όσο και τα υπόλοιπα τμήματα επιστήμης των υλικών σε συνδυασμό. "Δεν χρειάζεται να κοιτάξω τους βαθμούς: αν θέλουν, είναι μέσα», λέει. "Τους δείχνει ότι η διδασκαλία στην τάξη είναι σημαντική για την επιστήμη, αλλά δεν είναι η ίδια η επιστήμη".
Έχει ειδίκευση στη χημεία και τη φυσική στο Austin, και στη συνέχεια απέκτησε πτυχία πλοίαρχος στα ίδια μαθήματα στο MIT. Ο Keith Nelson, ειδικός στον οπτικό τομέα στο MIT, εντυπωσιάστηκε τόσο από το τεράστιο νωρίτερο ρεκόρ του Rogers, ότι πήρε το ασυνήθιστο βήμα να γράψει μια επιστολή, προτρέποντάς τον να ακολουθήσει διδακτορικό. "Είχε τόσους πολλούς δείκτες ότι θα μπορούσε να επιτύχει καταπληκτικά πράγματα στην επιστήμη", λέει ο Νέλσον.
Στο δεύτερο ή το τρίτο έτος του μεταπτυχιακού σχολείου, ο Ρότζερς βρήκε τρόπους για τον εξορθολογισμό των μεθόδων του Νέλσον. Σε μια αξιοσημείωτη περίπτωση, αντικατέστησε ένα αράχνο των διασταυρωμένων ακτίνων λέιζερ και προσεκτικά κεκλιμένους καθρέφτες - που χρησιμοποιήθηκαν για να μελετήσουν την απόσβεση των ηχητικών κυμάτων - με μια μόνο μάσκα διάθλασης φωτός που πέτυχε τα ίδια αποτελέσματα με μία ακτίνα σε ένα κλάσμα του χρόνου.
Είχε κανείς σκεφτεί αυτό πριν; Ρώτησα τον Νέλσον. "Μπορώ να σας πω ότι θα έπρεπε να είχαμε συνειδητοποιήσει αυτόν τον τρόπο νωρίτερα, αλλά το γεγονός είναι ότι δεν το κάναμε. Και δεν εννοώ μόνο εμάς », είπε. "Εννοώ ολόκληρο το πεδίο."
Για το διδακτορικό του, ο Ρότζερς επινόησε μια τεχνική για την ταξινόμηση των ιδιοτήτων των λεπτών μεμβρανών, υποβάλλοντάς τους σε παλμούς λέιζερ. Οι άνθρωποι στη βιομηχανία ημιαγωγών άρχισαν να δίνουν προσοχή ακόμα και πριν βρεθεί εκτός σχολείου. Για τον ποιοτικό έλεγχο, τα εργοστάσια χρειάζονται ακριβείς μετρήσεις της υπεριώδους των μικροτσίπ μέσα στα στρώματα κατά την εναπόθεσή τους. Η επικρατούσα μέθοδος - που χτυπούσε τα στρώματα με έναν καθετήρα - δεν ήταν μόνο αργή. διακινδύνευσε επίσης να σπάσει ή να λερώσει το τσιπ. Η προσέγγιση με λέιζερ του Rogers προσέφερε μια εντυπωσιακή λύση.
Στο τελευταίο του έτος στο MIT, ο Rogers και ένας συμμαθητής στρατολόγησαν φοιτητές από τη σχολή Sloan School of Management του σχολείου και έγραψαν επιχειρηματικό σχέδιο 100 σελίδων. Ο Nelson έφτασε σε έναν γείτονα που ήταν επενδυτής κεφαλαίων επιχειρηματικών συμμετοχών και, πολύ σύντομα, ο όμιλος είχε επενδυτές, διευθύνοντα σύμβουλο και συναντήσεις στη Silicon Valley.
Η μετάβαση από την τάξη στην αίθουσα συνεδριάσεων δεν ήταν πάντα ομαλή. Σε μια συνάντηση στην Tencor, μια εταιρία δοκιμών τσιπ, ο Ρότζερς προέβλεπε τη διαφάνεια μετά τη διαφάνεια των εξισώσεων και της θεωρίας.
«Σταματήστε, αυτό είναι πάρα πολύ», είπε ένας εκτελεστικός Tencor. «Γιατί δεν μου πείτε τι μπορείτε να μετρήσετε και θα σας πω αν μπορούμε να το χρησιμοποιήσουμε».
Ο Rogers πέρασε τη λίστα του: ακαμψία, αποκόλληση, διαμήκης ταχύτητα ήχου, θερμική μεταφορά, συντελεστής επέκτασης.
Όχι, δεν με νοιάζει, όχι, όχι, είπε η εκτελεστική εξουσία. Τι γίνεται με το πάχος; Μπορείς να το κάνεις αυτό?
Λοιπόν, ναι, είπε ο Rogers, αν και ήταν το μόνο κριτήριο που δεν ανέφερε καν στο επιχειρηματικό του σχέδιο.
Αυτό θέλω, είπε η εκτελεστική εξουσία.
"Αυτή ήταν μια σημαντική στιγμή σε όλη μας τη ζωή", υπενθυμίζει τον Matthew Banet, τον συμμαθητή του MIT που ίδρυσε την ίδρυση του και είναι πλέον επικεφαλής της τεχνολογίας για ιατρική εταιρεία λογισμικού και συσκευών. «Επιστρέψαμε με τις ουρές μας ανάμεσα στα πόδια μας».
Πίσω στο Κέιμπριτζ, πέρασαν αρκετούς μήνες με το σύστημα λέιζερ μέχρι να κάνει ακριβώς αυτό που ήθελε η Tencor: μετρήστε τις μεταβολές του πάχους όσο το ένα δέκατο ενός angstrom ή ένα εκατοστό του δισεκατομμυρίου ενός μέτρου.
Η δήλωση και η ανάληψη μεταξύ της βιομηχανίας και του εφευρέτη ήταν αποκαλυπτική. Ο Rogers είδε ότι "μερικές φορές η τεχνολογική ώθηση οδηγεί την επιστημονική κατανόηση, και όχι το αντίστροφο." Αυτός και οι συνεργάτες του είχαν ήδη δημοσιεύσει εργασίες σχετικά με την τεχνική λέιζερ, αλλά οι απαιτήσεις της Tencor τους ανάγκαζαν να επιστρέψουν στο σχέδιο "να κατανοήσουν πολλά περισσότερα την οπτική και τη φυσική και την ακουστική και την επεξεργασία σήματος.
"Έβαλε όλη την επιστημονική έρευνα στο πλαίσιο κάτι που θα μπορούσε να έχει αξία πέρα από τη δημοσίευση σε επιστημονικό περιοδικό".
Η έναρξη λειτουργίας της λέιζερ Rogers, Active Impulse Systems, αύξησε τα κεφάλαια επιχειρηματικού κινδύνου ύψους 3 εκατομμυρίων δολαρίων και πώλησε την πρώτη της μονάδα, το InSite 300, το 1997. Τον Αύγουστο του 1998, τρία χρόνια μετά την ίδρυσή της, η επιχείρηση αποκτήθηκε εξ ολοκλήρου από τη Phillips Electronics εκατομμύριο.
***
Αν το εργαστήριο του Keith Nelson δίδασκε στον Rogers πώς να μετρήσει, το εργαστήριο του Γιώργου Γουϊσθέδη στο Χάρβαρντ τον έμαθε πώς να χτίσει. Ο Rogers πήγε εκεί το 1995, αμέσως μετά την απόκτηση του διδακτορικού του τίτλου. Το πάθος του Whitesides ήταν εκείνη την εποχή η μαλακή λιθογραφία, μια τεχνική για τη χρήση μιας σφραγίδας από καουτσούκ για την εκτύπωση μελανών μελανιού. Ο Rogers σύντομα είδε τις δυνατότητές του για κυκλώματα μελάνης σε καμπύλες επιφάνειες, όπως καλώδιο οπτικών ινών. Αυτή η ιδέα -και τα διπλώματα ευρεσιτεχνίας και τα έγγραφα που ακολούθησαν- του κέρδισαν μια προσφορά εργασίας από την Bell Labs, το θρυλικό ερευνητικό σκέλος της AT & T, στο βόρειο New Jersey. Η σύζυγος του Ρότζερς, η Λίζα Ντάρ, ένας φυσικός χημικός συνεργάτης και ένας συμμαθητής του ΜΙΤ που παντρεύτηκε το 1996, εργαζόταν ήδη εκεί. διεξήγαγαν μια σχέση μεγάλων αποστάσεων.
"Για μένα, ήταν σαν τον παράδεισο", λέει ο Bell Labs, ο οποίος είχε πρωτοπορήσει στο τρανζίστορ, στις γλώσσες προγραμματισμού λέιζερ και ορόσημο, όπως ο C. "Μου τραβήξατε αυτή τη διεπαφή μεταξύ επιστήμης και τεχνολογίας." Αλλά το τηλεπικοινωνιακό δυστύχημα του 2001 οδήγησε σε τεράστιες απολύσεις στα Bell Labs και έπειτα έφτασε μια άλλη βόμβα: Ένας νεαρός ερευνητής στο τμήμα Rogers είχε κατασκευάσει στοιχεία για μια σειρά μεγάλων εγγράφων, ένα σκάνδαλο που παρήγαγε εθνικούς τίτλους. Ο Ρότζερς αποφάσισε να μεταβεί στο Πανεπιστήμιο του Ιλινόις, λέει, λόγω του ιστορικού τμήματος μηχανικής και των βαθιών πόρων για διεπιστημονική έρευνα. (Επίσης, ένα παιδί-το μόνο παιδί τους, ο John S.- ήταν στο δρόμο και η οικογένειά του ήταν από το Σικάγο).
Πριν από πολύ καιρό, ο Rogers είχε συγκεντρώσει μια ερευνητική ομάδα 25 μεταδιδακτορικών σπουδών, 15 μεταπτυχιακών φοιτητών και αρκετών δεκάδων προπτυχιακών φοιτητών. Το μέγεθος του ομίλου επέτρεψε συνεργασίες τόσο διαφορετικές που θα μπορούσαν να ονομαστούν άτακτες. Κατά την τριήμερη επίσκεψή μου, ο Rogers είχε συναντήσεις ή τηλεδιάσκεψη με έναν εμπειρογνώμονα νανοσωλήνων του Πανεπιστημίου Lehigh. ένας καρδιολόγος του Πανεπιστημίου της Αριζόνα. ένας ειδικός στον τομέα της θερμικής απεικόνισης στα Εθνικά Ινστιτούτα Υγείας. μια ομάδα θεωρητικών φυσικών που είχαν πετάξει κάτω από το Northwestern University. και ένας καθηγητής της μόδας που είχε έρθει από το Ινστιτούτο Τέχνης του Σικάγου για να μιλήσει για τα LED-bespangled ενδύματα.
Κατά τη διάρκεια μιας από τις μισές ώρες υποδοχής στις οποίες χωρίζει την εργάσιμη ημέρα των 13 ωρών, παρακολουθήσαμε πέντε φοιτητές που δίνουν ακριβείς προβολές για τα θερινά ερευνητικά τους έργα. Ο Ρότζερς, με τα πόδια του αναπηδώντας κάτω από το τραπέζι σαν να αγωνιζόταν για κάποια νέα αποκάλυψη, έσφιξε τους μαθητές με ερωτήσεις, έσπασε μια ομαδική φωτογραφία και έδωσε κάρτες δώρων στους κορυφαίους παρουσιαστές - όλοι πριν από την μισή ώρα.
Ο Whitesides μου είπε ότι ο Rogers δεν επιβαρύνεται από το σύνδρομο "δεν εφευρέθηκε εδώ" που πλήττει πολλούς επιστήμονες, οι οποίοι φοβούνται ότι οι συνεργασίες θα προκαλέσουν κάποια φθορά στην πρωτοτυπία τους. "Η άποψη του Ιωάννη είναι ότι αν είναι καλή ιδέα, είναι ευτυχής να το χρησιμοποιήσει με νέο τρόπο".
"Πολλές από τις σημαντικότερες εξελίξεις στην έρευνα συμβαίνουν στα όρια μεταξύ των παραδοσιακών κλάδων", λέει ο Rogers. Το επιστημονικό του άρθρο σχετικά με τα μεταβατικά ηλεκτρονικά καταγράφει 21 συν-συγγραφείς, από έξι πανεπιστήμια, τρεις χώρες και μία εμπορική εταιρεία συμβούλων.
Οι σπουδαστές έχουν εμπνεύσει μερικές από τις πιο γνωστές εφευρέσεις του. Αφού άκουσε τον Rogers να μιλάει για μαλακή λιθογραφία, κάποιος ρώτησε αν η τεχνολογία είχε ποτέ σφραγίσει το πυρίτιο, και όχι μόνο μόρια μελάνης. "Δεν είχε ιδέα πώς να το κάνει, αλλά το έριξε εκεί έξω ως ερώτηση: το είδος της ερώτησης που θα θέλατε να κάνει ένας φοιτητής πρώτου έτους."
Το πρόβλημα που αντιμετώπισε ο Rogers ήταν: Πώς γυρίζεις το σκληρό πυρίτιο σε ένα σφουγγαρόχρωμο μελάνι; Από μια σειρά πειραμάτων, διαπίστωσε ότι αν κόψετε ένα πλινθίο πυριτίου σε γκοφρέτες σε μια ανορθόδοξη γωνία και στη συνέχεια πλύνετε το πλακίδιο σε μια συγκεκριμένη χημική λύση, θα μπορούσατε να τρυφερίσετε ένα λεπτό στρώμα επιφάνειας που θα έβγαινε σε μια σφραγίδα σαν μελάνι. Το σχέδιο - ένα στοιχείο κυκλώματος, για παράδειγμα - θα μπορούσε να ανυψωθεί και να τυπωθεί σε μια άλλη επιφάνεια.
"Κανείς δεν το έκανε πριν, " λέει ο Christopher Bettinger, επιστήμονας υλικών στο Carnegie Mellon. Μεταξύ των πολυάριθμων τεχνικών αινιγματισμών, ο Ρότζερς ανέδειξε, ήταν "αναστρέψιμη κολλητικότητα".
"Αν γλείψετε το δάχτυλό σας και το βάλετε σε σκόνη ζάχαρης, μπορείτε να πάρετε τη σκόνη σε σκόνη", δήλωσε ο Bettinger, κατ 'αναλογία. "Αλλά πώς βάζετε στη συνέχεια τη ζάχαρη κάτω σε κάτι άλλο;" Rogers το έκανε με μια στροφή της ταχύτητας: Για μελάνι τη σφραγίδα, αγγίξτε και σηκώστε γρήγορα? να εγγράψετε σε μια νέα επιφάνεια, αγγίξτε και σηκώστε αργά. Η ανακάλυψη του επέτρεψε να εμφυτεύσει "νανομεμβράνες" πυριτίου σχεδόν οπουδήποτε: πλαστικά και καουτσούκ, για τα ηλεκτρονικά που μοιάζουν με τατουάζ και το μετάξι για τα διαλυτά. Βρήκε ότι θα μπορούσε ακόμη και να σφραγίσει τα κυκλώματα απευθείας πάνω στο δέρμα.
Ο Aleksandr Noy, ειδικός βιοηλεκτρονικής στο Εθνικό Εργαστήριο Lawrence Livermore, μου είπε ότι το ανάστημα του Rogers είναι προϊόν «εγγράφων, προσκλήσεων και συνομιλιών», αλλά και κάτι άυλο: «ο δροσερός παράγοντας».
***
Τα χρήματα για το έργο των μεταβατικών ηλεκτρονικών συσκευών του Rogers προέρχονται κυρίως από την υπηρεσία Defense Advanced Research Projects (Darpa), μια μονάδα του Υπουργείου Άμυνας που χρηματοδοτεί μερικές από τις πιο τρελές ιδέες στην επιστήμη.
Ο Ρότζερς, ο οποίος έχει κυβερνητική άδεια ασφαλείας, λέει ότι ο Ντάρπα θέλει να παραμείνει στη μαμά για συγκεκριμένες στρατιωτικές εφαρμογές. "Αλλά μπορείτε να φανταστείτε", λέει. Δεν έπρεπε. Ένα ενημερωτικό δελτίο για τον Ιανουάριο του 2013 στην ιστοσελίδα του Darpa είναι σαφές σχετικά με τους στόχους του προγράμματος «Εξαντληθείς προγραμματιζόμενοι πόροι», το οποίο αναθέτει την έρευνα του Rogers: Ο οργανισμός αναζητά τρόπους αντιμετώπισης των ραδιοσυχνοτήτων, των τηλεφώνων, των απομακρυσμένων αισθητήρων και άλλων εξελιγμένων ηλεκτρονικών συστημάτων up "διάσπαρτα σε όλο το πεδίο της μάχης" μετά τις αμερικανικές στρατιωτικές επιχειρήσεις. Αν κατακτηθεί από τον εχθρό, αυτό το ηλεκτρονικό απόβλητο θα μπορούσε να «υπονομεύσει το στρατηγικό τεχνολογικό πλεονέκτημα της DoD.
"Τι γίνεται αν αυτά τα ηλεκτρονικά απλά εξαφανίστηκαν όταν δεν χρειάζονται πλέον;" λέει η κυκλοφορία.
Δεν υπάρχει αμφιβολία Q - ο επικεφαλής του εργαστηρίου της βρετανικής μυστικής υπηρεσίας στις ταινίες 007 - θα εντυπωσιαστεί. Ο Ρότζερς, από την πλευρά του, μοιάζει άφθονος με τις εφαρμογές για τις οποίες μπορεί να μιλήσει. Ο ίδιος και οι συνάδελφοί του φαντάζονται αισθητήρες που παρακολουθούν πετρελαιοκηλίδες για μια προκαθορισμένη περίοδο και έπειτα λιώνονται σε θαλασσινό νερό και κινητά τηλέφωνα με μη τοξικά κυκλώματα που βιοαποικοδομούν και όχι δηλητηριάζουν χώρους υγειονομικής ταφής - και δεν αφήνουν πίσω τους κάρτες μνήμης για να μαζεύουν για προσωπικά δεδομένα. Βλέπουν επίσης ένα στήθος ιατρικών συσκευών: "έξυπνα stents" που αναφέρουν πόσο καλά θεραπεύεται μια αρτηρία. μια αντλία που τιτλοδοτεί το φάρμακο σε σκληρό για να επιτευχθεί ιστό? "Ηλεκτροεπιλεκτικά" που καταπολεμούν τον πόνο με ηλεκτρικούς παλμούς και όχι φάρμακα.
Ένα πλεονέκτημα της "παροδικότητας" στα προσωρινά ιατρικά εμφυτεύματα είναι ότι θα απαλλάξει τους ασθενείς από το κόστος, την ταλαιπωρία και τους κινδύνους για την υγεία μιας δεύτερης χειρουργικής επέμβασης για την ανάκτηση των συσκευών. Αλλά ο Ρότζερς λέει ότι ο στόχος είναι να αντικαταστήσει τους υπάρχοντες in vivo βηματοδότες, τα κοχλιακά εμφυτεύματα ή τους βαθιούς διεγέρτες του εγκεφάλου, παρά να φέρουν ηλεκτρονικά όπου δεν έχουν υπάρξει ποτέ πριν.
***
Πριν από λίγο καιρό, ο Rogers πέταξε με την εκτεταμένη οικογένειά του στη Μάλτα, όπου ο αδελφός του εργάζεται ως σχεδιαστής βιντεοπαιχνιδιών. Ο Ρότζερς είχε εντοπίσει κάποιο καλαμάρι ενώ ψαροντούφεκο, και στο ταξί από την παραλία στο σπίτι του αδελφού του, η μητέρα του Pattiann, ο ποιητής, εξέπληξε την εξέλιξη των ψαριών με τα μάτια στις πλάτες τους. «Οι διάφοροι τρόποι ζωής βρήκε να επιβιώνει», είπε στον γιο της, διευθύνοντας τη συζήτηση σε μυστική κατεύθυνση. "Γιατί αυτό?"
Ο γιος της ήταν εξίσου περίεργος για την καταρράκτη, αλλά για λόγους που δεν είχαν καμιά σχέση με τη μεταφυσική.
"Δεν είναι γιατί ", της είπε. «Είναι το πώς : Πώς το έκαναν».
