Reale Technologie wird oft von Science-Fiction vorhergesagt. 1927 Charaktere in Der Film Metropole miteinander Videotelefonate geführt. Der Schöpfer von Star Trek, Gene Roddenberry, hängte Jahrzehnte bevor wir dasselbe in unseren Wohnzimmern taten, Flachbildschirm-Farbmonitore an die Wände der Enterprise.
Die offensichtlichsten Beispiele für Technologie in der Science-Fiction konzentrieren sich in der Regel auf künstliche Intelligenz, Kommunikation und Transport. Aber die futuristische Chemie wird auch von Science-Fiction-Autoren angenommen. Ein zentrales Merkmal von Aldous Huxleys Roman Brave New World aus dem Jahr 1932 ist beispielsweise ein chemisches Antidepressivum.
In den letzten Jahren haben wir unglaubliche Sprünge in der chemischen Technologie erlebt – bis zu dem Punkt, an dem ich als Chemiker häufig an einige meiner Lieblingsliteratur erinnert werde, wenn ich über die neuesten großen Entwicklungen lese.
Eine Plastikwelt
Während Umweltfragen ein roter Faden in der Science-Fiction sind, befassen sich nicht viele mit der Fäulnis von Kunststoffen. Eine Ausnahme bildet der Roman von 1972 Mutant 59: Die Plastikfresser. Diese Geschichte mit einem Bakterium, das Plastik verdaut, wäre vor ein paar Jahren weit hergeholt erschienen. Schließlich gibt es Kunststoffe erst seit etwa 80 Jahren, was kaum lange genug erscheint, als dass die Natur einen Mechanismus entwickelt hätte, um sie zu fressen.
Kunststoffe sind jedoch kohlenstoffbasierte Verbindungen, die in vielerlei Hinsicht natürlichen Polymeren wie Kollagen (bei Tieren), Zellulose (bei Pflanzen) und Bienenwachs ähneln. Über Äonen hinweg haben Bakterien und Pilze viele biochemische Werkzeuge entwickelt, um den Kohlenstoff aus jedem toten Organismus zu entfernen.
Vielleicht hätte es also keine Überraschung sein sollen, als Wissenschaftler 2016 beim Durchsuchen einer Recyclinganlage in Kyoto, Japan, ein Bakterium entdeckten, das sich buchstäblich von Plastikflaschen ernährte. Seitdem mehrere andere Forschungsgruppen haben die beteiligten Verdauungsenzyme isoliert und effizienter gemacht. Die Hoffnung ist, dass wir diese modifizierten natürlichen Systeme verwenden können, um unser Plastikchaos zu beseitigen.
Die jüngsten Versuche dazu wirken ausgesprochen futuristisch. Eine Gruppe in Austin, Texas speiste die Struktur der Verdauungsenzyme in ein neuronales Netzwerk ein. Diese künstliche Intelligenz sagte voraus, dass die besten Teile des Enzyms optimiert werden müssen, um seine Effizienz zu steigern. Auf Anraten der KI stellte die Gruppe ein Enzym her, das ein Plastikkörbchen in nur wenigen Tagen vollständig zersetzte.
Chemieingenieure sind es bereits Entwicklung großer Recyclinganlagen Bakterien verwenden. Die Bakterien in Mutant 59 wurden ebenfalls in einem Labor entwickelt – aber hoffen wir, dass die Parallele dort endet. In dem Roman entkommt das Bakterium und verursacht Verwüstung, während es durch unsere Welt reißt und die Plastikinfrastruktur verrottet, die die Gesellschaft zusammenhält.
Science-Fiction auftischen
Von William Gibsons Neuromancer zum Expansive SerieFassfleisch ist a übliche Trope der Science-Fiction. Die Charaktere sind selten mit den Ergebnissen zufrieden und beschweren sich häufig darüber, dass synthetisches Fleisch ein schlechter Ersatz für das Echte ist.
Viele gefälschte Fleischsorten säumen bereits unsere Supermarktregale, aber die meisten bestehen aus pflanzlichen Zutaten, die gemischt werden, um den Geschmack und die Textur von Fleisch nachzuahmen. Als Vegetarier genieße ich sie sogar sehr. Aber sie sind leicht vom echten Fleisch meiner Erinnerungen zu unterscheiden.
Fleisch in einem Bottich anzubauen ist eine andere Sache. Es ist eher wie Brauen, aber mit tierischen Zellen anstelle von Hefe. Der Prozess erfordert Menschen mit einem guten Verständnis von Zellbiologie, Ernährungschemie und chemischer Verfahrenstechnik, um zu funktionieren.
Der Prozess beginnt mit dem Züchten einer dichten Zellbrühe. Die Mischung der Nährstoffe im Tank wird verändert, wodurch die Zellen dazu veranlasst werden, sich in Gewebetypen zu differenzieren – Muskel, Bindegewebe, Fettzellen. Schließlich verschmelzen die Zellen zu etwas, das einem Fleischbrei ähnelt, der geerntet und zu Ihrem verarbeitet wird Nuggets, Burger und Co. Der Vorteil ist natürlich, dass Sie etwas mit der Textur, dem Geschmack und dem Nährwert von Fleisch bekommen, aber ohne das Schlachten.
Bereits 2013 wurde der erste essbare Burger auf diese Weise kostengünstig hergestellt 300.000 $. Neun Jahre später sind die Kosten gesunken und die Investoren haben Milliarden von Dollar investiert. Die Branche ist bereit, mit dem Verkauf ihrer Produkte zu beginnen, und wartet nur darauf, dass die regulatorischen Rahmenbedingungen geschaffen werden. Singapur ging voran bei der Zulassung von Kulturfleisch im Jahr 2021 gab die US-amerikanische Food and Drug Administration kürzlich bekannt sein Gütesiegelund Aufsichtsbehörden in Großbritannien und der EU sind nicht weit dahinter.
Ein Wort der Vorsicht
Manchmal kämpfen die Bestrebungen der realen Wissenschaft jedoch darum, von ihrer fiktiven Inspiration aus weiterzukommen. 2003 gründete Elizabeth Holmes im Alter von nur 19 Jahren Theranos. Zehn Jahre später war das Unternehmen 10 Milliarden Dollar wert.
Holmes sammelte die Mittel mit ihrem Versprechen, eine revolutionäre Technologie zu entwickeln, die kostengünstige, schnelle Diagnosen aus nur einem Tropfen Blut liefern könnte. Die Idee schien den medizinischen Scannern in Star Trek-Krankenhäusern näher zu sein als alles andere in der Realität. Und es stellte sich heraus, dass die Versprechungen von Holmes sträflich übertrieben waren, was ihr eine einbrachte 11 Jahre Haft wegen Betrugs.
Die Geschichte von Theranos hat möglicherweise das Vertrauen der Anleger in plausible Anwendungen für die geschmälert Lab-on-a-Chip Technologien, für die sich Holmes einsetzte. Aber wir kennen sie eigentlich schon recht gut, in Form von COVID-Lateral-Flow-Tests. Ein noch außergewöhnlicheres, reales Beispiel erinnerte mich an die fast augenblickliche DNA-Sequenzierung, die in abgebildet ist 1997 Film Gattaca.
Anfang 2022 sequenzierte eine kleine Gruppe von Forschern an der Stanford University in etwas mehr als fünf Minuten ein gesamtes menschliches Genom. Vergleichen Sie das mit den 13 Jahren, die es gedauert hat Sequenzierung des ersten menschlichen Genomsveröffentlicht im Jahr 2003. Dies könnte dazu beitragen, die Diagnose seltener Krankheiten von Jahren auf Stunden zu verkürzen.
Diese erstaunlichen Fortschritte in Diagnostik, Recycling und Lebensmittel sind nur einige Bereiche der Chemie, die einst als Science-Fiction galten. Viele andere – wie z. B. Batterien mit hoher Dichte, die schnellere und weniger Aufladungen ermöglichen, atmosphärische Reinigung Technologie, um C0₂ aus der Luft zu entfernen, und 3D „gedruckte“ personalisierte Medikamente– befinden sich ebenfalls in der Entwicklung. Hoffen wir nur, dass die in Science-Fiction so oft dargestellten Dystopien nicht neben den Technologien auftauchen, die sie beschreiben.
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