Co je to nanotechnologický průmysl?
Nanotechnologický průmysl je mezioborovou oblastí výzkumu a vývoje ve většině životních a fyzikálních věd. Molekulární nanotechnologie se od roku 2011 do značné míry zaměřuje na vývoj ve čtyřech klíčových odvětvích medicíny, vojenských systémů, energetiky a informatiky, ale výzkum se může dotýkat téměř jakékoli oblasti průmyslového nebo obchodního zájmu. Obchodní modely nanotechnologických společností se začátkem 21. století zaměřují spíše na vědu o materiálech a systémy výroby a dodávání farmaceutických léčiv. Důvodem je to, že vytvoření jedinečných chemických a materiálových struktur je jednodušší než inženýrství vyspělejších nanotechnologií budoucnosti, které se budou stále více zaměřovat na autonomní samoreplikující se stroje postavené k plnění konkrétních úkolů.
Vzhledem k tomu, že odvětví nanotechnologií může být neuvěřitelně široké a může přinést zdokonalení materiálů a fungování strojů prakticky do jakéhokoli procesu, musí se nanotechnologické vzdělávání pokusit zprostředkovat pocit porozumění mnoha výzkumným oblastem. To často vede k odborníkům v určitých oborech, jako je fyzika, chemie nebo krystalografický křížový výcvik v oborech, jako je mikrobiologie a elektrotechnika, takže mohou pracovat v jiných oborech, aby plně porozuměli procesům, které působí na molekulární úrovni. Noví studenti v oboru nanotechnologie jsou povinni získat základní znalosti o několika oblastech lidských znalostí. Patří mezi ně fyzika, chemie, mikrobiologie a související vědy o životě a praktické aplikace pro tyto vědy v různých oborech inženýrství.
Růst začínajícího nanotechnologického průmyslu je financován širokou škálou vlád po celém světě, od vlád Evropské unie, po Japonsko, Indii, Rusko, Spojené státy a Austrálii. Od roku 2011 se odhaduje, že za takový výzkum se každoročně utratí 10 000 000 000 USD (USD) na celosvětové bázi a očekává se, že do konce stejného roku se toto číslo zvýší na 65 000 000 000 USD. Odhaduje se, že do roku 2014 budou výdaje na výzkum celosvětově činit 100 000 000 000 USD a do roku 2015 by se měly přiblížit 250 000 000 000 USD. Rozvojové země také významně investují do nanotechnologického průmyslu, přičemž čínské výdaje v roce 2011 procházely výdaji Spojených států.
V mnoha ohledech je úspěšné budování jakékoli životaschopné nanotechnologické aplikace závodem do cíle, kde vítěz získá patenty na zařízení nebo materiály, které mají potenciál mít globální důsledky a změnit společnost nepředvídanými a revolučními způsoby. Mnoho vědců vidí nanotechnologický průmysl jako začátek druhé průmyslové revoluce, která se v tichosti odehrává v laboratořích po celém světě a která je z velké části bez povšimnutí veřejnosti. Je tomu tak i přesto, že od roku 2011 je na maloobchodním trhu již několik tisíc produktů a materiálů s prvky, které byly vyvinuty v nanotechnologickém měřítku.
Široký zájem o nanotechnologický průmysl je přímým důsledkem toho, jak velká část vědy o všeobecném použití je. Má schopnost vzít jakýkoli známý chemický nebo strojový proces a učinit jej účinnějším a výkonnějším řízením reakcí, které se vyskytují v atomovém a molekulárním měřítku, což je v lidské historii bezprecedentní. Měřítko kontroly těchto procesů až na úroveň makro každodenní lidské činnosti má potenciál k tomu, aby se průmyslové procesy, které jsou schopny recyklovat 100% svých odpadních produktů nebo odebrat odpady produkované předchozími generacemi společnosti, a zpracovala na nové užitečné materiály přestavbou jeho základní molekulární struktura.
Nanotechnologické stroje mají také potenciál obejít základní zátarasy v lidském porozumění. Takto naprogramované mikroskopické stroje, které fungují jako forma univerzálního mechanika, mohou jednoho dne nahradit poškozené buňky nebo orgány v lidském těle tím, že budou vyrábět nové z molekulárního měřítka nahoru, aniž by bylo nutné pochopit, co způsobilo selhání orgánů. na prvním místě. Cílem nanotechnologického průmyslu je proto využít znalostí z chemie, fyziky a biologie, aby fungovaly jako forma pracovníka na montážní lince, nahrazující opotřebované materiály a systémy novými materiály a současně využívat potenciální odpadní materiál jako zdrojový materiál k tomu . Přírodní systémy, jako jsou stromy, to dělají od nepaměti budováním komplexních struktur po jedné buňce najednou, ale až donedávna lidská společnost konala jen tak, aby tvarovala a využívala konečné výsledky takového růstu.
Oba Eric Eric Drexler s jeho knihou z roku 1986, Engines of Creation a Richard Feynman's 1959 talk, There's Spous of Room at the Bottom , jsou považováni za základní jiskry, které vytvořily ohnivou zájem o vědu a techniku pro nanotechnologický průmysl. Drexler věřil, že neexistují žádná základní omezení pro vytváření samoreprodukujících se molekulárních strojů, které by nakonec mohly vyrobit jakékoli zařízení nebo materiál z obecné zdrojové hmoty. Feynman podporoval stejnou myšlenku tím, že uvedl, že přímá manipulace s atomy byla praktickou možností.