Hvad er nanoteknologibranchen?
Nanoteknologisektoren er et tværfagligt forsknings- og udviklingsfelt inden for det meste af liv og fysisk videnskab. Molekylær nanoteknologi fra 2011 fokuserer stort set på udviklingen inden for de fire nøglesektorer inden for medicin, militære systemer, energi og datalogi, skønt forskning kan berøre næsten ethvert område af industriel eller kommerciel interesse. Fokus for nanoteknologiske virksomheds forretningsmodeller i det tidlige 21. århundrede har en tendens til at være inden for materialevidenskab og farmaceutiske lægemiddelskabelses- og leveringssystemer. Dette skyldes, at det er lettere at konstruere unikke kemiske og materielle strukturer end fremtidens mere modne nanoteknologier, hvilket vil have et stigende fokus på autonome, selvreplicerende maskiner, der er bygget til at udføre specifikke opgaver.
Da nanoteknologisektoren kan være utroligt bredt baseret og bringe forbedringer i materialer og maskinens funktion til praktisk talt enhver proces, skal nanoteknologiuddannelse forsøge at formidle en følelse af forståelse for mange forskningsarenaer. Dette resulterer ofte i eksperter inden for bestemte områder såsom fysik, kemi eller krystallografi på tværs af træning inden for områder som mikrobiologi og elektroteknik, så de kan arbejde i andre discipliner for fuldt ud at forstå de processer, der fungerer i molekylær skala. Nye studerende til området nanoteknologi kræves for at få en grundlæggende forståelse af flere områder af menneskelig viden. Disse inkluderer fysik, kemi, mikrobiologi og relateret biovidenskab og praktiske anvendelser til disse videnskaber inden for forskellige teknikområder.
Væksten i den nye nanoteknologisektor finansieres af en bred vifte af regeringer over hele verden, fra EU's til Japan, Indien, Rusland, USA og Australien. Fra 2011 anslås det, at $ 10.000.000.000 amerikanske dollars (USD) bliver brugt årligt på global basis til sådan forskning, og dette tal forventes at stige til $ 65.000.000.000 USD ved udgangen af samme år. I 2014 skønnes det, at forskningsudgifter globalt vil være $ 100.000.000.000 USD, og inden 2015 skulle de nærme sig $ 250.000.000.000 USD. Udviklingslande investerer også stærkt i nanoteknologiindustrien, hvor Kinas udgifter passerer USA's udgifter i 2011.
I mange henseender er det med succes at opbygge en bæredygtig nanoteknologi-applikation et løb mod en målstregen, hvor vinderen vil have patenter på enheder eller materialer, der har potentiale til at få globale konsekvenser og ændre samfundet på uforudsete og revolutionerende måder. Mange forskere ser nanoteknologiindustrien som begyndelsen på en anden industriel revolution, der tavs finder sted i laboratorier over hele verden, og som stort set ikke bliver bemærket af offentligheden. Dette til trods for, at flere tusinde produkter og materialer allerede er til salg på detailmarkedet fra 2011 med funktioner, der er konstrueret i nanoteknologisk målestok.
Den udbredte interesse for nanoteknologisektoren er et direkte resultat af, hvor meget af en videnskab til generelle formål det er. Det har evnen til at tage enhver kendt kemisk eller maskinproces og gøre den mere effektiv og kraftfuld ved at kontrollere reaktionerne, der forekommer i en atom- og molekylær skala, som er hidtil uset i menneskets historie. Skaleringsstyring af disse processer op til makroniveauet i hverdagen menneskelig aktivitet har potentialet til at fremstille industrielle processer, der er i stand til at genanvende 100% af deres affaldsprodukter eller tage affald produceret af tidligere generationer af samfundet og foredle det til nyttige nye materialer ved at genopbygge dets grundlæggende molekylstruktur.
Nanoteknologimaskiner har også potentialet til at kunne omgå grundlæggende spærringer i menneskelig forståelse. At fungere som en form for universalmekaniker, kan sådanne programmerede mikroskopiske maskiner en dag være i stand til at erstatte beskadigede celler eller organer i den menneskelige krop ved at fremstille nye fra molekylær skala og op, uden at det er nødvendigt at forstå, hvad der har forårsaget organsvigt til at opstå i første omgang. Nanoteknologisektoren har derfor målet at drage fordel af viden inden for kemi, fysik og biologi til at fungere som en form for samlebåndmedarbejder og erstatte slidte materialer og systemer med nye, mens de anvender potentielt affaldsmateriale som kildemateriale til at gøre det . Naturlige systemer som træer har gjort dette fra umindelige tider ved at bygge komplekse strukturer en celle ad gangen, men indtil for nylig handlede det menneskelige samfund kun for at forme og udnytte slutresultaterne af en sådan vækst.
Både K. Eric Drexler med sin bog fra 1986, The Engines of Creation , og Richard Feynmans tale fra 1959, There’s Plenty of Room at the Bottom , betragtes som de grundlæggende gnister, der skabte en fyrstorm af interesse for videnskab og teknik for nanoteknologisektoren. Drexler mente, at der ikke var nogen grundlæggende grænser for at skabe selvreplicerende molekylære maskiner, der til sidst kunne bygge en hvilken som helst enhed eller materiale fra almindelig kildestof. Feynman fremmede den samme idé ved at oplyse, at direkte manipulation af atomer var en praktisk mulighed.