Hvad er en Nanomachine?

Nanomachines er meget små maskiner, hvis dimensioner eller komponenter måles i nanometer. En nanomachine kan være større end 1.000 nanometer, men sædvanligvis ikke større end 10.000 nanometer (10 mikron). Design og fabrikation af nanomachiner er et mål i den store og godt finansierede disciplin inden for nanoteknologi, skønt mange arbejdstagere inden for nanoteknologi tager den mindre ambitiøse måde at designe passive nanoskala-materialer på. En nanomachine henviser til et aktivt, fungerende system med nanoskala-komponenter.

Den menneskelige krop er fyldt med nanomachiner og udgør sandsynligvis det meste af sin masse. En celle kan betragtes som en nanomachine, fordi den består af nanoskala-komponenter. En endnu mere åbenlyst nanomachine ville være ribosomer, molekylære fabrikker, der syntetiserer proteiner. Ribosomer er ca. 20 nanometer i diameter. Andre biologiske nanomachiner ville være bakterier og vira.

I øjeblikket er nanomachines stadig væsentligt i forsknings- og udviklingsfasen, skønt forskere er meget håbefulde for deres langsigtede potentiale. Én nanomachine, der blev annonceret i april 2008 af forskere fra Nano Machine Center ved Californien NanoSystems Institute ved UCLA, kan frigive anticancerlægemidler i cellen, når de aktiveres af lys. Maskinen, kaldet en nanoimpeller, består af mesoporøse silica-nanopartikler med sine porer belagt i azobensen, et kemikalie, der kan skifte mellem to forskellige positioner afhængigt af lyseksponering. Det indre af nanoimpelleren blev fyldt med et anti-kræftlægemiddel og blev derefter introduceret i humane kræftceller i kultur, hvor de blev koakseret af lyseksponering for at frigive deres nyttelast. Varierende lysets intensitet og bølgelængde gav forskerne præcis kontrol over deres nanomachine.

Andre interessante nanomachiner er blevet bygget af Nadrian Seemans laboratorium ved New York University of Chemistry. Ved hjælp af DNA har Dr. Seeman produceret aktive gitter-arrays, der skifter mellem konfigurationer og endda en DNA-"walker", der kan bevæge sig fremad på molekylære "ben." Seeman's laboratorium har demonstreret alsidigheden af ​​DNA som byggemateriale til nanomachiner.

Selvom nanomachines bare er i forskningsstadiet, kunne deres største langsigtede virkning være inden for produktion, medicin og militæret. Hvis nanomachines kunne coaxes til selvreplikation eller kunne bygges i store mængder ved hjælp af selvmontering og programmeres til at samarbejde om at skabe objekter, kunne de formes til et brugerdefineret fremstillingssystem med langt flere muligheder end noget, der findes i dag. En sådan hypotetisk desktopenhed er blevet kaldt en nanofactory.