Was ist eine Nanofabrik?
Die Nanofabrik ist die vorgeschlagene Standardanwendung für die molekulare Herstellung der ersten Generation, auch bekannt als molekulare Nanotechnologie. Die molekulare Fertigung ist eine futuristische Technologie, die riesige Anordnungen von Maschinensystemen auf Nanoebene ("Nanoassembler") verwendet, um Produkte im Makromaßstab unter Verwendung eines als konvergente Assemblierung bezeichneten Prozesses zu synthetisieren. Bei der konvergenten Montage werden in einer Montagelinie mit immer größeren Manipulatorarmen Produktunterkomponenten zusammengesetzt und an die nächste Stufe der größeren Manipulatorarme übergeben, bis schließlich ein vom Menschen verwendbares Produkt entsteht.
Da diese Nanoassembler stationär sind und wie eine herkömmliche Fabrik am Fließband arbeiten, besteht keine Gefahr, dass sich diese Nanomaschinen lösen und wild laufen. Visionäre der Nanotechnologie befürchten seit langem eine Gegenreaktion zu ihrer vorgeschlagenen Technologie, die auf fantasievollen Science-Fiction-Geschichten wie Michael Crichtons "Prey" basiert, die "Nanotechnologie" als autonome Maschinenschwärme mit sich selbst entwickelnden Fähigkeiten darstellen. Die Vorstellung einer Nanofabrik bietet eine solide Widerlegung für solche Katastrophenszenarien.
Aufgrund der Skalierungsgesetze können Nanofabriken äußerst produktiv sein. Bei Robotersystemen im Makromaßstab, wie sie zum Zusammenbau von Kraftfahrzeugen verwendet werden, werden Manipulatorarme verwendet, die sich nach nanotechnologischen Maßstäben sehr langsam bewegen. Manipulatorarme, die auf molekularer Ebene arbeiten, können Montagevorgänge sehr schnell in der Größenordnung von GHz (Milliarden Mal pro Sekunde) und nicht nur in Hz ausführen. Vorläufige Berechnungen legen nahe, dass eine Nanofabrik ihre eigene Masse in nur wenigen Stunden verarbeiten kann.
Durch fortschrittliche Programmierung würde eine Nanofabrik es dem Benutzer ermöglichen, den Aufbau eines Produkts mit atomarer Präzision zu spezifizieren, was neue Bereiche des Designraums eröffnet. Viele unserer derzeitigen Produkte weisen Schwächen oder Mängel auf, weil sie durch "Bulk-Chemie" hergestellt werden. Milliarden oder Billionen von Atomen auf willkürliche Weise zusammenbringen, anstatt Produkte durch präzise atomare Positionierung zu erzeugen. Wenn eine Nanofabrik erfolgreich erstellt werden könnte, könnte sie auch so programmiert werden, dass zusätzliche Nanofabriken für die Kosten nur der Rohstoffe und der erforderlichen Programmierung hergestellt werden. Wenn Nanofabriken Realität werden (vielleicht bis 2015), werden sie wahrscheinlich jeden Sektor des verarbeitenden Gewerbes revolutionieren.