Was ist Molekulare Nanotechnologie (MNT)?
Die molekulare Nanotechnologie ("MNT") ist eine vorweggenommene Herstellungstechnologie, die eine präzise Steuerung und Positionsmontage von molekularen Bausteinen mithilfe von Manipulatorarmen im Nanomaßstab ermöglichen würde. Die molekulare Nanotechnologie wird normalerweise als etwas anderes angesehen als der umfassendere Begriff "Nanotechnologie", der heute für eine Vielzahl von wissenschaftlichen oder technologischen Projekten verwendet wird, die sich auf Phänomene oder Eigenschaften im Nanometerbereich (etwa 0,1 bis 100 nm) konzentrieren. Die Nanotechnologie ist bereits ein aufblühendes Gebiet, aber die molekulare Nanotechnologie - das Ziel produktiver Maschinensysteme im molekularen Maßstab - befindet sich noch in der Vorstudie.
Die Nanotechnologie wurde erstmals 1959 in einem Vortrag des Nobelpreisträgers Richard Feynman mit dem Titel "Am Boden ist viel Platz" vorgestellt. Feynman schlug vor, einen Satz von Roboterarmen herkömmlicher Größe zu verwenden, um eine Replik von sich selbst zu konstruieren, jedoch ein Zehntel der ursprünglichen Größe, und dann diesen neuen Satz von Armen zu verwenden, um einen noch kleineren Satz herzustellen, und so weiter, bis der molekulare Maßstab erreicht ist . Wenn wir viele Millionen oder Milliarden solcher Arme im molekularen Maßstab hätten, könnten wir sie so programmieren, dass sie zusammenarbeiten, um Produkte im Makromaßstab zu erstellen, die aus einzelnen Molekülen aufgebaut sind - eine "Bottom-up-Manufacturing" -Technik im Gegensatz zu der üblichen Technik des Schneidens Material, bis Sie ein fertiges Bauteil oder Produkt haben - "Top-down-Fertigung".
Die Idee von Feynman blieb weitgehend unbeantwortet, bis der MIT-gebildete Ingenieur K. Eric Drexler Mitte der 80er Jahre "Engines of Creation" veröffentlichte, ein Buch, mit dem das Potenzial der molekularen Nanotechnologie populär gemacht werden sollte. Da MNT es Herstellern ermöglichen würde, Produkte von Grund auf mit präziser molekularer Kontrolle herzustellen, könnte ein sehr breites Spektrum chemisch möglicher Strukturen geschaffen werden. Da MNT-Systeme jedes Molekül an seinen spezifischen Ort versetzen könnten, könnten molekulare Herstellungsprozesse sehr sauber und effizient sein. Da jedes kleine Stück Materie in einem molekularen Nanotechnologiesystem Teil eines Manipulators im Nanomaßstab wäre, könnten nanotechnologische Systeme weitaus produktiver sein und einen viel höheren Durchsatz aufweisen als moderne Herstellungstechniken, bei denen Manipulatoren im Makromaßstab zur Herstellung von Produkten verwendet werden.
Um eine MNT-Revolution auszulösen, wäre ein "Assembler" erforderlich - ein umprogrammierbarer Manipulator im Nanomaßstab, der in der Lage ist, eine breite Palette molekularer Strukturen zu erzeugen, einschließlich einer vollständigen Kopie seiner selbst. Die ersten Assembler funktionieren nur in laborkontrollierten Umgebungen wie Vakuum. Das Aufkommen von sich selbst replizierenden molekularen Nanomaschinen könnte schnell zu "Desktop-Nanofabriken" führen, Tabletop-Geräten, die eine bescheidene Energiemenge verbrauchen und die Software enthalten, die für die Herstellung einer interessanten Reihe nützlicher Produkte erforderlich ist. Die Ankunft von MNT würde weite Bereiche der menschlichen Tätigkeit revolutionieren, einschließlich der Produktion, der Medizin, der wissenschaftlichen Forschung, der Kommunikation, der Datenverarbeitung und der Kriegsführung. Wann die vollständige molekulare Nanotechnologie eintreffen wird, ist derzeit nicht bekannt. Einige Experten gehen jedoch davon aus, dass sie irgendwann zwischen 2010 und 2030 eintreffen wird.