Qu'est-ce qu'une nanomachine?
Les nanomachines sont de très petites machines dont les dimensions ou les composants sont mesurés en nanomètres. Une nanomachine peut mesurer plus de 1 000 nanomètres, mais en général pas plus de 10 000 nanomètres (10 microns). La conception et la fabrication de nanomachines sont un objectif de la grande discipline bien financée de la nanotechnologie, bien que de nombreux travailleurs en nanotechnologie optent pour la voie moins ambitieuse de la conception de matériaux passifs à l'échelle nanométrique. Une nanomachine est un système actif fonctionnant avec des composants nanométriques.
Le corps humain est rempli de nanomachines, constituant sans doute l'essentiel de sa masse. Une cellule peut être considérée comme une nanomachine car elle est constituée de composants nanométriques. Une nanomachine encore plus évidente serait les ribosomes, des usines moléculaires qui synthétisent des protéines. Les ribosomes ont environ 20 nanomètres de diamètre. Les autres nanomachines biologiques seraient des bactéries et des virus.
À l'heure actuelle, les nanomachines sont encore essentiellement dans la phase de recherche et développement, même si les chercheurs ont bon espoir pour leur potentiel à long terme. Une nanomachine, annoncée en avril 2008 par des chercheurs du Nano Machine Center du California NanoSystems Institute de l'UCLA, peut libérer des médicaments anticancéreux au sein de la cellule lorsqu'ils sont activés par la lumière. La machine, appelée nano-empreinte, est composée de nanoparticules de silice mésoporeuses dont les pores sont recouverts d’azobenzène, un produit chimique qui peut basculer entre deux positions différentes en fonction de l’exposition à la lumière. L'intérieur de la nano-empreinte était rempli d'un médicament anticancéreux, puis introduit dans des cellules cancéreuses humaines en culture, où ils étaient poussés par l'exposition à la lumière à libérer leur charge utile. En variant l'intensité et la longueur d'onde de la lumière, les chercheurs ont pu contrôler avec précision leur nanomachine.
D'autres nanomachines intéressantes ont été construites par le laboratoire de Nadrian Seeman au département de chimie de l'Université de New York. À l'aide de l'ADN, le Dr Seeman a produit des matrices de grille actives qui alternent entre les configurations, et même un "marcheur" d'ADN pouvant avancer sur des "jambes" moléculaires. Le laboratoire de Seeman a démontré la polyvalence de l'ADN en tant que matériau de construction pour les nanomachines.
Bien que les nanomachines n'en soient qu'au stade de la recherche, leur impact à long terme le plus important pourrait être dans les domaines de la fabrication, de la médecine et de l'armée. Si les nanomachines pouvaient être auto-répliquées ou construites en grandes quantités à l'aide de l'auto-assemblage et programmées pour coopérer afin de créer des objets, elles pourraient être transformées en un système de fabrication personnalisé offrant bien plus de capacités que tout ce qui existe actuellement. Un tel dispositif de bureau hypothétique a été appelé une nanofabrique.