Che cos'è una nanofattoria?
Il nanofactory è l'applicazione proposta standard per la produzione molecolare di prima generazione, nota anche come nanotecnologia molecolare. La produzione molecolare è una tecnologia futuristica che impiegherebbe vaste schiere di sistemi di macchine a livello nanometrico ("nanoassemblatori") per sintetizzare i prodotti su macroscala utilizzando un processo chiamato assemblaggio convergente. In un assemblaggio convergente, una catena di assemblaggio di bracci manipolatori progressivamente più grandi assembla i sottocomponenti del prodotto e li passa alla fase successiva di bracci manipolatori più grandi, fino a quando non viene creato un prodotto utilizzabile dall'uomo.
Poiché questi nanoassemblatori sarebbero fermi e lavorerebbero in una catena di montaggio come una fabbrica convenzionale, il pericolo che queste nanomacchine si sciolgano e scorrano selvaggiamente è assente. I visionari delle nanotecnologie sono stati a lungo preoccupati di una reazione negativa alla loro tecnologia proposta basata su fantasiose storie di fantascienza, come "Prey" di Michael Crichton, che descrivono la "nanotecnologia" come sciami di macchine autonome con capacità auto-evolutive. La nozione di nanofabbrica fornisce una solida confutazione a tali scenari di disastro.
A causa delle leggi di ridimensionamento, i nanofabbrici possono essere estremamente produttivi. I sistemi di robotica a macroscala, come la robotica utilizzata per assemblare le automobili, usano bracci manipolatori che si muovono molto lentamente secondo gli standard nanotecnologici. I bracci del manipolatore operanti a livello molecolare potrebbero eseguire operazioni di assemblaggio molto rapidamente, nell'ordine di GHz (miliardi di volte al secondo) anziché in semplici Hz. Calcoli preliminari suggeriscono che un nanofactory potrebbe elaborare la propria massa in poche ore.
Attraverso una programmazione avanzata, una nanofabbrica consentirebbe all'utente di specificare la composizione di un prodotto con precisione atomica, aprendo nuovi e vasti settori dello spazio di progettazione. Molti dei nostri prodotti attuali soffrono di debolezze o imperfezioni perché sono fabbricati attraverso la "chimica in blocco"; riunire miliardi o trilioni di atomi in modo casuale piuttosto che creare prodotti attraverso un preciso posizionamento atomico. Se una nanofabbrica fosse creata con successo, potrebbe anche essere programmata per produrre nanofattorie aggiuntive al costo di nient'altro che delle materie prime e della programmazione necessaria. Quando le nanofabbrici diventano realtà (forse entro il 2015), è probabile che rivoluzionino ogni settore manifatturiero.