Cos'è l'industria delle nanotecnologie?
L'industria delle nanotecnologie è un campo interdisciplinare di ricerca e sviluppo nella maggior parte delle scienze della vita e fisiche. La nanotecnologia molecolare a partire dal 2011 si concentra in gran parte sugli sviluppi nei quattro settori chiave della medicina, dei sistemi militari, dell'energia e dell'informatica, sebbene la ricerca possa toccare quasi qualsiasi area di interesse industriale o commerciale. Il focus dei modelli di business delle nanotecnologie nei primi anni del 21 ° secolo tende ad essere nella scienza dei materiali e nei sistemi di creazione e consegna di farmaci. Questo perché rendere le strutture chimiche e materiali uniche più facili da progettare rispetto alle nanotecnologie più mature del futuro, che si concentreranno sempre più su macchine autonome e autoreplicanti costruite per svolgere compiti specifici.
Dal momento che l'industria delle nanotecnologie può essere incredibilmente ampia e portare raffinatezze nei materiali e il funzionamento dei macchinari praticamente in qualsiasi processo, l'educazione alle nanotecnologie deve cercare di trasmettere un senso di comprensione di molte aree di ricerca. Ciò si traduce spesso in esperti in determinati campi come la formazione incrociata di fisica, chimica o cristallografia in campi come la microbiologia e l'ingegneria elettrica in modo che possano lavorare in altre discipline per comprendere appieno i processi che agiscono su scala molecolare. I nuovi studenti nel campo della nanotecnologia devono acquisire una comprensione fondamentale di diverse aree della conoscenza umana. Questi includono fisica, chimica, microbiologia e scienze della vita correlate e applicazioni pratiche per queste scienze in vari campi dell'ingegneria.
La crescita della nascente industria delle nanotecnologie è finanziata da un'ampia varietà di governi in tutto il mondo, da quelli dell'Unione europea, a Giappone, India, Russia, Stati Uniti e Australia. A partire dal 2011, si stima che $ 10.000.000.000 di dollari statunitensi (USD) vengano spesi ogni anno su base globale per tale ricerca e si prevede che questa cifra salirà a $ 65.000.000.000 di dollari entro la fine dello stesso anno. Entro il 2014, le stime indicano che le spese per la ricerca a livello globale saranno di $ 100.000.000.000 di USD e, entro il 2015, dovrebbero avvicinarsi a $ 250.000.000.000 di USD. Le nazioni in via di sviluppo stanno inoltre investendo pesantemente nell'industria delle nanotecnologie, con le spese della Cina che hanno superato quelle degli Stati Uniti nel 2011.
Sotto molti aspetti, costruire con successo qualsiasi applicazione di nanotecnologia praticabile è una corsa verso un traguardo in cui il vincitore deterrà brevetti su dispositivi o materiali che hanno il potenziale per avere implicazioni globali e cambiare la società in modi imprevisti e rivoluzionari. Molti scienziati vedono l'industria delle nanotecnologie come l'inizio di una seconda rivoluzione industriale che si sta svolgendo silenziosamente nei laboratori di tutto il mondo e che passa in gran parte inosservata dal pubblico. Questo nonostante il fatto che diverse migliaia di prodotti e materiali siano già in vendita sul mercato al dettaglio a partire dal 2011 con caratteristiche che sono state progettate su scala nanotecnologica.
L'interesse diffuso nel settore delle nanotecnologie è il risultato diretto di quanta scienza generale abbia. Ha la capacità di prendere qualsiasi processo chimico o macchina noto e renderlo più efficiente e potente controllando le reazioni che si verificano su scala atomica e molecolare, che non ha precedenti nella storia umana. Il controllo su scala di questi processi fino al livello macro delle attività umane quotidiane ha il potenziale per creare processi industriali che sono in grado di riciclare il 100% dei loro prodotti di scarto o prendere rifiuti prodotti dalle generazioni precedenti della società e raffinarli in nuovi materiali utili ricostruendo la sua struttura molecolare di base.
Le macchine per le nanotecnologie hanno anche il potenziale per essere in grado di aggirare i blocchi fondamentali della comprensione umana. Agendo come una forma di meccanico universale, tali macchine microscopiche programmate potrebbero un giorno essere in grado di sostituire le cellule o gli organi danneggiati nel corpo umano producendone di nuovi dalla scala molecolare in su, senza la necessità di capire cosa ha causato l'insufficienza d'organo innanzitutto. L'industria delle nanotecnologie ha quindi l'obiettivo di trarre vantaggio dalle conoscenze in chimica, fisica e biologia per agire come una forma di addetto alla catena di montaggio, sostituendo materiali e sistemi usurati con altri nuovi e utilizzando potenziali materiali di scarto come materia prima per farlo. . Sistemi naturali come gli alberi lo fanno da tempo immemorabile costruendo strutture complesse una cellula alla volta, ma, fino a poco tempo fa, la società umana ha agito solo per modellare e utilizzare i risultati finali di tale crescita.
Sia K. Eric Drexler con il suo libro del 1986, I motori della creazione , sia il discorso di Richard Feynman del 1959, C'è un sacco di spazio in basso , sono considerati le scintille fondamentali che hanno creato una tempesta di interesse per la scienza e l'ingegneria per l'industria delle nanotecnologie. Drexler credeva che non esistessero limiti fondamentali alla creazione di macchine molecolari autoreplicanti che alla fine avrebbero potuto costruire qualsiasi dispositivo o materiale dalla materia generale. Feynman ha promosso la stessa idea affermando che la manipolazione diretta degli atomi era una possibilità pratica.