Wat is moleculaire nanotechnologie (MNT)?
Moleculaire nanotechnologie ("MNT") is een verwachte productietechnologie die een nauwkeurige regeling en positionele assemblage van moleculaire bouwstenen mogelijk maakt door het gebruik van manipulatiewapens op nanoschaal. Moleculaire nanotechnologie wordt meestal beschouwd als verschillend van de meer omvattende term "nanotechnologie", die nu wordt gebruikt om te verwijzen naar een breed scala aan wetenschappelijke of technologische projecten die zich richten op fenomenen of eigenschappen van de nanometerschaal (ongeveer 0,1-100 nm). Nanotechnologie is al een bloeiend veld, maar moleculaire nanotechnologie - het doel van productieve machinesystemen op moleculaire schaal - bevindt zich nog in de voorbereidende onderzoeksfase.
Nanotechnologie werd voor het eerst geïntroduceerd in 1959, in een lezing door de Nobelprijswinnende fysicus Richard Feynman, getiteld "Er is genoeg ruimte aan de onderkant". Feynman stelde voor een set conventionele robotarmen te gebruiken om een replica van zichzelf te construeren, maar een tiende van de oorspronkelijke grootte, en vervolgens die nieuwe set armen te gebruiken om een nog kleinere set te maken, enzovoort, totdat de moleculaire schaal is bereikt . Als we vele miljoenen of miljarden van dergelijke moleculaire armen hadden, zouden we ze kunnen programmeren om samen te werken om macro-schaalproducten te maken die zijn opgebouwd uit individuele moleculen - een "bottom-up fabricage" -techniek, in tegenstelling tot de gebruikelijke techniek van wegsnijden materiaal totdat u een voltooid onderdeel of product hebt - "top-down productie".
Feynman's idee bleef grotendeels onbesproken tot het midden van de jaren 80, toen de door MIT opgeleide ingenieur K. Eric Drexler "Engines of Creation" publiceerde, een boek om het potentieel van moleculaire nanotechnologie te populariseren. Omdat MNT fabrikanten in staat zou stellen producten van onderaf te fabriceren met nauwkeurige moleculaire controle, zou een zeer breed scala van chemisch mogelijke structuren kunnen worden gecreëerd. Omdat MNT-systemen elk molecuul op zijn specifieke plaats kunnen plaatsen, kunnen moleculaire productieprocessen zeer schoon en efficiënt zijn. Omdat elk klein beetje materie in een moleculair nanotechnologiesysteem onderdeel zou zijn van een manipulator op nanoschaal, zouden nanotechnologische systemen veel productiever kunnen zijn en veel hogere doorvoersnelheden kunnen behouden dan moderne productietechnieken, die manipulators op macroschaal gebruiken om producten te fabriceren.
Om een MNT-revolutie te initiëren, zou een "assembler" nodig zijn - een herprogrammeerbare manipulator op nanoschaal die in staat is een breed scala aan moleculaire structuren te creëren, inclusief een volledige kopie van zichzelf. De eerste assemblers zullen alleen effectief functioneren in laboratoriumgestuurde omgevingen, zoals een vacuüm. De komst van zelfreplicerende moleculaire nanomachines zou snel kunnen leiden tot "desktop nanofactories", tafelapparaten die bescheiden hoeveelheden stroom verbruiken en de software bevatten die nodig is om een interessante reeks nuttige producten te produceren. De komst van MNT zou een revolutie teweegbrengen in brede sectoren van menselijke activiteit, waaronder productie, medicijnen, wetenschappelijk onderzoek, communicatie, informatica en oorlogvoering. Wanneer volledige moleculaire nanotechnologie zal aankomen, is momenteel onbekend, maar sommige experts voorzien de komst ergens tussen 2010 en 2030.