Hva er molekylær nanoteknologi (MNT)?

Molekylær nanoteknologi ("MNT") er en forventet produksjonsteknologi som vil tillate presis kontroll og posisjonell montering av molekylstore byggesteiner ved bruk av nanoskala manipulatorarmer. Molekylær nanoteknologi anses vanligvis som adskilt fra det mer inkluderende uttrykket "nanoteknologi", som nå brukes til å referere til et bredt spekter av vitenskapelige eller teknologiske prosjekter som fokuserer på fenomener eller egenskaper til nanometerskalaen (rundt 0,1-100nm). Nanoteknologi er allerede et blomstrende felt, men molekylær nanoteknologi - målet med produktive, molekylære maskinsystemer - er fremdeles i det foreløpige forskningsstadiet.

Nanoteknologi ble først introdusert i 1959, i en foredrag av den Nobelprisvinnende fysikeren Richard Feynman, med tittelen "There’s Plenty of Room at the Bottom". Feynman foreslo å bruke et sett med robotarmer i konvensjonell størrelse for å konstruere en kopi av seg selv, men en tidel av den opprinnelige størrelsen, og deretter bruke det nye settet med våpen for å produsere et enda mindre sett, og så videre, inntil molekylær skalaen er nådd . Hvis vi hadde mange millioner eller milliarder av slike molekylskalaarmer, kunne vi programmere dem til å samarbeide om å lage makroskala produkter bygget fra individuelle molekyler - en "bottom-up-produksjon" -teknikk, i motsetning til den vanlige teknikken for å kutte bort materiale til du har en ferdig komponent eller produkt - "top-down-produksjon".

Feynmans idé forble stort sett ikke diskutert fram til midten av 80-tallet, da den MIT-utdannede ingeniøren K. Eric Drexler ga ut "Engines of Creation", en bok for å popularisere potensialet i molekylær nanoteknologi. Fordi MNT ville tillate produsenter å fremstille produkter nedenfra og opp med presis molekylær kontroll, kunne et veldig bredt spekter av kjemisk mulige strukturer opprettes. Siden MNT-systemer kan plassere hvert molekyl på sin spesifikke plass, kan molekylære produksjonsprosesser være veldig rene og effektive. Fordi hver liten bit av stoff i et molekylært nanoteknologisystem vil være en del av en nanoskala-manipulator, kan nanoteknologiske systemer være langt mer produktive og opprettholde mye høyere gjennomgang enn moderne produksjonsteknikker, som bruker makroskala manipulatorer for å fremstille produkter.

Å sette i gang en MNT-revolusjon ville kreve en "assembler" - en omprogrammerbar nanoskala-manipulator som er i stand til å skape et bredt spekter av molekylstrukturer, inkludert en fullstendig kopi av seg selv. De første montørene vil bare fungere effektivt i lab-kontrollerte miljøer, for eksempel et vakuum. Fremkomsten av selvrepliserende molekylære nanomaskiner kan raskt føre til "desktop nanofactories", bordplater som bruker beskjedne mengder strøm og inneholder programvaren som kreves for å produsere et interessant utvalg av nyttige produkter. Ankomsten av MNT ville revolusjonere brede sektorer av menneskelig aktivitet, inkludert produksjon, medisin, vitenskapelig forskning, kommunikasjon, databehandling og krigføring. Når fullverdig molekylær nanoteknologi kommer, er foreløpig ukjent, men noen eksperter ser for seg at det kommer en gang mellom 2010 og 2030.