Hva er en Nanomachine?

Nanomachines er veldig små maskiner, hvis dimensjoner eller komponenter måles i nanometer. En nanomachine kan være større enn 1000 nanometer, men vanligvis ikke større enn 10.000 nanometer (10 mikrometer). Å designe og fremstille nanomaskiner er et mål i den store og godt finansierte disiplinen innen nanoteknologi, selv om mange arbeidere innen nanoteknologi tar den mindre ambisiøse ruten for å designe passive nanoskala-materialer. En nanomachine refererer til et aktivt, fungerende system med nanoskala-komponenter.

Menneskekroppen er fylt med nanomachiner og utgjør uten tvil det meste av massen. En celle kan betraktes som en nanomachine fordi den består av nanoskala-komponenter. En enda tydeligere nanomachine ville være ribosomer, molekylære fabrikker som syntetiserer proteiner. Ribosomer er omtrent 20 nanometer i diameter. Andre biologiske nanomachiner ville være bakterier og virus.

For øyeblikket er nanomachines fremdeles vesentlig i forsknings- og utviklingsfasen, selv om forskere er veldig håpefulle for sitt langsiktige potensial. Én nanomachine, kunngjort i april 2008 av forskere fra Nano Machine Center ved California NanoSystems Institute ved UCLA, kan frigjøre kreftmedisiner i cellen når den aktiveres av lys. Maskinen, kalt en nanoimpeller, består av mesoporøse silika-nanopartikler med porene belagt i azobenzen, et kjemikalie som kan veksle mellom to forskjellige posisjoner avhengig av lysutsetting. Det indre av nanoimpelleren var fylt med et antikreftmedisin, deretter introdusert i humane kreftceller i kulturen, hvor de ble kokt av lyseksponering for å frigjøre nyttelasten. I varierende intensitet og bølgelengde for lyset ga forskerne presis kontroll over nanomachine.

Andre interessante nanomaskiner er blitt bygget av Nadrian Seemans laboratorium ved New York University of Chemistry. Ved å bruke DNA har Dr. Seeman produsert aktive rutenettarrayer som veksler mellom konfigurasjoner, og til og med en DNA "rullator" som kan bevege seg fremover på molekylære "ben". Seemans laboratorium har vist allsidigheten til DNA som byggemateriale for nanomachiner.

Selv om nanomachines bare er i forskningsfasen, kan deres største langsiktige innvirkning være innen industri, medisin og militæret. Hvis nanomachines kunne koxiseres til selvreplikering, eller kunne bygges i store mengder ved hjelp av selvmontering, og programmeres til å samarbeide for å lage objekter, kunne de formes til et tilpasset produksjonssystem med langt flere muligheter enn noe som finnes i dag. En slik hypotetisk stasjonær enhet har blitt kalt en nanofabrikk.