Hva er molekylær nanoteknologi (MNT)?

October 30  by Eliza

Molekyl nanoteknologi ("MNT") er en forventet produksjonsteknologien som ville tillate presis kontroll og posisjonelle montering av molekyl-størrelse byggeklosser ved hjelp av nanoskalamanipulatorarmer. Molekylær nanoteknologi er vanligvis betraktet som skiller seg fra den mer inkluderende begrepet "nanoteknologi", som nå brukes for å referere til et bredt spekter av vitenskapelige eller teknologiske prosjekter som fokuserer på fenomener eller egenskaper nanometer skala (rundt 0.1-100nm). Nanoteknologi er allerede en blomstrende felt, men molekylær nanoteknologi - målet om produktive, molekylær skala maskin systemer - er fortsatt i den innledende forskning scenen.

Nanoteknologi ble først introdusert i 1959, i en tale av den nobelprisvinnende fysiker Richard Feynman, med tittelen "Det er god plass på bunnen". Feynman foreslått å bruke et sett av konvensjonell størrelse robotarmer for å konstruere en kopi av seg selv, men en tiendedel av original størrelse, og deretter ved hjelp av det nye settet av armer for å fremstille en enda mindre sett, og så videre, til den molekylære vekten er nådd . Hvis vi hadde mange millioner eller milliarder av slike molekylær skala armer, kunne vi programmere dem til å arbeide sammen for å skape makro-skala produkter bygget fra individuelle molekyler - en "bottom-up produksjon" teknikk, i motsetning til den vanlige teknikken med å skjære bort materiell til du har en ferdig komponent eller produkt - "top-down produksjon".

Feynman ide forble stort undiscussed frem til midten av 80-tallet, da MIT-utdannede ingeniøren K. Eric Drexler publiserte "Engines of Creation", en bok å popularisere potensialet i molekylær nanoteknologi. Fordi MNT ville tillate produsenter å fremstille produkter fra bunnen og oppover med nøyaktige molekylære kontroll, kan et meget stort utvalg av kjemisk mulige strukturer bli opprettet. Siden MNT systemer kan sette hvert molekyl i sin bestemt sted, kunne molekylære produksjonsprosesser være veldig ren og effektiv. Også, fordi hver lille bit av materie i en molekylær nanoteknologi system ville være en del av en nano-skala manipulator, kan nanoteknologiske systemer være langt mer produktive og vedlikeholde mye høyere hastigheter enn moderne produksjonsteknikker, som bruker makro-skala manipulatorer å dikte produkter.

Å iverksette en MNT revolusjon ville kreve en "assembler" - en reprogrammable nano-skala manipulator stand til å skape et bredt spekter av molekylære strukturer, inkludert en komplett kopi av seg selv. De første montører vil kun fungere effektivt i lab-kontrollerte miljøer, for eksempel et vakuum. Ankomsten av selvreproduserende molekylære nanomachines kan raskt føre til "desktop nanofactories", tabletop apparater som bruker beskjedne mengder kraft 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 full blåst molekylær nanoteknologi vil ankomme er foreløpig ukjent, men noen eksperter forutse sin ankomst en gang mellom 2010 og 2030.

  • Nanorobotics bruker nanoteknologi for å utvikle mikroskopiske roboter som er langt mindre i bredden enn et hårstrå.