Vad är Molecular Nanotechnology (MNT)?

December 7

Molekylär nanoteknik ("MNT") är en förväntad tillverkningsteknik som skulle tillåta exakt kontroll och positions montering av molekylstora byggstenar med hjälp av nanoskala manipulatorarmar. Molekylär nanoteknik brukar anses skild från mer inkluderande termen "nanoteknik", som nu används för att hänvisa till ett brett spektrum av vetenskapliga och tekniska projekt som fokuserar på företeelser eller egenskaper nanometerskala (ca 0.1-100nm). Nanoteknik är redan en blommande fält, men molekylär nanoteknik - målet för produktiva, molekylär skala maskinsystem - är fortfarande i den preliminära forskningsstadiet.

Nanoteknik infördes först 1959, i ett föredrag av Nobelpristagaren fysikern Richard Feynman, med titeln "Det finns gott om plats på Bottom". Feynman föreslog att använda en uppsättning av konventionell stora robotarmar för att konstruera en replik av sig själva, men en tiondel originalformat, sedan använda den nya uppsättningen av vapen för att tillverka en ännu mindre set, och så vidare, tills molekylär skala nås . Om vi ​​hade många miljoner eller miljarder sådana molekylär skala armar, kunde vi programmera dem att arbeta tillsammans för att skapa makroskala produkter byggda från enskilda molekyler - en "bottom-up tillverkning" teknik, i motsats till den vanliga tekniken att skära bort material tills du har en färdig komponent eller produkt - "top-down tillverkning".

Feynman idé var i stort sett undiscussed fram till mitten av 80-talet, när MIT-utbildade ingenjören Eric Drexler publicerade "Motorer Skapelsens", en bok att popularisera potential molekylär nanoteknik. Eftersom MNT skulle tillåta tillverkarna att tillverka produkter från botten upp med exakt molekylär styrning, kan ett mycket brett spektrum av kemiskt möjliga strukturer skapas. Eftersom MNT system skulle kunna sätta varje molekyl i sin specifika plats, kunde molekylära tillverkningsprocesser vara mycket ren och effektiv. Också, eftersom varje liten bit av materia i ett molekylärt nanoteknik system skulle vara en del av en nanoskala manipulator, skulle nanotekniska system vara mycket mer produktiva och underhålla betydligt högre genom än modern tillverkningsteknik, som använder makroskala manipulatorer att tillverka produkter.

För att initiera en MNT revolution skulle kräva en "assembler" - en omprogrammerbar nanonivå manipulator som kan skapa ett brett spektrum av molekylära strukturer, inklusive en komplett kopia av sig själv. De första montörer kommer bara fungera effektivt i lab-kontrollerade miljöer, som ett vakuum. Tillkomsten av självreproducerande molekylära nano kunde snabbt leda till "desktop nanofactories", bordsapparater som förbrukar blygsamma mängder energi och innehåller den programvara som krävs för att tillverka ett intressant utbud av användbara produkter. Ankomsten av MNT skulle revolutionera breda sektorer av mänsklig verksamhet, inklusive tillverkning, medicin, forskning, kommunikation, datorer, och krigföring. När fullt utvecklad molekylär nanoteknik kommer att anlända är för närvarande okänt, men en del experter förutser dess ankomst någon gång mellan 2010 och 2030.

  • Nanorobotik använder nanoteknik för att utveckla mikroskopiska robotar som är långt mindre i bredd än ett hårstrå.