Mikä on molekyylinanoteknologia (MNT)?

Molekulaarinen nanoteknologia (“MNT”) on odotettu valmistustekniikka, joka mahdollistaisi molekyylikokoisten rakennuspalikoiden tarkan hallinnan ja asennon kokoamisen nanomittakaavan manipulaattorivarsien avulla. Molekulaarista nanoteknologiaa pidetään yleensä erillisenä kattavammasta termistä “nanoteknologia”, jota nyt käytetään viittaamaan monenlaisiin tieteellisiin tai teknologisiin hankkeisiin, jotka keskittyvät nanometrin asteikon ilmiöihin tai ominaisuuksiin (noin 0.1-100 nm). Nanoteknologia on jo kukoistava ala, mutta molekyylinen nanoteknologia-tuottavien, molekyylimittakaavaisten konejärjestelmien tavoite-on vielä alustavassa tutkimusvaiheessa.

Nanoteknologia esiteltiin ensimmäisen kerran vuonna 1959 Nobel-palkittu fyysikko Richard Feynmanin puheessa, jonka otsikko oli ”Pohjassa on paljon tilaa”. Feynman ehdotti tavanomaisen kokoisten robottivarsien sarjan käyttämistä itsensä jäljennöksen rakentamiseen, mutta kymmenesosa alkuperäisestä koosta, ja sitten tämän uuden asesarjan käyttäminen vielä pienemmän sarjan valmistamiseen ja niin edelleen, kunnes molekyyliasteikko saavutetaan . Jos meillä olisi miljoonia tai miljardeja tällaisia ​​molekyyliasteikkoisia aseita, voisimme ohjelmoida heidät työskentelemään yhdessä luomaan makromittakaavaisia ​​tuotteita, jotka on rakennettu yksittäisistä molekyyleistä-alhaalta ylöspäin valmistava tekniikka, toisin kuin tavanomainen leikkausmenetelmä materiaalia, kunnes sinulla on valmis komponentti tai tuote-“ylhäältä alas valmistus”.

Feynmanin idea jäi suurelta osin keskustelemattomaksi 80-luvun puoliväliin saakka, jolloin MIT-koulutukseltaan koulutettu insinööri K. Eric Drexler julkaisi ”Luonnon moottorit” -kirjan, joka popularisoi molekyylinanoteknologian mahdollisuuksia. Koska MNT antaisi valmistajille mahdollisuuden valmistaa tuotteita alhaalta ylöspäin tarkalla molekyylivalvonnalla, voitaisiin luoda erittäin laaja valikoima kemiallisesti mahdollisia rakenteita. Koska MNT -järjestelmät voisivat asettaa jokaisen molekyylin omalle paikalleen, molekyylien valmistusprosessit voivat olla erittäin puhtaita ja tehokkaita. Lisäksi, koska jokainen pieni osa molekyylin nanoteknologiajärjestelmästä olisi osa nanomittakaavan manipulaattoria, nanoteknologiset järjestelmät voisivat olla paljon tuottavampia ja ylläpitää paljon suurempia suorituksia kuin nykyaikaiset valmistustekniikat, joissa käytetään makromittakaavan manipulaattoreita tuotteiden valmistamiseen.

MNT-vallankumouksen käynnistäminen edellyttäisi “kokoonpanijaa”-uudelleen ohjelmoitavaa nanomittakaavan manipulaattoria, joka pystyy luomaan laajan valikoiman molekyylirakenteita, mukaan lukien täydellinen kopio itsestään. Ensimmäiset kokoonpanijat toimivat tehokkaasti vain laboratorio-ohjatussa ympäristössä, kuten tyhjiössä. Itse replikoituvien molekulaaristen nanokoneiden tulo voi nopeasti johtaa “työpöydän nanotehtaisiin”, pöytälaitteisiin, jotka kuluttavat vaatimattomia määriä virtaa ja sisältävät ohjelmiston, joka tarvitaan mielenkiintoisen valikoiman hyödyllisten tuotteiden valmistamiseen. MNT: n saapuminen mullistaisi laajat ihmisen toiminnan alat, mukaan lukien valmistus, lääketiede, tieteellinen tutkimus, viestintä, tietojenkäsittely ja sodankäynti. Milloin täysimittainen molekyylinen nanoteknologia saapuu, ei tällä hetkellä tiedetä, mutta jotkut asiantuntijat ennakoivat sen saapuvan joskus vuosien 2010 ja 2030 välillä.