Nanoteknologiateollisuus on monialainen tutkimus- ja kehitysala useimmilla elämän- ja fysiikan aloilla. Molekyylinen nanoteknologia keskittyy vuodesta 2011 suurelta osin lääketieteen, sotilasjärjestelmien, energian ja tietojenkäsittelytieteen neljän keskeisen alan kehitykseen, vaikka tutkimus voi koskea melkein mitä tahansa teollista tai kaupallista etua. Nanoteknologiayritysten liiketoimintamallien painopiste 21. vuosisadan alussa kohdistuu yleensä materiaalitieteeseen sekä lääkkeiden luomiseen ja jakeluun. Tämä johtuu siitä, että ainutlaatuisten kemiallisten ja materiaalirakenteiden tekeminen on helpompaa suunnitella kuin tulevaisuuden kypsempiä nanoteknologioita, joissa keskitytään yhä enemmän itsenäisiin, itseään toistuviin koneisiin, jotka on rakennettu suorittamaan tiettyjä tehtäviä.
Koska nanoteknologiateollisuus voi olla uskomattoman laajapohjainen ja tuo materiaaleihin ja koneiden toimintaan parannuksia käytännöllisesti katsoen mihin tahansa prosessiin, nanoteknologiakoulutuksen on yritettävä välittää ymmärrystä monista tutkimusalueista. Tämä johtaa usein tiettyjen alojen, kuten fysiikan, kemian tai kristallografian, asiantuntijoiden ristikoulutukseen mikrobiologian ja sähkötekniikan kaltaisilla aloilla, jotta he voivat työskennellä muilla tieteenaloilla ymmärtääkseen täysin molekyyliasteikolla toimivat prosessit. Uusien nanoteknologian alan opiskelijoiden on saatava perustiedot monista inhimillisen tiedon osa -alueista. Näitä ovat fysiikka, kemia, mikrobiologia ja niihin liittyvät biotieteet sekä näiden tieteiden käytännön sovellukset eri tekniikan aloilla.
Uuden nanoteknologiateollisuuden kasvua rahoittavat monenlaiset hallitukset ympäri maailmaa Euroopan unionin valtioista Japaniin, Intiaan, Venäjälle, Yhdysvaltoihin ja Australiaan. Vuodesta 2011 alkaen on arvioitu, että tällaiseen tutkimukseen käytetään maailmanlaajuisesti vuosittain 10,000,000,000 65,000,000,000 2014 100,000,000,000 dollaria (USD), ja tämän luvun odotetaan nousevan 2015 250,000,000,000 2011 XNUMX dollariin saman vuoden loppuun mennessä. Vuoteen XNUMX mennessä arvioidaan, että tutkimusmenot maailmanlaajuisesti ovat XNUMX XNUMX XNUMX XNUMX dollaria, ja vuoteen XNUMX mennessä niiden pitäisi lähestyä XNUMX XNUMX XNUMX XNUMX dollaria. Kehitysmaat investoivat myös voimakkaasti nanoteknologiateollisuuteen, ja Kiinan menot ylittävät Yhdysvaltojen menot vuonna XNUMX.
Minkä tahansa kannattavan nanoteknologiasovelluksen onnistunut rakentaminen on monella tapaa kilpailu maaliin, jossa voittaja omistaa patentteja laitteille tai materiaaleille, joilla voi olla maailmanlaajuisia vaikutuksia ja jotka voivat muuttaa yhteiskuntaa odottamattomilla ja vallankumouksellisilla tavoilla. Monet tutkijat pitävät nanoteknologiateollisuutta toisen teollisen vallankumouksen alkua, joka tapahtuu hiljaa laboratorioissa ympäri maailmaa ja joka jää suurelta osin huomaamatta. Tämä siitä huolimatta, että useat tuhannet tuotteet ja materiaalit ovat jo myynnissä vähittäismarkkinoilla vuodesta 2011 lähtien, ja niiden ominaisuudet on suunniteltu nanoteknologiassa.
Laaja kiinnostus nanoteknologiateollisuutta kohtaan on suora seuraus siitä, kuinka paljon yleiskäyttöinen tiede on. Se kykenee ottamaan käyttöön minkä tahansa tunnetun kemiallisen tai koneprosessin ja tekemään siitä tehokkaamman ja tehokkaamman hallitsemalla atomien ja molekyylien mittakaavassa tapahtuvia reaktioita, mikä on ennennäkemätöntä ihmiskunnan historiassa. Näiden prosessien hallinnan skaalaaminen päivittäisen ihmisen toiminnan makrotasolle asti voi tehdä teollisia prosesseja, jotka kykenevät kierrättämään 100% jätteistään tai ottamaan yhteiskunnan aiempien sukupolvien tuottaman jätteen ja jalostamaan siitä hyödyllisiä uusia materiaaleja rakentamalla uudelleen sen molekyylirakenne.
Nanoteknologian koneet voivat myös kykyä ohittamaan ihmisen ymmärryksen keskeiset esteet. Tällaiset ohjelmoidut mikroskooppikoneet, jotka toimivat yleisenä mekaanikkona, voivat jonain päivänä korvata vaurioituneet solut tai elimet ihmiskehossa valmistamalla uusia molekyyliasteikosta ylöspäin ilman tarvetta ymmärtää, mikä aiheutti elimen vajaatoiminnan. ensiksi. Nanoteknologiateollisuuden tavoitteena on siksi hyödyntää kemian, fysiikan ja biologian tietämystä toimiakseen kokoonpanolinjan työntekijänä ja korvata kuluneet materiaalit ja järjestelmät uusilla hyödyntäen samalla mahdollisia jätemateriaaleja. . Luonnolliset järjestelmät, kuten puut, ovat tehneet tätä muinaisista ajoista lähtien rakentamalla monimutkaisia rakenteita yksi solu kerrallaan, mutta viime aikoihin asti ihmisyhteiskunta toimi vain muotoilemalla ja hyödyntämällä tällaisen kasvun lopputuloksia.
Sekä K. Eric Drexleria vuonna 1986 julkaistulla kirjallaan Luomisen moottorit että Richard Feynmanin puhetta vuonna 1959, Alhaalla on paljon tilaa, pidetään perustavanlaatuisina kipinöinä, jotka loivat nanoteknologiateollisuuden tieteestä ja tekniikasta kiinnostavan tulen. Drexler uskoi, että itsensä replikoituvien molekyylikoneiden luomiseen ei ollut perusrajoja, jotka voisivat lopulta rakentaa minkä tahansa laitteen tai materiaalin yleisestä lähdeaineesta. Feynman edisti samaa ajatusta toteamalla, että atomien suora manipulointi oli käytännön mahdollisuus.