Nanoteknologio

Nanoteknologio estas esprimo por ĉiuj teknologioj, kiuj esploras, modifas aŭ produktas objektojn aŭ strukturojn kies gravaj grandecoj estas proksimume inter 1 kaj 100 nanometroj. (Nanometro estas miliardono de metro). La nanoteknologion oni nuntempe ĉefe uzas por produkti pigmentojn kaj plombojn. Oni antaŭvidas, ke en estonteco oni povos uzi la nanoteknologion en tre multaj kampoj. Kontraste al la mikroteknologio, en la nanoteknologio gravas la kvantummekanikaj efikoj kaj duonkonduktaĵo kaj supermolekula kemio.

La nanoteknologio estas la manipulado de la materio je nanometra skalo. La plej frua priskribo de la nanoteknologio Drexler, K. Eric (1986). Engines of Creation: The Coming Era of Nanotechnology. Doubleday. ISBN 0-385-19973-2.  Drexler, K. Eric (1992). Nanosystems: Molecular Machinery, Manufacturing, and Computation. New York: John Wiley & Sons. ISBN 0-471-57547-X.  referencas la apartan teknologian celon manipuli precize atomojn kaj molekulojn por fabrikado de produktoj je mikroskalo, nuntempe referencita ankaŭ kiel molekula nanoteknologio. La Nacia Nanoteknologia Iniciato de Usono, difinas pli ĝenerale la nanoteknologion kiel la manipulado de la materio per almenaŭ dimensio de la grando de inter 1 ĝis 100 nanometroj. Tiu difino estas amplekse akceptita en la kampoj de la fiziko kaj kemio; sed en la kampo de biologio oni akceptas kiel nanopartiklojn tiujn kun almenaŭ unu dimensio malpli granda ol 1000 nanometroj. Tiu difino montras la fakton ke la efikoj de la kvantuma mekaniko estas gravaj je tiu skalo de la kvantuma domeno kaj tial la difino el referenco al aparta teknologio pasis al pli ampleksa kampo kiu inkludas ĉiujn tipojn de esplorado kaj teknologiojn rilatajn kun la specialaj proprecoj de la materio sub preciza grandosojlo. Oftas la uzado de la plurala formo «nanoteknologioj» same kiel «teknologioj de nanoskalo». Pro la granda vario de eblaj medicinaj, industriaj kaj militaj aplikaĵoj, la registaroj investis milojn da milionoj da dolaroj en esplorado de la nanoteknologio. Pere de la Nacia Nanoteknologia Iniciato, Usono investis  milionojn da dolaroj. La Eŭropa Unio investis  milionojn kaj Japanio 750 milionojn da dolaroj.Apply nanotech to up industrial, agri output,  The Daily Star (Bangladeŝo), 23a de septembro 2009. 

La nanoteknologio difinita laŭ grando estas kompreneble tre ampleksa kampo, kiu inkludas diversajn fakojn de la scienco tiom variajn kiel la scienco de surfacoj, la organika kemio, la molekula biologio, la fiziko de duonkonduktantoj, mikrofabrikado ktp. Saini, Rajiv; Saini, Santosh, Sharma, Sugandha (2010). «Nanotechnology: The Future Medicine». Journal of Cutaneous and Aesthetic Surgery 3 (1): 32-33. ISSN 0974-2077. PMC 2890134. PMID 20606992. doi:10.4103/0974-2077.63301.  Ankaŭ la esploroj kaj aplikaĵoj asocieblaj estas same diversaj, game el etendoj de la fiziko de la aparatoj al novaj alproksimigoj tute novaj bazitaj en la molekula memmuntado, el la disvolvigo de novaj materialoj kun dimensioj en la nanoskaloj al la rekta kontrolo de la materio je atoma skalo.

Aktuale la sciencistoj pristudas la estontecon de la implicoj de la nanoteknologio. La nanoteknologio povas esti kapabla krei novajn materialojn kaj aparatojn kun vasta atingo de aplikaĵoj, kiaj estas en medicino, elektroniko, biomaterialoj, kaj la produktado de energio. Aliflanke, la nanoteknologio aperigas la samajn priokupojn kiel ajna nova teknologio, inklude priokupojn pri la tokseco kaj la media efiko de la nanomaterialoj, Cristina Buzea, Ivan Pacheco, kaj Kevin Robbie (2007). «Nanomaterials and Nanoparticles: Sources and Toxicity». Biointerphases 2 (4): MR17-71. PMID 20419892. doi:10.1116/1.2815690.  kaj ties eblaj efikoj sur la tutmonda ekonomio, same kiel spekulativado pri diversaj apokalipsaj scenejoj. Tiuj priokupoj kondukis al diskutado inter variaj defendogrupoj kaj registaroj ĉu oni postulu apartajn regularojn por la nanoteknologio. 

Priskribo
eta|maldekstra|400px|Komparo de grandoj. Mezuroj rilate al metro (1 metro = 100).La pli malhela sekcio montras proksimume kie prilaboras nanoteknologio.

Nanoteknologio estas kampo de aplik-scienco koncentriĝanta pri la desegnado, sintezado, karakterizado kaj aplikado de materialoj kaj aparatoj en la nanoskalo. Nanoteknologio estas subklasifikado de teknologio en scienco, biologio, fiziko, kemio kaj aliaj sciencaj kampoj kaj okupiĝas pri la esploro de fenomenoj kaj manipulado de materialo ĉe la nanoskalo, esence etendaĵo de nunaj sciencoj en la nanoskalo. Du ĉefaj aliroj estas uzitaj en nanoteknologio: unu estas "malsupre-supren" aliro kie materialoj kaj aparatoj estas konstruitaj atomon post atomo, la alia "supre-malsupren" aliro kie ili estas sintezitaj aŭ konstruitaj per forigado de ekzistanta materialo de pli grandaj entoj. Unika flanko de nanoteknologio estas la multe pliigita kiomo de surfaca loko al volumeno, kio est en multaj nanoskalaj materialoj, kio malfermas novajn eblecojn en surfac-bazita scienco, kiel katalizilo. Ĉi tiu kataliza agado ankaŭ malfermas potencialajn riskojn en ilia interrilatado kun molekulaj biomaterialoj.

La impeto por nanoteknologio havas devenon de renovigita intereso en koloida scienco, kuplita kun nova generacio de analizaj iloj kiel la atom-forta mikroskopo (AFM) kaj la tunel-efika mikroskopo (aŭ skantunela mikroskopo, STM). Kombinita kun rafinitaj procedoj kiel elektron-radia litografado, ĉi tiuj instrumentoj permesas la intencan manipuladon de nanostrukturoj. Ĉi tiuj novaj materialoj kaj strukturoj siavice kaŭzis la rimarkon de novaj fenomenoj kiel la “kvantuma grandeco efiko” kie la elektronikaj proprecoj de firmaĵoj estas ŝanĝitaj kun grandaj reduktoj en eta grandeco. Ĉi tiu efiko ne eniras la ludon iranta de makro al etaj dimensioj. Tamen, ĝi fariĝas superreganta kiam la nanometra grandeco gamo estas atingita. Nanoteknologio ankaŭ estas uzita laŭ ombrela termino por priparoli aperantajn aŭ novajn teknologiajn evoluadojn asociiĝantaj kun mikroskopaj dimensioj. Malgraŭ la granda promeso de multaj nanoteknologioj kiel kvantumaj punktoj kaj nanotuboj, veraj aplikoj kiuj jam ekiris de la laboratorio kaj en la vendoplacon plejparte utiligis avantaĝojn koloidaj nanopartikloj, kiel kontraŭ-asunbrunaj belŝmiraĵoj, kosmetikaĵoj, protektaj ŝirmaĵoj kaj ne-makuleblaj teksaĵoj.

 Historio 
La ricevanto de la Nobel-premio pri fiziko de 1965, Richard Feynman, estis la unua kiu faris referencon al la ebloj de la nanoscienco kaj de la nanotecnologio en diskurso kiun li faris en la Caltech (Teknologia Instituto de Kalifornio) en la 29-a de decembro 1959, titolita Funde estas malmanka spaco (There's Plenty of Room at the Bottom), en kiu li priskribas la eblon de la sintezo pere de la rekta manipulado de la atomoj. La termino "nanoteknologioi" estis uzita por la unua fojo fare de Norio Taniguĉi en la jaro 1974, kvankam tio ne estas amplekse konata.

eta|350px|dekstra|Komparoj de la grandoj de la nanomaterialoj.

Inspirita el la konceptoj de Feynman, sendepende K. Eric Drexler uzis la terminon "nanoteknologio" en sia libro de la jaro 1986 nome Motoroj de la kreado: la alveno de la Erao de la Nanoteknologio (en angla: Engines of Creation: The Coming Era of Nanotechnology), en kiu li proponis la ideon de "enfoldigilo" nanoskala kiu estus kapabla konstrui kopion de si mem kaj de aliaj elementoj de arbitra komplekseco kun nivelo de atoma kontrolo. Ankaŭ en la jaro 1986, Drexler kun-fondis The Foresight Institute (la Instituto de Prospektoraj Studoj), kun kiu li jam ne havas rilaton, por helpi pliigi la konscion kaj publikan komprenon de la konceptoj de la nanoteknologio kaj de ties implicoj.

Tiel, la apero de la nanoteknologio kiel studobjekto en la 1980-aj jaroj okazis pro la konverĝo de la teoria kaj publikigita laboroj de Drexler, kiu disvolvigis kaj popularigis konceptan kadron por la nanoteknologio, kaj la eksperimentaj progresoj de alta videbleco kiu altiris aldonan atenton je ampleksa skalo al la prospekto de la atoma kontrolo de la materio.

Por ekzemplo, la invento de la tunel-efika mikroskopo en la jaro 1981 havigis senprecedencan rigardon al atomoj kaj unuopaj ligoj, kaj tio estis uzita sukcese por manipuli unuopajn atomojn en la jaro 1989. La disvolvigantoj de tiu mikroskopo nome Gerd Binnig kaj Heinrich Rohrer de la IBM Zurika Esplorlaboratorio ricevis Nobel-premion pri Fiziko en 1986.Binnig, G.; Rohrer, H. (1986). «Scanning tunneling microscopy». IBM Journal of Research and Development 30: 4.«Press Release: the 1986 Nobel Prize in Physics». Nobelprize.org. 15a de Oktobro 1986. Konsultita la 12an de Majo 2011. Binnig, Quate kaj Gerber ankaŭ inventis la analogan atom-fortan mikroskopon tiun jaron.

eta|175px|maldekstra|Buckminsterfulereno C60, konata ankaŭ kiel "buckybola", estas membro reprezenta de la strukturoj de karbono konataj kiel fulerenoj. La membroj de la familio de la fulereno estas ĉefa esplortemo kiu estas interesa por la nanoteknologio.

La fulerenoj estis malkovritaj en 1985 fare de Harry Kroto, Richard Smalley kaj Robert Curl, kiuj kune ricevis la Nobel-premion pri kemio de 1996.Kroto, H. W.; Heath, J. R.; O'Brien, S. C.; Curl, R. F.; Smalley, R. E. (1985). «C60: Buckminsterfullerene». Nature 318 (6042): 162-163. Bibcode:1985Natur.318..162K. doi:10.1038/318162a0.Adams, W Wade; Baughman, Ray H (2005). «Retrospective: Richard E. Smalley (1943–2005)». Science 310 (5756) (Viernes, 23 de diciembre de 2005). p. 1916. PMID 16373566. doi:10.1126/science.1122120. Dekomence la C60 ne estis priskribita kiel nanoteknologio; la termino estis uzita rilate al la posta laboro kun la tuboj de grafeno rilataj (nomitaj nanotuboj el karbono kaj kelkajn fojojn ankaŭ tuboj bucky) kio sugestus potencialajn aplikojn por aparatoj kaj elektroniko de nanoskalo.

komence de la 2000-aj jaroj, la studfako ricevis pliiĝintajn sciencajn, politikajn kaj komercajn interesojn kio kondukis kaj al la polemiko kaj al la progreso. La polemiko aperis rilate al la difinoj kaj eblaj implicoj de la nanoteknologioj, ekzemple en informo de la Royal Society pri la nanoteknologio.«Nanoscience and nanotechnologies: opportunities and uncertainties». Royal Society and Royal Academy of Engineering. 16a de julio 2004. Arkivita el la originalo la 3an de julio 2018. Konsultita la 15an de Aŭgusto 2021. La defioj aperis pro la fareblo de la aplikoj imagitaj de la proponantoj de la molekula nanoteknologio, kio kulminis en publika debato inter Drexler kaj Smalley en 2001 kaj 2003.«Nanotechnology: Drexler and Smalley make the case for and against 'molecular assemblers'». Chemical & Engineering News (American Chemical Society) 81 (48): 37-42. 1a de decembro 2003. doi:10.1021/cen-v081n036.p037. Konsultita la 15an de Aŭgusto 2021.

Dume, la komercigo de la produktoj bazitaj sur la progresoj de la nanoteknologio ekaperis. Tiuj produktoj estas limigitaj al pomalgrandaj aplikaĵoj de nanomaterialoj kaj ne postulas la atoman kontrolon de la materio. Kelkaj ekzemploj estas la platformo Nano Silver kiu uzas nanopartiklojn el arĝento kiel agento kontraŭbakteria, la travideblaj sunprotektiloj bazitaj sur nanopartikloj kaj la nanotuboj el karbono por toloj rezistantaj al la makuloj.«Nanotechnology Information Center: Properties, Applications, Research, and Safety Guidelines». American Elements. Konsultita la 15an de Aŭgusto 2021.«Analysis: This is the first publicly available on-line inventory of nanotechnology-based consumer products». The Project on Emerging Nanotechnologies. 2008. Arkivita el la originalo la 5an de Majo 2011. Konsultita la 15an de Aŭgusto 2021.

Diversaj registaroj decidis sin al la promocio kaj al la financado de la esplorado en nanoteknologio, komence en Usono per sia National Nanotechnology Initiative, kiu formaligis la difinon de la nanoteknologio bazita sur la grando kaj kiu kreis fonduson por la financado de la esplorado je nanoskalo. Meze de la 2000-aj jaroj nova kaj serioza scienca atento ekfloris. Aperis projektoj por produkti agadplanon por la nanoteknologio«NASA Draft Nanotechnology Roadmap».  Konsultita la 15an de Aŭgusto 2021. kiu centriĝis al la preciza atoma manipulado de la materio kaj kiu studas la kapablojn, celojn kaj aplikojn kaj ekzistantajn kaj planitajn.

Aliaj iniciatoj tiukadre estis la laboroj de personoj kiel Rosalind Franklin, James Dewey Watson kaj Francis Crick, kiuj proponis, ke la DNA estas la ĉefa molekulo kiu ludas ŝlosilan rolon en la regulado de ĉiuj procezoj de la organismo, kio disvastigis la konceptojn de la gravo de la molekuloj kiel determinantoj en la procezoj de la vivo. Tiu sciaro iris transen, ĉar per tio oni povis modifi la strukturon de la molekulaoj, kiel ĉe la polimeroj aŭ plastoj kiuj nuntempe estas troveblaj en ĉiesaj hejmoj. Sed estas menciinda, ke tiu tipo de molekuloj estas konsidereblaj kiel “grandaj” kaj ne tiom "nanaj".

Nuntempe la medicino havas pli da intereso en la esplorado en la mikroskopa nivelo, ĉar en tiu eble estas la strukturaj ŝanĝoj kiuj okazigas la malsanojn; tial la branĉoj de la medicino kiu ricevis pli da profito tiukadre estas la mikrobiologio, la imunologio, la fiziologio; aperis ankaŭ novaj sciencoj kiel la Gentekniko, kiu generis polemikojn pri la konsekvencoj de procezoj kiel la klonado aŭ la eŭgeniko.

La disvolvigo de la nanoscienco kaj de la nanoteknologio en Latinameriko estas relative ĵusa, kompare al tio okazinta je tutmonda nivelo. Landoj kiel Meksiko, Kostariko, Argentino, Venezuelo, Kolombio, Brazilo kaj Ĉilio kontribuas je tutmonda nivelo per esploroj en diversaj areoj de la nanoscienco kaj de la nanoteknologio.Foladori, Guillermo (2008). Las nanotecnologías en América Latina Red Latinoamericana de Nanotecnología y Sociedad. Krome, kelkaj el tiuj landoj disponas ankaŭ de edukprogramoj je la diversaj edukniveloj.

 Konceptoj de la nanoteknologio 
eta|dekstre|170ra|Nanoteknologia bildo de strukturo de DNA.
La nanoteknologio estas la inĝenierarto de funkciaj sistemoj je molekula skalo. Tio kovras kaj la aktualan laboron kaj konceptojn kiuj estas pli antaŭenirintaj. En sia origina senco, la nanoteknologio referencas al la kapablo projekciita por konstrui elementojn el la plej malgranda ĝi la plej granda, uzante teknikojn kaj ilojn, kiujn aktuale oni disvolvigas, por konstrui kompletajn produktojn de alta funkciado.

Nanometro (simbolo: nm) estas 1.0×10−9 metro — aŭ unu miliardono de metro. Ĝi estas SI-mezurunuo de la longo, kutime uzata en mezurado de ondolongo de videbla lumo (400 nm ĝis 700 nm), ultraviola radiado kaj gama radio. Por komparo, la tipaj ligolongoj karbono-karbono, aŭ la spaco inter tiuj atomoj en molekulo, estas ĉirkaŭ  kaj la duobla helico de DNA havas diametron de ĉirkaŭ 2 nm. Aliflanke, la formo de plej malgranda ĉela vivo, nome la bakterio de la ĝenro Mycoplasma, havas longon de ĉirkaŭ 200 nm. Konvencie, la nanoteknologio estas mezurita en la gamo de skalo de inter  laŭ la difini uzata de la Nacia Nanoteknologia Iniciato en Usono. La malsupra limo estas donita per la grando de la atomoj (hidrogeno havas la plej malgrandajn atomojn, kiuj havas radiuson proksimume de dudekono de nm konata kiel radiuso de Bohr) ĉar la nanoteknologio devas fabriki siajn aparatojn el atomoj kaj molekuloj. La supra limo estas pli malpli arbitra, sed troviĝas ĉirkaŭ la grando en kiu fenomenoj kiuj ne povas esti observataj en pli grandaj strukturoj ekestas observeblaj kaj povas esti uzataj en nanoaparato. Allhoff, Fritz; Lin, Patrick; Moore, Daniel (2010). What is nanotechnology and why does it matter?: from science to ethics. John Wiley and Sons. pp. 3-5. ISBN 1-4051-7545-1.  Tiuj novaj fenomenoj faras, ke la nanoteknologio estas diferenca de la aparatoj kiuj estas simple miniaturigitaj versioj de samegala aparato makroskopa; tiaj aparatoj estas je pli granda skalo kaj restas sub la priskribo de mikroteknologio. Prasad, S. K. (2008). Modern Concepts in Nanotechnology. Discovery Publishing House. pp. 31-32. ISBN 81-8356-296-5. 

Por meti la skalon en alia kunteksto, la kompara grando de nanometro kun metro estas simila al tiu de roko kun la grando de la Tero. Kahn, Jennifer (2006). «Nanotechnology». National Geographic 2006 (Junio): 98-119.  Alia maniero montri tion estas jena: nanometro estas la kvanto de tempo en kiu la barbo de averaĝa viro kreskiĝas kun la tempo en kiu tiu viro levas la elektran razilon al sia vango.

Oni uzas du alproksimigoj al nanoteknologio. En la alproksimiĝo "de la fono supren", la materialoj kaj aparatoj estas konstruitaj el molekulaj komponantoj kiu memmuntiĝas per si mem kemie laŭ la principoj de la molekula rekonado. En la alproksimiĝo "desupre malsupren", la nano-aĵoj estas konstruitaj el pli grandaj entoj kun kontrolo je atoma nivelo. Rodgers, P. (2006). «Nanoelectronics: Single file». Nature Nanotechnology. doi:10.1038/nnano.2006.5. 

Areoj de la fiziko kiaj la nanoelektronika duvitacio, la nanomekaniko, la nanofotoniko kaj la nanojoniko evoluis dum tiuj lastaj malmultaj jardekoj por havigi sciencan fundamenton bazan por la nanoteknologio.

 Nanomaterialoj 
eta|maldekstre|Silicipeco (maldekstre) kaj silicia nanopolvo (dekstre).
Multaj tradiciaj solidoj montras diferencajn proprecojn kiam ili malpliiĝas ĝis nanometrajn malgrandojn. Por ekzemplo, nanopartikloj de kutime flava oro kaj griza silicio estas ruĝaj; oraj nanopartikloj fandiĝas je multe pli malaltaj temperaturoj (~300 °C for 2.5 nm grande) ol la orblokoj (1064 °C); kaj metalaj nanokabloj estas multe pli fortaj ol la korespondaj metalpecoj. La granda surfaca areo de nanopartikloj faras ili tre altiraj por kelkaj aplikaĵoj en la kampo de energio. Por ekzemplo, platenaj metalpecoj povas havigi plibonigon kiel kataliziloj por brulaĵoj de aŭtomobiloj, same kiel brulĉeloj de polimer-elektrolita membrano (PEM). Ankaŭ, ceramikaj oksidoj de lantano, cerio, mangano kaj nikelo estas nuntempe disvolvigitaj kiel brulbaterioj de solida oksido (SOFC). Nanopartikloj el litio, liti-titanato kaj tantalo estas nun aplikataj al liti-jonaj baterioj. Siliciaj nanopartikloj spektakle montris etendon de la stoka kapablo de la liti-jonaj baterioj dum la ciklo etendo/kuntirigo. Siliciaj nanokabloj ciklas sen grava degradado kaj prezentas la potencialon por uzado en baterioj kun grande etendigitaj stokotempoj. Siliciaj nanopartikloj estas uzataj ankaŭ en novaj formoj de sunenergiaj paneloj. Fajna filmometo de siliciaj kvantumaj punktoj sur la plurkristala silicia subtavolo de fotovoltaikaj sunpaneloj pliigas la produkton de voltado tiom multe kiom ĝis 60% per fluorigo de la venanta lumo antaŭ ties kapto. La surfaca areo de la nanopartikloj (kaj fajnaj filmoj) ludas kritikan rolon en la maksimumigo de la kvanto de absorbita radiado.

 De tio simpla al tio kompleksa: molekula perspektivo 
La moderna sintezkemio atingis punkton en kiu eblas preparo malgrandajn molekulojn por ĉiu ajna strukturo. Oni uzas hodiaŭ tiujn metodojn por fabriki ampleksan varion de utilaj kemiaĵoj kiaj koemrcaj medikamentoj aŭ polimeroj. Tiu kapablo estigas la demandon ĉu etendi tiun klason de kontrolo al la sekva pli granda nivelo, serĉante metodojn por kongrumunti tiujn unikajn molekulojn en supramolekulaj strukturoj aŭ kongruaĵoj konsistantaj de multaj molekuloj aranĝitaj en formo boen difinita.

Tiuj alproksimiĝoj uzas la konceptojn de molekula memmuntado kaj/aŭ supermolekula kemio por aranĝi aŭtomate ties proprajn strukturojn en iu utila ordiĝo pere de alproksimiĝo el fono supren. La koncepto de molekula rekonado estas aparte grava: la molekuloj povas esti dezajnitaj tiel ke specifa kunfiguraĵo aŭ ordigo estas favora pro la nekovalentaj intermolekulaj fortoj. La reguloj de bazparigado de Watson-Crick estas rekta rezulto de tio, krom la specifeco de enzimo indikanta al unika substrato aŭ al faldado de proteino en si mem. Tiel, oni povas dezajni du aŭ pliajn komponantojn por komplementeco kaj reciproka altirado tiel ke ili konstruu pli kompleksan kaj utilan tuton.

La alproksimiĝoj el fono supren devus esti kapablaj produkti aparatojn paralele kaj esti multe pli malmultekostaj ol la metodoj desupre malsupren, sed potenciale ili povus estis superitaj dum la grando kaj la komplekseco de la dezirita memmuntado pliiĝu. La plej sukcesaj strukturoj postulas kompleksajn aranĝojn de atomoj termodinamike malmulte probablaj. Tamen, ekzistas multaj ekzemploj de memmuntado bazitaj sur la molekula rekono en biologio, el kiuj unu de la plej alstaraj estas la bazparigado de Watson-Crick kaj la interagadoj enzimo-substrato. La defio por la nanoteknologio estas malkovri ĉu tiuj principoj povas esti uzataj por atingi novajn konstruaĵojn kromajn al tiuj naturaj jam ekzistantaj.

 Molekula nanoteknologio: porlonga rigardo 
La molekula nanoteknologio, foje nomita molekula fabrikado, priskribas fabrikitajn nanosistemojn (maŝinoj je nanoskalo) funkciantaj je molekula skalo. La molekula nanoteknologio estas asocia speciale kun la molekula kongrumuntilo, nome maŝino kiu povas produkti deziritan strukturon aŭ aparaton el atomo post atomo uzante la principojn de la mekanosintezo. La fabrikado en la kunteksto de la produktivaj nanosistemoj ne estas rilata kun, kaj ĝi devus esti klare distingita de, la konvenciaj teknologioj uzataj por la fabrikado de nanomaterialoj kiaj nanotuboj kaj nanopartikloj de karbono.

Kiam oni stampis la terminon "nanoteknologio" sendepende kaj iĝis popularigita de Eric Drexler (kiu tiam ne sciis pri antaŭa uzado fare de Norio Taniguĉi) por referenci al estonta teknologio de fabrikado bazita sur sistemoj de molekulaj maŝinoj, la premiso estis ke la biologiaj analogioj je molekula skalo de la komponantoj de tradiciaj maŝinoj montras, ke la molekulaj maŝinoj estas eblaj: ekzistas nenombreblaj ekzemploj en biologio; oni scias, ke oni povas produkti prilaboritajn biologiajn maŝinojn plibonigitaj stokaste.

Oni esperas, ke la disvolvigoj en nanoteknologio ebligos tiun konstruadon per ajna alia rimedo, eble uzante principojn de biomimetiko. Tamen, Drexler kaj aliaj esploristoj«Nanotechnology: Developing Molecular Manufacturing». Arkivita el originalo la 10an de januaro 2019. Konsultita la 8an de oktobro 2014.  proponis, ke progresanta nanoteknologio, kvankam eble dekomence plibonigita pere de biomimetikaj rimedo,, finfine ĝi povos esti bazita sur la principoj de la mekanika inĝenierado, tio estas, teknologio de fabrikado bazita sur la mekanika funkciado de tiuj komponantoj (kiaj dentradoj, rullagroj, motoroj kaj aliaj struktureroj) kiuj ebligus kongrumuntadon programeblan kaj pozician je atoma specifigo.«Protein design as a pathway to molecular manufacturing» de K. Eric Drexler.  La fiziko kaj la inĝeniera funkciado de desegnoj de ekzemploj estis analizitaj en la libro de Drexler nomita Nanosistemoj.

Ĝenerale estas tre malfacila kongruigi aparatoj je atoma skalo, ĉar oni devas poziciigi atomojn sur aliaj atomoj de kompareblaj grando kaj dikeco. Alia konsidero, esprimita de Carlo Montemagno,«California NanoSystems Institute». Arkivita el originalo la 17an de septembro 2011. Konsultita la 8an de oktobro 2014.  konsistas en la fakto ke la estontaj nanosistemoj estos hibridoj de la silika teknologio kaj de biologiaj molekulaj maŝinoj. Richard Smalley argumentas, ke la mekanosintezo estas neebla pro la malfaciloj en la mekanika manipulado de unuopaj molekuloj.

Tio kondukis al interŝanĝo de tekstoj inter la publikaĵo Chemical & Engineering News de la ACS en la jaro 2003.«C&En: Cover Story – Nanotechnology». Alirita la 15an de novembro 2024.  Kvankam la biologio klare montras, ke la sistemoj de molekulaj maŝinoj eblas, dum la molekulaj maŝinoj nebiologiaj aktuale estas nur en burĝona stato. La ĉefaj esploristoj de la nebiologiaj molekulaj maŝinoj estas Alex Zettl kaj liaj kolegoj kiuj laboras en la Lawrence Berkeley National Laboratory kaj en la UK Berkelio. Ili konstruis almenaŭ tri molekulajn aparatojn diferencajn kies movadoj estas kontrolitaj el la komputilo ŝanĝante la tensiojn: nanomotoro de nanotubos, aktualigilo, Regan, B. C.; Aloni, S; Jensen, K; Ritchie, RO; Zettl, A (2005). «Nanocrystal-powered nanomotor». Nano letters 5 (9): 1730-3. Bibcode:2005NanoL...5.1730R. PMID 16159214. doi:10.1021/nl0510659. Arkivita el originalo la 10an de majo 2006.  kaj oscililo de nanoelektromekanika malstreĉigo. Regan, B. C.; Aloni, S.; Jensen, K.; Zettl, A. (2005). «Surface-tension-driven nanoelectromechanical relaxation oscillator». Applied Physics Letters 86 (12): 123119. Bibcode:2005ApPhL..86l3119R. doi:10.1063/1.1887827. Arkivita el originalo la 26an de majo 2006. Konsultita la 10an de oktobro 2014. 

Eksperimento indikanta, ke molekula pozicia kongruigo eblas estis disvolvigita de Ho kaj Lee en la Universitato Cornell en la jaro 1999. Ili uzis tunel-efikan mikroskopon por movi molekulon de karbona monooksido (CO) al unuopa atomo de fero (Fe) metita sur arĝenta ebena vitro, kaj ligi kemie la CO kun la Fe aplikante tension.

Referencoj

 Eksteraj ligiloj 

 Artikolo pri Nanoteknologio en Le Monde Diplomatique
 Artikolo pri nanoteĥnologio en la blogo Scivolemo
 Richard Feynman's talk: There's Plenty of Room at the Bottom, 1959.
 Dr. K. Eric Drexler, Engines of Creation: The Coming Era of Nanotechnology, 1986, ISBN 0-385-19973-2
 N. Taniguchi, On the Basic Concept of 'Nano-Technology''', Proc. Intl. Conf. Prod. London, Part II, British Society of Precision Engineering, 1974.
 Jean-Baptiste Waldner, Nanocomputers and Swarm Intelligence'', ISTE-Wiley, 2008, ISBN 1-84704-002-0.



Kategorio:Teknologio