Nanoteknoloji
Temel kavramlar > Moleküler nanoteknoloji: uzun vadeli görüş

Ana madde: Moleküler nanoteknoloji
Moleküler nanoteknoloji (moleküler üretim), moleküler ölçekte çalışan tasarlanmış nanosistemleri (nano-ölçek makinelerini) ifade eder. Moleküler nanoteknoloji, özellikle mekanosentez prensiplerini kullanarak atom istenilen yapı ve aygıtı atom atom üretebilen bir makine olan moleküler çevirici ile ilişkilendirilir. Verimli nanosistemler bağlamında üretimin, karbon nanotüpleri ve nanoparçacıklar gibi nanomateryalleri üretmekte kullanılan geleneksel teknolojilerle alakası yoktur ve açık bir şekilde ayırt edilmelidir.
Nanoteknoloji" terimi Erik Drexler (Norio Taniguchi tarafından daha önce kullanıldığını bilmiyordu.) tarafından bağımsız olarak dile kazandırıldığında ve yaygınlaştırıldığında, moleküler makine sistemlerine dayalı gelecekte olabilecek bir üretim teknolojisi anlamına gelmekteydi. Önerme şöyleydi: Geleneksel makine birleşenlerinin moleküler ölçek biyolojik analojilerinin moleküler makineleri örneklemesi mümkündü. Biyolojide bulunan sayısız örnek sayesinde, gelişmiş ve davranışsal olarak optimize edilmiş biyolojik makineler üretilebildiği bilinmektedir.
Umuluyor ki nanoteknolojideki gelişmeler diğer verileri, belki de biyobenzetim prensiplerini kullanarak olası yapılar oluşturacak. Bununla beraber, Drexler ve diğer araştırmacılar, gelişmiş nanoteknolojinin, belki de ilk başta biyobenzetim veriler tarafından gerçekleştirilmesine rağmen, tamamen makine yapım ilkelerine dayalı olması gerektiğini öne sürmektedir. Yani nanoteknoloji; programlanabilir, konumsal birleşimin atomik spesifikasyonunu sağlayacak bu bileşenlerin (örneğin; dişliler, motorlar ve yapısal üyeler) mekanik fonksiyonelliğine dayalı üretim teknolojisi olmalıdır. Örnek tasarımların fizik ve teknik performansı, Drexler'in Nanosistemler kitabında analiz edilmiştir.
Genel olarak, aygıtları atomik ölçekte birleştirmek çok zordur. Çünkü birisi benzer boyut ve dirençteki diğer atomlar üzerine atomlar yerleştirmek zorundadır. Carlo Montemagno tarafından öne sürülen diğer bir görüşe göre, gelecek nanosistemler silikon teknolojinin ve biyolojik moleküler makinelerin karışımı olacak. Richard Smalley, tek moleküllerin mekanik olarak kontrolündeki zorluklar nedeniyle mekanosentezlerin imkânsız olduğunu ileri sürmüştür.
Biyolojinin açık olarak moleküler makine sistemlerinin mümkün olduğunu göstermesine rağmen, bugün biyolojik olmayan moleküler makineler onların sadece başlangıç aşamasıdır. Biyolojik olmayan moleküler makineler üzerine araştırmaların liderleri Dr. Alex Zettl ve onun Lawrence Berkeley Laboratuvarları ve UC Berkeley'deki arkadaşlarıdır. Hareketi değişen voltajla masaüstünden kontrol edilen en az üç farklı moleküler aygıt geliştirmişlerdir: bir nanotüp nanomotor, bir moleküler uyarıcı ve bir nanoelektromekanik gevşeme osilatörü.
Ho ve Lee tarafından 1999'da Cornell Üniversitesi'nde konumsal birleşimin mümkün olduğunu gösteren bir deney yapılmıştır. Tek karbon monoksit molekülünü (CO) düz gümüş kristal üzerinde bulunan tek demir atomuna (Fe) doğru hareket ettirmek için bir taramalı tünelleme mikroskobu kullanmışlardır ve voltaj uygulayarak CO'yu Fe'ye kimyasal olarak bağlamışlardır.