Le nanomacchine sono macchine molto piccole, le cui dimensioni o componenti sono misurate in nanometri. Una nanomacchina può essere più grande di 1,000 nanometri, ma di solito non più grande di 10,000 nanometri (10 micron). Progettare e fabbricare nanomacchine è un obiettivo nella vasta e ben finanziata disciplina della nanotecnologia, sebbene molti lavoratori della nanotecnologia prendano la strada meno ambiziosa della progettazione di materiali passivi su scala nanometrica. Una nanomacchina si riferisce a un sistema attivo e funzionante con componenti su scala nanometrica.
Il corpo umano è pieno di nanomacchine, che probabilmente costituiscono la maggior parte della sua massa. Una cellula potrebbe essere considerata una nanomacchina perché è costituita da componenti su scala nanometrica. Una nanomacchina ancora più ovvia sarebbero i ribosomi, fabbriche molecolari che sintetizzano proteine. I ribosomi hanno un diametro di circa 20 nanometri. Altre nanomacchine biologiche sarebbero batteri e virus.
Attualmente, le nanomacchine sono ancora essenzialmente nella fase di ricerca e sviluppo, sebbene i ricercatori siano molto fiduciosi per il loro potenziale a lungo termine. Una nanomacchina, annunciata nell’aprile 2008 dai ricercatori del Nano Machine Center del California NanoSystems Institute dell’UCLA, può rilasciare farmaci antitumorali all’interno della cellula quando attivata dalla luce. La macchina, chiamata nanogirante, è costituita da nanoparticelle di silice mesoporosa con i suoi pori rivestiti di azobenzene, una sostanza chimica che può passare da una posizione all’altra a seconda dell’esposizione alla luce. L’interno della nanogirante è stato riempito con un farmaco antitumorale, quindi introdotto nelle cellule tumorali umane in coltura, dove sono state persuase dall’esposizione alla luce a rilasciare il loro carico utile. La variazione dell’intensità e della lunghezza d’onda della luce ha dato ai ricercatori un controllo preciso sulla loro nanomacchina.
Altre nanomacchine interessanti sono state costruite dal laboratorio di Nadrian Seeman presso il Dipartimento di Chimica della New York University. Usando il DNA, il Dr. Seeman ha prodotto array di griglie attive che si alternano tra le configurazioni e persino un “camminatore” del DNA che può avanzare su “gambe” molecolari. Il laboratorio di Seeman ha dimostrato la versatilità del DNA come materiale da costruzione per nanomacchine.
Sebbene le nanomacchine siano solo nella fase di ricerca, il loro maggiore impatto a lungo termine potrebbe essere nei settori della produzione, della medicina e dell’esercito. Se le nanomacchine potessero essere persuase ad auto-replicarsi, o potessero essere costruite in grandi quantità usando l’autoassemblaggio, e programmate per cooperare per creare oggetti, potrebbero essere trasformate in un sistema di produzione personalizzato con molte più capacità di qualsiasi cosa esistente oggi. Un tale ipotetico dispositivo desktop è stato chiamato nanofabbrica.