Nanotechnologie ist die wissenschaftliche, theoretische und technische Disziplin, die mit technologischen Konstrukten verbunden ist, deren Abmessungen in Nanometern oder Milliardstel Metern gemessen werden. Ein Beispiel wäre die Untersuchung und Anwendung von Kohlenstoff-Nanoröhrchen, winzigen Kohlenstoffröhrchen von einigen Nanometern (etwa 1/50,000stel der Breite eines menschlichen Haares) mit Längen von einigen zehn Nanometern bis zu einigen Millimetern. Kohlenstoff-Nanoröhrchen sind das stärkste und steifste Material, das bisher auf der Erde entdeckt wurde, 500-mal stärker und zehnmal leichter als Stahl.
Um den Wert der Nanotechnologie zu schätzen, muss man sich bewusst sein, dass praktisch alle Technologien in der Geschichte der Zivilisation in völliger Unkenntnis ihrer nanoskaligen Eigenschaften konstruiert wurden. Diese Eigenschaften haben jedoch einen großen Einfluss auf die Bulk-Eigenschaften eines Materials auf der Makroskala. Beispielsweise weisen moderne Metallpanzerungen aufgrund der Ungenauigkeit des Herstellungsprozesses im Allgemeinen Billionen winziger nanoskaliger Löcher und Verformungen auf. Zusammengenommen verringern diese winzigen Löcher die Festigkeit des Materials merklich, wodurch es leichter von einer Kugel oder Explosion durchdrungen werden kann. Wenn die Rüstung mit nanoskaliger Präzision hergestellt würde, könnte sie um ein Vielfaches effektiver gemacht werden. Die Untersuchung solcher Eigenschaften fällt in die Domäne der Nanotechnologie.
Neben der Aufgabe, Schüttgüter stärker oder nützlicher zu machen, konzentriert sich die Nanotechnologie auch auf winzige Maschinen oder Strukturen. Zum Beispiel sind die Transistoren in dem Computer, den Sie gerade verwenden, wahrscheinlich weniger als 50 Nanometer voneinander entfernt, um den verfügbaren Platz zu maximieren. In naher Zukunft werden Schaltungsdesigns mit dem aktuellen Paradigma an die Grenzen der Miniaturisierung stoßen und einen Wechsel zu einem anderen Ansatz erzwingen. Wissenschaftler der Nanotechnologie untersuchen genau das, und jedes Jahr werden Milliarden von Dollar in dieses Feld gesteckt.
Das ultimative Ziel der Nanotechnologie ist die präzise Kontrolle der Struktur der Materie. Mit dem ultimativen nanotechnologischen Herstellungsgerät könnte man Schmutz in feine Steaks verwandeln, indem man Netzwerke von nanoskaligen Manipulatoren verwendet, die die Kohlenstoffmoleküle in das geeignete Muster neu anordnen. Die Atome in beiden sind gleich – viel Kohlenstoff – nur ihre Anordnung ist unterschiedlich. Fortschrittliche Nanotechnologie könnte es uns ermöglichen, medizinische Geräte im Nanomaßstab zu konstruieren, die durch unsere Arterien schwimmen, Plaque entfernen und Gewebeschäden reparieren. Solche Maschinen könnten uns eines Tages ein unbegrenztes Leben ermöglichen, indem sie einfach die durch das Altern verursachten Schäden reparieren, bevor sie sich anhäufen und tödlich werden.