Le nanotecnologie sono le discipline scientifiche, teoriche e ingegneristiche associate a costrutti tecnologici le cui dimensioni sono misurate in nanometri, o miliardesimi di metro. Un esempio potrebbe essere lo studio e l’applicazione dei nanotubi di carbonio, minuscoli tubi di carbonio lunghi pochi nanometri (circa 1/50,000 della larghezza di un capello umano), con lunghezze che vanno da poche decine di nanometri a pochi millimetri. I nanotubi di carbonio sono il materiale più resistente e rigido mai scoperto sulla Terra, 500 volte più resistente e dieci volte più leggero dell’acciaio.
Per apprezzare il valore della nanotecnologia, bisogna rendersi conto che praticamente tutta la tecnologia nella storia della civiltà è stata costruita nella completa ignoranza delle sue proprietà su scala nanometrica. Tuttavia, queste proprietà hanno un’enorme influenza sulle caratteristiche di massa di un materiale su macroscala. Ad esempio, le moderne armature metalliche hanno generalmente trilioni di minuscoli fori e deformazioni su nanoscala, a causa dell’imprecisione del processo di fabbricazione. Complessivamente, questi minuscoli fori riducono sensibilmente la resistenza del materiale, facilitando la penetrazione di proiettili o esplosioni. Se l’armatura fosse prodotta con precisione su scala nanometrica, potrebbe essere resa molte volte più efficace. Lo studio di tali proprietà rientra nel dominio della nanotecnologia.
Oltre a lavorare su come rendere i materiali sfusi più resistenti o più utili, la nanotecnologia si concentra anche su piccole macchine o strutture. Ad esempio, i transistor nel computer che stai utilizzando in questo momento sono probabilmente a meno di 50 nanometri l’uno dall’altro, progettati per massimizzare il loro spazio disponibile. Nel prossimo futuro, i progetti di circuiti inizieranno a spingersi oltre i limiti della miniaturizzazione utilizzando l’attuale paradigma, costringendo a passare a qualche altro approccio. Gli scienziati della nanotecnologia stanno studiando esattamente questo e miliardi di dollari vengono versati nel campo ogni anno.
L’obiettivo finale della nanotecnologia è il controllo preciso della struttura della materia. Con l’ultimo dispositivo di produzione nanotecnologico, si potrebbe convertire lo sporco in sottili bistecche, utilizzando reti di manipolatori su nanoscala che riorganizzano le molecole di carbonio nel modello adatto. Gli atomi in entrambi sono gli stessi – molto carbonio – semplicemente la loro disposizione è diversa. La nanotecnologia avanzata potrebbe consentirci di costruire dispositivi medici su scala nanometrica che nuotano attraverso le nostre arterie, rimuovendo la placca e riparando i danni ai tessuti. Tali macchine potrebbero un giorno permetterci di vivere indefinitamente, semplicemente riparando i danni causati dall’invecchiamento prima che si accumuli e diventi fatale.