La nanotecnologia molecolare (“MNT”) è una tecnologia di produzione anticipata che consentirebbe il controllo preciso e l’assemblaggio posizionale di blocchi costitutivi delle dimensioni di una molecola attraverso l’uso di bracci manipolatori su nanoscala. La nanotecnologia molecolare è generalmente considerata distinta dal termine più inclusivo “nanotecnologia”, che viene ora utilizzato per riferirsi a un’ampia gamma di progetti scientifici o tecnologici che si concentrano su fenomeni o proprietà della scala nanometrica (circa 0.1-100 nm). La nanotecnologia è già un campo in fiore, ma la nanotecnologia molecolare – l’obiettivo di sistemi di macchine produttivi su scala molecolare – è ancora nella fase di ricerca preliminare.
La nanotecnologia è stata introdotta per la prima volta nel 1959, in un discorso del fisico vincitore del premio Nobel Richard Feynman, intitolato “C’è un sacco di spazio in fondo”. Feynman ha proposto di utilizzare un set di bracci robotici di dimensioni convenzionali per costruire una replica di se stessi, ma un decimo della dimensione originale, quindi di utilizzare quel nuovo set di braccia per fabbricare un set ancora più piccolo, e così via, fino a raggiungere la scala molecolare . Se avessimo molti milioni o miliardi di tali bracci su scala molecolare, potremmo programmarli per lavorare insieme per creare prodotti su macroscala costruiti da singole molecole – una tecnica di “produzione dal basso verso l’alto”, al contrario della solita tecnica di taglio materiale fino a quando non si dispone di un componente o prodotto completo – “produzione dall’alto verso il basso”.
L’idea di Feynman rimase in gran parte indiscussa fino alla metà degli anni ’80, quando l’ingegnere istruito al MIT K. Eric Drexler pubblicò “Engines of Creation”, un libro per divulgare il potenziale della nanotecnologia molecolare. Poiché la MNT consentirebbe ai produttori di fabbricare prodotti dal basso verso l’alto con un preciso controllo molecolare, potrebbe essere creata una gamma molto ampia di strutture chimicamente possibili. Poiché i sistemi MNT potrebbero mettere ogni molecola al suo posto specifico, i processi di produzione molecolare potrebbero essere molto puliti ed efficienti. Inoltre, poiché ogni piccola parte di materia in un sistema di nanotecnologia molecolare farebbe parte di un manipolatore su nanoscala, i sistemi nanotecnologici potrebbero essere molto più produttivi e mantenere un rendimento molto più elevato rispetto alle moderne tecniche di produzione, che utilizzano manipolatori su macroscala per fabbricare prodotti.
Per avviare una rivoluzione MNT sarebbe necessario un “assemblatore”, un manipolatore riprogrammabile su nanoscala in grado di creare un’ampia gamma di strutture molecolari, inclusa una copia completa di se stesso. I primi assemblatori funzioneranno efficacemente solo in ambienti controllati dal laboratorio, come un vuoto. L’avvento di nanomacchine molecolari autoreplicanti potrebbe portare rapidamente a “nanofabbriche desktop”, dispositivi da tavolo che consumano modeste quantità di energia e contengono il software necessario per fabbricare un’interessante gamma di prodotti utili. L’arrivo della MNT avrebbe rivoluzionato ampi settori dell’attività umana, tra cui la produzione, la medicina, la ricerca scientifica, la comunicazione, l’informatica e la guerra. Al momento non è noto quando arriverà la vera nanotecnologia molecolare, ma alcuni esperti prevedono il suo arrivo tra il 2010 e il 2030.