La nanofabbrica è l’applicazione standard proposta per la produzione molecolare di prima generazione, nota anche come nanotecnologia molecolare. La produzione molecolare è una tecnologia futuristica che impiegherebbe vaste serie di sistemi di macchine di livello nano (“nanoassemblatori”) per sintetizzare prodotti su macroscala utilizzando un processo chiamato assemblaggio convergente. Nell’assemblaggio convergente, una linea di assemblaggio di bracci manipolatori progressivamente più grandi assembla i sottocomponenti del prodotto e li passa alla fase successiva di bracci manipolatori più grandi, fino a quando non viene infine creato un prodotto utilizzabile dall’uomo.
Poiché questi nanoassemblatori rimarrebbero stazionari e lavoreranno in una catena di montaggio come una fabbrica convenzionale, il pericolo che queste nanomacchine si scatenino e impazziscano è assente. I visionari della nanotecnologia sono stati a lungo preoccupati di un contraccolpo alla loro tecnologia proposta basata su fantasiose storie di fantascienza, come “Prey” di Michael Crichton, che descrive la “nanotecnologia” come sciami di macchine autonome con capacità di autoevoluzione. La nozione di nanofabbrica fornisce una solida confutazione a tali scenari di disastro.
A causa delle leggi di scala, le nanofabbriche possono essere estremamente produttive. I sistemi robotici su macroscala, come la robotica utilizzata per assemblare le automobili, utilizzano bracci manipolatori che si muovono molto lentamente secondo gli standard nanotecnologici. I bracci manipolatori operanti a livello molecolare potrebbero eseguire operazioni di assemblaggio molto rapidamente, nell’ordine dei GHz (miliardi di volte al secondo) anziché dei semplici Hz. I calcoli preliminari suggeriscono che una nanofabbrica potrebbe elaborare la propria massa in poche ore.
Attraverso una programmazione avanzata, una nanofabbrica consentirebbe all’utente di specificare la composizione di un prodotto con precisione atomica, aprendo vasti nuovi settori dello spazio del design. Molti dei nostri prodotti attuali soffrono di debolezze o imperfezioni perché sono fabbricati attraverso la “chimica di massa”; mettere insieme miliardi o trilioni di atomi in modo casuale piuttosto che creare prodotti attraverso un preciso posizionamento atomico. Se una nanofabbrica è stata creata con successo, potrebbe anche essere programmata per produrre ulteriori nanofabbriche al costo di nient’altro che le materie prime e la programmazione necessaria. Quando le nanofabbriche diventeranno realtà (forse entro il 2015), è probabile che rivoluzioneranno ogni settore manifatturiero.