Die Nanotechnologie-Industrie ist ein interdisziplinäres Forschungs- und Entwicklungsgebiet in den meisten Lebens- und Naturwissenschaften. Die molekulare Nanotechnologie ab 2011 konzentriert sich weitgehend auf Entwicklungen in den vier Schlüsselsektoren Medizin, Militärsysteme, Energie und Informatik, obwohl die Forschung fast jeden Bereich von industriellem oder kommerziellem Interesse berühren kann. Der Schwerpunkt der Geschäftsmodelle von Nanotechnologieunternehmen im frühen 21. Dies liegt daran, dass die Herstellung einzigartiger chemischer und stofflicher Strukturen einfacher zu entwickeln ist als ausgereiftere Nanotechnologien der Zukunft, die einen zunehmenden Fokus auf autonome, sich selbst replizierende Maschinen haben werden, die für bestimmte Aufgaben gebaut werden.
Da die Nanotechnologie-Industrie unglaublich breit gefächert sein kann und Verfeinerungen der Materialien und der Funktionsweise von Maschinen in praktisch jeden Prozess einbringen kann, muss die Nanotechnologie-Ausbildung versuchen, ein Gefühl für das Verständnis vieler Forschungsbereiche zu vermitteln. Dies führt oft dazu, dass Experten in bestimmten Bereichen wie Physik, Chemie oder Kristallographie Cross-Training in Bereichen wie Mikrobiologie und Elektrotechnik absolvieren, damit sie in anderen Disziplinen arbeiten können, um die Prozesse, die auf molekularer Ebene ablaufen, vollständig zu verstehen. Neue Studierende im Bereich der Nanotechnologie müssen ein grundlegendes Verständnis für mehrere Bereiche des menschlichen Wissens erlangen. Dazu gehören Physik, Chemie, Mikrobiologie und verwandte Lebenswissenschaften sowie praktische Anwendungen dieser Wissenschaften in verschiedenen Bereichen des Ingenieurwesens.
Das Wachstum der noch jungen Nanotechnologie-Industrie wird von einer Vielzahl von Regierungen auf der ganzen Welt finanziert, von denen der Europäischen Union bis hin zu Japan, Indien, Russland, den Vereinigten Staaten und Australien. Ab 2011 wird geschätzt, dass jährlich weltweit 10,000,000,000 US-Dollar (USD) für solche Forschungen ausgegeben werden, und diese Zahl wird voraussichtlich bis Ende desselben Jahres auf 65,000,000,000 US-Dollar steigen. Schätzungen gehen davon aus, dass sich die weltweiten Forschungsausgaben bis 2014 auf 100,000,000,000 USD belaufen und bis 2015 auf 250,000,000,000 USD ansteigen sollen. Auch Entwicklungsländer investieren massiv in die Nanotechnologie-Industrie, wobei Chinas Ausgaben 2011 die der USA überstiegen.
In vielerlei Hinsicht ist der erfolgreiche Aufbau einer tragfähigen Nanotechnologie-Anwendung ein Rennen um eine Ziellinie, bei der der Gewinner Patente auf Geräte oder Materialien hält, die das Potenzial haben, globale Auswirkungen zu haben und die Gesellschaft auf unvorhergesehene und revolutionäre Weise zu verändern. Viele Wissenschaftler sehen die Nanotechnologie-Industrie als den Beginn einer zweiten industriellen Revolution, die in Labors auf der ganzen Welt im Stillen stattfindet und von der Öffentlichkeit weitgehend unbemerkt bleibt. Dies, obwohl ab 2011 bereits mehrere Tausend Produkte und Materialien mit nanotechnologisch entwickelten Eigenschaften im Handel angeboten werden.
Das weitverbreitete Interesse an der Nanotechnologie-Industrie ist ein direktes Ergebnis dessen, wie sehr es sich um eine Allzweckwissenschaft handelt. Es hat die Fähigkeit, jeden bekannten chemischen oder maschinellen Prozess zu übernehmen und ihn effizienter und leistungsfähiger zu machen, indem die Reaktionen auf atomarer und molekularer Ebene kontrolliert werden, was in der Geschichte der Menschheit beispiellos ist. Die Kontrolle dieser Prozesse bis auf die Makroebene des täglichen menschlichen Handelns hat das Potenzial, industrielle Prozesse zu entwickeln, die in der Lage sind, 100% ihrer Abfallprodukte zu recyceln oder Abfälle, die von früheren Generationen der Gesellschaft produziert wurden, zu nehmen und durch Wiederaufbau zu nützlichen neuen Materialien zu veredeln seine molekulare Grundstruktur.
Nanotechnologische Maschinen haben auch das Potenzial, grundlegende Hindernisse im menschlichen Verständnis zu umgehen. Als eine Form der universellen Mechanik könnten solche programmierten mikroskopischen Maschinen eines Tages in der Lage sein, beschädigte Zellen oder Organe im menschlichen Körper zu ersetzen, indem sie neue ab dem molekularen Maßstab herstellen, ohne dass man verstehen muss, was das Organversagen verursacht hat an erster Stelle. Die Nanotechnologie-Industrie hat daher das Ziel, Wissen in Chemie, Physik und Biologie zu nutzen, um als Fließbandarbeiter zu agieren, abgenutzte Materialien und Systeme durch neue zu ersetzen und dabei potenzielle Abfallstoffe als Ausgangsmaterial zu nutzen . Natürliche Systeme wie Bäume haben dies von jeher getan, indem sie komplexe Strukturen zellweise aufgebaut haben, aber bis vor kurzem handelte die menschliche Gesellschaft nur, um die Endergebnisse eines solchen Wachstums zu formen und zu nutzen.
Sowohl K. Eric Drexler mit seinem 1986 erschienenen Buch „The Engines of Creation“ als auch Richard Feynmans Vortrag „There’s Plenty of Room at the Bottom“ von 1959 gelten als die grundlegenden Funken, die für die Nanotechnologieindustrie ein Feuersturm an Interesse an Wissenschaft und Technik auslösten. Drexler glaubte, dass es keine grundlegenden Grenzen für die Entwicklung selbstreplizierender molekularer Maschinen gibt, die schließlich jedes Gerät oder Material aus allgemeinem Ausgangsmaterial bauen könnten. Feynman förderte die gleiche Idee, indem er feststellte, dass die direkte Manipulation von Atomen eine praktische Möglichkeit sei.