Molekulare Nanotechnologie („MNT“) ist eine erwartete Herstellungstechnologie, die eine präzise Kontrolle und Positionsanordnung von Bausteinen in Molekülgröße durch den Einsatz von Manipulatorarmen im Nanomaßstab ermöglichen würde. Molekulare Nanotechnologie wird normalerweise als Abgrenzung zu dem umfassenderen Begriff „Nanotechnologie“ angesehen, der heute für eine Vielzahl wissenschaftlicher oder technologischer Projekte verwendet wird, die sich auf Phänomene oder Eigenschaften im Nanometerbereich (ca. 0.1-100 nm) konzentrieren. Die Nanotechnologie ist bereits ein blühendes Feld, aber die molekulare Nanotechnologie – das Ziel produktiver Maschinensysteme im molekularen Maßstab – befindet sich noch im Forschungsvorstadium.
Die Nanotechnologie wurde erstmals 1959 in einem Vortrag des Nobelpreisträgers Richard Feynman mit dem Titel „There’s Plenty of Room at the Bottom“ vorgestellt. Feynman schlug vor, einen Satz von Roboterarmen herkömmlicher Größe zu verwenden, um eine Nachbildung von sich selbst zu konstruieren, jedoch ein Zehntel der ursprünglichen Größe, und dann diesen neuen Satz von Armen zu verwenden, um einen noch kleineren Satz herzustellen, und so weiter, bis der molekulare Maßstab erreicht ist . Wenn wir viele Millionen oder Milliarden solcher Arme im molekularen Maßstab hätten, könnten wir sie so programmieren, dass sie zusammenwirken, um Produkte im Makromaßstab zu schaffen, die aus einzelnen Molekülen bestehen – eine „Bottom-up-Fertigungstechnik“ im Gegensatz zur üblichen Technik des Wegschneidens bis Sie ein fertiges Bauteil oder Produkt haben – „Top-Down-Fertigung“.
Feynmans Idee blieb bis Mitte der 80er Jahre weitgehend undiskutiert, als der vom MIT ausgebildete Ingenieur K. Eric Drexler mit „Engines of Creation“ ein Buch veröffentlichte, das das Potenzial der molekularen Nanotechnologie bekannt machte. Da MNT Herstellern erlauben würde, Produkte von Grund auf mit präziser molekularer Kontrolle herzustellen, könnte eine sehr breite Palette chemisch möglicher Strukturen geschaffen werden. Da MNT-Systeme jedes Molekül an seinen spezifischen Platz bringen könnten, könnten molekulare Herstellungsprozesse sehr sauber und effizient sein. Da jedes bisschen Materie in einem molekularen Nanotechnologiesystem Teil eines Manipulators im Nanomaßstab wäre, könnten nanotechnologische Systeme weitaus produktiver sein und viel höhere Durchsätze aufrechterhalten als moderne Fertigungstechniken, die Manipulatoren im Makromaßstab zur Herstellung von Produkten verwenden.
Um eine MNT-Revolution einzuleiten, wäre ein „Assembler“ erforderlich – ein umprogrammierbarer Manipulator im Nanomaßstab, der eine Vielzahl von molekularen Strukturen erzeugen kann, einschließlich einer vollständigen Kopie seiner selbst. Die ersten Assembler werden nur in laborkontrollierten Umgebungen wie einem Vakuum effektiv funktionieren. Das Aufkommen sich selbst replizierender molekularer Nanomaschinen könnte schnell zu „Desktop-Nanofabriken“ führen, Tischgeräten, die bescheidene Mengen an Energie verbrauchen und die Software enthalten, die zur Herstellung einer interessanten Reihe nützlicher Produkte erforderlich ist. Die Einführung von MNT würde weite Bereiche der menschlichen Tätigkeit revolutionieren, darunter Fertigung, Medizin, wissenschaftliche Forschung, Kommunikation, Computer und Kriegsführung. Wann die ausgewachsene molekulare Nanotechnologie auf den Markt kommt, ist derzeit nicht bekannt, aber einige Experten sehen ihre Ankunft irgendwann zwischen 2010 und 2030 voraus.