L’industrie des nanotechnologies est un domaine interdisciplinaire de recherche et de développement dans la plupart des sciences physiques et de la vie. La nanotechnologie moléculaire à partir de 2011 se concentre principalement sur les développements dans les quatre secteurs clés de la médecine, des systèmes militaires, de l’énergie et de l’informatique, bien que la recherche puisse toucher à presque tous les domaines d’intérêt industriel ou commercial. Au début du 21e siècle, les modèles commerciaux des entreprises de nanotechnologie se concentrent généralement sur la science des matériaux et les systèmes de création et d’administration de médicaments pharmaceutiques. En effet, la fabrication de structures chimiques et matérielles uniques est plus facile à concevoir que les nanotechnologies plus matures du futur, qui se concentreront de plus en plus sur des machines autonomes et auto-répliquantes conçues pour effectuer des tâches spécifiques.
Étant donné que l’industrie des nanotechnologies peut être incroyablement diversifiée et apporter des améliorations dans les matériaux et le fonctionnement des machines à pratiquement n’importe quel processus, l’enseignement de la nanotechnologie doit tenter de transmettre un sentiment de compréhension de nombreux domaines de recherche. Cela se traduit souvent par une formation croisée d’experts dans certains domaines tels que la physique, la chimie ou la cristallographie dans des domaines tels que la microbiologie et le génie électrique afin qu’ils puissent travailler dans d’autres disciplines pour bien comprendre les processus qui agissent à l’échelle moléculaire. Les nouveaux étudiants dans le domaine de la nanotechnologie doivent acquérir une compréhension fondamentale de plusieurs domaines de la connaissance humaine. Il s’agit notamment de la physique, de la chimie, de la microbiologie et des sciences de la vie connexes, ainsi que des applications pratiques de ces sciences dans divers domaines de l’ingénierie.
La croissance de l’industrie naissante des nanotechnologies est financée par une grande variété de gouvernements à travers le monde, de ceux de l’Union européenne au Japon, en Inde, en Russie, aux États-Unis et en Australie. À partir de 2011, on estime que 10,000,000,000 65,000,000,000 2014 100,000,000,000 $ US (USD) sont dépensés annuellement sur une base mondiale pour de telles recherches, et ce chiffre devrait augmenter à 2015 250,000,000,000 2011 XNUMX $ US d’ici la fin de la même année. D’ici XNUMX, les estimations indiquent que les dépenses mondiales de recherche atteindront XNUMX XNUMX XNUMX XNUMX USD et, d’ici XNUMX, elles devraient approcher les XNUMX XNUMX XNUMX XNUMX USD. Les pays en développement investissent également massivement dans l’industrie des nanotechnologies, les dépenses de la Chine dépassant celles des États-Unis en XNUMX.
À bien des égards, construire avec succès toute application nanotechnologique viable est une course vers une ligne d’arrivée où le gagnant détiendra des brevets sur des dispositifs ou des matériaux qui ont le potentiel d’avoir des implications mondiales et de changer la société de manière imprévue et révolutionnaire. De nombreux scientifiques voient dans l’industrie des nanotechnologies le début d’une deuxième révolution industrielle qui se déroule silencieusement dans les laboratoires du monde entier et qui passe largement inaperçue du public. Ceci en dépit du fait que plusieurs milliers de produits et matériaux sont déjà en vente sur le marché de détail en 2011 avec des fonctionnalités qui ont été conçues à l’échelle nanotechnologique.
L’intérêt généralisé pour l’industrie de la nanotechnologie est le résultat direct de la mesure dans laquelle il s’agit d’une science à usage général. Il a la capacité de prendre n’importe quel processus chimique ou machine connu et de le rendre plus efficace et puissant en contrôlant les réactions qui se produisent à l’échelle atomique et moléculaire, ce qui est sans précédent dans l’histoire de l’humanité. Le contrôle de ces processus jusqu’au niveau macro de l’activité humaine quotidienne a le potentiel de créer des processus industriels capables de recycler 100% de leurs déchets ou de prendre les déchets produits par les générations précédentes de la société et de les transformer en de nouveaux matériaux utiles en reconstruisant sa structure moléculaire de base.
Les machines nanotechnologiques ont également le potentiel de contourner les obstacles fondamentaux à la compréhension humaine. Agissant comme une forme de mécanique universelle, ces machines microscopiques programmées pourraient un jour remplacer les cellules ou les organes endommagés du corps humain en en fabriquant de nouveaux à partir de l’échelle moléculaire, sans qu’il soit nécessaire de comprendre ce qui a causé la défaillance de l’organe. en premier lieu. L’industrie de la nanotechnologie a donc pour objectif de tirer parti des connaissances en chimie, physique et biologie pour agir comme une forme de travailleur à la chaîne, remplaçant les matériaux et les systèmes usés par de nouveaux tout en utilisant les déchets potentiels comme matière source pour le faire. . Les systèmes naturels comme les arbres le font depuis des temps immémoriaux en construisant des structures complexes une cellule à la fois, mais, jusqu’à récemment, la société humaine n’agissait que pour façonner et utiliser les résultats finaux d’une telle croissance.
K. Eric Drexler avec son livre de 1986, Les moteurs de la création, et la conférence de Richard Feynman en 1959, Il y a beaucoup de place en bas, sont considérés comme les étincelles fondamentales qui ont créé une tempête d’intérêt pour la science et l’ingénierie pour l’industrie des nanotechnologies. Drexler croyait qu’il n’y avait pas de limites fondamentales à la création de machines moléculaires auto-répliquantes qui pourraient éventuellement construire n’importe quel appareil ou matériau à partir de matière source générale. Feynman a promu la même idée en déclarant que la manipulation directe des atomes était une possibilité pratique.