Les nanomachines sont de très petites machines dont les dimensions ou les composants sont mesurés en nanomètres. Une nanomachine peut mesurer plus de 1,000 10,000 nanomètres, mais généralement pas plus de 10 XNUMX nanomètres (XNUMX microns). Concevoir et fabriquer des nanomachines est un objectif dans la discipline vaste et bien financée de la nanotechnologie, bien que de nombreux chercheurs en nanotechnologie empruntent la voie moins ambitieuse de la conception de matériaux nanométriques passifs. Une nanomachine fait référence à un système actif et fonctionnel avec des composants à l’échelle nanométrique.
Le corps humain est rempli de nanomachines, constituant sans doute la majeure partie de sa masse. Une cellule peut être considérée comme une nanomachine car elle est constituée de composants à l’échelle nanométrique. Une nanomachine encore plus évidente serait les ribosomes, des usines moléculaires qui synthétisent des protéines. Les ribosomes mesurent environ 20 nanomètres de diamètre. D’autres nanomachines biologiques seraient des bactéries et des virus.
Actuellement, les nanomachines sont encore essentiellement en phase de recherche et développement, bien que les chercheurs aient beaucoup d’espoir quant à leur potentiel à long terme. Une nanomachine, annoncée en avril 2008 par des chercheurs du Nano Machine Center du California NanoSystems Institute de l’UCLA, peut libérer des médicaments anticancéreux dans la cellule lorsqu’elle est activée par la lumière. La machine, appelée nano-hélice, se compose de nanoparticules de silice mésoporeuses dont les pores sont recouverts d’azobenzène, un produit chimique qui peut basculer entre deux positions différentes en fonction de l’exposition à la lumière. L’intérieur de la nanohélice a été rempli d’un médicament anticancéreux, puis introduit dans des cellules cancéreuses humaines en culture, où elles ont été cajolées par une exposition à la lumière pour libérer leur charge utile. La variation de l’intensité et de la longueur d’onde de la lumière a permis aux chercheurs de contrôler avec précision leur nanomachine.
D’autres nanomachines intéressantes ont été construites par le laboratoire de Nadrian Seeman au département de chimie de l’Université de New York. À l’aide de l’ADN, le Dr Seeman a produit des matrices de grille actives qui alternent entre les configurations, et même un « marcheur » d’ADN qui peut avancer sur des « jambes » moléculaires. Le laboratoire de Seeman a démontré la polyvalence de l’ADN en tant que matériau de construction pour les nanomachines.
Bien que les nanomachines n’en soient qu’au stade de la recherche, leur impact à long terme le plus important pourrait se situer dans les domaines de la fabrication, de la médecine et de l’armée. Si les nanomachines pouvaient être amenées à s’auto-répliquer, ou pouvaient être construites en grandes quantités en utilisant l’auto-assemblage, et programmées pour coopérer pour créer des objets, elles pourraient être transformées en un système de fabrication personnalisé avec beaucoup plus de capacités que tout ce qui existe aujourd’hui. Un tel appareil de bureau hypothétique a été appelé nano-usine.