nanotecnología molecular: una visión a largo plazo

nanotecnología molecular: una visión a largo plazo

La nanotecnología molecular, a veces llamada fabricación molecular, describe nanosistemas (máquinas de ingeniería a escala nanométrica) operando a escala molecular. Nanotecnología molecular está especialmente asociada con el ensamblador molecular , una máquina que puede producir una estructura deseada o dispositivo átomo por átomo utilizando los principios de mecanosíntesis . La fabricación en el contexto de nanosistemas productivos no se relaciona con, y debe distinguirse claramente de las tecnologías convencionales que se utilizan para la fabricación de nanomateriales como los nanotubos de carbono y nanopartículas.

Cuando el término "nanotecnología" fue acuñada independiente y popularizada por Eric Drexler (que en ese momento no tenía conocimiento de un uso anterior por Norio Taniguchi) se refiere a una tecnología de fabricación de futuro basado en máquinas moleculares sistemas. La premisa es que la escala molecular analogías biológicas de componentes de máquinas tradicionales demostrado máquinas moleculares eran posibles: por los innumerables ejemplos encontrados en la biología, se sabe que sofisticados, estocásticamente optimizadas máquinas biológicas pueden ser producidos.

Se espera que los desarrollos en nanotecnología harán posible su construcción por algún otro medio, tal vez usando biomiméticos principios. Sin embargo, Drexler y otros investigadores ^[ 16 ] han propuesto que la nanotecnología avanzada, aunque quizás inicialmente implementado por medio biomiméticos, en última instancia, podría basarse en principios de ingeniería mecánica, es decir, una tecnología de fabricación basado en la funcionalidad mecánica de estos componentes (tales como engranajes, cojinetes, motores y elementos estructurales) que permitirían montaje programable, posicional con las especificaciones atómica. ^[ 17 ] La física y el rendimiento de los diseños de ingeniería ejemplares fueron analizados en el libro de Drexler nanosistemas .

En general, es muy difícil de montar dispositivos en la escala atómica, como todo lo que uno tiene que posicionar en átomos de átomos de tamaño comparable y la pegajosidad. Otra visión, planteada por Carlo Montemagno, ^[ 18 ] es que nanosistemas futuras serán híbridos de la tecnología de silicio y máquinas moleculares biológicas. Sin embargo, otro punto de vista, presentado por el fallecido Richard Smalley, es que mecanosíntesis es imposible debido a las dificultades para manipular mecánicamente moléculas individuales.

Esto dio lugar a un intercambio de cartas en el ACS publicación Chemical & Engineering News en 2003. ^[ 19 ] A pesar de la biología demuestra claramente que los sistemas de máquinas moleculares son posibles, no biológicos máquinas moleculares son hoy sólo en sus comienzos. Los líderes en la investigación en materia de no-biológicos máquinas moleculares son el Dr. Alex Zettl y sus colegas de los Laboratorios Lawrence Berkeley y UC Berkeley. Ellos han construido por lo menos tres dispositivos distintos moleculares cuyo movimiento es controlado desde el escritorio con el cambio de tensión: un nanotubo nanomotor , un actuador molecular, ^[ 20 ] y un oscilador de relajación nanoelectromecánicos. ^[ 21 ] Véase nanomotor nanotubo para más ejemplos.

Un experimento indica que el montaje molecular posicional es posible se realizó por Ho y Lee en la Universidad de Cornell en 1999. Se utilizó un microscopio de efecto túnel para mover una molécula de monóxido de carbono individual (CO) a un individuo átomo de hierro (Fe) que se sienta en un cristal de plata plana, y unido químicamente el CO a la Fe mediante la aplicación de un voltaje.