Molecular nanotechnology (”MNT”) är en förväntad tillverkningsteknik som skulle möjliggöra exakt kontroll och positionsmontering av byggstenar i molekylstorlek genom användning av manipulatorarmar i nanoskala. Molekylär nanoteknik anses vanligtvis vara skild från den mer inkluderande termen ”nanoteknik”, som nu används för att hänvisa till ett brett spektrum av vetenskapliga eller tekniska projekt som fokuserar på fenomen eller egenskaper hos nanometerskalan (runt 0.1-100nm). Nanoteknik är redan ett blomstrande område, men molekylär nanoteknik – målet för produktiva maskinsystem i molekylär skala – är fortfarande i det preliminära forskningsstadiet.
Nanoteknik introducerades första gången 1959, i ett föredrag av den nobelprisbelönte fysikern Richard Feynman, med titeln ”Det finns gott om utrymme på botten”. Feynman föreslog att man skulle använda en uppsättning robotarmar av konventionell storlek för att konstruera en kopia av sig själva, men en tiondel av den ursprungliga storleken, och sedan använda den nya uppsättningen armar för att tillverka en ännu mindre uppsättning, och så vidare, tills den molekylära skalan nås . Om vi hade många miljoner eller miljarder sådana armar i molekylär skala, skulle vi kunna programmera dem att arbeta tillsammans för att skapa produkter i makroskala byggda av individuella molekyler – en ”bottom-up-tillverkningsteknik”, i motsats till den vanliga tekniken att skära bort material tills du har en färdig komponent eller produkt — ”top-down tillverkning”.
Feynmans idé förblev i stort sett odiskuterad fram till mitten av 80-talet, när den MIT-utbildade ingenjören K. Eric Drexler publicerade ”Engines of Creation”, en bok för att popularisera potentialen hos molekylär nanoteknik. Eftersom MNT skulle tillåta tillverkare att tillverka produkter från botten och upp med exakt molekylär kontroll, kunde ett mycket brett utbud av kemiskt möjliga strukturer skapas. Eftersom MNT-system kan placera varje molekyl på sin specifika plats, kan molekylära tillverkningsprocesser vara mycket rena och effektiva. Dessutom, eftersom varje liten bit av materia i ett molekylärt nanotekniksystem skulle vara en del av en manipulator i nanoskala, kan nanoteknologiska system vara mycket mer produktiva och upprätthålla mycket högre genomströmning än moderna tillverkningstekniker, som använder makroskaliga manipulatorer för att tillverka produkter.
För att initiera en MNT-revolution skulle det krävas en ”assembler” – en omprogrammerbar manipulator i nanoskala som kan skapa ett brett utbud av molekylära strukturer, inklusive en komplett kopia av sig själv. De första montörerna kommer endast att fungera effektivt i laboratoriekontrollerade miljöer, såsom ett vakuum. Tillkomsten av självreplikerande molekylära nanomaskiner kan snabbt leda till ”desktop nanofactorys”, bordsapparater som förbrukar blygsamma mängder ström och innehåller den programvara som krävs för att tillverka ett intressant utbud av användbara produkter. Ankomsten av MNT skulle revolutionera breda sektorer av mänsklig verksamhet, inklusive tillverkning, medicin, vetenskaplig forskning, kommunikation, datorer och krigföring. När fullskalig molekylär nanoteknik kommer är för närvarande okänt, men vissa experter förutser att den kommer någon gång mellan 2010 och 2030.