Molecular nanotechnology (MNT) är en banbrytande vetenskap som kombinerar principer för kemi, biologi och fysik för att föreslå mikroskopiska enheter på nanoskala som mekaniskt skulle manipulera enskilda atomer och molekyler i syfte att konstruera material, utrota sjukdomar och återställa miljön; vilket gör de potentiella fördelarna med MNT omfattande och revolutionerande.
MNT bygger på kunskapen om att grundläggande biokemiska och biofysiska processer på molekylär nivå efterliknar industriella monteringsmaskiner i mikroskopisk skala. Detta är kanske lättast att se i exemplet med DNA som är en molekylär kedja av instruktioner för att bygga en makroskopisk struktur nerifrån och upp. De ”verktyg” som gör själva byggnaden är naturliga biokemiska processer. Genom att utnyttja dessa processer i form av direkt manipulation på atomär nivå och förstärka dem med datoriserad biomekanisk kontroll, öppnar en ny era av möjligheter.
För att bara nämna några potentiella fördelar med MNT:
RIKLIG REN ENERGI –
MNT:s fördelar inkluderar möjligheten att göra solenergi möjlig genom att tillverka ”oförstörbara” solceller som kan målas på vägar och hustak, vilket lätt överstiger landets energibehov. MNT skulle också tillåta produktion av bränslen utan föroreningar, vilket skulle få slut på energikrisen och göra energi överkomlig.
UTRODERA SJUKDOM OCH FÖRLÄNGANDE LIV –
Nanomedicin lovar en tid av oöverträffad kraft att förbli frisk hela livet tack vare in vivo mikroskopiska nanorobotar som kan reparera kroppen av i stort sett alla sjukdomar på cellnivå. AIDS, cancer och till och med genetiska sjukdomar skulle bli ett minne blott, liksom rynkor, artrit, dålig syn och andra åldersrelaterade sjukdomar. Människor kan förväntas leva mycket längre liv med högre livskvalitet.
HELA MILJÖN –
De potentiella fördelarna med MNT för miljön är lika häpnadsväckande som dess potentiella fördel för medicinen. Forskare förutspår svärmar av mikroskopiska nanorobotar som sveper över haven och tar isär föroreningar för att skydda och bevara den marina miljön; andra skrubbar luften av de miljarder ton koldioxid som dumpas i den årligen, och ytterligare andra återställer skogar och återinför utdöda arter, till följd av krympande livsmiljöer och föroreningar. Skador orsakade av den industriella revolutionen skulle kunna vändas medan MNT-teknik skulle kunna stödja en mycket större befolkning med potentiellt mycket mindre miljöpåverkan.
SMARTA MATERIAL OCH GRÖN TILLVERKNING –
Fördelarna med MNT inkluderar möjligheten att tillverka produkter av alla slag billigt från atomen upp med en programmerbar, stationär ”nanofabriker”. Praktiskt taget allt som tillåts av naturlagarna kunde tillverkas utan arbete eller förorenande fabriker, (något liknande Star Treks replikator). Programmerbar programvara skulle styra byggprocessen, inklusive förmågan för nanofabriken att replikera sig själv. En entreprenör kan designa, tillverka och producera en produkt för försäljning allt i en dags arbete. Vidsträckta industrianläggningar skulle bli föråldrade, frigöra mark, minska föroreningarna och spara en stor andel av vattnet som går till industriell användning.
Fördelarna med MNT skulle också inkludera nya och exotiska ”smarta material” med möjligheten att koda monterings- eller reparationsinstruktioner i själva materialet. Föreställ dig produkter som växer sig själva med självåterställande riktningar i sitt DNA. Möbler som sätter ihop sig och ”läker” repor eller hack. Motorer som reparerar sig själva och kläder som anpassar sig efter väder.
För en suggestiv titt på möjliga högteknologiska tillämpningar av fördelarna med MNT, ger K. Eric Drexler, ”fader till MNT” och författare till Engines of Creation (1986) och Nanosystems (1992), det spännande förslaget om en raketmotor som inte bara reparerar sig själv utan ändrar form som muskelvävnad när olika krav på dragkraft, kraft och aerodynamik spelar in.
Råkemikalier för nanofabriker skulle erhållas genom demonterare som använder naturliga verktyg som enzymer, joner och fria radikaler för att bryta ner material (t.ex. återvunna produkter, biprodukter från tillverkningsprocessen, etc.) till grundläggande element, vilket gör nanotekniken extremt ren och kostnadseffektiv. effektiv. Istället för att gräva soptippar kan avfall återvinnas till byggmaterial för hemlösa. Besparingar för tillverkare och fördelar för allmänheten och miljön skulle vara kumulösa och exponentiella.
HJÄLPER TREDJE VÄRLDENS NATIONER –
Eftersom fördelarna med MNT inkluderar möjligheten att producera produkter från en programmerbar maskin storleken på en handbagage, kan en fattig by som saknar pengar för att investera i infrastruktur, med en enda nanofabrik, tillverka filter för förorenade vattenförsörjningar, material för skydd, växthus och avloppshantering. MNT kan drastiskt förbättra livskvaliteten, begränsa sjukdomar, stärka jordbruket och göra dricksvatten tillgängligt för alla. Lägg till nanomedicin till detta scenario, så ser vi förmågan att förändra inte bara industriländer med MNT, utan hela världen.
DATORMINIATURISERING OCH AI –
Värdet i MNT-tillverkning är att exakt precision uppnås, atom för atom. För datorer översätts detta till nästa fas av miniatyrisering eftersom föroreningar i material kan elimineras och krävande strukturer kan monteras. Extremt små och kraftfulla datorer kommer att vara billiga och rikliga, tillgängliga för även de fattigaste människorna (förmodligen med valfria röstgränssnitt). Robotik och artificiell intelligens (AI) skulle ge övermänskliga förmågor.
RYMDKOLONISERING –
En annan föreslagen fördel med MNT är att nanoteknikens viktlösa nyttolast gör det mycket billigt att skicka ut i rymden. Advance MNT-enheter kunde snabbt förbereda planeter för mänsklig ockupation genom att bygga strukturer, ändra atmosfärens sammansättning eller utföra andra kritiska uppgifter; medan nanomedicin kunde anpassa människokroppen för rymdresor och kanske till och med för att tolerera andra atmosfärer.
Precis som vissa fysiker tror att supersträngar är det svårfångade svaret på Einsteins länge eftertraktade ”teori om allt”, kan MNT ses som en förenande teknologi som inte bara har förmågan att läka människor och planeten, utan att driva oss in i en ny tid med ren industri och obegränsade möjligheter, drastiskt förändra, förlänga och förbättra livet som vi känner det på ofattbara sätt, allt inom de närmaste 10 till 30 åren.
De potentiella farorna med MNT är dock lika övertygande som dess fördelar. Även om generationer av de senaste 100 åren envist och framgångsrikt har assimilerat ett svindlande utbud av kraftigt förbättrade teknologier, är MNT exponentiellt annorlunda. Det kommer att vara mycket mer kraftfullt, bärbart, billigt och om nanofabriker är allmänt tillgängliga, tillgängliga. Hur det än må vara, vetenskapen är avsedd att marschera mot det som den nu vet är möjligt och vi, några villigt, vissa kanske inte, är bestämt att marschera med den.
För mer om de potentiella fördelarna och farorna med MNT, fungerar Center for Responsible Nanotechnology som ett offentligt informationscenter med kontinuerliga uppdateringar och nyheter.