Molekylär tillverkning är den hypotetiska framtida användningen av omprogrammerbara nanoskala ”assemblers” för att bygga produkter atom för atom. En molekylär assembler skulle vara en robotmanipulator i nanoskala som kan placera enstaka atomer, till exempel kol, på en yta med atomär precision. En vanlig människa skulle uppleva denna teknik i form av en ”nanofabrik”, en fristående stationär molekylär tillverkningsenhet som använder ett renat råmaterial, såsom propangas.
För att en molekylär assembler ska vara användbar för människor måste den kunna göra kopior av sig själv. Annars skulle det ta för lång tid för en ensam montör att bygga något av betydande storlek eller värde. Om ett stort antal montörer kunde fås att samarbeta, skulle de kunna konstruera produkter i makroskala med atomär precision, med hjälp av en helautomatiserad process med hög genomströmning. Detta är tillräckligt betydande för att, om de tekniska hindren övervinns, skulle tekniken lansera ytterligare en industriell revolution, förmodligen mer transformerande än de två första tillsammans.
Molekylära assemblerare och molekylär tillverkning är inget nytt. Vi har biljoner av dem i våra kroppar: organeller som kallas ribosomer. Ribosomerna arbetar i stort antal och syntetiserar varje protein i varje organism i naturen, från extremofila mikrober till blåvalen. Deras grundläggande design är densamma, eftersom varje levande varelse utvecklades från en gemensam förfader som redan hade det grundläggande proteinsyntesmaskineriet på plats. Naturligtvis är ribosomer också självreplikerande.
Om en oorganisk molekylär assembler skapades med förmåga att göra kopior av sig själv, skulle den kunna skapa en ny form av ”liv”, om än en typ som styrs direkt av programmering. Denna idé har kallats molekylär tillverkning, och några av de tekniska detaljerna för den har faktiskt utarbetats. Teoretiker har designat fysiskt livskraftiga kugghjul, motorer, batterier, ledningar, rörliga stavar, sorterare, axlar och mer i nanoskala. Vissa av dessa enheter i nanoskala har redan tillverkats, andra arbetar man aktivt med.
Molekylär tillverkning har potential att vända upp och ner på samhället, men knappt någon har hört talas om det. Ofta kombineras eller blandas idéerna om molekylär tillverkning med andra möjliga tillämpningar av det bredare fältet av nanoteknologi i allmänhet, vilket gör det svårt att komma med regleringspolicyer för det senare. En studie fann att allmänhetens åsikter om nanoteknik lätt kunde manipuleras genom att bara ändra några meningar i hur ämnet introduceras. Dessa kunskapsluckor är oroande för vissa futurister och beslutsfattare, som skulle vilja se mer diskussion om de futuristiska möjligheterna med molekylär tillverkning och hur den kan regleras.