Nanoteknikindustrin är ett tvärvetenskapligt område för forskning och utveckling inom de flesta av livs- och fysikaliska vetenskaper. Molekylär nanoteknik från och med 2011 fokuserar till stor del på utvecklingen inom de fyra nyckelsektorerna medicin, militära system, energi och datavetenskap, även om forskning kan beröra nästan alla områden av industriellt eller kommersiellt intresse. Fokus för affärsmodeller för nanoteknikföretag i början av 21-talet tenderar att ligga inom materialvetenskap och läkemedelsframställning och leveranssystem. Detta beror på att det är lättare att konstruera unika kemiska och materialstrukturer än framtidens mognare nanoteknologier, som kommer att ha ett ökande fokus på autonoma, självreplikerande maskiner byggda för att utföra specifika uppgifter.
Eftersom nanoteknikindustrin kan vara otroligt bred och tillföra förfining av material och maskiners funktion till praktiskt taget alla processer, måste nanoteknikutbildning försöka förmedla en känsla av förståelse för många forskningsarenor. Detta resulterar ofta i att experter inom vissa områden som fysik, kemi eller kristallografi korsutbildning inom områden som mikrobiologi och elektroteknik så att de kan arbeta inom andra discipliner för att till fullo förstå de processer som verkar i molekylär skala. Nya studenter till området nanoteknik krävs för att få en grundläggande förståelse för flera områden av mänsklig kunskap. Dessa inkluderar fysik, kemi, mikrobiologi och relaterade biovetenskaper, och praktiska tillämpningar för dessa vetenskaper inom olika teknikområden.
Tillväxten av den nystartade nanoteknikindustrin finansieras av en mängd olika regeringar över hela världen, från EU:s regeringar till Japan, Indien, Ryssland, USA och Australien. Från och med 2011 uppskattas det att 10,000,000,000 65,000,000,000 2014 100,000,000,000 US-dollar (USD) spenderas årligen på global basis för sådan forskning, och denna siffra förväntas öka till 2015 250,000,000,000 2011 XNUMX USD i slutet av samma år. År XNUMX beräknas forskningsutgifterna globalt vara XNUMX XNUMX XNUMX XNUMX USD och XNUMX bör de närma sig XNUMX XNUMX XNUMX XNUMX USD. Utvecklingsländer investerar också kraftigt i nanoteknikindustrin, med Kinas utgifter som passerade USAs XNUMX.
I många avseenden är att framgångsrikt bygga en livskraftig nanoteknologiapplikation ett lopp mot mållinjen där vinnaren kommer att inneha patent på enheter eller material som har potential att få globala konsekvenser och förändra samhället på oförutsedda och revolutionerande sätt. Många forskare ser nanoteknikindustrin som början på en andra industriell revolution som i det tysta äger rum i laboratorier runt om i världen och som till stor del går obemärkt förbi av allmänheten. Detta trots att flera tusen produkter och material redan finns till försäljning på detaljhandelsmarknaden från och med 2011 med funktioner som har konstruerats i en nanoteknologisk skala.
Det utbredda intresset för nanoteknikindustrin är ett direkt resultat av hur mycket av en allmän vetenskap den är. Det har förmågan att ta vilken känd kemisk eller maskinell process som helst och göra den mer effektiv och kraftfull genom att kontrollera de reaktioner som sker i atomär och molekylär skala, vilket saknar motstycke i mänsklighetens historia. Att skala kontrollen av dessa processer upp till makronivån för vardaglig mänsklig aktivitet har potential att göra industriella processer som kan återvinna 100 % av sina restprodukter eller ta avfall som producerats av tidigare generationer av samhället och förädla det till användbara nya material genom att bygga om dess grundläggande molekylära struktur.
Nanoteknikmaskiner har också potential att kunna kringgå grundläggande vägspärrar i mänsklig förståelse. Som en form av universell mekaniker kan sådana programmerade mikroskopiska maskiner en dag kunna ersätta skadade celler eller organ i människokroppen genom att tillverka nya från den molekylära skalan och uppåt, utan att behöva förstå vad som orsakade organfelet. för det första. Nanoteknikindustrin har därför som mål att dra nytta av kunskap inom kemi, fysik och biologi för att fungera som en form av löpande bandarbetare, som ersätter slitna material och system med nya samtidigt som potentiellt avfallsmaterial används som källmaterial för att göra det. . Naturliga system som träd har gjort detta sedan urminnes tider genom att bygga komplexa strukturer en cell i taget, men tills nyligen handlade det mänskliga samhället bara för att forma och utnyttja slutresultaten av sådan tillväxt.
Både K. Eric Drexler med sin bok från 1986, The Engines of Creation, och Richard Feynmans föredrag från 1959, There’s Plenty of Room at the Bottom, anses vara de grundläggande gnistor som skapade en eldstorm av intresse för vetenskap och ingenjörskonst för nanoteknikindustrin. Drexler trodde att det inte fanns några grundläggande gränser för att skapa självreplikerande molekylära maskiner som så småningom kunde bygga vilken enhet eller material som helst från allmänt källmaterial. Feynman främjade samma idé genom att påstå att direkt manipulation av atomer var en praktisk möjlighet.