Revision as of 10:31, 22 March 2015

Modell einer Nanofabrik die gerade ein 3D-Schild extrudiert. Praktischer währe z.B. ein Paar Schuhe.

Eine Nanofabrik ist ein Gerät zur atomar präzisen Herstellung von physischen Gütern im greifbaren Alltagsmaßstab mittels massiv parallelem Einsatz von immobilen Nanomanipulatoren. Der heutige Stand ist dass noch kein solches Produktionsgerät gebaut wurde.

Die hier gewählte Definition ist etwas breiter formuliert als die Definition einer Nanofabrik auf der Nanofactory Collaboration Webseite ^[1] da hier auch die Ansichten anderer Experten (darunter Eric Drexler der oft als Vater der molekularen Nanotechnologie bezeichnet wird) berücksichtigt werden sollen.

Problematik der gewählten Bezeichnung: Da der Begriff "Nanofabrik" eher unspeziefisch und daher dehnbar ist scheint (wie es bereits mit dem Begriff "Nanotechnologie" geschehen ist ^[2]) eine noch viel weiter reichende Annektierung des Begriffes wahrscheinlich. Josh Hall schrieb in einem Beitrag auf der foresight Website ^[3] dass alles mögliche Nanofabrik genannt werden wird und zu dem Zeitpunkt an dem das technologische Level von fortgeschrittenen Nanofabriken erreicht ist sie so allgegenwärtig in unsere Umgebung integriert sein werden das es keinen Sinn mehr machen wird sie als alleinstehende Geräte zu betrachten.

Es wird erwartet das Produktive Nanosysteme wie Nanofabriken großen Einfluss auf die menschliche Zivilisation haben werden. Zitat aus dem Buch "Radical Abundance" Seite xii:

Wo die digitale Revolution die Tür zu radikalem Überfluss an Informationsprodukten öffnete, wird die Revolution in atomar präziser Herstellung die Tür zu radikalem Überfluss an physischen Produkten öffnen, und damit eine Kaskade von transformativen Konsequenzen die wie die Geschichte zu zeigen scheint auf eine Version 2.0 der globalen Zivilisation hinauslaufen wird, einen Wandel so tiefgreifend wie die industrielle Revolution, jedoch ausbreitend mit Internet-Geschwindigkeiten.

Nanofabriken zählen neben dem veralteten ** Konzept der mobilen selbst replizierenden molekularen Assemblern zu den produktiven Nanosystemen.

Klassifikation Charakterisierung und grobe Analysen von Nanofabriken

Es gibt in der einschlägigen Gemeinde zwei (nicht wirklich feindlich gesinnte) Lager. Das sind einerseits die, die den direkten Pfad zu Nanofabriken verfolgen und andererseits die die den schrittweisen Pfad favorisieren. Ein Blogbeitrag Eric Drexlers (27-12-2008) ^[4] und die zeitnahen Reaktion von Robert A. Freitas Jr. und Ralph C. Merkle (28-12-2008)^[5] machen diese Lagerspaltung konkret sichtbar. Erik Drexler distanziert sich hier von Ideen und Konzepten die ihm seiner Meinung nach fälschlicherweise zugeschrieben werden wobei Robert A. Freitas Jr. und Ralph C. Merkle danach klarstellen das sie durchaus diese Ideen und Konzepte verfolgen. Die folgenden Unterabschnitte sollten als eine implizite Definition der beiden Pfade ausreichen.

Nanofabriken des inkrementellen Pfades

Frühe Implementierungen von Nanofabriken auf dem inkrementellen Pfad erfordern keine atomare Auflösung um atomare Präzision in ihren Produkten zu erreichen. Größere atomar präzise molekulare Bauteile werden auf herkömmlichem Weg (das heißt ohne robotische Montage) wie z.B. chemischer Synthese, biologischer Synthese und Selbstassemblierung hergestellt. Diese größeren Blöcke können dann selbst zentrierend zusammengesetzt werden. Entweder robotisch (analog zu MEMS elektrostatisch betrieben) von bereits zusammengebauten Teilen der Nanofabrik oder sogar mit langsamen halb zufällig agierenden "brownschen Walkern" ahnlich dem Transport von Zellbausteinen entlang von Microtubuli in Zellen.

Frühe Nanofabriken des inkrementellen Pfades profitieren von Fortschritten in den molekularen Wissenschaften von denen es in jüngster Zeit deutliche gab. Fortschritte in diesem Bereich werden gern von denen die nach dem Begriff "Nanotechnologie" fahnden (Reporter, Blogger und andere Interessenten) übersehen.

Ein heißer Kandidat für frühe Nanofabriken scheinen "modulare molekulare zusammengesetzte Nanosysteme" zu sein ^[6]. Selbstassemblierte Bauteile der strukturellen DNA Nanotechnologie könnten sich als Kernbestandteil erweisen. Mit struktureller DNA Nanotechnologie wurden beispielsweise schon gezielt viele Mikrometer große atomar präzise Strukturen mit kartesischer geometrie produziert ^[7] die als eine Art Steckbrett fungieren könnten. Auch wurden minimale Versionen von funktionstüchtige Gestänge getestet die schon deutlich von biologisch inspirierten Nano"maschinen" abweichen. ^[8]

Diverse Software-Design-Tools zur Automatisierten Erstellung Atomar präziser Molekularer Strukturen sind in aktiver Entwicklung. Ein Beispiel ist cadnano.

In einem weiteren Zwischenschritt zu fortgeschrittenen Nanofabriken könnten möglicherweise steifere Biomineralien mit echter atomarer Auflösung in ihrer Robotik zum Einsatz kommen die aber immer noch kein Vakuum zu ihrer Synthese brauchen. So erwähnt im Anhang von Eric Drexlers neuestem populärwissenschaftlichen Buch "Radical Abundance" Cite error: Closing </ref> missing for <ref> tag

 [2]
 [3]
 [4]
 [5]
 [6]

</references>
Cite error: <ref> tags exist, but no <references/> tag was found