分子机器系统

及其产品能以低成本大批量生产。以分子精度构建物体的能力将使生产发生变革，使材料特征和设备性能显著提高
（走近纳米技术<二>）
【美国《科学美国人》月刊9月号文章】题：机器态纳米技术（作者　埃里克·德雷克斯勒）
1959年，物理学家理查德·范曼在一次宴会后发表了关于小型化限制的演讲。他从已有的技术（当时，加法机都很难装进口袋）出发，探讨了物理定律造成的限制，最终断言“逐个原子”建造方式的可能性——甚至必然性。
当时看似野心勃勃——甚至奇怪——的事情近来已变成了具有广泛共识的目标。几十年的技术进步已经使微电子产品缩小到接近分子级的水平，同时，分子阶段——特别是活系统分子机器领域——的科学进步如今让许多人明白了一位绝无仅有的天才在多年前预见的事情。
在分子生物学的启发下，高级纳米技术研究集中在自下而上的建筑方式上，依照这种方式，分子机器集合分子基础材料来形成产品，也包括新的分子机器。生物学向我们证实，分子机器系统及其产品能以低成本大批量生产。
从生物方面的类比推广开来，人们自然会想到将每个原子放在选定位置（它在这里发挥某种运行或结构性部件的作用），而没有多余分子跑来跑去扰乱工作的目标。类似系统不是液态或气态的，因为其中的分子不会随意运动，也不会是固态的，固态物质的分子固定在原地。相反，这种新型机器态物质将表现出如今只有在液体、气体中见到的分子运动，以及尤其与固体相关的机械强度。其体积将充满运行的机器。
以分子精度构建物体的能力将使生产发生变革，使材料特征和设备性能显著提高。另外，如果生产工序能维持对每个原子的控制，就不可能向空气或水中倾泻残留物。生产得以改善还将使太阳能电池和能量储存系统的成本降低，减少对煤炭和石油的需求，进一步减少污染。类似进步带来了一种希望：生活在发展中世界的人们在不造成环境灾难的情况下，生活水平达到第一世界的标准。
极为坚固的低成本轻便材料将使运输的能耗效率大大提高，最终，将使太空运输的成本很低。突然间，将生物圈扩展到我们脆弱星球以外的古老梦想又一次看起来是切实可行的。
最令人兴奋的目标可能是人体的分子修理。据预测，应用于医学的纳米机器人能摧毁病毒、癌细胞，修补受损结构，清除大脑中堆积的代谢物，使肌体恢复到年轻时的健康状态。
另一个令人惊奇的医学应用将是最终修复几名处于假死（按照法律，目前被视为死亡）状态的先驱的肌体，使其复活，甚至是那些利用从20世纪60年代便出现的原始冷藏技术所保存的尸体。
30年前，研究工作集中在最初阶段：探索如何以原子精度构建更大的组织，学习设计分子机器并找到具有高回报的中间目标。
现在，想象将整个机械装置——包括其中的传送带——缩小到分子阶段，形成纳米级建筑体系的图像。鉴于该系统充分的多样性，它将是通用的构建装置，被称为装配器。原则上，它能构建几乎任何东西，包括自己的复制品。
作为一个研究领域，分子纳米技术并不依赖于这一种建议的可行性——大量不太通用的构建设备也能发挥上述功能。
但是，防止纳米技术被滥用———带有侵略性的政府、恐怖组织、甚至个人为其本身目的利用这种技术———的挑战依然很突出。如今，与该问题最类似的是控制化学武器和生物武器的扩散。为实现分子纳米技术而取得的进步使寻找有效手段、正确处理强大、有价值并容易遭到滥用的新兴技术的迫切性更为突出。
图片：
埃里克·德雷克斯勒构想出了分子机器系统的概念。