आणविक नैनो प्रौद्योगिकी

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किनेसिन प्रोटीन कॉम्प्लेक्स है जो आणविक जैविक मशीन के रूप में कार्य करता है। यह प्रोटीन डायनेमिक्स#ग्लोबल फ्लेक्सिबिलिटी का उपयोग करता है: नैनोस्कोपिक स्केल पर एकाधिक डोमेन।
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आणविक नैनोटेक्नोलॉजी (एमएनटी) ऐसी तकनीक है जो यंत्रसंश्लेषण के माध्यम से जटिल, परमाणु विशिष्टताओं के लिए संरचनाएं बनाने की क्षमता पर आधारित है।[1] यह नैनोमटेरियल्स से अलग है। जटिल उत्पादों (स्व-प्रतिकृति मशीन) के निर्माण के लिए नैनोमशीनों का उपयोग करके लघु कारखानों के रिचर्ड फेनमैन के दृष्टिकोण के आधार पर, नैनोटेक्नोलॉजी (या आणविक विनिर्माण) का यह उन्नत रूप[2]) आणविक मशीन प्रणालियों द्वारा निर्देशित स्थिति-नियंत्रित मैकेनोसिंथेसिस का उपयोग करेगा। एमएनटी में जीव पदाथ-विद्य, रसायन विज्ञान, अन्य नैनोटेक्नोलॉजीज और जैविक मशीन द्वारा प्रदर्शित भौतिक सिद्धांतों को आधुनिक मैक्रोस्केल कारखानों में पाए जाने वाले सिस्टम इंजीनियरिंग सिद्धांतों के साथ संयोजित करना शामिल होगा।

राइबोसोम जैविक मशीन है।

परिचय

जबकि पारंपरिक रसायन विज्ञान सटीक परिणाम प्राप्त करने के लिए सटीक प्रक्रियाओं का उपयोग करता है, और जीव विज्ञान निश्चित परिणाम प्राप्त करने के लिए सटीक प्रक्रियाओं का उपयोग करता है, आणविक नैनो प्रौद्योगिकी निश्चित परिणाम प्राप्त करने के लिए मूल निश्चित प्रक्रियाओं को नियोजित करेगी। आणविक नैनो प्रौद्योगिकी में इच्छा वांछित रासायनिक प्रतिक्रियाओं को प्राप्त करने के लिए स्थिति-नियंत्रित स्थानों और अभिविन्यासों में आणविक प्रतिक्रियाओं को संतुलित करने और फिर इन प्रतिक्रियाओं के उत्पादों को और अधिक संयोजन करके सिस्टम बनाने की होगी।

एमएनटी के विकास के लिए रोडमैप बैटल मेमोरियल इंस्टीट्यूट (कई अमेरिकी राष्ट्रीय प्रयोगशालाओं के प्रबंधक) और दूरदर्शिता संस्थान के नेतृत्व में व्यापक रूप से आधारित प्रौद्योगिकी परियोजना का उद्देश्य है।[3] रोडमैप को मूल रूप से 2006 के अंत तक पूरा करने के लिए निर्धारित किया गया था लेकिन जनवरी 2008 में जारी किया गया था।[4] नैनोफैक्ट्री सहयोग[5] अधिक केंद्रित सतत प्रयास है जिसमें 10 संगठनों और 4 देशों के 23 शोधकर्ता शामिल हैं जो व्यावहारिक अनुसंधान एजेंडा विकसित कर रहा है[6] विशेष रूप से स्थिति-नियंत्रित डायमंड मैकेनोसिंथेसिस और डायमंडॉइड नैनोफैक्ट्री विकास के उद्देश्य से। अगस्त 2005 में, आणविक नैनोटेक्नोलॉजी के सामाजिक निहितार्थों का अध्ययन करने के लिए सेंटर फॉर रिस्पॉन्सिबल नैनोटेक्नोलॉजी द्वारा विभिन्न क्षेत्रों के 50+ अंतरराष्ट्रीय विशेषज्ञों से युक्त टास्क फोर्स का आयोजन किया गया था।[7]


प्रक्षेपित अनुप्रयोग और क्षमताएं

स्मार्ट सामग्री और नैनोसेंसर

किसी विशिष्ट कार्य के लिए नैनोमीटर पैमाने पर डिज़ाइन और इंजीनियर की गई किसी भी प्रकार की सामग्री स्मार्ट सामग्री है। उदाहरण के लिए, यदि सामग्रियों को विभिन्न अणुओं पर अलग-अलग प्रतिक्रिया देने के लिए डिज़ाइन किया जा सकता है, तो कृत्रिम दवाएं निष्क्रिय विशिष्ट वायरस को पहचान और प्रस्तुत कर सकती हैं। स्व-उपचार सामग्री | स्व-उपचार संरचनाएं मानव त्वचा की तरह ही प्राकृतिक रूप से सतह में छोटे-छोटे आंसुओं का पुनर्जनन (जीवविज्ञान) करती हैं।

एक नैनोसेंसर स्मार्ट सामग्री जैसा होगा, जिसमें बड़ी मशीन के भीतर छोटा घटक शामिल होगा जो अपने पर्यावरण पर प्रतिक्रिया करेगा और कुछ मौलिक, जानबूझकर तरीके से बदलाव करेगा। बहुत ही सरल उदाहरण: फोटोसेंसर निष्क्रिय रूप से आपतित प्रकाश को माप सकता है और जब प्रकाश निर्दिष्ट सीमा से ऊपर या नीचे से गुजरता है, तो अपनी अवशोषित ऊर्जा को बिजली के रूप में डिस्चार्ज कर सकता है, और बड़ी मशीन को सिग्नल भेज सकता है। ऐसे सेंसर की लागत कथित तौर पर कम होगी और पारंपरिक सेंसर की तुलना में कम बिजली का उपयोग करता है, और फिर भी सभी समान अनुप्रयोगों में उपयोगी रूप से कार्य करता है - उदाहरण के लिए, अंधेरा होने पर पार्किंग स्थल की रोशनी चालू करना।

जबकि स्मार्ट सामग्री और नैनोसेंसर दोनों एमएनटी के उपयोगी अनुप्रयोगों का उदाहरण देते हैं, वे प्रतिकृति nanorobot शब्द के साथ सबसे लोकप्रिय रूप से जुड़ी तकनीक की जटिलता की तुलना में कमजोर हैं।

नैनोरोबोट की प्रतिकृति बनाना

एमएनटी नैनोफैक्टरिंग लोकप्रिय रूप से साथ काम करने वाले समन्वित नैनोस्केल रोबोटों के झुंड इंटेलिजेंस के विचार से जुड़ा हुआ है, जो कि के. एरिक ड्रेक्सलर द्वारा अपने सृजन के इंजन में प्रारंभिक प्रस्ताव का लोकप्रियकरण है, लेकिन को 1992 में हटा दिया गया। इस प्रारंभिक प्रस्ताव में, पर्याप्त रूप से सक्षम नैनोरोबोट विशेष आणविक भवन ब्लॉकों वाले कृत्रिम वातावरण में अधिक नैनोरोबोट का निर्माण करेंगे।

आलोचकों ने स्व-प्रतिकृति नैनोरोबोट की व्यवहार्यता और नियंत्रण की व्यवहार्यता दोनों पर संदेह किया है यदि स्व-प्रतिकृति नैनोरोबोट प्राप्त किया जा सकता है: वे किसी भी नियंत्रण को हटाने और उत्परिवर्ती रोगजनक विविधताओं के प्रजनन के पक्ष में उत्परिवर्तन की संभावना का हवाला देते हैं। अधिवक्ता पहले संदेह को यह इंगित करके संबोधित करते हैं कि लेगो ब्लॉक से बना पहला मैक्रोस्केल स्वायत्त मशीन रेप्लिकेटर, 2002 में प्रयोगात्मक रूप से बनाया और संचालित किया गया था।[8] जबकि नैनोस्केल पर उपलब्ध सीमित सेंसरियम की तुलना में मैक्रोस्केल पर संवेदी फायदे मौजूद हैं, स्थितिगत रूप से नियंत्रित नैनोस्केल मैकेनोसिंथेटिक फैब्रिकेशन सिस्टम के प्रस्ताव विश्वसनीय परिणाम सुनिश्चित करने के लिए विश्वसनीय प्रतिक्रिया अनुक्रम डिजाइन के साथ संयुक्त टूलटिप्स की मृत गणना को नियोजित करते हैं, इसलिए सीमित सेंसरियम कोई बाधा नहीं है; इसी तरह के विचार छोटे नैनोपार्ट्स की स्थितिगत असेंबली पर भी लागू होते हैं। अधिवक्ता दूसरे संदेह को यह तर्क देकर संबोधित करते हैं कि जीवाणु विकसित होने के लिए (आवश्यकता के अनुसार) विकसित होते हैं, जबकि नैनोरोबोट उत्परिवर्तन को सामान्य त्रुटि-सुधार|त्रुटि-सुधार तकनीकों द्वारा सक्रिय रूप से रोका जा सकता है। आणविक नैनो प्रौद्योगिकी पर दूरदर्शिता दिशानिर्देशों में इसी तरह के विचारों की वकालत की गई है,[9] और 137-आयामी रेप्लिकेटर डिज़ाइन स्थान का नक्शा[10] फ़्रीटास और मर्कल द्वारा हाल ही में प्रकाशित कई प्रस्तावित तरीके प्रदान करता है जिसके द्वारा प्रतिकृतियों को, सिद्धांत रूप में, अच्छे डिज़ाइन द्वारा सुरक्षित रूप से नियंत्रित किया जा सकता है।

हालाँकि, उत्परिवर्तन को दबाने की अवधारणा सवाल उठाती है: यादृच्छिक उत्परिवर्तन और नियतात्मक चयन की प्रक्रिया के बिना नैनोस्केल पर डिजाइन विकास कैसे हो सकता है? आलोचकों का तर्क है कि एमएनटी समर्थकों ने इस नैनोस्केल क्षेत्र में विकास की ऐसी प्रक्रिया के लिए कोई विकल्प प्रदान नहीं किया है जहां पारंपरिक संवेदी-आधारित चयन प्रक्रियाओं का अभाव है। नैनोस्केल पर उपलब्ध सेंसरियम की सीमाएं असफलताओं से सफलताओं को पहचानना कठिन या असंभव बना सकती हैं। अधिवक्ताओं का तर्क है कि मॉडलिंग, डिज़ाइन, प्रोटोटाइप, परीक्षण, विश्लेषण और रीडिज़ाइन के पारंपरिक इंजीनियरिंग प्रतिमान का उपयोग करके डिज़ाइन का विकास निश्चित रूप से और सख्ती से मानव नियंत्रण में होना चाहिए।

किसी भी घटना में, 1992 के बाद से MNT के तकनीकी प्रस्तावों में स्व-प्रतिकृति नैनोरोबोट शामिल नहीं हैं, और MNT अधिवक्ताओं द्वारा प्रस्तुत हालिया नैतिक दिशानिर्देश अप्रतिबंधित आत्म-प्रतिकृति पर रोक लगाते हैं।[9][11]


मेडिकल नैनोरोबोट्स

एमएनटी के सबसे महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों में से मेडिकल नैनोरोबोटिक्स या nanomedicine होगा, यह क्षेत्र कई पुस्तकों में रॉबर्ट फ्रीटास द्वारा अग्रणी है।[12] और कागजात.[13] बड़ी संख्या में मेडिकल नैनोरोबोट्स को डिजाइन, निर्माण और तैनात करने की क्षमता, कम से कम, बीमारी के तेजी से उन्मूलन और शारीरिक आघात से विश्वसनीय और अपेक्षाकृत दर्द रहित वसूली को संभव बनाएगी। मेडिकल नैनोरोबोट आनुवंशिक दोषों का सुविधाजनक सुधार भी संभव बना सकते हैं, और काफी विस्तारित जीवनकाल सुनिश्चित करने में मदद कर सकते हैं। अधिक विवादास्पद रूप से, मेडिकल नैनोरोबोट्स का उपयोग मानव संवर्धन के लिए किया जा सकता है। अध्ययन में बताया गया है कि कैसे ट्यूमर, धमनीकाठिन्य, स्ट्रोक के लिए जिम्मेदार रक्त के थक्के, निशान ऊतक के संचय और संक्रमण के स्थानीयकृत पॉकेट जैसी स्थितियों को संभवतः मेडिकल नैनोरोबोट्स को नियोजित करके संबोधित किया जा सकता है।[14][15]


उपयोगिता कोहरा

100 माइक्रोमीटर फ़ॉगलेट का आरेख

आणविक नैनो प्रौद्योगिकी का अन्य प्रस्तावित अनुप्रयोग उपयोगिता कोहरा है[16] - जिसमें नेटवर्कयुक्त सूक्ष्म रोबोटों का बादल (आणविक असेंबलरों की तुलना में सरल) सॉफ्टवेयर कमांड के अनुसार मैक्रोस्कोपिक ऑब्जेक्ट और टूल बनाने के लिए अपना आकार और गुण बदल देगा। भौतिक वस्तुओं को विभिन्न रूपों में उपभोग करने की मौजूदा प्रथाओं को संशोधित करने के बजाय, उपयोगिता कोहरा कई भौतिक वस्तुओं की जगह ले लेगा।

चरणबद्ध-सरणी प्रकाशिकी

फिर भी एमएनटी का और प्रस्तावित अनुप्रयोग चरणबद्ध-सरणी प्रकाशिकी (पीएओ) होगा।[17] हालाँकि, यह सामान्य नैनोस्केल तकनीक द्वारा संबोधित करने योग्य समस्या प्रतीत होती है। पीएओ चरणबद्ध-सरणी मिलीमीटर प्रौद्योगिकी के सिद्धांत का उपयोग करेगा लेकिन ऑप्टिकल तरंग दैर्ध्य पर। यह वस्तुतः किसी भी प्रकार के ऑप्टिकल प्रभाव के दोहराव की अनुमति देगा। उपयोगकर्ता मूड के अनुसार होलोग्राम, सूर्योदय और सूर्यास्त, या फ्लोटिंग लेजर का अनुरोध कर सकते हैं। पीएओ सिस्टम का वर्णन बीसी क्रैन्डल के नैनोटेक्नोलॉजी में किया गया था: ब्रायन वॉक लेख फेज़्ड-एरे ऑप्टिक्स में वैश्विक प्रचुरता पर आणविक विशिष्टताएँ।[18]


संभावित सामाजिक प्रभाव

आणविक विनिर्माण नैनोटेक्नोलॉजी का संभावित भविष्य का उपक्षेत्र है जो परमाणु परिशुद्धता पर जटिल संरचनाओं का निर्माण करना संभव बना देगा।[19] आणविक विनिर्माण के लिए नैनोटेक्नोलॉजी में महत्वपूर्ण प्रगति की आवश्यकता होती है, लेकिन बार हासिल होने पर कम लागत पर और किलोग्राम या उससे अधिक वजन वाले नैनोफैक्ट्री में बड़ी मात्रा में अत्यधिक उन्नत उत्पादों का उत्पादन किया जा सकता है।[19][20]जब नैनोफैक्ट्रीज़ अन्य नैनोफैक्ट्रीज़ का उत्पादन करने की क्षमता हासिल कर लेती है तो उत्पादन केवल इनपुट सामग्री, ऊर्जा और सॉफ्टवेयर जैसे अपेक्षाकृत प्रचुर कारकों द्वारा सीमित हो सकता है।[20]

आणविक विनिर्माण के उत्पाद ज्ञात उच्च तकनीक उत्पादों के सस्ते, बड़े पैमाने पर उत्पादित संस्करणों से लेकर अनुप्रयोग के कई क्षेत्रों में अतिरिक्त क्षमताओं वाले नए उत्पादों तक हो सकते हैं। कुछ अनुप्रयोग जो सुझाए गए हैं वे हैं उन्नत स्मार्ट सामग्री, नैनोसेंसर, मेडिकल नैनोरोबोट और अंतरिक्ष यात्रा।[19]इसके अतिरिक्त, आणविक विनिर्माण का उपयोग सस्ते में अत्यधिक उन्नत, टिकाऊ हथियार बनाने के लिए किया जा सकता है, जो नैनो प्रौद्योगिकी के प्रभाव के संबंध में विशेष चिंता का क्षेत्र है।[20] कॉम्पैक्ट कंप्यूटर और मोटरों से सुसज्जित होने के कारण ये तेजी से स्वायत्त हो सकते हैं और इनमें क्षमताओं की बड़ी श्रृंखला हो सकती है।[20]

जिम्मेदार नैनोटेक्नोलॉजी केंद्र के क्रिस फीनिक्स और माइक ट्रेडर के साथ-साथ मानवता संस्थान का भविष्य के एंडर्स सैंडबर्ग के अनुसार आणविक विनिर्माण नैनोटेक्नोलॉजी का अनुप्रयोग है जो सबसे महत्वपूर्ण वैश्विक विनाशकारी जोखिम पैदा करता है।[20][21] कई नैनोटेक्नोलॉजी शोधकर्ताओं का कहना है कि नैनोटेक्नोलॉजी से बड़ा जोखिम युद्ध, हथियारों की दौड़ और विनाशकारी वैश्विक सरकार को जन्म देने की क्षमता से आता है।[20][21][22] कई कारण सुझाए गए हैं कि क्यों नैनोटेक हथियारों की उपलब्धता से अस्थिर हथियारों की दौड़ (उदाहरण के लिए परमाणु हथियारों की दौड़ की तुलना में) हो सकती है: (1) बड़ी संख्या में खिलाड़ी दौड़ में प्रवेश करने के लिए प्रलोभित हो सकते हैं क्योंकि ऐसा करने की सीमा कम है;[20](2) आणविक निर्माण के साथ हथियार बनाने की क्षमता सस्ती और छिपाना आसान होगी;[20](3) इसलिए अन्य पक्षों की क्षमताओं में अंतर्दृष्टि की कमी खिलाड़ियों को सावधानी बरतने या पूर्वव्यापी हमले शुरू करने के लिए प्रेरित कर सकती है;[20][23] (4) आणविक विनिर्माण से अंतर्राष्ट्रीय व्यापार पर निर्भरता कम हो सकती है,[20]एक संभावित शांति-प्रचारक कारक;[24] (5) आक्रामक युद्ध हमलावर के लिए छोटा आर्थिक खतरा पैदा कर सकता है क्योंकि विनिर्माण सस्ता है और युद्ध के मैदान में मनुष्यों की आवश्यकता नहीं हो सकती है।[20]

चूँकि सभी राज्य और गैर-राज्य अभिनेताओं द्वारा स्व-नियमन हासिल करना कठिन लगता है,[25] युद्ध संबंधी जोखिमों को कम करने के उपाय मुख्य रूप से बहुपक्षवाद के क्षेत्र में प्रस्तावित किए गए हैं।[20][26] अंतर्राष्ट्रीय स्तर पर अधिक संप्रभुता प्रदान करते हुए अंतर्राष्ट्रीय बुनियादी ढांचे का विस्तार किया जा सकता है। इससे हथियार नियंत्रण के प्रयासों में समन्वय स्थापित करने में मदद मिल सकती है।[27] विशेष रूप से नैनोटेक्नोलॉजी (शायद अंतर्राष्ट्रीय परमाणु ऊर्जा एजेंसी IAEA के अनुरूप) या सामान्य हथियार नियंत्रण के लिए समर्पित अंतर्राष्ट्रीय संस्थान भी डिज़ाइन किए जा सकते हैं।[26]कोई संयुक्त रूप से रक्षात्मक प्रौद्योगिकियों पर विभेदक तकनीकी विकास भी कर सकता है, ऐसी नीति जिसका खिलाड़ियों को आमतौर पर समर्थन करना चाहिए।[20]सेंटर फॉर रिस्पॉन्सिबल नैनोटेक्नोलॉजी कुछ तकनीकी प्रतिबंधों का भी सुझाव देता है।[28] तकनीकी क्षमताओं के संबंध में बेहतर पारदर्शिता हथियार-नियंत्रण के लिए और महत्वपूर्ण सुविधा हो सकती है।[29] ग्रे गू और विनाशकारी परिदृश्य है, जिसे के. एरिक ड्रेक्सलर ने अपनी 1986 की पुस्तक इंजन ऑफ क्रिएशन में प्रस्तावित किया था।[30] सार्वजनिक नीति अनुशंसाओं के साथ बायोवोरस नैनोरेप्लिकेटर्स द्वारा ग्लोबल इकोफैगी की कुछ सीमाओं में फ्रीटास द्वारा विश्लेषण किया गया है [31] और मुख्यधारा मीडिया और कथा साहित्य में विषय रहा है।[32][33] इस परिदृश्य में छोटे स्व-प्रतिकृति रोबोट शामिल हैं जो ऊर्जा और बिल्डिंग ब्लॉक्स के स्रोत के रूप में उपयोग करके पूरे जीवमंडल का उपभोग करते हैं। ड्रेक्सलर सहित नैनोटेक विशेषज्ञ अब इस परिदृश्य को बदनाम करते हैं। क्रिस फीनिक्स (नैनोटेक्नोलॉजिस्ट) के अनुसार तथाकथित ग्रे गू केवल जानबूझकर और कठिन इंजीनियरिंग प्रक्रिया का उत्पाद हो सकता है, कोई दुर्घटना नहीं।[34] नैनो-बायोटेक के आगमन के साथ, हरा गू नामक अलग परिदृश्य सामने आया है। यहां, घातक पदार्थ नैनोबॉट्स नहीं हैं, बल्कि नैनोटेक्नोलॉजी के माध्यम से इंजीनियर किए गए स्व-प्रतिकृति जैविक जीव हैं।

लाभ

<ब्लॉककोट> नैनोटेक्नोलॉजी (या यहां चर्चा किए गए लक्ष्यों को अधिक विशेष रूप से संदर्भित करने के लिए आणविक नैनोटेक्नोलॉजी) हमें भौतिक कानून द्वारा लगाई गई मूलभूत सीमाओं तक विनिर्माण में ऐतिहासिक रुझान जारी रखने देगी। यह हमें उल्लेखनीय रूप से शक्तिशाली आणविक कंप्यूटर बनाने देगा। यह हमें स्टील या एल्यूमीनियम मिश्र धातु की तुलना में पचास गुना हल्की लेकिन समान ताकत वाली सामग्री बनाने देगा। हम जेट, रॉकेट, कार या यहां तक ​​कि कुर्सियां ​​बनाने में सक्षम होंगे, जो आज के मानकों के अनुसार, उल्लेखनीय रूप से हल्के, मजबूत और सस्ते होंगे। आणविक कंप्यूटरों द्वारा निर्देशित और रक्त प्रवाह में इंजेक्ट किए गए आणविक शल्य चिकित्सा उपकरण कैंसर कोशिकाओं या हमलावर बैक्टीरिया को ढूंढ सकते हैं और नष्ट कर सकते हैं, धमनियों को खोल सकते हैं, या परिसंचरण खराब होने पर ऑक्सीजन प्रदान कर सकते हैं। </ब्लॉककोट>

<ब्लॉककोट> नैनोटेक्नोलॉजी हमारे संपूर्ण विनिर्माण आधार को उत्पाद बनाने के नए, मौलिक रूप से अधिक सटीक, मौलिक रूप से कम महंगे और मौलिक रूप से अधिक लचीले तरीके से बदल देगी। इसका उद्देश्य केवल आज के कंप्यूटर चिप बनाने वाले संयंत्रों को बदलना नहीं है, बल्कि कारों, टेलीविजन, टेलीफोन, किताबें, सर्जिकल उपकरण, मिसाइल, बुककेस, हवाई जहाज, ट्रैक्टर और बाकी सभी के लिए असेंबली लाइनों को बदलना भी है। उद्देश्य विनिर्माण में व्यापक परिवर्तन है, ऐसा परिवर्तन जो वस्तुतः कोई भी उत्पाद अछूता नहीं रहेगा। 21वीं सदी में आर्थिक प्रगति और सैन्य तैयारी मूल रूप से नैनो टेक्नोलॉजी में प्रतिस्पर्धी स्थिति बनाए रखने पर निर्भर करेगी।

[35] </ब्लॉककोट>

नैनोटेक्नोलॉजी और आणविक नैनोटेक्नोलॉजी की वर्तमान प्रारंभिक विकासात्मक स्थिति के बावजूद, अर्थशास्त्र पर एमएनटी के प्रत्याशित प्रभाव को लेकर काफी चिंता है।[36][37] और कानून पर. सटीक प्रभाव जो भी हो, यदि एमएनटी हासिल कर लिया जाता है, तो यह विनिर्मित वस्तुओं की कमी को कम कर देगा और कई और वस्तुओं (जैसे भोजन और स्वास्थ्य सहायता) को विनिर्माण योग्य बना देगा।

एमएनटी को किसी भी ऐसी चिकित्सीय स्थिति को ठीक करने में सक्षम नैनोमेडिसिन क्षमताओं को संभव बनाना चाहिए जो पहले से ही अन्य क्षेत्रों में प्रगति से ठीक नहीं हुई हैं। अच्छा स्वास्थ्य आम बात होगी, और किसी भी रूप में खराब स्वास्थ्य उतना ही दुर्लभ होगा जितना कि चेचक और पाजी आज हैं। यहां तक ​​कि क्रायोनिक्स भी संभव होगा, क्योंकि क्रायोप्रिजर्व्ड ऊतक की पूरी तरह से मरम्मत की जा सकती है।

जोखिम

आणविक नैनोटेक्नोलॉजी उन तकनीकों में से है जिसके बारे में कुछ विश्लेषकों का मानना ​​है कि यह तकनीकी विलक्षणता को जन्म दे सकती है, जिसमें तकनीकी विकास अप्रत्याशित प्रभाव के बिंदु तक तेज हो गया है। कुछ प्रभाव लाभकारी हो सकते हैं, जबकि अन्य हानिकारक हो सकते हैं, जैसे कि अमित्र कृत्रिम सामान्य बुद्धि द्वारा आणविक नैनो प्रौद्योगिकी का उपयोग।[38] कुछ लोगों का मानना ​​है कि आणविक नैनोटेक्नोलॉजी में गंभीर जोखिम होंगे।[39] यह संभवतः सस्ते और अधिक विनाशकारी पारंपरिक हथियारों को सक्षम कर सकता है। इसके अलावा, आणविक नैनोटेक्नोलॉजी सामूहिक विनाश के हथियारों की अनुमति दे सकती है जो स्वयं को दोहरा सकते हैं, जैसा कि वायरस (जीवविज्ञान) और कैंसर कोशिकाएं मानव शरीर पर हमला करते समय करती हैं। टिप्पणीकार आम तौर पर इस बात से सहमत हैं कि, आणविक नैनो प्रौद्योगिकी विकसित होने की स्थिति में, इसकी स्व-प्रतिकृति को केवल बहुत नियंत्रित या स्वाभाविक रूप से सुरक्षित परिस्थितियों में ही अनुमति दी जानी चाहिए।

एक डर मौजूद है कि नैनोमैकेनिकल रोबोट, यदि हासिल कर लिए गए, और यदि प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले सामग्रियों (एक कठिन कार्य) का उपयोग करके स्वयं-प्रतिकृति बनाने के लिए डिज़ाइन किए गए, तो कच्चे माल की भूख में पूरे ग्रह को खा सकते हैं,[40] या बस प्राकृतिक जीवन को खत्म कर देते हैं, ऊर्जा के लिए उससे प्रतिस्पर्धा करते हैं (जैसा कि ऐतिहासिक रूप से हुआ जब नीले-हरे शैवाल दिखाई दिए और पहले के जीवन रूपों को पछाड़ दिया)। कुछ टिप्पणीकारों ने इस स्थिति को ग्रे गू या इकोफैगी परिदृश्य के रूप में संदर्भित किया है। के. एरिक ड्रेक्सलर आकस्मिक ग्रे गू परिदृश्य को बेहद असंभावित मानते हैं और इंजन ऑफ क्रिएशन के बाद के संस्करणों में ऐसा कहते हैं।

संभावित खतरे की इस धारणा के आलोक में, ड्रेक्सलर द्वारा स्थापित दूरदर्शिता संस्थान ने दिशानिर्देशों का सेट तैयार किया है[41] नैनोटेक्नोलॉजी के नैतिक विकास के लिए। इनमें पृथ्वी की सतह पर, कम से कम, और संभवतः अन्य स्थानों पर स्वतंत्र रूप से स्वयं-प्रतिकृति बनाने वाले छद्म जीवों पर प्रतिबंध लगाना शामिल है।

तकनीकी मुद्दे और आलोचना

नैनोसिस्टम्स में विश्लेषण की गई बुनियादी प्रौद्योगिकियों की व्यवहार्यता यू.एस. नेशनल एकेडमी ऑफ साइंसेज द्वारा औपचारिक वैज्ञानिक समीक्षा का विषय रही है, और इंटरनेट और लोकप्रिय प्रेस में व्यापक बहस का भी केंद्र रही है।

यू.एस. नेशनल एकेडमी ऑफ साइंसेज द्वारा अध्ययन और सिफारिशें

2006 में, यू.एस. नेशनल एकेडमी ऑफ साइंसेज ने लंबी रिपोर्ट, ए मैटर ऑफ साइज: त्रिवार्षिक समीक्षा ऑफ द नेशनल नैनोटेक्नोलॉजी इनिशिएटिव के हिस्से के रूप में आणविक विनिर्माण के अध्ययन की रिपोर्ट जारी की।[42] अध्ययन समिति ने नैनोसिस्टम्स की तकनीकी सामग्री की समीक्षा की, और अपने निष्कर्ष में कहा कि संभावित सिस्टम प्रदर्शन के कई प्रश्नों के संबंध में किसी भी मौजूदा सैद्धांतिक विश्लेषण को निश्चित नहीं माना जा सकता है, और उच्च-प्रदर्शन प्रणालियों को लागू करने के लिए इष्टतम पथों की भविष्यवाणी विश्वास के साथ नहीं की जा सकती है। यह इस क्षेत्र में ज्ञान को आगे बढ़ाने के लिए प्रायोगिक अनुसंधान की सिफारिश करता है:

यद्यपि सैद्धांतिक गणना आज की जा सकती है, लेकिन इस समय इस तरह के बॉटम-अप विनिर्माण प्रणालियों की रासायनिक प्रतिक्रिया चक्रों, त्रुटि दर, संचालन की गति और थर्मोडायनामिक दक्षता की अंततः प्राप्य सीमा का विश्वसनीय अनुमान नहीं लगाया जा सकता है। इस प्रकार, निर्मित उत्पादों की अंततः प्राप्य पूर्णता और जटिलता, हालांकि सिद्धांत रूप में गणना की जा सकती है, विश्वास के साथ भविष्यवाणी नहीं की जा सकती है। अंत में, इष्टतम अनुसंधान पथ जो उन प्रणालियों तक ले जा सकते हैं जो थर्मोडायनामिक दक्षता और जैविक प्रणालियों की अन्य क्षमताओं से काफी अधिक हैं, इस समय विश्वसनीय रूप से भविष्यवाणी नहीं की जा सकती है। शोध निधि जो जांचकर्ताओं की प्रयोगात्मक प्रदर्शनों का उत्पादन करने की क्षमता पर आधारित है जो अमूर्त मॉडल से जुड़ती है और दीर्घकालिक दृष्टि का मार्गदर्शन करती है, इस लक्ष्य को प्राप्त करने के लिए सबसे उपयुक्त है।

असेंबलर बनाम नैनोफैक्ट्रीज

ड्रेक्सलर के इंजन ऑफ क्रिएशन में अनुभाग शीर्षक पढ़ता है[43] यूनिवर्सल असेंबलर्स, और निम्नलिखित पाठ कई प्रकार के असेंबलरों (नैनोटेक्नोलॉजी) की बात करता है, जो सामूहिक रूप से, काल्पनिक रूप से लगभग कुछ भी बना सकते हैं जिसे प्रकृति के नियम मौजूद होने की अनुमति देते हैं। ड्रेक्सलर के सहयोगी राल्फ मर्कले ने कहा है कि, व्यापक किंवदंती के विपरीत,[44] ड्रेक्सलर ने कभी यह दावा नहीं किया कि असेंबलर सिस्टम बिल्कुल किसी भी आणविक संरचना का निर्माण कर सकता है। ड्रेक्सलर की पुस्तक के अंतिम नोट्स योग्यता को लगभग स्पष्ट करते हैं: उदाहरण के लिए, नाजुक संरचना डिज़ाइन की जा सकती है, जो पत्थर के मेहराब की तरह, स्वयं नष्ट हो जाएगी जब तक कि इसके सभी टुकड़े पहले से ही जगह पर न हों। यदि डिज़ाइन में मचान लगाने और हटाने के लिए कोई जगह नहीं थी, तो संरचना का निर्माण करना असंभव हो सकता है। हालाँकि, व्यावहारिक रुचि की कुछ संरचनाओं में ऐसी समस्या प्रदर्शित होने की संभावना प्रतीत होती है।

1992 में, ड्रेक्सलर ने नैनोसिस्टम्स: मॉलिक्यूलर मशीनरी, मैन्युफैक्चरिंग, और कंप्यूटेशन, प्रकाशित किया।[45] टेबल-टॉप फ़ैक्टरी का उपयोग करके कठोर सहसंयोजक संरचनाओं को संश्लेषित करने के लिए विस्तृत प्रस्ताव। हीरे जैसा संरचनाएं और अन्य कठोर सहसंयोजक संरचनाएं, यदि हासिल की जाती हैं, तो संभावित अनुप्रयोगों की विस्तृत श्रृंखला होगी, जो वर्तमान माइक्रोइलेक्ट्रोमैकेनिकल सिस्टम तकनीक से कहीं आगे निकल जाएगी। असेंबलर की अनुपस्थिति में टेबल-टॉप फैक्ट्री बनाने के लिए 1992 में मार्ग की रूपरेखा सामने रखी गई थी। अन्य शोधकर्ताओं ने अस्थायी, वैकल्पिक प्रस्तावित रास्तों पर आगे बढ़ना शुरू कर दिया है [5]इसके लिए नैनोसिस्टम्स प्रकाशित होने के बाद के वर्षों में।

हार्ड बनाम सॉफ्ट नैनोटेक्नोलॉजी

2004 में रिचर्ड जोन्स ने ऑक्सफोर्ड विश्वविद्यालय द्वारा प्रकाशित आम दर्शकों के लिए किताब सॉफ्ट मशीन्स (नैनोटेक्नोलॉजी एंड लाइफ) लिखी। इस पुस्तक में उन्होंने रेडिकल नैनोटेक्नोलॉजी (जैसा कि ड्रेक्सलर द्वारा वकालत की गई) को नैनो इंजीनियर मशीनों के नियतात्मक/यांत्रिक विचार के रूप में वर्णित किया है जो नमी, आसंजन, प्रकार कि गति और उच्च चिपचिपाहट जैसी नैनोस्केल चुनौतियों को ध्यान में नहीं रखता है। वह यह भी बताते हैं कि सॉफ्ट नैनोटेक्नोलॉजी या अधिक उचित रूप से बायोमिमेटिक नैनोटेक्नोलॉजी क्या है, जो आगे बढ़ने का रास्ता है, यदि सबसे अच्छा तरीका नहीं है, तो कार्यात्मक नैनोडिवाइस को डिजाइन करने के लिए जो नैनोस्केल पर सभी समस्याओं का सामना कर सकता है। कोई सॉफ्ट नैनोटेक्नोलॉजी को नैनोमशीनों के विकास के रूप में सोच सकता है जो जीव विज्ञान से सीखे गए पाठों का उपयोग करता है कि चीजें कैसे काम करती हैं, रसायन विज्ञान ऐसे उपकरणों को सटीक रूप से इंजीनियर करने के लिए और स्टोकेस्टिक भौतिकी सिस्टम और इसकी प्राकृतिक प्रक्रियाओं को विस्तार से मॉडल करने के लिए उपयोग करता है।

द स्माले–ड्रेक्सलर बहस

Main article: Drexler–Smalley debate on molecular nanotechnology

नोबेल पुरस्कार विजेता रिचर्ड स्माले|डॉ. सहित कई शोधकर्ता। रिचर्ड स्माले (1943-2005),[46] सार्वभौमिक असेंबलरों की धारणा पर हमला किया गया, जिसके कारण ड्रेक्सलर और सहकर्मियों ने इसका खंडन किया,[47] और अंततः पत्रों का आदान-प्रदान हुआ।[48] स्माली ने तर्क दिया कि रसायन विज्ञान बेहद जटिल है, प्रतिक्रियाओं को नियंत्रित करना कठिन है, और सार्वभौमिक असेंबलर विज्ञान कथा है। हालाँकि, ड्रेक्सलर और सहकर्मियों ने नोट किया कि ड्रेक्सलर ने कभी भी बिल्कुल कुछ भी बनाने में सक्षम सार्वभौमिक असेंबलरों का प्रस्ताव नहीं दिया, बल्कि इसके बजाय बहुत विस्तृत प्रकार की चीजें बनाने में सक्षम अधिक सीमित असेंबलरों का प्रस्ताव रखा। उन्होंने नैनोसिस्टम्स में उन्नत अधिक विशिष्ट प्रस्तावों के लिए स्माली के तर्कों की प्रासंगिकता को चुनौती दी। इसके अलावा, स्माले ने तर्क दिया कि लगभग सभी आधुनिक रसायन विज्ञान में ऐसी प्रतिक्रियाएं शामिल होती हैं जो विलायक (आमतौर पर पानी) में होती हैं, क्योंकि विलायक के छोटे अणु कई चीजों में योगदान करते हैं, जैसे संक्रमण राज्यों के लिए बाध्यकारी ऊर्जा को कम करना। चूँकि लगभग सभी ज्ञात रसायन विज्ञान में विलायक की आवश्यकता होती है, स्माले ने महसूस किया कि उच्च वैक्यूम वातावरण का उपयोग करने का ड्रेक्सलर का प्रस्ताव संभव नहीं था। हालाँकि, ड्रेक्सलर ने नैनोसिस्टम्स में इसे गणितीय रूप से दिखाकर संबोधित किया है कि अच्छी तरह से डिज़ाइन किए गए उत्प्रेरक विलायक के प्रभाव प्रदान कर सकते हैं और मौलिक रूप से विलायक/एंजाइम प्रतिक्रिया की तुलना में और भी अधिक कुशल बनाया जा सकता है। यह उल्लेखनीय है कि, स्माले की राय के विपरीत कि एंजाइमों को पानी की आवश्यकता होती है, एंजाइम न केवल निर्जल कार्बनिक मीडिया में सख्ती से काम करते हैं, बल्कि इस अप्राकृतिक वातावरण में वे उल्लेखनीय गुण प्राप्त करते हैं जैसे कि अत्यधिक बढ़ी हुई स्थिरता, मौलिक रूप से परिवर्तित सब्सट्रेट और एनैन्टीओमेरिक विशिष्टताएं, आणविक स्मृति और असामान्य प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरित करने की क्षमता।[49]


नैनोटेक्नोलॉजी शब्द को पुनः परिभाषित करना

भविष्य के लिए, नैनोस्केल पर एमएनटी डिज़ाइन विकास के लिए कुछ साधन खोजने होंगे जो आणविक पैमाने पर जैविक विकास की प्रक्रिया की नकल करते हैं। जैविक विकास कम-सफल वेरिएंट को मारने और अधिक-सफल वेरिएंट के पुनरुत्पादन के साथ संयुक्त जीवों के औसत समूह में यादृच्छिक भिन्नता से आगे बढ़ता है, और मैक्रोस्केल इंजीनियरिंग डिजाइन भी सादगी से जटिलता तक डिजाइन विकास की प्रक्रिया से आगे बढ़ता है जैसा कि जॉन गैल (लेखक) द्वारा कुछ हद तक व्यंग्यात्मक रूप से बताया गया है: जटिल प्रणाली जो काम करती है वह हमेशा सरल प्रणाली से विकसित होती है जो काम करती है। . . . शुरुआत से डिज़ाइन की गई जटिल प्रणाली कभी काम नहीं करती है और इसे काम करने के लिए पैच-अप नहीं किया जा सकता है। आपको फिर से शुरुआत करनी होगी, ऐसे सिस्टम से शुरुआत करनी होगी जो काम करता हो।[50] एमएनटी में सफलता की आवश्यकता है जो सरल परमाणु संयोजनों से आगे बढ़ती है जिसे डिज़ाइन विकास की प्रक्रिया के माध्यम से जटिल एमएनटी सिस्टम के लिए एसटीएम के साथ बनाया जा सकता है। इस प्रक्रिया में बाधा मैक्रोस्केल की तुलना में नैनोस्केल पर देखने और हेरफेर करने में कठिनाई है जो सफल परीक्षणों के नियतात्मक चयन को कठिन बना देती है; इसके विपरीत जैविक विकास उस क्रिया के माध्यम से आगे बढ़ता है जिसे रिचर्ड डॉकिन्स ने अंधा घड़ीसाज़ कहा है [51] जिसमें यादृच्छिक आणविक भिन्नता और नियतात्मक प्रजनन/विलुप्ति शामिल है।

वर्तमान में 2007 में नैनोटेक्नोलॉजी के अभ्यास में स्टोकेस्टिक दृष्टिकोण (उदाहरण के लिए, सुपरमॉलेक्यूलर रसायन विज्ञान वॉटरप्रूफ पैंट बनाता है) और नियतात्मक दृष्टिकोण दोनों शामिल हैं, जिसमें एकल अणुओं (स्टोकेस्टिक रसायन विज्ञान द्वारा निर्मित) को नियतात्मक तरीकों से सब्सट्रेट सतहों (स्टोकेस्टिक जमाव विधियों द्वारा निर्मित) पर हेरफेर किया जाता है, जिसमें उन्हें स्कैनिंग टनलिंग माइक्रोस्कोप या परमाणु बल माइक्रोस्कोप जांच के साथ धक्का दिया जाता है और सरल बंधन या दरार प्रतिक्रियाएं होती हैं। जटिल, नियतिवादी आणविक नैनो प्रौद्योगिकी का सपना मायावी बना हुआ है। 1990 के दशक के मध्य से, हजारों सतह वैज्ञानिकों और पतली फिल्म टेक्नोक्रेट ने नैनोटेक्नोलॉजी बैंडवैगन को पकड़ लिया है और अपने विषयों को नैनोटेक्नोलॉजी के रूप में फिर से परिभाषित किया है। इससे क्षेत्र में बहुत भ्रम पैदा हो गया है और सहकर्मी द्वारा समीक्षा किए गए साहित्य पर हजारों नैनो-पेपर उत्पन्न हो गए हैं। इनमें से अधिकांश रिपोर्टें मूल क्षेत्रों में किए गए अधिक सामान्य शोध का विस्तार हैं।

नैनोसिस्टम्स में प्रस्तावों की व्यवहार्यता

Top, a molecular propellor. Bottom, a molecular planetary gear system. The feasibility of devices like these has been questioned.

इसलिए, ड्रेक्सलर के प्रस्तावों की व्यवहार्यता काफी हद तक इस बात पर निर्भर करती है कि क्या नैनोसिस्टम्स जैसे डिजाइनों को बनाने के लिए सार्वभौमिक असेंबलर की अनुपस्थिति में बनाया जा सकता है और वर्णित अनुसार काम करेगा। आणविक नैनोटेक्नोलॉजी के समर्थक अक्सर दावा करते हैं कि 1992 के बाद से नैनोसिस्टम्स में कोई महत्वपूर्ण त्रुटियां नहीं पाई गई हैं। यहां तक ​​कि कुछ आलोचक भी मानते हैं[52] ड्रेक्सलर ने अपने द्वारा प्रस्तावित नैनोसिस्टम के 'उच्च स्तरीय' पहलुओं के अंतर्निहित कई भौतिक सिद्धांतों पर सावधानीपूर्वक विचार किया है और वास्तव में, कुछ मुद्दों के बारे में विस्तार से सोचा है।

हालाँकि, अन्य आलोचकों का दावा है कि नैनोसिस्टम्स आणविक नैनोटेक्नोलॉजी की निम्न-स्तरीय 'मशीन भाषा' के बारे में महत्वपूर्ण रासायनिक विवरण छोड़ देता है।[53][54][55][56] वे यह भी दावा करते हैं कि नैनोसिस्टम्स में अन्य निम्न-स्तरीय रसायन विज्ञान के लिए व्यापक रूप से काम करने की आवश्यकता है, और इसलिए ड्रेक्सलर के उच्च-स्तरीय डिज़ाइन सट्टा नींव पर आधारित हैं। फ़्रीटास और मर्कल द्वारा हाल ही में इस तरह का और काम [57] इसका उद्देश्य निम्न-स्तरीय रसायन विज्ञान में मौजूदा अंतराल को भरकर इन नींवों को मजबूत करना है।

ड्रेक्सलर का तर्क है कि इन मुद्दों को हल करने से पहले हमें अपनी पारंपरिक नैनो टेक्नोलॉजी में सुधार होने तक इंतजार करने की आवश्यकता हो सकती है: आणविक विनिर्माण आणविक मशीन प्रणालियों में प्रगति की श्रृंखला के परिणामस्वरूप होगा, जैसे कि पहली चंद्रमा लैंडिंग तरल-ईंधन राकेट प्रणालियों में प्रगति की श्रृंखला के परिणामस्वरूप हुई थी। अब हम 1930 के दशक की ब्रिटिश इंटरप्लेनेटरी सोसायटी जैसी स्थिति में हैं, जिसने बताया था कि मल्टीस्टेज तरल-ईंधन वाले रॉकेट चंद्रमा तक कैसे पहुंच सकते हैं और मूल सिद्धांत के उदाहरण के रूप में शुरुआती रॉकेटों की ओर इशारा किया था।[58] हालाँकि, फ़्रीटास और मर्कले तर्क देते हैं [59] कि डायमंड मैकेनोसिंथेसिस (डीएमएस) को प्राप्त करने के लिए केंद्रित प्रयास मौजूदा तकनीक का उपयोग करके अब शुरू हो सकता है, और दशक से भी कम समय में सफलता मिल सकती है यदि उनके डायरेक्ट-टू-डीएमएस दृष्टिकोण को अधिक सर्किट विकास दृष्टिकोण के बजाय अपनाया जाता है जो डायमंडॉइड में आगे बढ़ने से पहले कम प्रभावशाली नॉनडायमंडोइड आणविक विनिर्माण प्रौद्योगिकियों को लागू करना चाहता है।

व्यवहार्यता के विरुद्ध तर्कों को संक्षेप में प्रस्तुत करने के लिए: सबसे पहले, आलोचकों का तर्क है कि आणविक नैनो प्रौद्योगिकी को प्राप्त करने में प्राथमिक बाधा आणविक/परमाणु पैमाने पर मशीनें बनाने के कुशल तरीके की कमी है, विशेष रूप से स्व-प्रतिकृति असेंबलर या डायमंडॉइड नैनोफैक्ट्री की ओर अच्छी तरह से परिभाषित पथ की अनुपस्थिति में। अधिवक्ताओं का जवाब है कि डायमंडॉइड नैनोफैक्ट्री की ओर ले जाने वाला प्रारंभिक शोध पथ विकसित किया जा रहा है।[6]

आणविक नैनो प्रौद्योगिकी तक पहुँचने में दूसरी कठिनाई डिज़ाइन है। किसी गियर या बेयरिंग को परमाणुओं के स्तर पर हाथ से डिज़ाइन करने में कुछ से कई सप्ताह लग सकते हैं। जबकि ड्रेक्सलर, मर्कल और अन्य ने सरल भागों के डिज़ाइन तैयार किए हैं, मॉडल टी फोर्ड की जटिलता के करीब आने वाली किसी भी चीज़ के लिए कोई व्यापक डिज़ाइन प्रयास नहीं किया गया है। अधिवक्ताओं का जवाब है कि ऐसे प्रयासों के लिए महत्वपूर्ण फंडिंग के अभाव में व्यापक डिजाइन प्रयास करना मुश्किल है, और इस बाधा के बावजूद बहुत उपयोगी डिजाइन-फॉरवर्ड अभी भी विकसित किए गए नए सॉफ्टवेयर टूल के साथ पूरा किया गया है, उदाहरण के लिए, नैनोरेक्स में।[60] नवीनतम रिपोर्ट ए मैटर ऑफ साइज: नेशनल नैनोटेक्नोलॉजी इनिशिएटिव की त्रिवार्षिक समीक्षा में[42]दिसंबर 2006 में राष्ट्रीय अकादमी प्रेस द्वारा प्रस्तुत (इंजन ऑफ क्रिएशन प्रकाशित होने के लगभग बीस साल बाद), उस रिपोर्ट के पृष्ठ 108 पर निष्कर्ष के अनुसार, आणविक नैनो टेक्नोलॉजी की ओर आगे बढ़ने का कोई स्पष्ट रास्ता अभी तक नहीं देखा जा सका है: हालांकि सैद्धांतिक गणना आज की जा सकती है, अंततः प्राप्य है रासायनिक प्रतिक्रिया चक्रों की सीमा, त्रुटि दर, संचालन की गति और थर्मोडायनामिक ऐसी बॉटम-अप विनिर्माण प्रणालियों की क्षमताएँ विश्वसनीय नहीं हो सकतीं इस समय भविष्यवाणी की गई। इस प्रकार, अंततः प्राप्य पूर्णता और जटिलता विनिर्मित उत्पादों की सैद्धांतिक रूप से गणना तो की जा सकती है, लेकिन भविष्यवाणी नहीं की जा सकती विश्वास के साथ। अंत में, इष्टतम अनुसंधान पथ जो सिस्टम तक ले जा सकते हैं जो थर्मोडायनामिक दक्षताओं और अन्य क्षमताओं से काफी अधिक है इस समय जैविक प्रणालियों की विश्वसनीय भविष्यवाणी नहीं की जा सकती। रिसर्च फंडिंग कि प्रयोगात्मक प्रदर्शन प्रस्तुत करने की जांचकर्ताओं की क्षमता पर आधारित है अमूर्त मॉडलों से लिंक करना और दीर्घकालिक दृष्टि का मार्गदर्शन करना सबसे उपयुक्त है इस लक्ष्य को प्राप्त करो। प्रदर्शनों की ओर ले जाने वाले अनुसंधान के इस आह्वान का नैनोफैक्ट्री सहयोग जैसे समूहों द्वारा स्वागत किया जाता है जो विशेष रूप से डायमंड मैकेनोसिंथेसिस में प्रयोगात्मक सफलताओं की तलाश कर रहे हैं।[61] उत्पादक नैनोसिस्टम्स के लिए प्रौद्योगिकी रोडमैप[62] इसका लक्ष्य अतिरिक्त रचनात्मक अंतर्दृष्टि प्रदान करना है।

यह पूछना शायद दिलचस्प है कि क्या भौतिक कानून के अनुरूप अधिकांश संरचनाएं वास्तव में निर्मित की जा सकती हैं या नहीं। अधिवक्ताओं का कहना है कि आणविक विनिर्माण के अधिकांश दृष्टिकोण को प्राप्त करने के लिए प्राकृतिक कानून के अनुकूल किसी भी संरचना का निर्माण करने में सक्षम होना आवश्यक नहीं है। बल्कि, ऐसी संरचनाओं का केवल पर्याप्त (संभवतः मामूली) उपसमूह बनाने में सक्षम होना आवश्यक है - जैसा कि, वास्तव में, आज दुनिया में उपयोग की जाने वाली किसी भी व्यावहारिक विनिर्माण प्रक्रिया के लिए सच है, और यहां तक ​​कि जीव विज्ञान में भी सच है। किसी भी घटना में, जैसा कि रिचर्ड फेनमैन ने बार कहा था, केवल यह कहना वैज्ञानिक है कि क्या अधिक संभावना है या क्या कम संभावना है, और हर समय यह साबित करना नहीं है कि क्या संभव है या असंभव है।[63]


डायमंड मैकेनोसिंथेसिस पर मौजूदा कार्य

यांत्रिक रूप से हाइड्रोजन परमाणुओं को हटाकर/जोड़कर हीरे को संश्लेषित करने पर सहकर्मी-समीक्षित सैद्धांतिक कार्य बढ़ रहा है [64] और कार्बन परमाणुओं को जमा करना [65][66][67][68][69][70] (एक प्रक्रिया जिसे मैकेनोसिंथेसिस के रूप में जाना जाता है)। यह कार्य धीरे-धीरे व्यापक नैनोविज्ञान समुदाय में प्रवेश कर रहा है और इसकी आलोचना की जा रही है। उदाहरण के लिए, पेंग एट अल। (2006)[71] (फ़्रीटास, मर्कले और उनके सहयोगियों द्वारा जारी शोध प्रयास में) रिपोर्ट करता है कि सबसे अधिक अध्ययन किया गया मैकेनोसिंथेसिस टूलटिप मोटिफ (DCB6Ge) सफलतापूर्वक C रखता है2 C(110) हीरे की सतह पर कार्बन डिमर (रसायन विज्ञान) 300 K (कमरे का तापमान) और 80 K (तरल नाइट्रोजन तापमान) दोनों पर, और सिलिकॉन वैरिएंट (DCB6Si) भी 80 K पर काम करता है, लेकिन 300 K पर नहीं। इस नवीनतम अध्ययन में 100,000 से अधिक सीपीयू घंटे का निवेश किया गया था। DCB6 टूलटिप मोटिफ, जिसे शुरू में 2002 में दूरदर्शिता सम्मेलन में मर्कले और फ्रीटास द्वारा वर्णित किया गया था, हीरे के मैकेनोसिंथेसिस के लिए प्रस्तावित पहला पूर्ण टूलटिप था और एकमात्र टूलटिप मोटिफ बना हुआ है जिसे पूर्ण 200-परमाणु हीरे की सतह पर अपने इच्छित कार्य के लिए सफलतापूर्वक अनुकरण किया गया है।

इस कार्य में तैयार किए गए टूलटिप्स का उपयोग केवल सावधानीपूर्वक नियंत्रित वातावरण (जैसे, वैक्यूम) में किया जाना है। पेंग एट अल में टूलटिप ट्रांसलेशनल और रोटेशनल मिसप्लेसमेंट त्रुटियों के लिए अधिकतम स्वीकार्य सीमाएं बताई गई हैं। (2006) - डिमर को गलत तरीके से जोड़ने से बचने के लिए टूलटिप्स को अत्यधिक सटीकता के साथ रखा जाना चाहिए। पेंग एट अल. (2006) की रिपोर्ट है कि टूलटिप के ऊपर सी परमाणुओं के 4 समर्थन विमानों से हैंडल की मोटाई को 5 विमानों तक बढ़ाने से संपूर्ण संरचना की अनुनाद आवृत्ति 2.0 टीएचजेड से 1.8 टीएचजेड तक कम हो जाती है। इससे भी महत्वपूर्ण बात यह है कि 384-एटम हैंडल पर लगे DCB6Ge टूलटिप के कंपन पैरों के निशान और समान रूप से बाधित लेकिन बहुत बड़े 636-एटम क्रॉसबार हैंडल पर लगे समान टूलटिप के कंपन पदचिह्न गैर-क्रॉसबार दिशाओं में लगभग समान हैं। अतिरिक्त कम्प्यूटेशनल अध्ययन मॉडलिंग अभी भी बड़े हैंडल संरचनाओं का स्वागत है, लेकिन अपेक्षित परमाणु सटीकता के लिए एसपीएम युक्तियों को सटीक रूप से स्थापित करने की क्षमता को कम तापमान पर प्रयोगात्मक रूप से बार-बार प्रदर्शित किया गया है,[72][73] या यहां तक ​​कि कमरे के तापमान पर भी[74][75] इस क्षमता के लिए बुनियादी अस्तित्व प्रमाण बनाना।

अग्रगामी अनुसंधान[76] अतिरिक्त टूलटिप्स पर विचार करने के लिए समय लेने वाली कम्प्यूटेशनल रसायन विज्ञान और कठिन प्रयोगशाला कार्य की आवश्यकता होगी।

एक कार्यशील nanofactory को विभिन्न प्रतिक्रियाओं के लिए विभिन्न प्रकार की अच्छी तरह से डिज़ाइन की गई युक्तियों और अधिक जटिल सतहों पर परमाणुओं को रखने के विस्तृत विश्लेषण की आवश्यकता होगी। हालाँकि वर्तमान संसाधनों को देखते हुए यह चुनौतीपूर्ण समस्या प्रतीत होती है, भविष्य के शोधकर्ताओं की मदद के लिए कई उपकरण उपलब्ध होंगे: मूर का नियम कंप्यूटर शक्ति में और वृद्धि की भविष्यवाणी करता है, निर्माण (अर्धचालक) तकनीकें नैनोस्केल तक पहुंचती रहती हैं, और शोधकर्ता नवीन रसायन विज्ञान करने के लिए प्रोटीन, राइबोसोम और डीएनए का उपयोग करने में और अधिक कुशल हो जाते हैं।

कल्पना के कार्य

  • नील स्टीफेंसन द्वारा द डायमंड एज में, हीरे को सीधे कार्बन परमाणुओं से बनाया जा सकता है। धूल के आकार का पता लगाने वाले उपकरणों से लेकर विशाल हीरे के जेपेलिन तक सभी प्रकार के उपकरण केवल कार्बन, ऑक्सीजन, नाइट्रोजन और क्लोरीन परमाणुओं का उपयोग करके परमाणु द्वारा निर्मित होते हैं।
  • एंड्रयू साल्ट्ज़मैन के उपन्यास टुमॉरो में (ISBN 1-4243-1027-X), वैज्ञानिक तरल बनाने के लिए नैनोरोबोटिक्स का उपयोग करता है जो रक्तप्रवाह में डाले जाने पर, किसी को लगभग अजेय बना देता है, यह देखते हुए कि सूक्ष्म मशीनें क्षतिग्रस्त होने के बाद लगभग तुरंत ऊतक की मरम्मत करती हैं।
  • पैलेडियम पुस्तकें के भूमिका निभाने वाला खेल स्प्लाईसर में, मानवता नैनोबोट प्लेग के आगे झुक गई है, जिसके कारण गैर-कीमती धातु से बनी कोई भी वस्तु मानव द्वारा छूने के तुरंत बाद मुड़ जाती है और आकार (कभी-कभी प्रकार के रोबोट में) बदल जाती है। इसके बाद वस्तु मानव पर हमला करने के लिए आगे बढ़ेगी। इसने मानवता को पहले धातु से बने उपकरणों के स्थान पर जैव प्रौद्योगिकी उपकरण विकसित करने के लिए मजबूर किया है।
  • टेलीविजन शो मिस्ट्री साइंस थिएटर 3000 में, नैनाइट्स (केविन मर्फी (अभिनेता), पॉल चैपलिन (अभिनेता), मैरी जो पहल और ब्रिजेट जोन्स (अभिनेता) द्वारा अलग-अलग आवाज दी गई) - स्व-प्रतिकृति, जैव-इंजीनियर्ड जीव हैं जो जहाज पर काम करते हैं, वे सूक्ष्म जीव हैं जो सैटेलाइट ऑफ लव के कंप्यूटर सिस्टम में रहते हैं। (वे स्टार ट्रेक: द नेक्स्ट जेनरेशन एपिसोड इवोल्यूशन (टीएनजी एपिसोड) के प्राणियों के समान हैं, जिसमें नैनाइट्स को एंटरप्राइज पर कब्जा करते हुए दिखाया गया था।) नैनाइट्स ने सीजन 8 में अपनी पहली उपस्थिति दर्ज की। नैनोटेक्नोलॉजी की अवधारणा के आधार पर, उनकी हास्यपूर्ण Deus पूर्व machina गतिविधियों में तत्काल मरम्मत और निर्माण, हेयरस्टाइलिंग, पिस्सू सर्कस के नैनाइट संस्करण का प्रदर्शन, सूक्ष्म युद्ध का संचालन करना और यहां तक ​​कि माइक के खतरनाक रूप से अस्पष्ट अनुरोध के बाद पर्यवेक्षकों के ग्रह को नष्ट करना जैसे विविध कार्य शामिल थे। देखभाल [ए] छोटी सी समस्या। वे माइक्रोब्र्युरी भी चलाते थे।
  • स्टारगेट अटलांटिस का दुश्मन स्व-संयोजन नैनोरोबोट से बना है, जो ग्रह को ग्रे गू में भी बदल देता है।
  • माइकल क्रिक्टन के उपन्यास प्री में, स्वयं की प्रतिकृति बनाने वाले नैनोबॉट शिकारी व्यवहार के साथ स्वायत्त नैनो-झुंड बनाते हैं। नायक को झुंड को ग्रे गू प्लेग में बदलने से पहले रोकना होगा।
  • एवेंजर्स इन्फिनिटी वॉर और एवेंजर्स एंडगेम फिल्मों में टोनी स्टार्क के आयरन मैन सूट का निर्माण नैनो तकनीक का उपयोग करके किया गया था।

यह भी देखें

संदर्भ

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संदर्भ कार्य

  • इस विषय पर प्राथमिक तकनीकी संदर्भ कार्य है नैनोसिस्टम्स: आणविक मशीनरी, विनिर्माण और संगणना, संभावित नैनोमशीन और आणविक विनिर्माण प्रणालियों के विशेष वर्ग का गहन, भौतिकी-आधारित विश्लेषण, उनकी व्यवहार्यता और प्रदर्शन के व्यापक विश्लेषण के साथ। नैनोसिस्टम्स ड्रेक्सलर के एमआईटी डॉक्टरेट शोध प्रबंध, आणविक मशीनरी और संगणना के अनुप्रयोगों के साथ विनिर्माण पर आधारित है। दोनों कार्य प्रौद्योगिकी विकास मार्गों पर भी चर्चा करते हैं जो स्कैनिंग जांच और जैव-आणविक प्रौद्योगिकियों से शुरू होते हैं।
  • ड्रेक्सलर और अन्य लोगों ने आणविक नैनो प्रौद्योगिकी के विचारों को कई अन्य पुस्तकों के साथ विस्तारित किया। अनबाउंडिंग द फ्यूचर: द नैनोटेक्नोलॉजी रेवोल्यूशन [1] और । अनबाउंडिंग द फ़्यूचर आसानी से पढ़ी जाने वाली किताब है जो आणविक नैनोटेक्नोलॉजी के विचारों को बहुत अधिक तकनीकी तरीके से पेश करती है। इसी क्रम में अन्य उल्लेखनीय कार्य हैं नैनोमेडिसिन वॉल्यूम। मैं और वॉल्यूम. आईआईए रॉबर्ट फ्रीटास और किनेमैटिक सेल्फ-रेप्लिकेटिंग मशीन द्वारा "केएसआरएम सामग्री तालिका पृष्ठ". Molecularassembler.com. Retrieved 2010-09-05.रॉबर्ट फ़्रीटास और राल्फ मर्कले द्वारा।
  • नैनोटेक्नोलॉजी: वैश्विक बहुतायत पर आणविक अटकलें, बीसी क्रैन्डल द्वारा संपादित (ISBN 0-262-53137-2) एमएनटी अनुप्रयोगों के लिए दिलचस्प विचार प्रस्तुत करता है।

बाहरी संबंध

  1. ↑ "Unbounding the Future: Table of Contents". Foresight.org. Retrieved 2010-09-05.
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