Каков Mechanosynthesis?
В хемосинтезе, традиционное (и вездесущий в природе) метод инициирования химических реакций, много миллионов или больше молекул реагента комбинированы в жидкости или паре, позволяя им беспорядочно столкнуться через тепловое движение, пока достаточное количество желаемых продуктов реакции не произведено. В отличие от этого, в mechanosynthesis, продвинутая химическая методика синтеза все еще в процессе развития, молекулярные механические системы, функционирующие в соответствии с запрограммированными инструкциями, объединили бы единственную молекулу или атом с другим, связывая их вместе направленным и аккуратным способом. Используя этот метод, нежелательных реакций можно было избежать, и пропускная способность реакции могла быть увеличена значительно.
Элементарный mechanosynthesis был уже продемонстрирован с кремнием в 2003, Oyabu и др. Используя растровый туннельный микроскоп (STM), Oyabu и его сотрудники использовали одну только механическую силу, чтобы сделать и разорвать ковалентные атомные связи. Этот подвиг был выполнен под криогенными температурами в вакуумной окружающей среде. Ранее, в 1988, исследователи IBM разъяснили письма IBM І с атомами ксенона на медной поверхности. Это не было истинным mechanosynthesis, но продемонстрировало выполнимость управления отдельными атомами с STM, орудием микроскопа с одноатомным концом. В принципе, управление отдельными молекулами с концом STM может быть сделано, хотя автоматизация процесса была трудной.
Для mechanosynthesis, чтобы быть чем-то другим чем научное любопытство, и быть полезным для строительства практических изделий, это должно было бы быть выполнено в широком масштабе параллельным способом, используя более гибкие атомные элементарные звенья, такие как углерод. Построить необходимое число манипуляторов на уровне атомов для mechanosynthesis обрабатывающих систем, самокопируя и универсальных манипуляторов было бы очень желательно. Такое устройство назвал молекулярным ассемблером ученый, который первоначально предполагал его, доктор Эрик Дрекслер. Drexler издал популярную экспозицию на теме в 1986, Двигатели Создания , сопровождаемый более техническими Наносистемами в 1992, который обрисовывал в общих чертах диапазон молекулярных механизмов, эксплуатирующих mechanosynthetic процессы.
Если ассемблер самомультиплицирования, основанный на углероде mechanosynthesis, мог бы быть разработан, экспоненциальный рост от ауторепликации мог бы позволить количествам килограмма быть созданными только в нескольких дюжинах циклов снятия реплики, даже если молекулярные ассемблеры непосредственно только взвешивают несколько picograms. Тогда, ассемблеры могли быть предписаны сотрудничать в построении изделий макромасштаба, таких как компьютеры, электроприборы, и автомобили.
Эксплуатируя точно направленную конструкцию на атомном уровне, эти изделия могли быть построены с каждым атомом в предопределенном месте. Это разрешило бы исполнительные увеличения нескольких порядков величины в нескольких областях, таких как удельная мощность двигателей и миниатюризация обработки элементов. Наша текущая машина построена относительно сырыми процессами в сравнении, и имеет тенденцию быть относительно дезорганизованной на атомном уровне. Эта футуристическая производственная методология упоминалась как молекулярная нанотехнология или молекулярное производство.