Historia de la nanotecnología

La historia de la nanotecnología tiene su origen en la década de 1980, cuando comenzaron a surgir verdaderos avances tecnológicos que permitieron el trabajo de materiales a escalas microscópicas. En 1981, se inventó el microscopio de efecto túnel, seguido del descubrimiento de los fullerenos en 1985, lo que sentó las bases experimentales del campo.

Más adelante, el marco conceptual de la nanotecnología comenzó a tomar forma con la publicación del libro "Engines of Creation" en 1986. Este libro no solo esclareció los objetivos de la nanotecnología, sino que también contribuyó a su popularización.

Debe decirse, que la historia de la nanotecnología no aplicada es más extensa, y traza el desarrollo de los conceptos y trabajos no experimentales que caen dentro de la amplia categoría de tecnología a nanoescala, por lo que el desarrollo de sus conceptos centrales ocurrió durante un período de tiempo más largo. Sin embargo, como campo científico, la nanotecnología tiene un desarrollo relativamente reciente.

No fue sino hasta principios de la década de 2000, que la nanotecnología empezó a captar la atención pública y generó debates significativos. Estos debates se centraron en las implicaciones potenciales de la nanotecnología y la viabilidad de sus aplicaciones, especialmente en el ámbito de la nanotecnología molecular. Durante este período, los gobiernos comenzaron a financiar activamente su investigación.

Los primeros años del siglo XXI también fueron testigos del inicio de las aplicaciones comerciales de la nanotecnología, aunque en sus inicios estas aplicaciones se limitaron principalmente a los nanomateriales en masa, como el grafeno, sin tener los efectos potencialmente riesgoso que suscitaron los debates iniciales sobre el tema.

HSD

Creador del concepto "nanotecnología"

El primero en vislumbrar la posibilidad real de manipulación de materiales a nivel atómico fue Richard Feynman, en su famoso charla del 29 de diciembre de 1959 titulada "There's Plenty of Room at the Bottom" (está lleno de habitaciones allí abajo) durante su conferencia en la reunión anual de la Sociedad Estadounidense de Física, en el Instituto de Tecnología de California (Caltech).

Allí, Feynman discutió la posibilidad de manipular átomos y moléculas directamente en un futuro cercano, bajo una base conceptual plausible en el área de la física. Por ello es considerado el padre de la nanotecnología. Sin embargo, Feynman no usó el término "nanotecnología" para describir las ideas que expuso.

El nombre "nanotecnología" fue atribuido en 1974 por el Prof. Norio Taniguchi de la Universidad de Ciencias de Tokio. En un artículo publicado, Taniguchi definió la nanotecnología como el procedimiento de separación, consolidación y deformación de materiales átomo por átomo o molécula por molécula.

Y una década después, el término "nanotecnología" fue popularizado por K. Eric Drexler, especialmente a través de su libro "Engines of Creation" (máquinas de la creación), publicado en 1986. Drexler conceptualizó lo que entendemos por nanotecnología como disciplina científica, e hizo del tema una idea tangible para la comunidad científica de su época.

Así, mientras que Drexler jugó un papel importante en la popularización y conceptualización de la nanotecnología, las raíces de la idea se pueden rastrear hasta contribuciones anteriores, incluyendo las de Feynman, Taniguchi y otros científicos que trabajaron en campos relacionados.

Orígenes de la nanotecnología

Ricardo Feynman

El físico estadounidense Richard Feynman dio una conferencia, "Hay mucho espacio en el fondo", en una reunión de la Sociedad Estadounidense de Física en Caltech el 29 de diciembre de 1959, que a menudo se considera que sirvió de inspiración para el campo de la nanotecnología. Feynman había descrito un proceso mediante el cual se podía desarrollar la capacidad de manipular átomos y moléculas individuales, usando un conjunto de herramientas precisas para construir y operar otro conjunto proporcionalmente más pequeño, hasta llegar a la escala necesaria. En el transcurso de esto, señaló, surgirían problemas de escala debido a la magnitud cambiante de varios fenómenos físicos: la gravedad se volvería menos importante, la tensión superficial y la atracción de Van der Waals se volverían más importantes.

Después de la muerte de Feynman, un erudito que estudia el desarrollo histórico de la nanotecnología concluyó que su papel real en la catalización de la investigación en nanotecnología fue limitado, según los recuerdos de muchas de las personas activas en el campo naciente en las décadas de 1980 y 1990. Chris Toumey, antropólogo cultural de la Universidad de Carolina del Sur, descubrió que las versiones publicadas del discurso de Feynman tuvieron una influencia insignificante en los veinte años posteriores a su primera publicación, según lo medido por citas en la literatura científica, y no mucha más influencia en la década posterior a la invención del microscopio de efecto túnel en 1981. Posteriormente, el interés por el "espacio suficiente" en la literatura científica aumentó considerablemente a principios de la década de 1990. Esto probablemente se deba a que el término "nanotecnología" ganó mucha atención justo antes de ese momento,Engines of Creation: The Coming Era of Nanotechnology, que tomó el concepto de Feynman de mil millones de fábricas diminutas y agregó la idea de que podrían hacer más copias de sí mismos a través del control de una computadora en lugar del control de un operador humano; y en un artículo de portada titulado "Nanotecnología", publicado más tarde ese año en una revista orientada a la ciencia de circulación masiva, Omni. El análisis de Toumey también incluye comentarios de distinguidos científicos en nanotecnología que dicen que "Plenty of Room" no influyó en sus primeros trabajos y, de hecho, la mayoría de ellos no lo había leído hasta una fecha posterior.

Estos y otros desarrollos insinúan que el redescubrimiento retroactivo de "Plenty of Room" de Feynman le dio a la nanotecnología una historia empaquetada que proporcionó una fecha temprana de diciembre de 1959, además de una conexión con el carisma y el genio de Richard Feynman. La estatura de Feynman como premio Nobel y como figura icónica de la ciencia del siglo XX seguramente ayudó a los defensores de la nanotecnología y proporcionó un valioso vínculo intelectual con el pasado.

Norio Taniguchi

El científico japonés llamado Norio Taniguchi de la Universidad de Ciencias de Tokio fue el primero en utilizar el término "nanotecnología" en una conferencia de 1974, para describir procesos de semiconductores como la deposición de películas delgadas y el fresado de haces de iones que exhiben un control característico del orden de un nanómetro. Su definición fue: "La 'nanotecnología' consiste principalmente en el procesamiento, la separación, la consolidación y la deformación de materiales por parte de un átomo o una molécula". Sin embargo, el término no se volvió a utilizar hasta 1981, cuando Eric Drexler, que desconocía el uso anterior del término por parte de Taniguchi, publicó su primer artículo sobre nanotecnología en 1981.

K. Eric Drexler

En la década de 1980, la idea de la nanotecnología como un manejo determinista, en lugar de estocástico, de átomos y moléculas individuales fue explorada conceptualmente en profundidad por K. Eric Drexler, quien promovió la importancia tecnológica de los fenómenos y dispositivos a nanoescala a través de discursos y dos libros influyentes..

En 1980, Drexler se encontró con la provocativa charla de Feynman de 1959 "Hay mucho espacio en el fondo" mientras preparaba su artículo científico inicial sobre el tema, "Ingeniería molecular: un enfoque para el desarrollo de capacidades generales para la manipulación molecular", publicado en Proceedings of la Academia Nacional de Ciencias en 1981. Drexler aplicó de forma independiente el término "nanotecnología" (que era paralelo a la "nanotecnología" de Taniguchi) en su libro de 1986 Engines of Creation: The Coming Era of Nanotechnology, que proponía la idea de un "ensamblador" a nanoescala que sería capaz de construir una copia de sí mismo y de otros elementos de complejidad arbitraria. También publicó por primera vez el término "goo gris" para describir lo que podría suceder si se construyera y lanzara una máquina autorreplicante hipotética, capaz de funcionar de forma independiente. La visión de Drexler de la nanotecnología a menudo se llama "Nanotecnología Molecular" (MNT) o "fabricación molecular".

Su doctorado de 1991. El trabajo en el MIT Media Lab fue el primer doctorado en el tema de la nanotecnología molecular y (después de algunas ediciones) su tesis, "Molecular Machinery and Manufacturing with Applications to Computation", se publicó como Nanosystems: Molecular Machinery, Manufacturing, and Computation, que recibió el premio de la Asociación de Editores Estadounidenses al Mejor Libro de Ciencias de la Computación de 1992. Drexler fundó el Instituto Foresight en 1986 con la misión de "Prepararse para la nanotecnología". Drexler ya no es miembro del Foresight Institute.

Primeras investigaciones experimentales

En nanoelectrónica, el espesor a nanoescala se demostró en el óxido de la puerta y las películas delgadas utilizadas en los transistores ya en la década de 1960, pero no fue hasta finales de la década de 1990 que se demostraron los MOSFET (transistores de efecto de campo de semiconductores de óxido de metal) con longitud de puerta a nanoescala.. La nanotecnología y la nanociencia recibieron un impulso a principios de la década de 1980 con dos desarrollos importantes: el nacimiento de la ciencia de racimo y la invención del microscopio de túnel de barrido (STM). Estos desarrollos llevaron al descubrimiento de los fullerenos en 1985 y la asignación estructural de los nanotubos de carbono en 1991. El desarrollo de FinFET en la década de 1990 también sentó las bases para la fabricación moderna de dispositivos semiconductores nanoelectrónicos.

Invención de la microscopía de sonda de barrido

El microscopio de efecto túnel, un instrumento para obtener imágenes de superficies a nivel atómico, fue desarrollado en 1981 por Gerd Binnig y Heinrich Rohrer en el Laboratorio de Investigación de IBM en Zúrich, por lo que recibieron el Premio Nobel de Física en 1986. Binnig, Calvin Quate y Christoph Gerber inventó el primer microscopio de fuerza atómica en 1986. El primer microscopio de fuerza atómica disponible comercialmente se introdujo en 1989.

El investigador de IBM Don Eigler fue el primero en manipular átomos utilizando un microscopio de efecto túnel en 1989. Usó 35 átomos de xenón para deletrear el logotipo de IBM. Compartió el Premio Kavli 2010 en Nanociencia por este trabajo.

Avances en la ciencia de interfases y coloides

La ciencia de interfaces y coloides existió durante casi un siglo antes de que se asociaran con la nanotecnología. Las primeras observaciones y mediciones de tamaño de nanopartículas se realizaron durante la primera década del siglo XX por Richard Adolf Zsigmondy, ganador del Premio Nobel de Química de 1925, quien realizó un estudio detallado de soles de oro y otros nanomateriales con tamaños de hasta 10 nm. usando un ultramicroscopio que era capaz de visualizar partículas mucho más pequeñas que la longitud de onda de la luz. Zsigmondy también fue el primero en utilizar el término "nanómetro" explícitamente para caracterizar el tamaño de las partículas. En la década de 1920, Irving Langmuir, ganador del Premio Nobel de Química de 1932, y Katharine B. Blodgett introdujeron el concepto de monocapa, una capa de material de una molécula de espesor. A principios de la década de 1950, Derjaguin y Abrikosova realizaron la primera medición de las fuerzas superficiales.

En 1974, Tuomo Suntola y colaboradores en Finlandia desarrollaron y patentaron el proceso de deposición de capas atómicas para depositar películas delgadas uniformes capa atómica a la vez.

En otro desarrollo se estudió la síntesis y propiedades de los nanocristales semiconductores. Esto condujo a un rápido aumento del número de nanopartículas semiconductoras de puntos cuánticos.

Descubrimiento de los fullerenos

Los fullerenos fueron descubiertos en 1985 por Harry Kroto, Richard Smalley y Robert Curl, quienes juntos ganaron el Premio Nobel de Química en 1996. La investigación de Smalley en química física investigó la formación de grupos inorgánicos y de semiconductores utilizando haces moleculares pulsados ​​y espectrometría de masas de tiempo de vuelo. Como resultado de esta experiencia, Curl le presentó a Kroto para investigar una cuestión sobre los componentes del polvo astronómico. Estos son granos ricos en carbono expulsados ​​por viejas estrellas como R Corona Borealis. El resultado de esta colaboración fue el descubrimiento de C ₆₀ y los fullerenos como la tercera forma alotrópica de carbono. Los descubrimientos posteriores incluyeron los fullerenos endoédricos y la familia más grande de fullerenos al año siguiente.

El descubrimiento de los nanotubos de carbono se atribuye en gran medida a Sumio Iijima de NEC en 1991, aunque se han producido y observado nanotubos de carbono en una variedad de condiciones antes de 1991. El descubrimiento de Iijima de nanotubos de carbono de pared múltiple en el material insoluble de grafito quemado con arco varillas en 1991 y la predicción independiente de Mintmire, Dunlap y White de que si se pudieran hacer nanotubos de carbono de pared simple, entonces exhibirían notables propiedades conductoras ayudaron a crear el rumor inicial que ahora se asocia con los nanotubos de carbono. La investigación de nanotubos se aceleró enormemente tras los descubrimientos independientes de Bethune en IBM e Iijima en NEC de los nanotubos de pared simple.nanotubos de carbono y métodos para producirlos específicamente agregando catalizadores de metales de transición al carbono en una descarga de arco.

A principios de la década de 1990, Huffman y Kraetschmer, de la Universidad de Arizona, descubrieron cómo sintetizar y purificar grandes cantidades de fullerenos. Esto abrió la puerta a su caracterización y funcionalización por parte de cientos de investigadores en laboratorios gubernamentales e industriales. Poco después, C _{60 dopado con rubidio}se encontró que era un superconductor de temperatura media (Tc = 32 K). En una reunión de la Sociedad de Investigación de Materiales en 1992, el Dr. T. Ebbesen (NEC) describió a una audiencia fascinada su descubrimiento y caracterización de los nanotubos de carbono. Este evento envió a los asistentes y otros a favor de su presentación a sus laboratorios para reproducir e impulsar esos descubrimientos. Utilizando herramientas iguales o similares a las utilizadas por Huffman y Kratschmer, cientos de investigadores desarrollaron aún más el campo de la nanotecnología basada en nanotubos.

Transistores a nanoescala

Un transistor de unión de metal-semiconductor de base nanocapa (unión M-S) fue inicialmente propuesto y demostrado por A. Rose en 1960, L. Geppert, Mohamed Atalla y Dawon Kahng en 1962. Décadas más tarde, los avances en la tecnología de puertas múltiples permitieron la Escalado de dispositivos de transistores de efecto de campo de semiconductores de óxido de metal (MOSFET) hasta niveles de nanoescala inferiores a 20 nm de longitud de puerta, comenzando con el FinFET (transistor de efecto de campo de aleta), un transistor de efecto de campo tridimensional, no plano, doble -MOSFET de puerta. En UC Berkeley, un equipo de investigadores que incluía a Digh Hisamoto, Chenming Hu, Tsu-Jae King Liu, Jeffrey Bokor y otros fabricaron dispositivos FinFET hasta un proceso de 17 nm en 1998, luego 15 nm en 2001 y luego 10 nm en 2002.

En 2006, un equipo de investigadores coreanos del Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea (KAIST) y el Centro Nacional Nano Fab desarrollaron un MOSFET de 3 nm, el dispositivo nanoelectrónico más pequeño del mundo. Se basó en la tecnología FinFET gate-all-around (GAA).

Primeros usos de los nanomateriales

Se han encontrado nanotubos de carbono en cerámica de Keeladi, India, que datan de c. 600-300 a. C., aunque no se sabe cómo se formaron o si la sustancia que los contenía se empleó deliberadamente. Se han observado nanocables de cementita en el acero de Damasco, un material que data de c. 900 dC, también se desconoce su origen y forma de fabricación.

Aunque las nanopartículas se asocian con la ciencia moderna, los artesanos las usaban ya en el siglo IX en Mesopotamia para crear un efecto brillante en la superficie de las vasijas.

En los tiempos modernos, la cerámica de la Edad Media y el Renacimiento a menudo conserva un brillo metálico distintivo de color dorado o cobrizo. Este brillo es causado por una película metálica que se aplicó a la superficie transparente de un vidriado, que contiene nanopartículas de plata y cobre dispersas homogéneamente en la matriz vítrea del vidriado cerámico. Estas nanopartículas son creadas por los artesanos agregando sales y óxidos de cobre y plata junto con vinagre, ocre y arcilla sobre la superficie de la cerámica previamente vidriada. La técnica se originó en el mundo musulmán. Como a los musulmanes no se les permitía usar oro en representaciones artísticas, buscaron una manera de crear un efecto similar sin usar oro real. La solución que encontraron fue usar lustre.

Usos comerciales iniciales

A principios de la década de 2000 se vio el comienzo del uso de la nanotecnología en productos comerciales, aunque la mayoría de las aplicaciones se limitan al uso masivo de nanomateriales pasivos. Los ejemplos incluyen dióxido de titanio y nanopartículas de óxido de zinc en protectores solares, cosméticos y algunos productos alimenticios; nanopartículas de plata en envases de alimentos, ropa, desinfectantes y electrodomésticos como Silver Nano; nanotubos de carbono para textiles resistentes a las manchas; y óxido de cerio como catalizador de combustible. A partir del 10 de marzo de 2011, el Proyecto sobre Nanotecnologías Emergentes estimó que más de 1300 productos de nanotecnología identificados por el fabricante están disponibles públicamente, y los nuevos llegan al mercado a un ritmo de 3 a 4 por semana.

La Fundación Nacional de Ciencias financió al investigador David Berube para estudiar el campo de la nanotecnología. Sus hallazgos se publican en la monografía Nano-Hype: The Truth Behind the Nanotechnology Buzz. Este estudio concluye que gran parte de lo que se vende como “nanotecnología” es, de hecho, una reformulación de la ciencia de los materiales, lo que está dando lugar a una “industria de la nanotecnología basada únicamente en la venta de nanotubos, nanocables y similares” que “terminará con una pocos proveedores que venden productos de bajo margen en grandes volúmenes". Otras aplicaciones que requieren manipulación real o disposición de componentes a nanoescala esperan más investigación. Aunque las tecnologías marcadas con el término 'nano' a veces están poco relacionadas y están muy lejos de las más ambiciosas y transformadoras. metas tecnológicas del tipo en propuestas de fabricación molecular, el término todavía connota tales ideas. Según Berube, puede existir el peligro de que se forme, o ya se esté formando, una "nanoburbuja" a partir del uso del término por parte de científicos y empresarios para obtener financiación, independientemente del interés en las posibilidades transformadoras de proyectos más ambiciosos y lejanos. trabajo vidente.

La fabricación comercial de dispositivos semiconductores nanoelectrónicos comenzó en la década de 2010. En 2013, SK Hynix comenzó la producción comercial en masa de un proceso de 16 nm, TSMC comenzó la producción de un proceso FinFET de 16 nm y Samsung Electronics comenzó la producción de un proceso de 10 nm. TSMC comenzó la producción de un proceso de 7 nm en 2017 y Samsung comenzó la producción de un proceso de 5 nm en 2018. En 2019, Samsung anunció planes para la producción comercial de un proceso GAAFET de 3 nm para 2021.

Apoyo gubernamental y empresarial

Iniciativa Nacional de Nanotecnología

La Iniciativa Nacional de Nanotecnología es un programa federal de investigación y desarrollo de nanotecnología de los Estados Unidos. "El NNI sirve como el punto central de comunicación, cooperación y colaboración para todas las agencias federales involucradas en la investigación de nanotecnología, reuniendo la experiencia necesaria para avanzar en este campo amplio y complejo".Sus objetivos son impulsar un programa de investigación y desarrollo (I+D) de nanotecnología de clase mundial, fomentar la transferencia de nuevas tecnologías a productos para beneficio comercial y público, desarrollar y mantener recursos educativos, una fuerza laboral calificada y la infraestructura y herramientas de apoyo para avanzar nanotecnología y apoyar el desarrollo responsable de la nanotecnología. La iniciativa fue encabezada por Mihail Roco, quien propuso formalmente la Iniciativa Nacional de Nanotecnología a la Oficina de Política Científica y Tecnológica durante la administración Clinton en 1999, y fue un arquitecto clave en su desarrollo. Actualmente es asesor sénior de nanotecnología en la Fundación Nacional de Ciencias, así como presidente fundador del subcomité de ciencia, ingeniería y tecnología a nanoescala del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología.

El presidente Bill Clinton abogó por el desarrollo de la nanotecnología. En un discurso del 21 de enero de 2000 en el Instituto de Tecnología de California, Clinton dijo: "Algunos de nuestros objetivos de investigación pueden tardar veinte años o más en lograrse, pero esa es precisamente la razón por la cual el gobierno federal tiene un papel importante". La estatura y el concepto de fabricación atómicamente precisa de Feynman desempeñaron un papel en la obtención de fondos para la investigación en nanotecnología, como se menciona en el discurso del presidente Clinton:

Mi presupuesto respalda una nueva e importante Iniciativa Nacional de Nanotecnología, con un valor de $500 millones. Caltech no es ajeno a la idea de la nanotecnología, la capacidad de manipular la materia a nivel atómico y molecular. Hace más de 40 años, el propio Richard Feynman de Caltech preguntó: "¿Qué pasaría si pudiéramos organizar los átomos uno por uno de la manera que queremos?"

El presidente George W. Bush aumentó aún más la financiación de la nanotecnología. El 3 de diciembre de 2003, Bush promulgó la Ley de Investigación y Desarrollo de Nanotecnología del Siglo XXI, que autoriza gastos para cinco de las agencias participantes por un total de US$3.630 millones durante cuatro años. El complemento presupuestario de la NNI para el año fiscal 2009 proporciona $1.500 millones a la NNI, lo que refleja un crecimiento constante en la inversión en nanotecnología.

Apoyos internacionales

Más de sesenta países crearon programas gubernamentales de investigación y desarrollo (I+D) en nanotecnología entre 2001 y 2004. La financiación gubernamental fue superada por el gasto empresarial en I+D en nanotecnología, y la mayor parte de la financiación procedía de empresas con sede en los Estados Unidos, Japón y Alemania. Las cinco principales organizaciones que presentaron la mayor cantidad de patentes intelectuales sobre I+D en nanotecnología entre 1970 y 2011 fueron Samsung Electronics (2578 primeras patentes), Nippon Steel (1490 primeras patentes), IBM (1360 primeras patentes), Toshiba (1298 primeras patentes) y Canon (1.162 primeras patentes). Las cinco principales organizaciones que publicaron la mayor cantidad de artículos científicos sobre investigación en nanotecnología entre 1970 y 2012 fueron la Academia de Ciencias de China, la Academia de Ciencias de Rusia, el Centro Nacional de Investigación Científica,

Creciente debate público y controversias

"Por qué el futuro no nos necesita"

"Por qué el futuro no nos necesita" es un artículo escrito por Bill Joy, entonces científico jefe de Sun Microsystems, en la edición de abril de 2000 de Wiredrevista. En el artículo, argumenta que "nuestras tecnologías más poderosas del siglo XXI (robótica, ingeniería genética y nanotecnología) amenazan con convertir a los humanos en una especie en peligro de extinción". Joy argumenta que las tecnologías en desarrollo representan un peligro mucho mayor para la humanidad que cualquier tecnología antes de que se haya presentado. En particular, se centra en la genética, la nanotecnología y la robótica. Argumenta que las tecnologías de destrucción del siglo XX, como la bomba nuclear, estaban limitadas a los grandes gobiernos, debido a la complejidad y el costo de tales dispositivos, así como a la dificultad para adquirir los materiales necesarios. También expresa su preocupación por el aumento de la potencia de las computadoras. Su preocupación es que las computadoras eventualmente se vuelvan más inteligentes que nosotros, lo que conducirá a escenarios tan distópicos como la rebelión de los robots. En particular, cita a Unabomber sobre este tema. Después de la publicación del artículo, Bill Joy sugirió evaluar las tecnologías para medir sus peligros implícitos, además de que los científicos se nieguen a trabajar en tecnologías que tengan el potencial de causar daño.

En el artículo del AAAS Science and Technology Policy Yearbook 2001 titulado A Response to Bill Joy and the Doom-and-Gloom Technofuturists, Bill Joy fue criticado por tener una visión de túnel tecnológica en su predicción, al no considerar los factores sociales. En The Singularity Is Near de Ray Kurzweil, cuestionó la regulación de tecnología potencialmente peligrosa y preguntó: "¿Deberíamos decirles a los millones de personas afectadas por el cáncer y otras afecciones devastadoras que estamos cancelando el desarrollo de todos los tratamientos de bioingeniería porque existe el riesgo de que estos ¿Es posible que algún día se utilicen las mismas tecnologías con fines malévolos?".

Prey (La Presa)

Prey es una novela de 2002 de Michael Crichton que presenta un enjambre artificial de nanorobots que desarrollan inteligencia y amenazan a sus inventores humanos. La novela generó preocupación dentro de la comunidad de la nanotecnología de que la novela podría afectar negativamente la percepción pública de la nanotecnología al crear miedo a un escenario similar en la vida real.

Debate Drexler-Smalley

Richard Smalley, más conocido por descubrir conjuntamente la molécula "buckyball" con forma de balón de fútbol y uno de los principales defensores de la nanotecnología y sus muchas aplicaciones, fue un crítico abierto de la idea de los ensambladores moleculares, tal como la defendía Eric Drexler. En 2001, presentó objeciones científicas contra ellos atacando la noción de ensambladores universales en un artículo de Scientific American de 2001, lo que llevó a una refutación más tarde ese año por parte de Drexler y sus colegas, y finalmente a un intercambio de cartas abiertas en 2003.

Smalley criticó el trabajo de Drexler sobre nanotecnología como ingenuo, argumentando que la química es extremadamente complicada, las reacciones son difíciles de controlar y que un ensamblador universal es ciencia ficción. Smalley creía que tales ensambladores no eran físicamente posibles y les presentó objeciones científicas. Sus dos objeciones técnicas principales, que había denominado "problema de los dedos gordos" y "problema de los dedos pegajosos", argumentaban en contra de la viabilidad de que los ensambladores moleculares pudieran seleccionar y colocar átomos individuales con precisión. También creía que las especulaciones de Drexler sobre los peligros apocalípticos de los ensambladores moleculares amenazan el apoyo público al desarrollo de la nanotecnología.

Smalley primero argumentó que los "dedos gordos" hacían imposible el MNT. Más tarde argumentó que las nanomáquinas tendrían que parecerse más a las enzimas químicas que a los ensambladores de Drexler y que solo podrían funcionar en el agua. Creía que esto excluiría la posibilidad de "ensambladores moleculares" que funcionaran seleccionando y colocando con precisión átomos individuales. Además, Smalley argumentó que casi toda la química moderna involucra reacciones que tienen lugar en un solvente (generalmente agua), porque las pequeñas moléculas de un solvente contribuyen muchas cosas, como reducir las energías de enlace para los estados de transición. Dado que casi toda la química conocida requiere un solvente, Smalley sintió que la propuesta de Drexler de usar un ambiente de alto vacío no era factible.

Smalley también creía que las especulaciones de Drexler sobre los peligros apocalípticos de las máquinas autorreplicantes que han sido equiparadas con "ensambladores moleculares" amenazarían el apoyo público al desarrollo de la nanotecnología. Para abordar el debate entre Drexler y Smalley sobre ensambladores moleculares , Chemical & Engineering News publicó un punto-contrapunto consistente en un intercambio de cartas que abordaba los temas.

Drexler y colaboradores respondieron a estos dos temas en una publicación de 2001. Drexler y sus colegas notaron que Drexler nunca propuso ensambladores universales capaces de hacer absolutamente cualquier cosa, sino que propuso ensambladores más limitados capaces de hacer una variedad muy amplia de cosas. Cuestionaron la relevancia de los argumentos de Smalley para las propuestas más específicas presentadas en Nanosystems. Drexler sostuvo que ambos eran argumentos de hombre de paja, y en el caso de las enzimas, el Prof. Klibanov escribió en 1994, "... usar una enzima en solventes orgánicos elimina varios obstáculos..."Drexler también aborda este tema en Nanosystems al demostrar matemáticamente que los catalizadores bien diseñados pueden proporcionar los efectos de un solvente y, fundamentalmente, pueden hacerse incluso más eficientes de lo que jamás podría ser una reacción de solvente/enzima. Drexler tuvo dificultades para lograr que Smalley respondiera, pero en diciembre de 2003, Chemical & Engineering News realizó un debate de 4 partes.

Ray Kurzweil dedica cuatro páginas de su libro 'The Singularity Is Near' a demostrar que los argumentos de Richard Smalley no son válidos y a rebatirlos punto por punto. Kurzweil termina afirmando que las visiones de Drexler son muy practicables e incluso ya están sucediendo.

Informe de la Royal Society sobre las implicaciones de la nanotecnología

El informe de 2004 de la Royal Society y la Royal Academy of Engineering sobre las implicaciones de la nanociencia y las nanotecnologías se inspiró en las preocupaciones del príncipe Carlos sobre la nanotecnología, incluida la fabricación molecular. Sin embargo, el informe casi no dedica tiempo a la fabricación molecular. De hecho, la palabra "Drexler" aparece solo una vez en el cuerpo del informe (de pasada), y "fabricación molecular" o "nanotecnología molecular" no aparece en absoluto. El informe cubre varios riesgos de las tecnologías a nanoescala, como la toxicología de nanopartículas. También proporciona una descripción general útil de varios campos a nanoescala. El informe contiene un anexo (apéndice) sobre la sustancia viscosa gris, que cita una variación más débil del argumento controvertido de Richard Smalley contra la fabricación molecular. Concluye que no hay evidencia de que se desarrollen nanomáquinas autónomas y autorreplicantes en un futuro previsible, y sugiere que los reguladores deberían preocuparse más por los problemas de toxicología de las nanopartículas.