Toute la matière, les maisons, le papier, les liquides, l'air, et nous-mêmes sommes constitués d'atomes.
En fait, tout ce que nous pouvons voir, toucher, ou sentir est constitué d'un nombre assez faible d'atomes différents (quelques dizaines). L'air est principalement composé d'atomes d'oxygène, d'azote et de carbone. L'eau est composée d'atomes d'hydrogène et d'oxygène.
Les êtres vivants sont principalement composés d'atomes de carbone, d'hydrogène et d'oxygène. Ce qui fait qu'un arbre est différent d'un homme, ou un ordinateur d'un peu de sable est, bien sûr, l'organisation de ces quelques sortes d'atomes.
La différence d'agencement entre les atomes est, par exemple, l'unique différence entre un diamant et un morceau de charbon, tous deux constitués uniquement d'atomes de carbone.

Atomes de fer sur cuivre
(Source IBM)

Jusqu'à présent, toutes les méthodes de fabrication manipulent les atomes en très grande masse. Même la fabrication ultra fine des puces informatiques traite les atomes de façon statistique.
Car, les atomes sont extraordinairement petits, par rapport à notre échelle. Par exemple, dans l'épaisseur de cette feuille de papier -je l'ai mesuré, elle fait environ un dixième de millimètre d'épaisseur-, il est possible d'empiler environ 400.000 atomes de métal.

ETAT DE LA RECHERCHE ACTUELLE, VOIES EXPLOREES

Après la conférence de Richard Feynman, en 1959, ayant exposé les principes de la nanotechnologie, il existe aujourd'hui de nombreux laboratoires de recherches travaillant sur les bases de cette technique, explorant la faisabilité théorique et pratique, créant de nouveaux outils adaptés.
Eric Drexler est certainement celui qui a le plus diffusé le concept, et les implications qui pouvaient en découler à moyen terme.
Les microscopes à effet tunnel, et microscopes à force atomique permettent non seulement de visualiser les atomes d'une surface, mais aussi de les déplacer, en les poussant, en les arrachant à la surface, etc.
L'ingénierie génétique est une autre voie d'étude, permettant de fabriquer des structures à l'échelle atomique.
Malgré les progrès réalisés ces dernière années, il faudra sans doute attendre plus de 15 à 20 ans avant que les premières nanomachines ne voient le jour.

APPLICATIONS

Fabrication

La nanotechnologie permet une amélioration de la qualité de fabrication sans précédent, les atomes étant placés de façon précise, les problèmes liés aux impuretés et aux défauts dans les matériaux disparaissent presque entièrement. Il est ainsi possible de fabriquer des matériaux plus solide, utilisant beaucoup moins de matière.

Le coût de fabrication des objets serait extraordinairement réduit, car la fabrication consommerait beaucoup moins d'énergie et de matière première qu'à présent.
De plus, la production étant entièrement automatique, les coûts de main-d'œuvre sont pratiquement nuls.

Construction

De la même façon, les techniques de constructions pourraient être bouleversées. Il est possible d'imaginer des immeubles se créant pour ainsi dire eux-mêmes, des routes ou des tunnels se creusant de la même façon.
Nourriture
De même qu'il serait possible de fabriquer une montre ou une paire de chaussure, il est possible de recréer de la nourriture directement à partir de l'air et de quelques déchets. C'est ce que fait la chaîne alimentaire, et il est certainement possible d'arriver directement à un steak frites avec salade, sans passer par la croissance de laitue, de pommes de terre, l'élevage d'animaux, puis leur traitement avant que le plat final n'arrive dans notre assiette

Médecine, durée de la vie
Il est envisagé de construire de minuscules nano-robots, capable de se déplacer à l'intérieur du corps humain, voire dans les cellules du corps humain, à la recherche d'agents infectieux, de cellules cancéreuses, par exemple pour les marquer pour destruction par le système immunitaire, ou même pour les détruire directement.     

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