Termin nanotechnologia po raz pierwszy został zastosowany przez Erica Drexlera w połowie lat osiemdziesiątych. Obejmuje on pojęciowo wszystkie działania prowadzone na poziomie atomowym i molekularnym wiodące do zbudowania maszyn czy przedmiotów funkcjonujących w życiu codziennym człowieka.
Wizję takiego świata – świata budowania urządzeń i przedmiotów z pojedynczych molekuł i atomów zaprezentował Richard P. Feynman, amerykański fizyk, laureat nagrody Nobla. Jego przemówienie na corocznym spotkaniu Amerykańskiego Towarzystwa Fizycznego w 1959 roku, zatytułowane „There’s Plenty of Room at the Bottom” – „Tam na dole jest mnóstwo miejsca” było rewolucyjną i na owe czasy całkowicie abstrakcyjną propozycją przyszłości, która miała całkowicie zmienić oblicze świata, w którym żyjemy. Według Feynmana, budując z pojedynczych atomów nanomaszyny, człowiek mógłby stworzyć miliony samopowielających się nanokonstruktorów – maszyn funkcjonujących na poziomie molekuł i atomów, i potrafiących z nich drogą syntezy zbudować dowolny przedmiot. Spowodowałoby to nie tylko zmianę filozofii wytwarzania, ale także zmianę filozofii konsumpcji – wszystko byłoby za darmo, bo maszyny mogłyby jako budulca używać atomów z odpadów naszej cywilizacji. Nanokonstruktorzy potrafiliby także leczyć – modyfikując uszkodzony kod genetyczny człowieka, lub też niszcząc z największą precyzją komórki nowotworowe. Wizja ta, w konfrontacji z ówczesnymi możliwościami technologicznymi nie spotkała się z entuzjastycznym podejściem, jednak dziś – tak jak Feynman przewidział – potrafimy oglądać świat atomów i dokonywać prostych na nich operacji.
Nanotechnologia dziś
Nanometr, czyli miliardowa część metra, co równe jest w przybliżeniu stutysięcznej części średnicy ludzkiego włosa lub też dziesięciokrotnej średnicy atomu wodoru. Albert Franks – jeden z pierwszych promotorów nanotechnologii przemysłowej – zdefiniował ją jako „obszar nauki i techniki (technologii) gdzie wymiary i ich tolerancje rzędu 0.1 do 100 nm mają kluczową rolę”. Nanotechnologia jest dziedziną interdyscyplinarną obejmującą zagadnienia mechaniki precyzyjnej, elektroniki, chemii, fizyki, inżynierii materiałowej systemów elektromechanicznych jak również zastosowania bioinżynierii i biomedycyny w terapii genowej czy też aplikacji leków. Konieczna jest zatem współpraca specjalistów wszystkich tych dziedzin, oraz wymiana wiedzy na temat narzędzi, technik badawczych czy wreszcie elementarnych, lecz specyficznych dla każdej z dziedzin praw natury.
Ponieważ termin nanotechnologia otworzył nowe drogi poszukiwania rozwiązań wielu problemów, wywołał także powstanie nowej terminologii. Przykładem może być nazewnictwo dwóch podstawowych sposobów wytwarzania nanoobiektów: „w dół” („top-down”) oraz „do góry” („down-top”). „W dół” oznacza wytwarzanie metodami makroskopowymi (np. trawienie), natomiast „do góry” czyli nanotechnologia molekularna oznacza metody pozwalające na budowanie struktur organicznych lub nieorganicznych atom po atomie lub molekuła po molekule. Zastosowanie takiej a nie innej metody jest kryterium oceny poziomu zaawansowania technologii. Dzisiaj stosowana nanotechnologia znajduje się na bardziej prymitywnym poziomie – „w dół”.
Chociaż nie potrafimy jeszcze skonstruować nanorobotów, to dotychczasowe badania w zakresie nanotechnologii doprowadziły do opracowania wielu przełomowych technologii i rozwiązań z zakresu konstrukcji urządzeń mikroelektronicznych, inżynierii materiałowej i medycyny.
Przełomem w postępie prac nad rozwojem nanotechnologii może okazać się odkrycie obrotowych struktur molekularnych. Fakt ten może spowodować opracowanie metod wytwarzania energii czy manipulacji w nanoskali, które mogą znaleźć szerokie zastosowanie w medycynie oraz technikach informacyjnych.