Een nanorobot werkt op nanoschaal, gemeten in miljardsten van een meter. Hij is kleiner dan een virus, kleiner dan een golflengte van zichtbaar licht. Op deze schaal zijn robots geen miniatuurmachines met tandwielen en motoren. Het zijn moleculen of moleculaire structuren die ontworpen zijn om een ​​functie uit te voeren.

De natuur bouwt al machines op nanoschaal. Het ribosoom is een moleculaire assembleur. ATP-synthase is een roterende motor. Kinesine beweegt zich voort langs microtubuli. Wetenschappers kopiëren deze ontwerpen. DNA-origami vouwt DNA-strengen in vormen. Moleculaire motoren zetten chemische energie om in beweging. Sommige nanorobots zijn minuscule deeltjes die reageren op magnetische velden of licht.

Nanorobot-benaderingen

• Op DNA gebaseerde, zelfassemblerende structuren voor medicijnafgifte.
• Moleculaire motoren: synthetisch of biologisch, aangedreven door ATP.
• Magnetische nanodeeltjes: gestuurd door externe velden.
• Lichtgestuurd: geactiveerd door specifieke golflengten.
• Hybride: een combinatie van biologische en synthetische componenten.

Nanorobots bevinden zich voornamelijk in de onderzoeksfase. Medische toepassingen vormen het doel op de lange termijn: een robot die door de bloedbaan zwemt, een kankercel identificeert en alleen daar een medicijn afgeeft. Dat zou de bijwerkingen van chemotherapie elimineren. Andere toepassingen zijn onder meer milieusanering, moleculaire productie en computerberekeningen op moleculair niveau. De uitdagingen zijn enorm. Hoe voorzie je een nanorobot van energie? Hoe bestuur je hem? Hoe communiceer je ermee? Hoe bouw je er miljarden van? Geen van deze vragen is nog beantwoord. Het vakgebied staat nog in de kinderschoenen, maar de belofte is groot. Een machine ter grootte van een molecuul die cellen kan repareren of materialen kan bouwen, is een krachtig idee en het wordt langzaam werkelijkheid.