我们大多数人在日常生活中都不会与纳米级互动——无论如何都不会有意识地进行互动。纳米级很小。难以置信的，奇妙的，深不可测的小。纳米是距离的度量单位——准确地说是十亿分之一米（一米大约是 3 英尺 3 英寸）。如果我们能以某种方式将一米炸大到地球那么大，那么一纳米就相当于一颗葡萄那么大。
简而言之，纳米技术是利用技术在如此微小的尺度上组装、拆卸和以其他方式操纵事物。这意味着控制单个分子，甚至单个原子。例如，您可以在一纳米内将大约四个水分子首尾相连。当然，水分子，就像这个大小的几乎所有其他东西一样，不一定要以整齐有序的方式排列。这就是使这个工作如此具有挑战性的领域的原因。
事实上，纳米技术并不是真正独立的领域。这是化学与核物理学融合的地方，量子物理学投下了它的阴森恐怖的阴影。分子生物学也可以进入纳米级阶段。一条 DNA 链，实际上是一种用于存储信息的密集而丰富的介质，宽度约为 2 纳米，展示了极小世界的巨大力量。尽管纳米技术很难开发和实施，但它的潜在用途范围从医疗到手写电路，甚至是“活体机器人”。而这仅仅是个开始。
宇宙不是用乐高积木搭建的
那么这一切是如何运作的呢？好吧，这仍然是一个悬而未决的问题。部分困难在于能够区分原材料——单个原子或分子——以及操纵它们的纳米机器。那是因为机器本身是由原子和分子组成的，它们与材料的相互作用与机械臂等宏观尺度的东西非常不同。由于这种规模的电化学的强大影响，纳米机器无法以相同的方式抓握、提升和推动。
然而，这些障碍也可以提供新的机会。例如，Cas9 是一种能够按照指令在特定位置切割 DNA 链的酶。科学家们已经弄清楚如何使用这种天然纳米机器来精确修复受损的 DNA。这表明，至少在原则上，原子和分子的排列方式可以像纳米级的可控机器一样起作用。如果一个纳米机器可以存在，其他的也可以。
一个重要的兴趣领域是自我复制的纳米机器人。这些机器的目标是构建更多自己的副本。一个单一的机器人一次操纵一个原子将花费不切实际的长时间来组装任何相当大的东西，但是一个可以在一小时内复制自己的纳米机器人将在一天后结束超过 1600 万个副本，这要归功于指数增长，然后这些机器可以协同工作，在更短的时间内组装更大的产品。无论如何，这就是希望。
