home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Black Crawling Systems Archive Release 1.0 / Black Crawling Systems Archive Release 1.0 (L0pht Heavy Industries, Inc.)(1997).ISO / blackcrwl / elctrnic / micro-na.txt < prev    next >
Text File  |  1991-12-28  |  6KB  |  145 lines
  1.  
  2.  
  3. +---------------------------------------------------------------------+
  4. |  Copyright (c) 1987 K. Eric Drexler.  All rights reserved.          |
  5. |  This material is based on and builds on the case made in the book  |
  6. |  "Engines of Creation" by K. Eric Drexler.                          |
  7. |  It is reprinted with the permission of the author.                 |
  8. +---------------------------------------------------------------------+
  9.  
  10.  
  11. Molecular Electronics and Technology:
  12. Some proposed distinctions and terms
  13.  
  14. Third International Symposium on Molecular Electronic Devices
  15. 6 - 8  October 1986
  16.  
  17.  
  18. "Molecular electronics" spans several broad fields; it overlaps with
  19. several more.  The paper titles in this conference show the great
  20. diversity of phenomena being studied and applications being
  21. contemplated.  To facilitate communication within our emerging
  22. research community, it seems useful to draw some distinctions and to
  23. suggest terms to use when the distinctions prove useful.
  24.    
  25. Molecular Electronics
  26.  
  27. The field of molecular electronics covers everything from the
  28. development of optical discs based on films of bistable biomolecules
  29. to the conceptual design of computers based on molecular wires and
  30. switches.  It seems important to distinguish between systems based on
  31. the bulk properties of aggregates of molecular devices, on the one
  32. hand, and systems based on the connection of molecular devices to form
  33. molecular-scale circuits, on the other.  Both of these need to be
  34. distinguished from proposed computational systems based on patterns of
  35. diffusing, reacting chemicals, and from those based on living cells.
  36. Hence the following suggested terms and definitions:
  37.  
  38. Molecular electronics proper
  39.  
  40. Molecular electronic materials research: The study, design, and
  41. synthesis of molecules which, when aggregated, yield materials and
  42. films having such useful properties as bistability, nonlinearity, or
  43. transduction abilities in the optical or electronic domains.
  44.  
  45. Molecular computation research: The study, design, and construction of
  46. signal-processing systems having distinct, atomically-defined
  47. components of molecular size.  Projected products include molecular
  48. circuits, memory arrays, and computers.  (Some proposals for molecular
  49. computation are based on molecular machines rather than on molecular
  50. electronics.)
  51.  
  52. Biochip research: A subset of molecular computation research in which
  53. the atomically-defined components are of biological origin.
  54.  
  55. Other ideas
  56.  
  57. Biological computation research: Work aimed at building computers from
  58. living cells; what the media reports often seem to mean by "biochip."
  59. In reality, this field seems virtually nonexistent.
  60.  
  61. Chemical computation research: The study, design, and construction of
  62. signal-processing systems based on the dynamics of chemical reaction
  63. and diffusion.
  64.    
  65. Small and Molecular Machinery
  66.  
  67. A technology base that enables construction of molecular circuits will
  68. likely enable construction of molecular machines.  In some proposals,
  69. this technology base would itself make use of molecular machines.  As
  70. in molecular electronics, some distinctions are needed.
  71.  
  72. Molecular machinery
  73.  
  74. Nanomachines (or molecular machines): Machines built to complex atomic
  75. specifications, making possible mechanical components on a
  76. sub-nanometer scale.  By analogy with molecular machines in the cell,
  77. nanomachine technology is expected to include the full range of
  78. components required to construct complex, power-driven mechanical
  79. systems.
  80.  
  81. Molecular assemblers: Nanomachines able to build systems to complex
  82. atomic specifications by accurately positioning reactive molecules
  83. under programmable control; products may include more assemblers.
  84. Ribosomes may be considered a primitive instance.
  85.  
  86. Other small-scale machinery
  87.  
  88. Micromachines: Machines small by ordinary standards, but whose
  89. components lack atomically-specified structures and do not approach
  90. the atomic scale.  Typically, they are made using extensions of
  91. microelectronic technology and lack motors, rotary bearings, and so
  92. forth.
  93.   
  94. Small and Molecular Technologies
  95.  
  96. Molecular electronics and molecular machinery fall within the broad
  97. field of small-scale technology.  Distinctions between bulk and
  98. molecular technologies again seem useful, together with finer
  99. distinctions within these domains.
  100.  
  101. Molecular technologies
  102.  
  103. Protein engineering: The design and modification of proteins to serve
  104. novel mechanical, chemical, or electronic functions.
  105.  
  106. Macromolecular engineering: The design and synthesis of large
  107. molecules to serve novel mechanical, chemical, or electronic
  108. functions.
  109.  
  110. Supramolecular engineering: The design and synthesis of molecules
  111. (such as proteins) that self-assemble into systems able to serve novel
  112. mechanical, chemical, or electronic functions.
  113.  
  114. Nanotechnology: Technology based on assemblers able to build systems
  115. to complex atomic specifications.  Individual parts serving distinct
  116. functions may thus range down to sub-nanometer size.  Expected
  117. products include molecular circuits and nanomachines.
  118.  
  119. Small-scale bulk technologies
  120.  
  121. Microtechnology: Technology characterized by micron-scale parts,
  122. including modern microelectronics and micromachines.
  123.  
  124. Sub-micron technology: Microtechnology extended into the sub-micron or
  125. multi-nanometer domain, characterized by the refinement of techniques
  126. for selective deposition, irradiation, and etching.  While unable to
  127. build complex, atomically-defined components and systems, these
  128. techniques can yield feature sizes that overlap with macromolecular
  129. dimensions.
  130.  
  131.  
  132. The above distinctions are intended to follow natural lines in the
  133. field; the terms are more tentative, but are intended to follow usage
  134. in the relevant literatures.  In making these distinctions, it is
  135. important to recognize the essential unity of the interdisciplinary
  136. field of molecular science and technology.  A given piece of research
  137. may have significance in many areas.
  138.  
  139.  
  140.     K. Eric Drexler
  141.     MIT Artificial Intelligence Laboratory
  142.     Visiting Scholar, Stanford University
  143.  
  144.  
  145.