Molecular assembler (original) (raw)
Un assemblador molecular, segons el defineix K. Eric Drexler, «és un dispositiu proposat capaç de conduir les reaccions químiques mitjançant el posicionament de molècules reactives amb precisió atòmica». Algunes molècules biològiques tals com els ribosomes s'ajusten a aquesta definició, atès que, mentre treballen a l'entorn d'una cèl·lula reben instruccions de l 'ARN missatger i munten seqüències específiques d'aminoàcids per constituir proteïnes. No obstant això, el terme «assemblador molecular» generalment es refereix a dispositius teòrics artificials o sintètics.
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| dbo:abstract | Un assemblador molecular, segons el defineix K. Eric Drexler, «és un dispositiu proposat capaç de conduir les reaccions químiques mitjançant el posicionament de molècules reactives amb precisió atòmica». Algunes molècules biològiques tals com els ribosomes s'ajusten a aquesta definició, atès que, mentre treballen a l'entorn d'una cèl·lula reben instruccions de l 'ARN missatger i munten seqüències específiques d'aminoàcids per constituir proteïnes. No obstant això, el terme «assemblador molecular» generalment es refereix a dispositius teòrics artificials o sintètics. (ca) يعرّف المجمّع الجزيئي (بالإنجليزية: Molecular assembler) بأنه «جهاز مقترح قادر على توجيه التفاعلات الكيماوية عن طريق وضع جزيئات تفاعلية مع دقة ذرية». وتتوافق بعض الجزيئات البيولوجية مثل الرايبوسومات مع هذا التعريف بما أنها تتلقى التعليمات من الرنا الرسول ومن ثم تقوم بتجميع سلاسل محددة من الأحماض الأمينية لبناء جزيئات البروتين. على أي حال فإن مصطلح «المجمّع الجزيئي» عادة ما يشير إلى الأجهزة النظرية التي يصنعها الإنسان. قام البريطاني بتمويل تطوير المجمعات الجزيئية الشبيهة بالرايبوسوم وذلك لأنه من الواضح بأن المجمعات الجزيئية ممكنة في إطار هذا المفهوم المحدود. قام مشروع خارطة طريق تقني قاده وتمت استضافته من قبل العديد من المختبرات الوطنية الأمريكية باستكشاف مجموعة من تقنيات التصنيع الدقيقة ذريا والتي تشمل كلا من الآفاق البعيدة المدى والمبكرة الجيل للمجمع الجزيئي البرمجي ونشر التقرير في ديسمبر 2007. كما وأن مصطلح «المجمع الجزيئي» قد تم استخدامه في مجال الخيال العلمي والثقافة الشعبية للدلالة على مجموعة واسعة من الآلات النانوية المذهلة المتلاعبة بالذرة والتي يستحيل وجود معظمها فيزيائيا في الحقيقة. ينتج كثير من الجدل الدائر حول «المجمّعات الجزيئية» من الحيرة تجاه استخدام الاسم لكل من المبادئ التقنية والخيالات الشائعة. في عام 1992، قام دريكسلر بتقديم مصطلح «» الأسهل فهما والأقرب صلة بالموضوع حيث عرفه بأنه: «التخليق الكيماوي لمركبات معقدة عن طريق لا عن طريق التلاعب بالذرات المفردة». يناقش هذا المقال في معظمه «المجمعات الجزيئية» بمفهومها الشائع وتتضمن الآلات الافتراضية التي تتلاعب بالذرات المفردة والآلات الشبيهة بالكائن والتي تمتلك القدرة على التكرار الذاتي والانتقال وقابلية استهلاك الطعام وهكذا دواليك. وتختلف هذه الأجهزة تماما عن الأجهزة التي نادرا (كما تم تعريفها في الأعلى) «ما تقود التفاعلات الكيماوية عن طريق وضع الجزيئات التفاعلية مع الدقة الذرية». حدث الكثير من الجدل بخصوص إمكانية وجود «المجمعات الجزيئية» على أرض الواقع أو كونها مجرد خيال علمي ببساطة وذلك لأنه لم يتم بناء أي مجمعات جزيئية مخلّقة أبدا. تنبع الحيرة والجدل من تصنيف هذه المجمعات كتقانة نانو والتي هي منطقة نشطة من الأبحاث المخبرية التي تم تطبيقها في حالة إنتاج المنتجات الحقيقية، على كل فلم توجد حتى عهد قريب أي جود بحثية تصب في البناء الفعلي "للمجمعات الجزيئية". ". واجهت لأبحاث الحسابية نقدا رئيسيا في منتجات «المجمّعات الجزيئية» الأكثر تطورا مفاده أنه من المستحيل تحقيق التركيب موضوع مادة البحث في أيامنا هذه. (ar) Ένας μοριακός συναρμολογητής, όπως ορίζεται από τον K. Eric Drexler, είναι μια "προτεινόμενη συσκευή ικανή να καθοδηγεί χημικές αντιδράσεις τοποθετώντας αντιδρώντα μόρια με ατομική ακρίβεια". Ο μοριακός συναρμολογητής είναι ένα είδος μοριακής μηχανής. Ορισμένα βιολογικά μόρια, όπως τα ριβοσώματα, ταιριάζουν σε αυτόν τον ορισμό. Αυτό συμβαίνει επειδή λαμβάνουν οδηγίες από το αγγελιοφόρο RNA και στη συνέχεια συναρμολογούν συγκεκριμένες αλληλουχίες αμινοξέων για την κατασκευή πρωτεϊνικών μορίων. Ωστόσο, ο όρος "μοριακός συναρμολογητής" αναφέρεται συνήθως σε θεωρητικές συσκευές ανθρώπινης κατασκευής. Από το 2007, το βρετανικό Συμβούλιο Έρευνας Μηχανικών και Φυσικών Επιστημών χρηματοδότησε την ανάπτυξη μοριακών συναρμολογητών που μοιάζουν με ριβοσώματα. Είναι σαφές ότι οι μοριακοί συναρμολογητές είναι δυνατοί με αυτή την περιορισμένη έννοια. Ένα σχέδιο τεχνολογικού χάρτη πορείας, με επικεφαλής το Ινστιτούτο Battelle Memorial και με τη φιλοξενία διαφόρων Εθνικών Εργαστηρίων των ΗΠΑ, διερεύνησε ένα φάσμα τεχνολογιών κατασκευής ατομικής ακρίβειας, συμπεριλαμβανομένων τόσο των πρώτων γενεών όσο και των μακροπρόθεσμων προοπτικών για προγραμματιζόμενη μοριακή συναρμολόγηση- η έκθεση κυκλοφόρησε τον Δεκέμβριο του 2007. Το 2008 το Συμβούλιο Έρευνας Μηχανικών και Φυσικών Επιστημών παρείχε χρηματοδότηση 1,5 εκατομμυρίου λιρών για έξι έτη για έρευνα που αποσκοπεί στη μηχανοποιημένη μηχανοσύνθεση, σε συνεργασία με το Ινστιτούτο Μοριακής Κατασκευής, μεταξύ άλλων. Ομοίως, ο όρος "μοριακή συναρμολόγηση" έχει χρησιμοποιηθεί στην επιστημονική φαντασία και τη λαϊκή κουλτούρα για να αναφερθεί σε ένα ευρύ φάσμα φανταστικών νανομηχανών που χειρίζονται άτομα, πολλές από τις οποίες μπορεί να είναι φυσικά αδύνατες στην πραγματικότητα. Μεγάλο μέρος της διαμάχης σχετικά με τους "μοριακούς συναρμολογητές" προκύπτει από τη σύγχυση στη χρήση του ονόματος τόσο για τεχνικές έννοιες όσο και για δημοφιλείς φαντασιώσεις. Το 1992, ο Drexler εισήγαγε τον συναφή αλλά καλύτερα κατανοητό όρο "μοριακή κατασκευή", τον οποίο όρισε ως την προγραμματισμένη "χημική σύνθεση πολύπλοκων δομών με μηχανική τοποθέτηση αντιδραστικών μορίων, όχι με χειρισμό μεμονωμένων ατόμων". Το παρόν άρθρο πραγματεύεται κυρίως τους "μοριακούς συναρμολογητές" με τη δημοφιλή έννοια. Σε αυτές περιλαμβάνονται υποθετικές μηχανές που χειρίζονται μεμονωμένα άτομα και μηχανές με ικανότητες αυτοαναπαραγωγής που μοιάζουν με οργανισμούς, κινητικότητα, ικανότητα κατανάλωσης τροφής κ.ο.κ. Αυτές είναι αρκετά διαφορετικές από συσκευές που απλώς (όπως ορίζεται παραπάνω) "καθοδηγούν χημικές αντιδράσεις τοποθετώντας αντιδρώντα μόρια με ατομική ακρίβεια". Επειδή συνθετικοί μοριακοί συναρμολογητές δεν έχουν ποτέ κατασκευαστεί και λόγω της σύγχυσης σχετικά με την έννοια του όρου, έχει υπάρξει μεγάλη διαμάχη σχετικά με το αν οι "μοριακοί συναρμολογητές" είναι δυνατοί ή απλώς επιστημονική φαντασία. Η σύγχυση και η διαμάχη οφείλονται επίσης στην κατάταξή τους στη νανοτεχνολογία, η οποία είναι ένας ενεργός τομέας εργαστηριακής έρευνας που έχει ήδη εφαρμοστεί στην παραγωγή πραγματικών προϊόντων- ωστόσο, μέχρι πρόσφατα, δεν είχαν γίνει ερευνητικές προσπάθειες για την πραγματική κατασκευή "μοριακών συναρμολογητών". Παρ' όλα αυτά, μια εργασία του 2013 από την ομάδα του David Leigh, που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Science, περιγράφει λεπτομερώς μια νέα μέθοδο σύνθεσης ενός πεπτιδίου με τρόπο που να προσδιορίζει την αλληλουχία, χρησιμοποιώντας μια τεχνητή μοριακή μηχανή που καθοδηγείται από ένα μοριακό σκέλος. Αυτό λειτουργεί με τον ίδιο τρόπο που ένα ριβόσωμα κατασκευάζει πρωτεΐνες συναρμολογώντας αμινοξέα σύμφωνα με ένα σχέδιο αγγελιοφόρου RNA. Η δομή της μηχανής βασίζεται σε ένα ροταξάνιο, το οποίο είναι ένας μοριακός δακτύλιος που ολισθαίνει κατά μήκος ενός μοριακού άξονα. Ο δακτύλιος φέρει μια θειολική ομάδα η οποία αφαιρεί τα αμινοξέα κατά σειρά από τον άξονα, μεταφέροντάς τα σε μια θέση συναρμολόγησης πεπτιδίων. Το 2018, η ίδια ομάδα δημοσίευσε μια πιο εξελιγμένη εκδοχή αυτής της έννοιας, στην οποία ο μοριακός δακτύλιος μετακινείται κατά μήκος μιας πολυμερικής τροχιάς για να συναρμολογήσει ένα ολιγοπεπτίδιο που μπορεί να αναδιπλωθεί σε α-έλικας που μπορεί να εκτελέσει την εναντιοεκλεκτική εποξείδωση ενός παραγώγου χαλκόνης (με τρόπο που θυμίζει το ριβόσωμα που συναρμολογεί ένα ένζυμο). Σε μια άλλη εργασία που δημοσιεύθηκε στο Science τον Μάρτιο του 2015, χημικοί του Πανεπιστημίου του Ιλινόις αναφέρουν μια πλατφόρμα που αυτοματοποιεί τη σύνθεση 14 κατηγοριών μικρών μορίων, με χιλιάδες συμβατές δομικές μονάδες. Το 2017 η ομάδα του David Leigh ανέφερε ένα μοριακό ρομπότ που μπορεί να προγραμματιστεί για να κατασκευάσει οποιοδήποτε από τα τέσσερα διαφορετικά στερεοϊσομερή ενός μοριακού προϊόντος, χρησιμοποιώντας έναν νανομηχανικό ρομποτικό βραχίονα για να μετακινήσει ένα μοριακό υπόστρωμα μεταξύ διαφορετικών αντιδραστικών θέσεων μιας τεχνητής μοριακής μηχανής. Ένα συνοδευτικό άρθρο του News and Views, με τίτλο "Ένας μοριακός συναρμολογητής", περιέγραφε τη λειτουργία του μοριακού ρομπότ ως ουσιαστικά ενός πρωτότυπου μοριακού συναρμολογητή. (el) In der molekularen Nanotechnologie ist ein Assembler (auch molekularer Assembler) ein hypothetischer Roboter im Kleinstformat (Nanobot), der einzelne Atome und Moleküle manipuliert. Damit könnten molekulare Strukturen erstellt werden, die nicht in der Natur vorkommen. Die erste Skizzierung eines solchen Geräts stammt von Eric Drexler aus dem Jahre 1986, in seinem Buch Engines of Creation, in dem Assembler als Grundlage der molekularen Nanotechnologie vorgestellt werden. Eines der längerfristigen Ziele der Nanotechnologie ist/war die Herstellung programmierbarer, selbstreplizierender Assembler. Seit einiger Zeit schwenkte der Fokus jedoch zu Nanofabriken als alternativem Zugang zu diamantartigen produktiven Nanosystemen über. Ein Assembler kann mit den korrekten Bauplänen und unter entsprechender Rohstoff- und Energiezufuhr komplette Kopien seiner selbst herstellen. Wenn diese Kopien weitere erstellt haben und die Anzahl eine gewisse Zeit exponentiell gewachsen ist, werden sie umprogrammiert, um ein anderes Produkt herzustellen. Ein erwogenes Design eines Assemblers würde ca. 1 Milliarde Atome enthalten und ca. 1 Million Atome pro Sekunde platzieren können, womit sich eine Replikationsdauer von 1.000 Sekunden, oder etwas mehr als 16 Minuten, ergeben würde. Daraus folgt, dass 1 Kilogramm an Assemblern innerhalb von ca. 16 Minuten auch 1 Kilogramm eines anderen Produkts herstellen könnte. Das bevorzugte Material für einen Assembler (und auch Nanofabriken) ist Kohlenstoff in seiner diamantenen Form, da dieser steif genug ist, um die Amplitude der thermischen Vibrationen hinreichend zu unterdrücken, so dass robotische Manipulatoren einzelne chemische Bindungen mit extrem geringer Fehlerwahrscheinlichkeit (ähnlich der digitalen Logik) an der richtigen Stelle formen können. Außerdem besitzt Diamant überragende Materialeigenschaften und ist mit einer Wasserstoffpassivierung (sehr entfernt dem Mehl am Teig ähnlich, das ein Zusammenkleben verhindert) chemisch äußerst inert. Diese Eigenschaften übertragen sich auch auf den Großteil der Produkte, die mit Assemblern (oder Nanofabriken) hergestellt werden könnten. (de) Un ensamblador molecular, según lo define K. Eric Drexler, «es un dispositivo propuesto capaz de conducir las reacciones químicas mediante el posicionamiento de moléculas reactivas con precisión atómica». Algunas estructuras biológicas tales como los ribosomas se ajustan a esta definición, dado que, mientras trabajaban en el entorno de una célula reciben instrucciones del ARN mensajero y montan secuencias específicas de aminoácidos para constituir proteínas. Sin embargo, el término «ensamblador molecular» generalmente se refiere a dispositivos teóricos artificiales o sintéticos. El desarrollo de los ensambladores moleculares como los ribosomas fue financiado en 2007 por el Consejo de Investigación británico de Ingeniería y Ciencias Físicas. Es evidente que los ensambladores moleculares son posibles en este sentido específico. Un borrador de un plan tecnológico, dirigido por el Battelle Memorial Institute y alojado en varios laboratorios nacionales de EE.UU. ha explorado una amplia gama de tecnologías atómicas de fabricación de precisión, incluyendo la perspectiva de la primera generación y a más largo plazo ensambladores moleculares programables. El informe fue publicado en diciembre de 2007. Sin embargo, el término «ensamblador molecular» también se utiliza en la ficción y la cultura popular para describir una gama de máquinas fantásticas que manipulan átomos, muchas de las cuales pueden ser físicamente imposibles en la realidad. Gran parte de la controversia con respecto a los "ensambladores moleculares" viene de la confusión en el uso del nombre dado por las leyendas populares a los conceptos técnicos. En 1992 Drexler introdujo un término relativo pero más comprensible de «fabricación molecular» (molecular manufacturing) que describió como «síntesis química programada de estructuras complejas a través de las moléculas de reactivos posicionados mecánicamente, no mediante la manipulación de átomos individuales». Estos incluyen máquinas hipotéticas que manipulan átomos individuales y máquinas con la capacidad de auto-replicarse similares a un organismo que tienen la movilidad y la capacidad de consumir alimentos, y así sucesivamente. Son bastante diferentes a dispositivos que se limitan (como se define más arriba) a «guiar la reacción química posicionando la reacción con precisión atómica». El hecho de por qué los ensambladores moleculares sintéticos nunca se construyeran y el por qué de la confusión sobre el significado del término hubo mucha disputa como si los «ensambladores moleculares» fueran simplemente posibles o fueran ciencia ficción. La confusión y controversia también son el resultado de ser calificados como nanotecnología, que es un área activa de laboratorio de investigación que siempre se ha aplicado para producir productos reales. Sin embargo, hasta hace poco, no hubo ninguna investigación sobre la construcción real de ensambladores moleculares. La crítica principal de la investigación acerca de los productos de cómputo ensambladores moleculares avanzado es que las estructuras son investigadas y como los investigadores no se ponen de acuerdo resulta imposible resumirlo en la actualidad. A partir de 2007, el Consejo Británico de Investigación en Ingeniería y Ciencias Físicas ha financiado el desarrollo de ensambladores moleculares similares a los ribosomas. Está claro que los ensambladores moleculares son posibles en este sentido limitado. Un proyecto de hoja de ruta tecnológica, dirigido por el y auspiciado por varios laboratorios nacionales de Estados Unidos, ha explorado una serie de tecnologías de fabricación de precisión atómica, incluidas las perspectivas de ensamblaje molecular programable tanto de primera generación como a largo plazo; el informe se publicó en diciembre de 2007. En 2008, el Consejo de Investigación de Ingeniería y Ciencias Físicas aportó una financiación de 1,5 millones de libras a lo largo de seis años para la investigación de la mecanosíntesis mecanizada, en colaboración con el , entre otros. Asimismo, el término "ensamblador molecular" se ha utilizado en la ciencia ficción y la cultura popular para referirse a una amplia gama de fantásticas nanomáquinas que manipulan átomos, muchas de las cuales pueden ser físicamente imposibles en la realidad. Gran parte de la controversia sobre los "ensambladores moleculares" se debe a la confusión en el uso del nombre tanto para conceptos técnicos como para fantasías populares. En 1992, Drexler introdujo el término "fabricación molecular", relacionado pero mejor entendido, que definió como la "síntesis química programada de estructuras complejas mediante el posicionamiento mecánico de moléculas reactivas, no mediante la manipulación de átomos individuales". En este artículo se habla sobre todo de "ensambladores moleculares" en el sentido popular. Se trata de máquinas hipotéticas que manipulan átomos individuales y de máquinas con capacidades de autorreplicación, movilidad, capacidad de consumir alimentos, etc., similares a las de los organismos. Son bastante diferentes de los dispositivos que simplemente (como se ha definido anteriormente) "guían las reacciones químicas colocando moléculas reactivas con precisión atómica". Debido a que nunca se han construido ensambladores moleculares sintéticos y a la confusión sobre el significado del término, ha habido mucha controversia sobre si los "ensambladores moleculares" son posibles o simplemente ciencia ficción. La confusión y la controversia también se derivan de su clasificación como nanotecnología, que es un área activa de investigación de laboratorio que ya se ha aplicado a la producción de productos reales; sin embargo, hasta hace poco, no había habido esfuerzos de investigación en la construcción real de "ensambladores moleculares". No obstante, un trabajo de 2013 del grupo de David Leigh, publicado en la revista Science, detalla un nuevo método para sintetizar un péptido de forma específica para la secuencia mediante el uso de una máquina molecular artificial que se guía por una cadena molecular. Esta máquina funciona del mismo modo que un ribosoma que construye proteínas ensamblando aminoácidos según un plano de ARN mensajero. La estructura de la máquina se basa en un rotaxano, que es un anillo molecular que se desliza por un eje molecular. El anillo lleva un grupo tiolato que retira aminoácidos en secuencia del eje, transfiriéndolos a un sitio de ensamblaje de péptidos. En 2018, el mismo grupo publicó una versión más avanzada de este concepto en la que el anillo molecular se desplaza a lo largo de una pista polimérica para ensamblar un oligopéptido que puede plegarse en una α-hélice que puede realizar la epoxidación enantioselectiva de un derivado de la calcona (de una manera que recuerda al ribosoma ensamblando una enzima). En otro artículo publicado en Science en marzo de 2015, químicos de la Universidad de Illinois informan de una plataforma que automatiza la síntesis de 14 clases de moléculas pequeñas, con miles de bloques de construcción compatibles. En 2017, el grupo de David Leigh informó de un robot molecular que podía programarse para construir cualquiera de los cuatro estereoisómeros diferentes de un producto molecular mediante el uso de un brazo robótico nanomecánico para mover un sustrato molecular entre diferentes sitios reactivos de una máquina molecular artificial. Un artículo adjunto de News and Views, titulado "Un ensamblador molecular", describía el funcionamiento del robot molecular como un ensamblador molecular prototípico. (es) A molecular assembler, as defined by K. Eric Drexler, is a "proposed device able to guide chemical reactions by positioning reactive molecules with atomic precision". A molecular assembler is a kind of molecular machine. Some biological molecules such as ribosomes fit this definition. This is because they receive instructions from messenger RNA and then assemble specific sequences of amino acids to construct protein molecules. However, the term "molecular assembler" usually refers to theoretical human-made devices. Beginning in 2007, the British Engineering and Physical Sciences Research Council has funded development of ribosome-like molecular assemblers. Clearly, molecular assemblers are possible in this limited sense. A technology roadmap project, led by the Battelle Memorial Institute and hosted by several U.S. National Laboratories has explored a range of atomically precise fabrication technologies, including both early-generation and longer-term prospects for programmable molecular assembly; the report was released in December, 2007. In 2008, the Engineering and Physical Sciences Research Council provided funding of £1.5 million over six years (£1,942,235.57, $2,693,808.00 in 2021) for research working towards mechanized mechanosynthesis, in partnership with the Institute for Molecular Manufacturing, amongst others. Likewise, the term "molecular assembler" has been used in science fiction and popular culture to refer to a wide range of fantastic atom-manipulating nanomachines. Much of the controversy regarding "molecular assemblers" results from the confusion in the use of the name for both technical concepts and popular fantasies. In 1992, Drexler introduced the related but better-understood term "molecular manufacturing", which he defined as the programmed "chemical synthesis of complex structures by mechanically positioning reactive molecules, not by manipulating individual atoms". This article mostly discusses "molecular assemblers" in the popular sense. These include hypothetical machines that manipulate individual atoms and machines with organism-like self-replicating abilities, mobility, ability to consume food, and so forth. These are quite different from devices that merely (as defined above) "guide chemical reactions by positioning reactive molecules with atomic precision". Because synthetic molecular assemblers have never been constructed and because of the confusion regarding the meaning of the term, there has been much controversy as to whether "molecular assemblers" are possible or simply science fiction. Confusion and controversy also stem from their classification as nanotechnology, which is an active area of laboratory research which has already been applied to the production of real products; however, there had been, until recently, no research efforts into the actual construction of "molecular assemblers". Nonetheless, a 2013 paper by David Leigh's group, published in the journal Science, details a new method of synthesizing a peptide in a sequence-specific manner by using an artificial molecular machine that is guided by a molecular strand. This functions in the same way as a ribosome building proteins by assembling amino acids according to a messenger RNA blueprint. The structure of the machine is based on a rotaxane, which is a molecular ring sliding along a molecular axle. The ring carries a thiolate group, which removes amino acids in sequence from the axle, transferring them to a peptide assembly site. In 2018, the same group published a more advanced version of this concept in which the molecular ring shuttles along a polymeric track to assemble an oligopeptide that can fold into an α-helix that can perform the enantioselective epoxidation of a chalcone derivative (in a way reminiscent to the ribosome assembling an enzyme). In another paper published in Science in March 2015, chemists at the University of Illinois report a platform that automates the synthesis of 14 classes of small molecules, with thousands of compatible building blocks. In 2017, David Leigh's group reported a molecular robot that could be programmed to construct any one of four different stereoisomers of a molecular product by using a nanomechanical robotic arm to move a molecular substrate between different reactive sites of an artificial molecular machine. An accompanying News and Views article, titled ‘A molecular assembler’, outlined the operation of the molecular robot as effectively a prototypical molecular assembler. (en) Un assembleur moléculaire est un concept purement théorique. Tel que le définit Eric Drexler, il s'agit d' « une machine capable d'encadrer les réactions chimiques en positionnant les molécules réactives avec une précision nanométrique . » (fr) Perakit molekuler, seperti yang didefinisikan oleh , adalah "perangkat yang diusulkan mampu memandu reaksi kimia dengan memposisikan molekul reaktif dengan ketepatan atom". Perakit molekuler adalah sejenis mesin molekuler. Beberapa molekul biologis seperti ribosom sesuai dengan definisi ini. Ini karena mereka menerima instruksi dari RNA kurir dan kemudian menyusun urutan asam amino spesifik untuk membangun molekul protein. Namun, istilah "perakit molekuler" biasanya mengacu pada perangkat buatan manusia teoretis. Dimulai pada tahun 2007, British telah mendanai pengembangan perakit molekul seperti ribosom. Jelas, perakit molekul dimungkinkan dalam pengertian terbatas ini. Sebuah proyek roadmap teknologi, yang dipimpin oleh dan diselenggarakan oleh beberapa Laboratorium Nasional AS telah mengeksplorasi berbagai teknologi fabrikasi yang presisi dalam skala atomik, termasuk prospek generasi awal dan jangka panjang untuk perakitan molekul yang dapat diprogram; laporan tersebut dirilis pada bulan Desember 2007. Pada tahun 2008, Dewan Penelitian Teknik dan Ilmu Fisika menyediakan dana 1,5 juta pound selama enam tahun untuk penelitian yang bekerja menuju mekanosintesis mekanis, dalam kemitraan dengan Institute for Molecular Manufacturing, antara lain. Demikian juga, istilah "perakit molekuler" telah digunakan dalam fiksi ilmiah dan budaya populer untuk merujuk pada sejumlah besar mesin nano yang memanipulasi atom, banyak di antaranya tidak mungkin dibuat dalam dunia nyata. Banyak kontroversi mengenai "perakit molekuler" hasil dari kebingungan dalam penggunaan nama untuk konsep teknis dan fantasi populer. Pada tahun 1992, Drexler memperkenalkan istilah "pembuatan molekuler" yang terkait tetapi lebih dipahami, yang ia definisikan sebagai "sintesis kimiawi struktur kompleks dengan secara , bukan dengan memanipulasi atom individu". Meskipun demikian, sebuah makalah 2013 oleh kelompok , yang diterbitkan dalam jurnal , merinci metode baru untuk mensintesis peptida dalam urutan-spesifik dengan menggunakan mesin molekuler buatan yang dipandu oleh untai molekul. Ini berfungsi dengan cara yang sama seperti protein ribosom yang membangun dengan menyusun asam amino sesuai dengan cetak biru RNA messenger. Struktur mesin didasarkan pada , yang merupakan cincin molekuler yang meluncur di sepanjang poros molekuler. Cincin ini membawa kelompok tiolat yang menghilangkan asam amino secara berurutan dari poros, memindahkannya ke tempat perakitan peptida. Pada tahun 2018, kelompok yang sama menerbitkan versi yang lebih maju dari konsep ini di mana cincin molekuler mengayun di sepanjang jalur polimer untuk merakit oligopeptida yang dapat dilipat menjadi yang dapat melakukan epoksidasi enantioselektif dari turunan (mengingatkan pada ribosom yang menyusun enzim). Dalam makalah lain yang diterbitkan dalam Science pada Maret 2015, ahli kimia di University of Illinois melaporkan platform yang mengotomatiskan sintesis 14 kelas molekul kecil, dengan ribuan blok bangunan yang kompatibel. Pada tahun 2017 kelompok melaporkan robot molekuler yang dapat diprogram untuk membangun salah satu dari empat stereoisomer yang berbeda dari produk molekuler dengan menggunakan lengan robot nanomekanis untuk memindahkan substrat molekul antara situs reaktif yang berbeda dari mesin molekul buatan. Artikel Berita dan Tampilan yang menyertainya, berjudul "A molecular assembler", menguraikan pengoperasian robot molekuler sebagai efektif sebagai purwarupa perakit molekuler. (in) 分子アセンブラ（ぶんしアセンブラ、英語: Molecular assembler）は、環境中の原子を材料として分子を組み立てる想像上の機械。 (ja) Un assemblatore molecolare come definito da Kim Eric Drexler è un "dispositivo proposto in grado di guidare le reazioni chimiche tramite il posizionamento di molecole reattive con precisione atomica". Alcune molecole biologiche come i ribosomi si adeguano a questa definizione dato che, durante il lavoro all'interno dell'ambiente di una cellula, ricevono istruzioni dal messaggero del RNA e assemblando quindi sequenze specifiche di aminoacidi per la costruzione di molecole proteiche. Tuttavia, il termine "assemblatore molecolare" si riferisce di solito ai teorici dispositivi artificiali o sintetici. Lo sviluppo di assemblatori molecolari simil-ribosoma è stato finanziato nel 2007 dalla .È chiaro che assemblatori molecolari in questo senso specifico sono possibili. Un progetto di una roadmap tecnologica, condotto dal e ospitata in alcuni ha esplorato una vasta gamma di tecnologie di fabbricazione a precisione atomica, incluse le prospettive della prima generazione e quelle a più lungo termine di assemblaggio molecolare programmabile. La relazione è stata comunicata nel dicembre del 2007. (it) Een assembler, nanorobot, moleculaire assembler of soms ook moleculaire monteur (volgens de definitie van K. Eric Drexler) is een "theoretische voorstelling van een apparaat dat in staat is om chemische reacties te begeleiden door het met atomaire precisie plaatsen van reactieve moleculen". Dit gebeurt op atomaire of moleculaire schaal, oftewel op nanometerschaal. Op sommige biologische moleculen, zoals ribosomen past deze definitie. Dit is omdat zij instructies ontvangen van boodschapper-RNA en aan de hand daarvan monteren ribosomen vervolgens specifieke sequenties van aminozuren om daarmee eiwitmoleculen te construeren. (nl) Um montador molécular ou Nanomontador (Nanoassembler) é uma máquina nanotecnológica de tamanho bastante reduzido capaz de organizar átomos e moléculas de acordo com instruções dadas. Para fazer esta tarefa é necessário energia, suprimento de matéria-prima (building blocks), bem como a programação a ser executada pelo montador. Um montador molecular pode atuar de forma isolada ou em conjunto com vários outros montadores moleculares, podendo, neste caso, ser capaz de construir objetos macroscópicos. Para isso é necessário um sistema de comunicação entre os montadores, bem como um sistema de organização que permita que eles trabalhem em conjunto. Existe a possibilidade de se construir um montador universal. Ele teria a capacidade de construir qualquer objeto possível, incluindo um outro montador. Assim, o montador poderia se replicar de forma semelhante aos seres vivos. Uma vez construído o primeiro montador, ele poderia se reproduzir várias vezes até o número necessário para executar uma determinada tarefa como, por exemplo, a construção de várias toneladas de um nanomaterial. Essa capacidade de reprodução é uma das grandes vantagens de um montador molecular, e também é um dos seus grandes riscos. Um montador poderia se reproduzir descontroladamente e ameaçar vidas humanas de forma semelhante a epidemias. Um risco poderia ser a colonização de toda a Terra por montadores moleculares, extinguindo a vida no planeta. Só restariam os próprios montadores em uma massa provavelmente cinza chamada de "greygoo". Kim Eric Drexler argumenta que este cenário é bastante difícil, uma vez que nenhum ser vivo conhecido consegue se reproduzir além do limite imposto pela quantidade de energia e matéria-prima disponíveis. Apesar disso, especialistas advertem que é necessário tomar precauções pois os riscos para a saúde humana não são conhecidos. A construção de um montador molecular ainda está longe de ocorrer. Vários problemas persistem, como a dificuldade de trabalhar com átomos individuais necessários para a construção do montador. Além disso, é difícil modelar o comportamento de objetos complexos em escala nanométrica em obediência às leis quânticas. A partir de 2007, o British Engineering and Physical Sciences Research Council financiou o desenvolvimento de assemblers moleculares semelhantes a ribossomas. Claramente, os assemblers moleculares são possíveis neste sentido limitado. Um projecto de roteiro tecnológico, liderado pelo Battelle Memorial Institute e acolhido por vários Laboratórios Nacionais dos EUA, explorou uma gama de tecnologias de fabrico atomicamente precisas, incluindo tanto a primeira geração como perspectivas a longo prazo de montagem molecular programável; o relatório foi publicado em Dezembro de 2007. Em 2008, o Engineering and Physical Sciences Research Council financiou 1,5 milhões de libras ao longo de seis anos para a investigação que visa a mecanossíntese mecanizada, em parceria com o Institute for Molecular Manufacturing, entre outros. Da mesma forma, o termo "montador molecular" tem sido utilizado na ficção científica e na cultura popular para se referir a uma vasta gama de nanomáquinas fantásticas de manipulação de átomos, muitas das quais podem ser fisicamente impossíveis na realidade. Grande parte da controvérsia sobre "assemblers moleculares" resulta da confusão na utilização do nome tanto para conceitos técnicos como para fantasias populares. Em 1992, Drexler introduziu o termo relacionado mas mais bem compreendido "fabrico molecular", que ele definiu como a "síntese química de estruturas complexas através do posicionamento mecânico de moléculas reactivas, e não através da manipulação de átomos individuais". Este artigo discute principalmente os "montadores moleculares" no sentido popular. Estes incluem máquinas hipotéticas que manipulam átomos individuais e máquinas com capacidades auto-replicativas semelhantes às do organismo, mobilidade, capacidade de consumir alimentos, e assim por diante. Estes são bastante diferentes dos dispositivos que apenas (como definido acima) "guiam reacções químicas através do posicionamento de moléculas reactivas com precisão atómica". Porque os assemblers moleculares sintéticos nunca foram construídos e devido à confusão sobre o significado do termo, tem havido muita controvérsia sobre se os "assemblers moleculares" são possíveis ou simplesmente ficção científica. A confusão e a controvérsia também resultam da sua classificação como nanotecnologia, que é uma área activa de investigação laboratorial que já foi aplicada à produção de produtos reais; no entanto, até há pouco tempo, não tinha havido esforços de investigação sobre a construção efectiva de "assemblers moleculares". No entanto, um artigo do grupo de David Leigh de 2013, publicado na revista Science, detalha um novo método de síntese de um peptídeo de uma forma específica de sequência, utilizando uma máquina molecular artificial que é guiada por uma vertente molecular. Isto funciona da mesma forma que um ribossomo construindo proteínas através da montagem de aminoácidos de acordo com um plano de RNA mensageiro. A estrutura da máquina é baseada num rotaxano, que é um anel molecular que desliza ao longo de um eixo molecular. O anel transporta um grupo tiolado que remove os aminoácidos em sequência do eixo, transferindo-os para um local de montagem de peptídeos. Em 2018, o mesmo grupo publicou uma versão mais avançada deste conceito em que o anel molecular desliza ao longo de uma pista polimérica para montar um oligopeptídeo que pode dobrar-se num hélice α que pode realizar a epoxidação enantioselectiva de um derivado de calcone (de uma forma que lembra o ribossoma que monta uma enzima). Num outro artigo publicado na Science em Março de 2015, os químicos da Universidade de Illinois relatam uma plataforma que automatiza a síntese de 14 classes de pequenas moléculas, com milhares de blocos de construção compatíveis. Em 2017, o grupo de David Leigh relatou um robô molecular que poderia ser programado para construir qualquer um de quatro estereoisómeros diferentes de um produto molecular utilizando um braço robótico nanomecânico para mover um substrato molecular entre diferentes sítios reactivos de uma máquina molecular artificial. Um artigo de acompanhamento News and Views, intitulado "Um montador molecular", delineou o funcionamento do robô molecular como sendo efectivamente um montador molecular prototípico. (pt) Асе́мблер — молекулярна машина, що може бути запрограмована на побудову будь-якої молекулярної структури, керуючи хімічними реакціями. Також: пристрій для збирання молекул, який здатний керуючихімічними реакціями точно позиціонувати молекулярні частинки реактантів. (uk) Наноассемблер (нано — 10−9 и англ. assembler — сборщик) — это разрабатываемое устройство наноразмеров, способное собирать из отдельных атомов или молекул сколь угодно сложные конструкции по вводимому в них плану. Термин был введён Эриком Дрекслером и в настоящее время широко используется в фантастике в стиле нанопанк. Первые работы в этом направлении были сделаны ещё в 1986 году, когда компания IBM с помощью туннельного сканирующего микроскопа (размеры которого очень далеки от нанометра) выложила на металлической пластине свой логотип отдельными атомами ксенона. Наноассемблер является частным случаем не созданной на данный момент нанофабрики — более крупного устройства, предназначенного для сборки объектов из отдельных атомов. По мнению Дрекслера, наноассемблер можно будет запрограммировать как репликатор: устройство, способное производить свои собственные копии. Более простым, чем наноассемблер, устройством может быть фабрикатор, способный создавать наноконструкции под внешним управлением. Начиная с 2007 года, Британский совет по инженерным и физическим исследованиям финансирует разработки молекулярных ассемблеров, подобных рибосомам. Очевидно, что молекулярные ассемблеры в этом ограниченном понимании точно возможны. Проект технологической дорожной карты, возглавляемый институтом им. Баттелла и расположенный в нескольких национальных лабораториях США, исследовал область технологий производства с атомарной точностью, включая и ближайшие, и отдалённые перспективы разработки программируемого молекулярного производства. Этот отчёт был выпущен в декабре 2007 года. (ru) |
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Tel que le définit Eric Drexler, il s'agit d' « une machine capable d'encadrer les réactions chimiques en positionnant les molécules réactives avec une précision nanométrique . » (fr) 分子アセンブラ（ぶんしアセンブラ、英語: Molecular assembler）は、環境中の原子を材料として分子を組み立てる想像上の機械。 (ja) Een assembler, nanorobot, moleculaire assembler of soms ook moleculaire monteur (volgens de definitie van K. Eric Drexler) is een "theoretische voorstelling van een apparaat dat in staat is om chemische reacties te begeleiden door het met atomaire precisie plaatsen van reactieve moleculen". Dit gebeurt op atomaire of moleculaire schaal, oftewel op nanometerschaal. Op sommige biologische moleculen, zoals ribosomen past deze definitie. Dit is omdat zij instructies ontvangen van boodschapper-RNA en aan de hand daarvan monteren ribosomen vervolgens specifieke sequenties van aminozuren om daarmee eiwitmoleculen te construeren. (nl) Асе́мблер — молекулярна машина, що може бути запрограмована на побудову будь-якої молекулярної структури, керуючи хімічними реакціями. Також: пристрій для збирання молекул, який здатний керуючихімічними реакціями точно позиціонувати молекулярні частинки реактантів. (uk) يعرّف المجمّع الجزيئي (بالإنجليزية: Molecular assembler) بأنه «جهاز مقترح قادر على توجيه التفاعلات الكيماوية عن طريق وضع جزيئات تفاعلية مع دقة ذرية». وتتوافق بعض الجزيئات البيولوجية مثل الرايبوسومات مع هذا التعريف بما أنها تتلقى التعليمات من الرنا الرسول ومن ثم تقوم بتجميع سلاسل محددة من الأحماض الأمينية لبناء جزيئات البروتين. على أي حال فإن مصطلح «المجمّع الجزيئي» عادة ما يشير إلى الأجهزة النظرية التي يصنعها الإنسان. (ar) Ένας μοριακός συναρμολογητής, όπως ορίζεται από τον K. Eric Drexler, είναι μια "προτεινόμενη συσκευή ικανή να καθοδηγεί χημικές αντιδράσεις τοποθετώντας αντιδρώντα μόρια με ατομική ακρίβεια". Ο μοριακός συναρμολογητής είναι ένα είδος μοριακής μηχανής. Ορισμένα βιολογικά μόρια, όπως τα ριβοσώματα, ταιριάζουν σε αυτόν τον ορισμό. Αυτό συμβαίνει επειδή λαμβάνουν οδηγίες από το αγγελιοφόρο RNA και στη συνέχεια συναρμολογούν συγκεκριμένες αλληλουχίες αμινοξέων για την κατασκευή πρωτεϊνικών μορίων. Ωστόσο, ο όρος "μοριακός συναρμολογητής" αναφέρεται συνήθως σε θεωρητικές συσκευές ανθρώπινης κατασκευής. (el) In der molekularen Nanotechnologie ist ein Assembler (auch molekularer Assembler) ein hypothetischer Roboter im Kleinstformat (Nanobot), der einzelne Atome und Moleküle manipuliert. Damit könnten molekulare Strukturen erstellt werden, die nicht in der Natur vorkommen. Die erste Skizzierung eines solchen Geräts stammt von Eric Drexler aus dem Jahre 1986, in seinem Buch Engines of Creation, in dem Assembler als Grundlage der molekularen Nanotechnologie vorgestellt werden. (de) Un ensamblador molecular, según lo define K. Eric Drexler, «es un dispositivo propuesto capaz de conducir las reacciones químicas mediante el posicionamiento de moléculas reactivas con precisión atómica». Algunas estructuras biológicas tales como los ribosomas se ajustan a esta definición, dado que, mientras trabajaban en el entorno de una célula reciben instrucciones del ARN mensajero y montan secuencias específicas de aminoácidos para constituir proteínas. Sin embargo, el término «ensamblador molecular» generalmente se refiere a dispositivos teóricos artificiales o sintéticos. El desarrollo de los ensambladores moleculares como los ribosomas fue financiado en 2007 por el Consejo de Investigación británico de Ingeniería y Ciencias Físicas. Es evidente que los ensambladores moleculares son (es) A molecular assembler, as defined by K. Eric Drexler, is a "proposed device able to guide chemical reactions by positioning reactive molecules with atomic precision". A molecular assembler is a kind of molecular machine. Some biological molecules such as ribosomes fit this definition. This is because they receive instructions from messenger RNA and then assemble specific sequences of amino acids to construct protein molecules. However, the term "molecular assembler" usually refers to theoretical human-made devices. (en) Perakit molekuler, seperti yang didefinisikan oleh , adalah "perangkat yang diusulkan mampu memandu reaksi kimia dengan memposisikan molekul reaktif dengan ketepatan atom". Perakit molekuler adalah sejenis mesin molekuler. Beberapa molekul biologis seperti ribosom sesuai dengan definisi ini. Ini karena mereka menerima instruksi dari RNA kurir dan kemudian menyusun urutan asam amino spesifik untuk membangun molekul protein. Namun, istilah "perakit molekuler" biasanya mengacu pada perangkat buatan manusia teoretis. (in) Un assemblatore molecolare come definito da Kim Eric Drexler è un "dispositivo proposto in grado di guidare le reazioni chimiche tramite il posizionamento di molecole reattive con precisione atomica". Alcune molecole biologiche come i ribosomi si adeguano a questa definizione dato che, durante il lavoro all'interno dell'ambiente di una cellula, ricevono istruzioni dal messaggero del RNA e assemblando quindi sequenze specifiche di aminoacidi per la costruzione di molecole proteiche. Tuttavia, il termine "assemblatore molecolare" si riferisce di solito ai teorici dispositivi artificiali o sintetici. Lo sviluppo di assemblatori molecolari simil-ribosoma è stato finanziato nel 2007 dalla .È chiaro che assemblatori molecolari in questo senso specifico sono possibili. Un progetto di una roadmap (it) Um montador molécular ou Nanomontador (Nanoassembler) é uma máquina nanotecnológica de tamanho bastante reduzido capaz de organizar átomos e moléculas de acordo com instruções dadas. Para fazer esta tarefa é necessário energia, suprimento de matéria-prima (building blocks), bem como a programação a ser executada pelo montador. (pt) Наноассемблер (нано — 10−9 и англ. assembler — сборщик) — это разрабатываемое устройство наноразмеров, способное собирать из отдельных атомов или молекул сколь угодно сложные конструкции по вводимому в них плану. Термин был введён Эриком Дрекслером и в настоящее время широко используется в фантастике в стиле нанопанк. Первые работы в этом направлении были сделаны ещё в 1986 году, когда компания IBM с помощью туннельного сканирующего микроскопа (размеры которого очень далеки от нанометра) выложила на металлической пластине свой логотип отдельными атомами ксенона. (ru) |
| rdfs:label | مجمع جزيئي (ar) Assemblador molecular (ca) Assembler (Nanotechnologie) (de) Μοριακός συναρμολογητής (el) Ensamblador molecular (es) Assembleur moléculaire (fr) Perakit molekuler (in) Assemblatore molecolare (it) Molecular assembler (en) 分子アセンブラ (ja) Assembler (nanobots) (nl) Nanomontador (pt) Наноассемблер (ru) Асемблер (хімія) (uk) |
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