Vor gut 20 Jahren hatte der US-Ingenieur K. Eric Drexler eine Vision: In seinem Buch Engines of Creation skizzierte er eine Zukunft, in der molekulare Maschinen die industrielle Fertigung revolutionieren und Gegenstände Atom für Atom zusammenbauen. So wie die Natur die Materie auf der untersten Ebene transformiert und zum Beispiel in einer Kuh Gras in saftige Steaks verwandelt, so sollten winzige Roboter mit Elementarteilchen hantieren und fantastische neue Werkstoffe und Produkte herstellen. In der kühnsten Vision reproduzieren sich diese Winzmaschinen selbst – ein wunderbarer Stoff für Science-Fiction-Romane.

Drexler nannte diese neue Technik Nanotechnik. Ein Begriff, den er zwar nicht erfunden hatte, aber fortan für sich reklamierte. Seine Vision, irgendwo an der Grenze zwischen Wissenschaft und Fantasie angesiedelt, beflügelte einerseits eine ganze Forschergeneration. Andererseits gaukelte sie Laien vor, die Natur sei im Prinzip ein Baukasten, Atome ließen sich wie Legosteine zusammensetzen. Die Folge war ein Nanohype, der die ernsthafte Forschung fast ganz aus der öffentlichen Wahrnehmung verdrängte. Dabei haben andere Wissenschaftler längst begonnen, die wolkigen Nanovisionen auf die Erde zu holen.

Bald nachdem Drexler seine Ideen in die Welt gesetzt hatte, bemächtigten die Illustratoren sich ihrer. In bunten Farben malten sie käferartige Nanomaschinen mit Greifarmen, die Moleküle aufschichteten oder an Zellen Reparaturarbeiten vornahmen. Drexler selbst steuerte Konstruktionszeichnungen ihrer Bauteile bei. Da gab es Getriebe, Kugellager, Förderbänder und Kräne, die nur aus einigen Hunderten bis einigen Tausenden Kohlenstoffatomen bestanden und sich wie von Geisterhand bewegen sollten. Eine Miniaturausgabe unserer heutigen Maschinenwelt, für deren Realisierbarkeit Drexler auch gleich die Modellrechnungen mitlieferte.

Diese Wunderwelt ist eine Vision geblieben. Die bunten Bilder der Drexlerschen Nanomaschinen sind zwar ein populärer Mythos geworden, aber bis heute existiert nicht ein einziger Prototyp. Das liegt nicht nur daran, dass Drexler und seine Anhänger vor allem Theoretiker sind, die nicht im Labor herumtüfteln. Die Entwürfe hatten auch handfeste Mängel und widersprachen manchmal den Gesetzen der Physik. Denn die sind im Nanokosmos andere als in der Makrowelt.

"Die Maschinenteile der ›molekularen Nanotechnik‹ sind im Wesentlichen Molekülhaufen mit seltsamen und sehr speziellen Formen", urteilt der britische Physiker Richard Jones, der Drexlers ursprüngliches Konzept vor einiger Zeit einer gründlichen Analyse unterzogen hat. Doch wegen der unnatürlichen Anordnung ihrer Atome wären die Konstrukte chemisch instabil. Und selbst wenn sie zusammenhielten, hätten die Maschinenteile eher die Konsistenz von Wackelpudding als die Festigkeit eines Baukrans, weil die Atome bei Zimmertemperatur ständig in Bewegung sind. Ein weiteres Problem: "Die Drexlerschen Maschinen funktionieren nur in einem Ultrahochvakuum", sagt Jones. Schon ein, zwei Fremdatome könnten hier den gleichen Effekt haben wie der sprichwörtliche Sand im Getriebe.

So wirklichkeitsfern Drexlers Ideen auch waren, sie haben die Wissenschaft befeuert. Nach anfänglicher Skepsis haben in den letzten Jahren einige Forschungsgruppen begonnen, sie zu erkunden. Im Unterschied zu Drexler, der sich kaum um den aktuellen Forschungsstand kümmerte, gehen sie von verfügbaren Nanomaterialien und werkzeugen aus.