この年表では、ナノテクノロジーの前近代的な例と、ナノテクノロジー分野における近代的な発見とマイルストーンを紹介します。
大英博物館のリュクルゴス杯（外側（左）と内側（右）から光を当てた状態）
4 世紀のものです。 ガラスに含まれるコロイド状の金と銀により、外側から光を当てると不透明な緑色に見え、内側から光を当てると半透明の赤色に見えるという二色性ガラスの例です。 (左の画像）
Polychrome lustreware bowl, 9th C, Iraq, British Museum (©Trinitat Pradell 2008)
9-17 Centuries: イスラム世界、後にヨーロッパで使用された光り輝く「ラスター」陶磁器釉薬は、銀や銅などの金属ナノ粒子を含んでいた。 (右画像）
ノートルダム大聖堂の南バラ窓、1250年頃
6～15世紀頃。 ヨーロッパの大聖堂の鮮やかなステンドグラスは、塩化金やその他の金属酸化物や塩化物のナノ粒子によるもので、金のナノ粒子は光触媒の空気清浄機としても機能した。 (左の画像）
13～18 世紀。 「ダマスカス」サーベルの刃には、カーボンナノチューブとセメンタイトナノワイヤが含まれており、超高炭素鋼の配合により、強度、弾力性、鋭い刃先を保つ能力、そしてその刃の名前の由来となっている鋼の可視モアレ模様がもたらされています。 (
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| （左）ダマスカスサーベル（撮影：Tina Fineberg for The New York Times）。 (右）塩酸で溶かした後の本物のダマスカス サーベルの高解像度透過電子顕微鏡画像。カーボン ナノチューブに包まれたセメンタイト ナノワイヤの残骸を示す（スケールバー：5 nm）（M. Reibold, P. Paufler, A. A. Levin, W. Kochmann, N. Pätzke & D. C. Meyer, Nature 444, 286, 2006）. | |
現代におけるナノテクノロジーを可能にする発見と開発の例
これらは、実験と同様に、ますます洗練された科学的理解と計測器に基づいています。
“Ruby” ゴールド コロイド (Gold Bulletin 2007 40,4, p.267)
1857: Michael Faradayがコロイド状の「ルビー」金を発見し、特定の照明条件下でナノ構造の金が異なる色の溶液を生成することを実証しました。 ジーメンス研究所のエルヴィン・ミュラーが電界放出顕微鏡を発明し、物質のほぼ原子レベルの分解能の画像を可能にした
1947: ベル研究所のジョン・バーディーン、ウィリアム・ショックレー、ウォルター・ブラッテンが半導体トランジスタを発見し、半導体界面の科学的知識を大きく広げ、電子デバイスと情報化時代の基礎を築いた。 Victor La MerとRobert Dinegarが単分散コロイド材料を成長させる理論とプロセスを開発。 コロイドを作る能力を制御することで、特殊紙、塗料、薄膜、さらには透析治療など、無数の産業利用が可能になった。 Erwin Müllerが電界イオン顕微鏡を開発し、鋭い金属チップの表面で原子の配列を画像化する方法を開発した。 MIT の Arthur von Hippel が、誘電体、強誘電体、圧電体に適用する「分子工学」の多くの概念を導入し、この言葉を作りました。 テキサス・インスツルメンツのジャック・キルビーは、最初の集積回路の概念を生み出し、設計し、製造し、その功績で2000年にノーベル賞を受賞しました。 (左画像）
リチャード・ファインマン（カルテック資料館）
1959年。 カリフォルニア工科大学のリチャード・ファインマンは、カリフォルニア工科大学でのアメリカ物理学会の会合で、原子スケールでの技術と工学に関する最初の講義とされる「底に部屋がたくさんある」を行いました。 (右の画像。)
ムーアが、半導体産業が「集積回路に多くの部品を詰め込むことができる」というビジョンを示す、最初の公開グラフ
1965: Intel の共同創設者 Gordon Moore は、エレクトロニクス分野で予見されるいくつかの傾向を Electronics 誌で説明しました。 現在「ムーアの法則」として知られているトレンドの 1 つは、集積チップ (IC) 上のトランジスタの密度が 12 か月ごとに 2 倍になる (後に 2 年ごとと修正) というものでした。 ムーアの法則」とは、IC（集積回路）上のトランジスタの密度が12カ月ごとに2倍になる（その後2年ごとに修正）というもので、ムーアは、チップのサイズとコストが機能とともに縮小し、人々の生活や仕事に大きな変革をもたらすと考えたのである。 ムーアが描いた基本的な流れが50年間続いているのは、ICやトランジスタが原子レベルにまで小さくなり、半導体産業がナノテクノロジーに依存するようになったことが大きな要因である。 1974年：東京理科大学谷口紀夫教授が、原子レベルの寸法公差で材料を精密に加工することを意味する「ナノテクノロジー」という造語を考案。 (左のグラフ参照)
1981: IBMチューリッヒ研究所のGerd BinnigとHeinrich Rohrerが走査型トンネル顕微鏡を発明し、科学者が初めて個々の原子を「見る」（直接空間画像を作成する）ことを可能にしました。 ビニッヒとローラーはこの発見により、1986年にノーベル賞を受賞しました。 ロシアの Alexei Ekimov が、ガラスマトリックス中にナノ結晶の半導体量子ドットを発見し、その電子および光学特性について先駆的な研究を行いました。 ライス大学の研究者ハロルド・クロト、ショーン・オブライエン、ロバート・カール、リチャード・スマリーは、一般にバッキーボールとして知られているバックミンスターフラーレン（C60）を発見しました。これは、グラファイトやダイヤモンドと同様に炭素のみからなる、形状がサッカーボールに似た分子で、C60はバッキーボールと呼ばれることもあります。 この発見とフラーレン分子の発見が評価され、1996年にノーベル化学賞を受賞した。 (右は想像図）
1985年。 ベル研究所のルイス・ブルスは、コロイド状半導体ナノ結晶（量子ドット）を発見し、2008年のカブリ賞（ナノテクノロジー部門）を受賞した。 この顕微鏡は、ナノメートルの数分の一の大きさの物質を観察、測定、操作する能力を持ち、ナノ材料に内在するさまざまな力の測定も可能です。 IBMのアルマデン研究所のDon EiglerとErhard Schweizerは、35個のキセノン原子を操作してIBMのロゴを書き出しました。 原子を精密に操作する能力を証明し、ナノテクノロジーの応用の先駆けとなった。 (左画像）
1990 年代。 1989年にNanophase Technologies、1990年にHelix Energy Solutions Group、1997年にZyvex、1998年にNano-Texなど、初期のナノテクノロジー企業が操業を開始した…
1991年：NECの飯島澄男がカーボンナノチューブを発見したとされているが、チューブ状の炭素構造は他の人物からも早期に観察されていた。 飯島は、この発見とその他の進歩により、2008年にカブリ賞（ナノサイエンス部門）を受賞した。 CNTは、バッキーボールと同様に、全体が炭素でできているが、筒状になっている。 強度、電気伝導性、熱伝導性など、並外れた特性を発揮する。 (下の画像）
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| 炭素ナノチューブ（提供：National Science Foundation). CNT の特性は、エレクトロニクス、フォトニクス、多機能ファブリック、生物学 (例: 骨細胞を増殖させる足場として)、および通信への応用が検討されています。 他の例については、2009年のDiscovery Magazineの記事を参照 | ナノチューブが繊維である精製ナノチューブ「紙」のSEM顕微鏡写真（スケールバー、0.001 mm）（提供: NASA）。 | 整列したカーボンナノチューブの配列。可視波長の光を検出するための無線アンテナのように機能する（スケールバー0.001 mm）（提供：K. Kempa, Boston College） |
1992: モービルオイルのC.T.クレスゲらは、ナノ構造の触媒材料MCM-41とMCM-48を発見し、原油の精製や薬物送達、水処理などさまざまな用途に利用されるようになった。
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| MCM-41 は「メソポーラス分子ふるい」シリカ ナノ材料で、この TEM 画像に示すように直筒状の孔が六角または「蜂の巣」状に並んでいます （提供：Michigan State University, Thomas Pauly）。 | このMCM-41のTEM画像は、観察軸に垂直に横たわるまっすぐな円柱状の孔を見ています（ミシガン州立大学Thomas Pauly氏提供） |
1993 年。 MIT の Moungi Bawendi は、ナノ結晶 (量子ドット) の制御合成法を発明し、コンピュータから生物学、高効率の太陽光発電や照明まで、幅広い応用への道を切り開きました。 その後数年の間に、Louis Brus氏やChris Murray氏など、他の研究者も量子ドットの合成法を開発した
1998年。 ナノスケールの科学技術の現状を調査し、将来の発展を予測するため、米国科学技術評議会の下にナノテクノロジーに関する省庁間ワーキンググループ（IWGN）が設立された。 IWGNの研究と報告書「Nanotechnology Research Directions: 1999 年）のビジョンを定義し、2000 年の U.S. National Nanotechnology Initiative の形成に直接つながりました。 コーネル大学の研究者ウィルソン・ホーとヒョジュン・リーが、走査型トンネル顕微鏡を使って構成要素から分子を組み立てることにより、化学結合の秘密を探った。 (左の画像）
1999: ノースウェスタン大学のChad Mirkinがディップペン・ナノリソグラフィー（DPN®）を発明し、製造可能で再現性のある電子回路の「書き込み」や、細胞生物学研究、ナノ暗号化などのための生体材料のパターン形成に成功しました。 (右下の画像）
生体材料の成膜に DPN を使用 ©2010 Nanoink
1999年から2000年代初頭にかけてのこと。 ナノテクノロジーを利用した消費者向け製品が市場に出回り始めました。軽量でへこみや傷がつきにくい自動車のバンパー、まっすぐ飛ぶゴルフボール、硬い（そのためボールの反発が速い）テニスラケット、しなりとキック力に優れた野球のバットなどがあります。「ナノ銀抗菌靴下、透明日焼け止め、シワや汚れのつきにくい衣類、浸透性の高い治療用化粧品、傷のつきにくいガラスコーティング、コードレス電動工具用の高速充電バッテリー、テレビ・携帯電話・デジタルカメラ用の改良ディスプレイなどです。
2000: クリントン大統領は、連邦政府の研究開発努力を調整し、ナノテクノロジーにおける米国の競争力を促進するために、国家ナノテクノロジー推進計画 (NNI) を立ち上げました。 議会は2001年度に初めてNNIに資金を提供しました。 NSTCのNSET SubcommitteeはNNIの調整を担当する省庁間グループとして指定された。 21世紀ナノテクノロジー研究開発法（P.L. 108-153）が議会で制定された。 この法律は、NNI の法的基盤を提供し、プログラムを確立し、機関の責任を割り当て、資金レベルを認可し、重要な問題に対処する研究を促進しました。
Computer simulation of growth of gold nanoshell with silica core and over-layer of gold (courtesy N. Halas, Genome News Network, 2003)
2003: ライス大学のNaomi Halas、Jennifer West、Rebekah Drezek、およびRenata Pasqualinは、金ナノシェルを開発し、近赤外線を吸収するようにサイズを「調整」すると、侵襲性の生検、手術、全身破壊的な放射線または化学療法なしで乳癌の総合的な発見、診断、治療のプラットフォームとして機能するようになりました。 欧州委員会は、コミュニケーション「ナノテクノロジーに関する欧州戦略に向けて」（COM(2004) 338）を採択し、欧州のナノ科学とナノテクノロジーR&Dの取り組みを統合的で責任ある戦略の中で制度化することを提案し、ナノテクノロジーR&Dに対する欧州行動計画や継続的資金提供に拍車をかけています。 (左の画像）
2004年。 英国王立協会と王立工学アカデミーは、「ナノサイエンスとナノテクノロジー」を発表しました。 Opportunities and Uncertainties）」を発表し、ナノテクノロジーに関連する健康、環境、社会、倫理、規制の潜在的な問題に対処する必要性を提唱。 SUNY Albanyが、米国初のナノテクノロジーに関する大学レベルの教育プログラムであるCollege of Nanoscale Science and Engineeringを開始。 カリフォルニア工科大学の Erik Winfree と Paul Rothemund は、DNA ベースの計算と、ナノ結晶の成長過程に計算を埋め込む「アルゴリズム自己組織化」の理論を開発しました。
バッキーボールの車輪を回すナノカー（クレジット：RSC、2006年3月29日）
2006: ライス大学のJames Tourらは、アルキニル車軸を持つオリゴ（フェニレンエチニレン）と4つの球状C60フラーレン（バッキーボール）車輪からなるナノスケール自動車を製作した。 温度上昇に伴い、バッキーボールの車輪が回転し、ナノカーは通常の自動車と同じように金表面上を移動した。 300℃を超えると、ナノカーはあまりに速く動き回るので、化学者たちはそれを追跡することができなくなったのです (左の画像）
2007: MITのAngela Belcherらは、人体に無害な一般的なタイプのウイルスを用いて、低コストで環境に優しいプロセスでリチウムイオン電池を作った。 この電池は、プラグインハイブリッド車の電源として検討されている最先端の二次電池と同等のエネルギー容量と出力性能を持ち、個人の電子機器の電源としても利用できる。 (右画像）
(L to R) MITのYet-Ming Chiang教授、Angela Belcher教授、Paula Hammond教授は、電池の陽極として機能するウイルス入りのフィルムを展示しています。 (Photo: Donna Coveney, MIT News.)
2008: NNI が後援する 2 年間の調査および公開対話のプロセスに基づき、ナノテクノロジー関連の環境、健康、および安全（EHS）研究に関する最初の公式 NNI 戦略が発表された。 この戦略文書は、一連のワークショップと公開レビューを経て、2011年に更新された。
2009-2010: ニューヨーク大学のNadrian Seemanらは、DNAのようなロボット型ナノスケール組立装置をいくつか作成した。 1つは、「粘着性末端」を用いて自己集合するようにプログラムできるDNA結晶の合成配列を用いて、3次元DNA構造を作成するプロセスで、設定した順序と方向で配置することが可能である。 3Dナノスケール部品が可能にする柔軟性と密度は、より小さく、より複雑で、より狭い間隔で配置された部品の組み立てを可能にし、ナノエレクトロニクスに恩恵をもたらすだろう。 中国・南京大学の研究者とともに、シーマンは「DNAアセンブリライン」を開発した。 この研究により、シーマンは2010年のカブリ賞（ナノサイエンス部門）を受賞している
2010: IBMは、頂点がわずか数ナノメートルのシリコンチップ（原子間力顕微鏡のチップと同様）を使って、基板から材料を削り取り、塩の粒の1000分の1のサイズのナノスケールの世界の3Dレリーフマップを2分23秒で完成させた。 この活動は、15ナノメートルというナノスケールのパターンや構造を、大幅に低コストかつ複雑に生成する強力なパターニング手法を実証し、エレクトロニクス、光エレクトロニクス、医療などの分野に新たな可能性をもたらすものです。 (下の画像）
有機分子ガラスの基板から世界最小のレリーフ地図を切り出すナノスケール シリコン チップのレンダリング画像です。 中央手前に見えるのは地中海とヨーロッパです。 (画像提供：Advanced Materials)
2011: NSET小委員会は、公開ワークショップや政府、学界、NGO、一般市民などのステークホルダーとのオンライン対話からの広範なインプットを活用して、NNI戦略計画とNNI環境・健康・安全研究戦略の両方を更新した。
2012: NNIはさらに2つのナノテクノロジー・シグネチャー・イニシアチブ（NSI）-ナノセンサーとナノテクノロジー知識基盤（NKI）-を立ち上げ、合計5つのNSIとなる。
NNIはステークホルダー・ワークショップを皮切りに、次の戦略的計画立案を開始。
2014:
– NNIが最新の2014年戦略計画を発表。
– NNIが「NNI 2011 Environmental, Health, and Safety Research Strategyの協調的実施に関する2014 Progress Review」を発表
– NNIは、環境、健康、安全に関する研究戦略を発表。