Eric Drexler

Drexler regnes av mange som grunnleggeren av feltet molekylær nanoteknologi. Han hentet likevel mye inspirasjon fra Richard Feynman. Drexler mente det ville være mulig å bygge nanostrukturer fra bunnen av, det vil si helt fra enkeltatomer og enkeltmolekyler. Slike metoder kalles «bottom-up methods» på engelsk, som kan oversettes til nedenfra-og-opp-metoder. Man kan også bruke teknikker som bryter ned større strukturer til nanostrukturer, slik som fotolitografi. Disse kalles «top-down methods», altså ovenfra-og-ned-metoder. På 1980-tallet da Drexler startet sitt arbeid innenfor nanoteknologi, ble nanostrukturer stort sett laget ved hjelp av ovenfra-og-ned-metoder. Dette var en videreutvikling av mikroteknologien man benyttet i for eksempel produksjon av elektronikk.

Drexlers studier kan best beskrives som mulighetsstudier. Han foreslo ingen spesifikke fabrikasjonsmetoder for nanomaterialer, men formulerte heller overordnede prinsipper. For eksempel at molekylære maskiner vil unngå problemer med varmeutvikling fra friksjon fordi varmeenergi spres veldig raskt på nanometerskala. Han gjorde også konseptuelle beregninger på hvor raskt disse molekylære maskinene kunne arbeide, ut ifra blant annet frekvensen på atomvibrasjoner, diffusjonshastighet og antallet maskiner man får plass til per areal.

Drexler var blant de første som utviklet ideer om menneskeskapte molekylære maskiner, altså syntetiske strukturer som autonomt kan utføre produksjonsprosesser på molekylært nivå. Et eksempel på en molekylær maskin i naturen er ATP-syntase, et protein i mitokondrier som benytter en pH-gradient til å produsere ATP. Et annet eksempel fra naturen er ribosomer, som produserer proteiner i proteinsyntesen. Drexler mente at ribosomene var bevis på at programmerbare molekylære maskiner var mulige å lage.

Drexler utdypet tankene om menneskeskapte molekylære maskiner i sin doktorgradsoppgave, ved navn «Molecular machinery and manufacturing with applications to computation», og senere i boken «Engines of Creation». I disse utgivelsene tok han for seg ulike aspekter ved molekylær nanoteknologi:

1. Nanoskala maskiner. Drexler mente at molekylære maskiner ville sette sammen reaktanter til produkter ekstremt raskt fordi de drives av termiske vibrasjoner. Frekvensen på disse vibrasjonene er typisk i THz-skalaen ved romtemperatur. Drexler så også for seg å nedskalere eksisterende maskiner, for eksempel motorer. Mekanikk på denne skalaen ville likevel vært ganske annerledes enn for vanlige maskiner. For eksempel ville varme spredd seg svært raskt i en liten maskin.
2. Selvreplikerende systemer. Ved å lage maskiner som kan lage nye kopier av seg selv, vil antallet av disse vokse eksponentielt. Dette vil gjøre oppskaleringer enklere og dermed øke produktiviteten. Disse systemene kan altså likne på bioreaktorer, hvor man benytter nanoskala maskiner, istedenfor mikroorganismer, til å lage produkter. Det er slike selvreplikerende systemer Drexler mente kunne gi opphav til gray goo.
3. Nanoskala datamaskiner. Drexler mente at datamaskiner kunne forminskes i veldig stor grad. Han mente det ikke var et fysisk problem å lage hele datamaskiner på mikroskala. Alt man trengte var presisjonen til å lage små nok komponenter. Datamaskiner har frem til nå blitt mindre og mindre nettopp på grunn av en slik økning i presisjon. Videre nedskalering er imidlertid vanskelig fordi komponentene nærmer seg teoretiske grenser for hvor små de kan bli.
4. Etikk. Drexler uttrykte bekymring for hva nanoteknologi kunne brukes til. For eksempel kunne selvreplikerende maskiner bli brukt på liknende måte som mikroorganismer i biologisk krigføring. Derimot mente Drexler at disse maskinene ville vært enda farligere, fordi de kan programmeres.