De nombreux matériaux courants présentent des caractéristiques différentes et potentiellement utiles lorsqu'ils sont fabriqués à des échelles extrêmement petites, c'est-à-dire à des dimensions proches de la taille des atomes, ou quelques dizaines de milliardièmes de mètre. Ces propriétés "à l'échelle atomique" ou "à l'échelle nanométrique" incluent des caractéristiques électriques quantifiées, adhérence sans colle, changements de température rapides, et une absorption et une diffusion de la lumière réglables qui, si disponible dans des produits et systèmes à échelle humaine, pourrait offrir des capacités de défense et commerciales potentiellement révolutionnaires. Deux défis techniques encore insurmontables, cependant, faire obstacle :Manque de connaissances sur la façon de conserver les propriétés nanométriques dans les matériaux à plus grande échelle, et le manque de capacités d'assemblage pour des objets entre l'échelle nanométrique et 100 microns, légèrement plus large qu'un cheveu humain.

La DARPA a créé le programme Atoms to Product (A2P) pour aider à surmonter ces défis. Le programme vise à développer des technologies améliorées pour l'assemblage de pièces à l'échelle atomique. Il cherche également à intégrer ces composants dans des matériaux et des systèmes de l'échelle nanométrique jusqu'à l'échelle du produit de manière à préserver et à exploiter les propriétés distinctives à l'échelle nanométrique.

"Nous voulons explorer de nouvelles façons d'assembler des choses incroyablement petites, dans le but de développer de nouvelles méthodes de miniaturisation et d'assemblage qui fonctionneraient à l'échelle 100, 000 fois plus petit que la technologie de pointe actuelle, " dit John Main, Responsable du programme DARPA. « En cas de succès, L'A2P pourrait aider à créer de toutes nouvelles classes de matériaux qui présentent des propriétés nanométriques à toutes les échelles. Cela pourrait conduire à la capacité de miniaturiser les matériaux, des processus et des appareils qui ne peuvent pas être miniaturisés avec la technologie actuelle, ainsi que de construire des produits et des systèmes tridimensionnels à des tailles beaucoup plus petites."

Ce degré d'assemblage à l'échelle est de nature courante, Principal a continué. "Plantes et animaux, par exemple, sont effectivement des systèmes assemblés à partir de composants à l'échelle atomique et moléculaire un million à un milliard de fois plus petits que l'organisme entier. Nous essayons de jeter des bases similaires pour le développement de futurs matériaux et dispositifs. »