Vykdant chemosintezę, tradicinį (ir visur esantį) cheminių reakcijų inicijavimo metodą, daug milijonų ar daugiau reaguojančių medžiagų molekulių sujungiama į skystį arba garus, leidžiant joms atsitiktinai susidurti termiškai judant, kol susidaro pakankamas norimų reakcijos produktų kiekis. pagaminta. Priešingai, atliekant mechaninę sintezę, pažangią cheminės sintezės techniką, kuri vis dar kuriama, molekulinės mechaninės sistemos, veikiančios pagal užprogramuotas instrukcijas, sujungtų vieną molekulę ar atomą su kita, sujungdamos juos kryptingai ir tvarkingai. Naudojant šį metodą būtų galima išvengti nepageidaujamų reakcijų ir žymiai padidinti reakcijos pralaidumą.
Pradinė mechanosintezė jau buvo parodyta naudojant silicį 2003 m., Oyabu ir kt. Naudodami skenuojantį tunelinį mikroskopą (STM), Oyabu ir jo bendradarbiai naudojo vien mechaninę jėgą kovalentiniams atominiams ryšiams sudaryti ir nutraukti. Šis žygdarbis buvo atliktas kriogeninėje temperatūroje vakuuminėje aplinkoje. Anksčiau, 1988 m., IBM tyrėjai išrašė raides „IBM“ su ksenono atomais ant vario paviršiaus. Tai nebuvo tikra mechaninė sintezė, bet parodė, kad įmanoma manipuliuoti atskirais atomais naudojant STM, mikroskopo įtaisą su monoatominiu antgaliu. Iš esmės manipuliuoti atskiromis molekulėmis STM antgaliu galima, nors procesą automatizuoti buvo sunku.
Kad mechaninė sintezė būtų kažkas kita nei mokslinis smalsumas ir būtų naudinga kuriant praktinius produktus, ji turėtų būti vykdoma masiškai lygiagrečiai, naudojant lankstesnius atominius blokus, tokius kaip anglis. Norint sukurti reikiamą skaičių atominės apimties manipuliatorių mechaninio sintezės apdorojimo sistemoms, būtų labai pageidautina savaime besidauginančių ir bendrosios paskirties manipuliatorių. Tokį įrenginį mokslininkas, kuris iš pradžių sumanė, daktaras Ericas Drexleris pavadino molekuliniu surinkėju. Drexleris 1986 m. paskelbė populiarią ekspoziciją šia tema „Kūrimo varikliai“, o 1992 m. sekė techninesnes nanosistemas, kuriose buvo aprašyta daugybė molekulinių mašinų, naudojančių mechaninius sintetinius procesus.
Jei būtų galima sukurti anglies mechanosintezės pagrindu pagrįstą savaime besidauginantį surinkėją, savaiminio replikacijos eksponentinis augimas leistų sukurti kilogramų kiekius tik per kelias dešimtis replikacijos ciklų, net jei patys molekuliniai surinkėjai sveria tik kelias pikogramas. Tada surinkėjai galėtų būti nukreipti bendradarbiauti kuriant makro masto gaminius, tokius kaip kompiuteriai, elektriniai įrankiai ir automobiliai.
Naudojant tiksliai nukreiptą atominio lygio konstrukciją, šie gaminiai gali būti sukurti su kiekvienu atomu iš anksto nustatytoje vietoje. Tai leistų keliomis sritimis, pvz., variklių galios tankiu ir apdorojimo elementų miniatiūrizmu, padidinti našumą. Mūsų dabartinė technika yra sukurta palyginti neapdorotų procesų ir yra gana netvarkinga atominiu lygmeniu. Ši futuristinė gamybos metodika buvo vadinama molekuline nanotechnologija arba molekuline gamyba.