Molti materiali comuni mostrano caratteristiche diverse e potenzialmente utili quando fabbricati su scale estremamente piccole, ovvero, a dimensioni vicine a quelle degli atomi, o qualche decimiliardesimo di metro. Queste proprietà di "scala atomica" o "nanoscala" includono caratteristiche elettriche quantizzate, adesione senza colla, rapidi sbalzi di temperatura, e sintonizzabile assorbimento e diffusione della luce che, se disponibile in prodotti e sistemi a misura d'uomo, potrebbe offrire capacità di difesa e commerciali potenzialmente rivoluzionarie. Due sfide tecniche ancora insormontabili, però, ostacolano:mancanza di conoscenza su come conservare le proprietà su scala nanometrica nei materiali su scala più ampia, e la mancanza di capacità di assemblaggio per oggetti tra nanoscala e 100 micron, leggermente più larghi di un capello umano.

DARPA ha creato il programma Atoms to Product (A2P) per aiutare a superare queste sfide. Il programma mira a sviluppare tecnologie avanzate per l'assemblaggio di pezzi su scala atomica. Cerca inoltre di integrare questi componenti in materiali e sistemi dalla nanoscala fino alla scala del prodotto in modo da preservare e sfruttare le proprietà distintive della nanoscala.

"Vogliamo esplorare nuovi modi di mettere insieme cose incredibilmente piccole, con l'obiettivo di sviluppare nuovi metodi di miniaturizzazione e assemblaggio che funzionino a scale 100, 000 volte più piccolo dell'attuale tecnologia all'avanguardia, " ha detto John Main, Responsabile del programma DARPA. "In caso di successo, A2P potrebbe consentire la creazione di classi di materiali completamente nuove che presentano proprietà su scala nanometrica a tutte le scale. Potrebbe portare alla capacità di miniaturizzare i materiali, processi e dispositivi che non possono essere miniaturizzati con la tecnologia attuale, oltre a costruire prodotti e sistemi tridimensionali di dimensioni molto più ridotte."

Questo grado di assemblaggio in scala è comune in natura, Principale continuato. "Piante e animali, Per esempio, sono effettivamente sistemi assemblati da componenti su scala atomica e molecolare da un milione a un miliardo di volte più piccoli dell'intero organismo. Stiamo cercando di gettare una base simile per lo sviluppo di materiali e dispositivi futuri".