Muchos materiales comunes exhiben características diferentes y potencialmente útiles cuando se fabrican a escalas extremadamente pequeñas, es decir, en dimensiones cercanas al tamaño de los átomos, o unas diez mil millonésimas de metro. Estas propiedades de "escala atómica" o "nanoescala" incluyen características eléctricas cuantificadas, adhesión sin cola, cambios rápidos de temperatura, y absorción de luz sintonizable y dispersión que, si está disponible en productos y sistemas a escala humana, podría ofrecer capacidades comerciales y de defensa potencialmente revolucionarias. Dos desafíos técnicos aún insuperables, sin embargo, interponerse en el camino:falta de conocimiento sobre cómo retener las propiedades a nanoescala en materiales a escalas más grandes, y falta de capacidad de ensamblaje para elementos entre nanoescala y 100 micrones, un poco más ancho que un cabello humano.

DARPA ha creado el programa Atoms to Product (A2P) para ayudar a superar estos desafíos. El programa busca desarrollar tecnologías mejoradas para ensamblar piezas a escala atómica. También busca integrar estos componentes en materiales y sistemas desde la nanoescala hasta la escala del producto de manera que preserven y exploten las propiedades distintivas de la nanoescala.

"Queremos explorar nuevas formas de combinar cosas increíblemente pequeñas, con el objetivo de desarrollar nuevos métodos de miniaturización y montaje que funcionen a escalas 100, 000 veces más pequeño que la tecnología de vanguardia actual, "dijo John Main, Gerente del programa DARPA. "Si tiene éxito, A2P podría ayudar a permitir la creación de clases de materiales completamente nuevas que exhiban propiedades a nanoescala en todas las escalas. Podría conducir a la capacidad de miniaturizar materiales, procesos y dispositivos que no se pueden miniaturizar con la tecnología actual, así como construir productos y sistemas tridimensionales en tamaños mucho más pequeños ".

Este grado de ensamblaje escalado es de naturaleza común, Main continuó. "Plantas y animales, por ejemplo, son efectivamente sistemas ensamblados a partir de componentes de escala atómica y molecular de un millón a mil millones de veces más pequeños que todo el organismo. Estamos tratando de establecer una base similar para desarrollar materiales y dispositivos futuros ".