As máquinas moleculares artificiais ainda são objeto de pesquisa e desenvolvimento contínuos e ainda não atingiram um estágio em que possam ser utilizadas para aplicações práticas. Vários desafios precisam ser superados antes que possam ser amplamente adotados, incluindo seu design, síntese e controle.

Atualmente, as máquinas moleculares artificiais são usadas principalmente como ferramentas de pesquisa para estudar princípios e mecanismos fundamentais em processos em escala molecular. No entanto, existe um enorme potencial para a sua utilização futura em vários campos, como medicina, biotecnologia, ciência dos materiais e computação.

Aqui estão alguns dos principais marcos que precisam ser alcançados antes que as máquinas moleculares artificiais possam começar a trabalhar para nós:

1. Desenho Molecular: Os cientistas precisam projetar estruturas moleculares que possam realizar tarefas ou funções específicas em nanoescala. Isto envolve a seleção de blocos de construção moleculares apropriados, organizando-os com precisão e incorporando grupos funcionais que permitem interações específicas.

2. Síntese e Montagem: A síntese de máquinas moleculares artificiais requer controle preciso sobre o arranjo e organização de átomos e moléculas. Este é um desafio significativo devido à escala extremamente pequena e à complexidade destas estruturas.

3. Controle e Integração: Controlar o movimento, a operação e as interações de máquinas moleculares artificiais é essencial para seu uso prático. Isto requer o desenvolvimento de métodos para manipular e coordenar os componentes individuais dentro destas máquinas.

4. Integração de materiais: A integração de máquinas moleculares artificiais em materiais ou dispositivos funcionais é necessária para explorar suas aplicações potenciais. Isto envolve encontrar maneiras de conectar essas máquinas em nanoescala com sistemas macroscópicos.

5. Ampliação: Aumentar a produção e montagem de máquinas moleculares artificiais para escalas maiores será crucial para a sua utilização generalizada em aplicações práticas.

6. Superando Barreiras Energéticas: As máquinas moleculares muitas vezes precisam superar barreiras energéticas para realizar determinadas tarefas. Encontrar formas de reduzir estas barreiras ou fornecer fontes externas de energia será importante para o seu funcionamento.

7. Custo e eficiência: O desenvolvimento de métodos econômicos e eficientes para sintetizar e operar máquinas moleculares artificiais é necessário para sua implementação prática.

8. Segurança e confiabilidade: Garantir a segurança e a fiabilidade das máquinas moleculares artificiais será essencial para a sua utilização em aplicações críticas, especialmente nos cuidados de saúde e na biotecnologia.

Foram feitos progressos na abordagem destes desafios, mas ainda há muita investigação e desenvolvimento necessários antes que as máquinas moleculares artificiais possam tornar-se ferramentas práticas para diversas aplicações. As estimativas de quando eles começarão a trabalhar para nós podem variar dependendo do campo e da aplicação específica. Alguns investigadores acreditam que poderá levar vários anos ou décadas até que avanços substanciais conduzam à sua utilização prática em áreas específicas.