应用

分子设计已成为学术界许多学科的重要元素，包括生物工程、化学工程、电气工程、材料科学、机械工程和化学。但是，当前的挑战之一是将各学科之间的关键人员聚集在一起，以跨越从设计理论到材料生产，从设备设计到产品开发的领域。因此，尽管从下至上的合理技术工程概念并不是什么新鲜事物，但距离将其广泛转化为研发工作还很远。

分子工程被用于许多行业。在分子工程中起关键作用的一些技术应用：

• 抗生素表面（例如将纳米银颗粒或抗菌肽掺入涂层中以防止微生物感染）
• 化妆品（例如洗发剂中小分子和表面活性剂的流变改性）
• 清洁产品（例如洗衣粉中的纳米银）
• 消费类电子产品（例如有机发光二极管显示器（OLED））
• 电致变色窗（例如，波音787 Dreamliner中的窗）
• 零排放车辆（例如，先进的燃料电池 /电池）
• 自洁表面（例如超疏水表面涂层）

• 液流电池 -用于网格规模储能系统中高能量密度电解质和高选择性膜的合成分子。
• 锂离子电池 -用作电极粘结剂创建新的分子，电解质添加剂或甚至用于能量存储直接为了提高能量密度（使用石墨烯、硅纳米棒和锂金属等材料）、功率密度、循环寿命和安全性。
• 太阳能电池 -为提高效率和成本效益的太阳能电池开发新材料，包括基于有机，量子点或钙钛矿的光伏电池。
• 光催化水分解 -使用太阳能和先进的催化材料（例如半导体纳米颗粒）提高氢燃料的生产

• 水脱盐（例如用于高效低成本去除离子的新型膜）
• 土壤修复（例如，催化纳米颗粒加速了长寿命土壤污染物（如氯化有机化合物）的降解）
• 固碳（例如，用于吸附CO _2的新材料）

• 基于肽的疫苗（例如两亲性肽大分子装配体可诱导强大的免疫反应）
• 含肽的生物药物（例如，纳米颗粒、脂质体、聚电解质微团作为运载工具）

• CRISPR-更快，更高效的基因编辑技术
• 基因传递 / 基因治疗 -设计分子以将修饰的或新的基因传递到活生物体的细胞中以治愈遗传疾病
• 代谢工程 -修改生物的代谢以优化化学物质的产生（例如合成基因组学）
• 蛋白质工程 -改变现有蛋白质的结构以实现特定的新功能，或创建完全人工的蛋白质
• DNA功能化的材料-DNA缀合的纳米粒子晶格的3D组装