หากนักนาโนเทคโนโลยีสามารถที่จะเข้าใจหลักการทำงานของจักรกลนาโนต่างๆ ที่มีอยู่แล้วในธรรมชาติ เช่น โปรตีน ดีเอ็นเอ หรือไรโบโซม ได้อย่างถ่องแท้แล้ว สักวันหนึ่งอาจจะสามารถที่จะนำความเข้าใจที่ได้ไปใช้ในการออกแบบโครงสร้างระดับโมเลกุล และสังเคราะห์จักรกลนาโนเหล่านี้ขึ้นมา  เพื่อนำมาใช้งานอันเป็นประโยชน์ที่หลากหลายได้  หรืออาจจะทำได้แม้แต่การตัดต่อดัดแปลงโครงสร้างหรือคุณลักษณะพื้นฐานต่างๆ ของจักรกลนาโนที่จะสร้างเหล่านั้น  ให้สามารถทำงานได้ตรงตามเป้าหมายและความต้องการของมนุษย์ได้ดีมากขึ้นก็เป็นได้ 

          จากการศึกษาค้นคว้าในปัจจุบันก็ประสบความสำเร็จไปแล้วหลายครั้ง เช่น ได้มีผู้ศึกษาที่จะนำเอาโครงสร้างดีเอ็นเอ  ซึ่งปกติในธรรมชาตินั้นจะมีโครงสร้างเป็นลักษณะพันกันเป็นเกลียว มาทำการดัดแปลงโดยทำให้สามารถยึดติดกันเป็นโครงสร้างที่มีลักษณะซับซ้อนมากยิ่งขึ้น  และมีประโยชน์ในการนำไปใช้ที่หลากหลายมากกว่าเดิมด้วย  โดยอาศัยคุณสมบัติของการจับตัวเข้าด้วยกันระหว่างคู่เบส  คือ A จับกับ T  และ G จับกับ C เท่านั้นเอง  โครงสร้างที่มีการสังเคราะห์ขึ้นก็อย่างเช่น การดัดแปลงเป็นโครงสร้างที่มีลักษณะเป็นจุดทางแยก (branch junction)  เป็นโครงสร้างแบบกล่องลูกบาศก์ หรือแม้แต่เป็นโครงสร้างแบบรูปแปดหน้า (truncated octahedron) ซึ่งโครงสร้างดีเอ็นเอที่มีการออกแบบและสังเคราะห์ขึ้นมาเป็นพิเศษเหล่านี้ ผู้ที่ทำการศึกษาคาดว่าอาจจะสามารถนำไปใช้เพื่อสร้างเป็นจักรกลนาโน  หรือใช้เป็นโครงสร้างพื้นฐานสำหรับสิ่งมีชีวิตต่อไปได้  และส่งผลให้สิ่งมีชีวิตนั้นมีคุณสมบัติหรือลักษณะที่พิเศษแตกต่างไปจากเดิมที่เคยเป็นได้ด้วย

          ล่าสุดมีการศึกษาเกี่ยวกับความเป็นไปได้ในการสังเคราะห์โครงสร้างนาโนขึ้นมาจากดีเอ็นเอ โดยการใช้เทคนิคนาโนในการนำดีเอ็นเอมาจัดเรียงตัวประกอบกันเป็นใบหน้าของตัวการ์ตูน  ที่มีใบหน้ายิ้มแย้ม หรือที่เรียกกันว่า สไมลี่ (smiley) โดยผู้ที่ศึกษาได้ทำการสร้างเจ้าสไมลี่มากถึง 50,000 ล้านตัวโดยอาศัยเทคนิคการผลิตทางนาโนเทคโนโลยี ซึ่งมีหลักการผลิตง่ายๆ โดยทำการสานเกลียวของดีเอ็นเอให้มีโครงสร้างเป็นนั่งร้าน จากนั้นเสริมเกลียวดีเอ็นเอลงไปอีกราว 200 เกลียว เพื่อเสริมความแข็งแรงและให้เกิดเป็นรูปทรงที่ซับซ้อนมากขึ้นเท่านั้นเอง โดยวิธีการนี้เรียกกันว่า การพับดีเอ็นเอ หรือดีเอ็นเอออริกามิ (DNA origami) (น่าจะมีที่มาจากการพับกระดาษของญี่ปุ่นที่เรียกกว่าออริกามิเช่นกัน)

          และยังมีการใช้เทคนิคนี้ในการสร้างโครงสร้างระดับนาโนเป็นรูปของดาว เกล็ดหิมะ สามเหลี่ยม ดอกไม้หรือแม้แต่แผนที่จำลองประเทศสหรัฐในอัตราส่วน 1 นาโนเมตรต่อระยะทางจริง 120 กิโลเมตร

          ผลงานในขณะนี้เป็นรูปทรง 2 มิติ แต่เชื่อว่าจะใช้เทคนิคนี้สร้างรูปทรง 3 มิติได้ เช่น สร้างกรงขนาดนาโนที่นักวิจัยสามารถกักเอนไซม์ของยาได้ชั่วคราว  จนกว่าจะพร้อมทำให้โปรตีนตัวอื่นเปิดปิดการทำงาน ด้านนักวิจัยอื่นเห็นว่า เทคนิคนี้ปูทางไปสู่การสร้างอุปกรณ์ระดับนาโนที่จะเป็นประโยชน์ต่อมนุษยชาติในอนาคต

          ด้วยความก้าวหน้าทางด้านระบบเครื่องกลไฟฟ้าระดับนาโนหรือเนมส์ (NEMS) และการมีความเข้าใจเกี่ยวกับหลักการทำงานและคุณสมบัติของมอเตอร์นาโนต่างๆ ที่อยู่ในธรรมชาติมากขึ้น  ทำให้นักนาโนเทคโนโลยีเกิดแนวคิดในการที่จะออกแบบ  และลงมือสังเคราะห์มอเตอร์นาโน  ที่มีคุณสมบัติและลักษณะการทำงานที่เหมือนกันกับมอเตอร์นาโนที่มีอยู่แล้วในธรรมชาติ อย่างเช่นพวกโปรตีนต่างๆ ได้แก่ โปรตีนเอทีพีซินเทส (ATP synthase) โปรตีนไคเนซิน (kinesin) หรือโปรตีนไมโอซิน (myosin) เป็นต้น  โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อสร้างจักรกลโมเลกุลที่มีประสิทธิภาพในการทำงานได้สูงสุด และสามารถนำมาใช้งานหรือประยุกต์ใช้งานให้เป็นประโยชน์ในด้านต่างๆ ได้อย่างหลากหลาย

          จากความรู้และความเข้าใจที่เหล่านักนาโนเทคโนโลยีได้ทราบกันแล้วว่า  โปรตีนเอทีพีซินเทสเป็นมอเตอร์นาโนที่ประกอบไปด้วยโปรตีน F0-เอทีพีซินเทส (F0-ATP synthase) และโปรตีน F1-เอทีพีซิน เทส (F1-ATP synthase) โดยที่โปรตีน F1 เอทีพีซินเทสนั้นเป็น มอเตอร์แบบหมุนที่มีขนาดเล็กที่สุด  และด้วยการทำงานร่วมกันของโปรตีนทั้งF0-เอทีพีซินเทสและF1-เอทีพีซินเทสทำให้สามารถการสร้างพลังงานให้กับสิ่งมีชีวิตต่างๆ ได้อย่างน่าอัศจรรย์ จึงนำมาสู่แนวคิดการออกแบบเพื่อสังเคราะห์มอเตอร์โปรตีนเอทีพีซินเทสตัวนี้ขึ้นมา  โดยกระบวนการของระบบเครื่องกลไฟฟ้าระดับนาโน เพื่อนำมาใช้ประโยชน์เป็นอุปกรณ์ระดับนาโนต่อไปในอนาคต

          ส่วนประกอบของมอเตอร์นาโนสังเคราะห์แต่ละส่วนนี้ ต้องเป็นอุปกรณ์ที่ถูกออกแบบและผลิตในระดับนาโนด้วยเช่นกัน โดยใช้ความสามารถในทางวิศวกรรมนาโนในการประกอบโครงสร้างนี้ อีกทั้งใช้โครงสร้างอุปกรณ์ระดับนาโนของทั้งสารอินทรีย์และอนินทรีย์ร่วมกัน และควบคุมกลไกการทำงานของมอเตอร์นาโนนี้ด้วยการเข้ารหัสคำสั่งเพื่อโปรแกรมการทำงานของมอเตอร์

          ในอนาคตอีกไม่กี่ปี เราอาจจะมีมอเตอร์นาโนสังเคราะห์เพื่อเลียนแบบมอเตอร์นาโนในระบบธรรมชาติขึ้นมาใช้งาน และประยุกต์เพื่อใช้ประโยชน์กันอีกมากกมายก็เป็นได้