محبوبترینها
سررسید تبلیغاتی 1404 چگونه می‌تواند برندینگ کسب‌وکارتان را تقویت کند؟
چگونه با ثبت آگهی رایگان در سایت های نیازمندیها، کسب و کارتان را به دیگران معرفی کنید؟
بهترین لوله برای لوله کشی آب ساختمان
دانلود آهنگ های برتر ایرانی و خارجی 2024
ماندگاری بیشتر محصولات باغ شما با این روش ساده!
بارش‌های سیل‌آسا در راه است! آیا خانه شما آماده است؟
بارش‌های سیل‌آسا در راه است! آیا خانه شما آماده است؟
قیمت انواع دستگاه تصفیه آب خانگی در ایران
نمایش جنگ دینامیت شو در تهران [از بیوگرافی میلاد صالح پور تا خرید بلیط]
9 روش جرم گیری ماشین لباسشویی سامسونگ برای از بین بردن بوی بد
ساندویچ پانل: بهترین گزینه برای ساخت و ساز سریع
صفحه اول
آرشیو مطالب
ورود/عضویت
هواشناسی
قیمت طلا سکه و ارز
قیمت خودرو
مطالب در سایت شما
تبادل لینک
ارتباط با ما
مطالب سایت سرگرمی سبک زندگی سینما و تلویزیون فرهنگ و هنر پزشکی و سلامت اجتماع و خانواده تصویری دین و اندیشه ورزش اقتصادی سیاسی حوادث علم و فناوری سایتهای دانلود گوناگون
مطالب سایت سرگرمی سبک زندگی سینما و تلویزیون فرهنگ و هنر پزشکی و سلامت اجتماع و خانواده تصویری دین و اندیشه ورزش اقتصادی سیاسی حوادث علم و فناوری سایتهای دانلود گوناگون
آمار وبسایت
تعداد کل بازدیدها :
1853207834
نانوتكنولوژي: چشمانداز آينده
واضح آرشیو وب فارسی:راسخون:
نانوتكنولوژي: چشمانداز آينده مقياس نانو تجربة جديدي ميباشد، اما تبديل كشفيات تازه به تكنولوژي هنوز هم به روش سنتي آن انجام ميگيرد. تصور كنيد يك ميليارد مرتبه كوچكتر شويد و بتوانيد در محيط گازي، مايع و يا جامد شنا كنيد. در اين سفر چيزهايي كه شما با آنها مواجه مي‌شويد مدنظر ما نيست، بلكه عدم پيوستگي (گسستگي) اتمها و مولكول‌هايي كه اركان طبيعت را تشكيل ميدهند، اهميت دارد. بيش از 40 سال پيش بود كه ريچارد فينمن تكنولوژي‌اي را تجسم كرد كه با نهايت استفاده از جعبه ابزار طبيعت اجسام را اتم به اتم يا مولكول به مولكول مي‌ساخت. در دو دهة اخير شاهد اولين جرقه‌هاي اين تجسم بوده‌ايم و برخي نوآوري‌ها و كشفيات كليدي در اين مدت مشاهده شده‌اند، مثلاً ميكروسكوپ تونلي روبشي (Scanning Tunneling Microscope) كه مي‌تواند تصويري از يك اتم واحد به ما دهد و با مهارت آن را كنترل كند، و يا خانواده‌اي از مولكولها نظير باكي‌بال‌ها و نانوتيوپ‌هاي كربني را كه خواص منحصر به فردي _ كه در مواد بالك يافت نمي‌شود_ دارند را تصوير‌سازي كند و خواصشان را كنترل نمايد. هم چنين مقياس‌هاي نانومتري اندازة مولكول‌هاي بيولوژيكي نظير DNA و پروتيين‌ها و مواد غيرآلي شامل نيمه‌هادي‌ها، سراميك‌ها و فلزات نانوساختاري را پوشش ميدهد. اين هم‌پوشاني اخيراً تشكيل مواد هيبريدي نانومتري را كه خواص و عمل كرد‌هاي منحصر به فردي دارند، امكان‌پذير ساخته است. اگر ما تصوراتمان را گسترش دهيم، مي‌توانيم تكنولوژي‌هايي را متصور شويم كه متفاوت از تكنولوژيهاي فعلي خواهند بود. به عنوان مثال پردازش و ذخيره اطلاعات مي‌تواند بر پاية بيت‌هاي اطلاعاتي‌اي انجام گيرد كه به عنوان ذرات واحدي (الكترونها يا فوتون‌ها) تعريف شده‌اند، بنابراين تغييرات عظيمي در چگالي و مصرف برق ايجاد مي‌گردد. مراقبت‌هاي بهداشتي و بيوتكنولوژيكي مي‌توانند متكي بر اسمبلي‌هاي مولكولي نانو ساختار‌ي‌اي شوند كه دارو را در بدن ما به محل دقيق مورد نياز آن مي‌فرستند و يا تومور‌هاي سرطاني را در آغاز تكوين رديابي مي‌نمايند. انسان مي‌تواند موتور‌ها و يخچال‌هاي بر پايه مواد ترموالكتريك نانو ساختاري را متصور شود كه نه تنها قابليت عمل كرد بالاتري از دستگاه‌هاي امروزي خواهند داشت، بلكه از نظر زيست محيطي نيز بي‌خطرتر هستند. نانو ساختار هم چنين خواص مكانيكي فلزات و سراميك‌ها را تنظيم ميكند كه اين امر مي‌تواند تاثير عظيمي بر صنايع حمل و نقل و صنايع فضايي داشته باشد. اگر تمامي اين اهداف برآورده شوند، يك پايه تكنولوژيكي جديد پديد خواهد آورد كه اثرات اجتماعي و اقتصادي اساسي خواهد داشت. قابل توجه است كه در حال حاضر اين تكنولوژي در اغلب زمينه‌ها موجود نمي‌باشد. كليد تكنولوژي تنها در دانش آن نيست، بلكه در تركيب دانش و مهندسي ميباشد. بنابراين نانو مهندسي يكي از مهم‌ترين اركان موفقيت نانوتكنولوژي ميباشد. نانوتكنولوژي به زبان سادهدر نيم قرن گذشته شاهد حضور حدود پنج فناوري عمده بوديم، كه باعث پيشرفت هاي عظيم اقتصادي در كشورهاي سرمايه گذار و ايجاد فاصله شديد بين كشورهاي جهان شد. متأسفانه در كشور ما بدليل فقدان جرات علمي و عدم تصميم گيري بموقع ، به اين فرصتها پس از گذشت ساليان طلائي آن بها داده مي شد كه البته سودي هم براي ما به ارمغان نمي آورد، هم چون فنآوري الكترونيك و كامپيوتر در دو سه دهه گذشته كه امروزه عليرغم توانائي دانشگاهي و داشتن تجهيزات آن، هيچگونه حضور تجاري در بازارهاي چند صد ميلياردي آن نداريم. فناوري نانو جديدترين اين فرصتها ست، كه كشور ما بايد براي حضور يا عدم حضور درآن خيلي سريع تصميم خود را اتخاذ كند. علم و فناوري نانو ( نانو علم و نانو تكنولوژي) توانائي بدست گرفتن كنترل ماده در ابعاد نانومتري (ملكولي) و بهره برداري از خواص و پديده هاي اين بعد در مواد، ابزارها و سيستم هاي نوين است. اين تعريف ساده خود دربرگيرنده معاني زيادي است. به عنوان مثال فناوري نانو با طبيعت فرا رشته اي خود، در آينده در برگيرنده همه ي فناوريهاي امروزين خواهد بود و به جاي رقابت با فن آوري هاي موجود، مسير رشد آنها را در دست گرفته و آنها را به صورت « يك حرف از علم» يكپارچه خواهد كرد. ميليونها سال است كه در طبيعت ساختارهاي بسيار پيچيده با ظرافت نانومتري ( ملكولي ) - مثل يك درخت يا يك ميكروب - ساخته مي شود. علم بشري اينك در آستانه چنگ اندازي به اين عرصه است، تا ساختارهائي بي نظير بسازد كه در طبيعت نيز يافت نمي شوند. فناوري نانو كاربردهاي را به منصه ظهور مي رساند كه بشر از انجام آن به كلي عاجز بوده است و پيامدهائي را در جامعه برجا مي گذارد كه بشر تصور آنها را هم نكرده است. به عنوان مثال: o ساخت مواد بسيار سبك و محكم براي مصارف مرسوم يا نو o ورشكستگي صنايع قديمي همچون فولاد با ورود تجاري مواد نو o كاهش يافتن شديد تقاضا براي سوخت هاي فسيلي o همه گير شدن ابر كامپيوترهاي بسيار قوي، كوچك و كم مصرف o سلاحهاي سبك تر، كوچكتر، هوشمند تر، دوربردتر، ارزانتر و نامرئي تر براي رادار o شناسائي فوري كليه خصوصيات ژنتيكي و اخلاقي و استعدادهاي ابتلا به بيماري o ارسال دقيق دارو به آدرس هاي مورد نظر در بدن و افزايش طول عمر o از بين بردن كامل عوامل خطرناك جنگ شيميائي و ميكروبي o از بين بردن كامل ناچيز ترين آلاينده هاي شهري و صنعتي o سطوح و لباسهاي هميشه تميز و هوشمند o توليد انبوه مواد و ابزارهائي كه تا قبل از اين عملي و اقتصادي نبوده اند ، o و بسياري از موارد غير قابل پيش بيني ديگر! دكترDrexler در همايش جهاني نظام علمي در زمينه نانوتكنولوژي اظهار كرده است: "در جهان اطلاعات ، تكنولوژيهاي ديجيتالي كپي‌برداري را سريع، ارزان، كامل و عاري از هزينه‌بري يا پيچيدگي محتوايي نموده‌اند. حال اگر همين وضعيت در جهان ماده اتفاق بيافتد چه ميشود. هزينه توليد يك تن تري بيت تراشه‌هاي RAM تقريبا" معادل با هزينه بري ناشي از توليد همان مقدار فولاد ميشود". دكترSmalley رئيس هيئت تحقيقاتي دانشگاه رايس و كاشف Buckyballs مي‌گويد: " نانوتكنولوژي روند زيانبار ناشي از انقلاب صنعتي را معكوس خواهد كرد". در مقدمه مقاله نانوتكنولوژي كه توسط آقايان Peterson و Pergamit در سال 1993 نگاشته شده چنين آمده است : " تصور كنيد قادريد با نوشيدن دارو كه در آب ميوه مورد علاقه‌تان حل شده است سرطان را معالجه كنيد . يك ابر كامپيوتر را كه به اندازه يك سلول انسان است در نظر بگيريد. يك سفينه فضايي 4 نفره كه به دور مدار زمين مي‌گردد با هزينه‌اي در حدود يك خودروي خانوادگي تجسم كنيد" . موارد فوق، فقط تعداد محدودي از محصولات انتظار رفته از نانوتكنولوژي هستند. انسان در معرض يك انقلاب اجتماعي تسريع شده و قدرتمند است كه ناشي از علم نانوتكنولوژي است. در آينده نزديك گروهي از دانشمندان قادر به ساخت اولين آدم آهني با مقياس نانومتري مي‌گردند كه قادر به همانندسازي است. طي چند سال با توليد پنج ميليارد تريليون نانوروبات ، تقريبا" تمامي فرايندهاي صنعتي و نيروي كار كنوني از رده خارج خواهند شد. كالاهاي مصرفي به وفور يافت‌شده ، ارزان، شيك و با دوام خواهند شد. دارو يك جهش سريع و كوانتومي را به جلو تجربه خواهد نمود. سفرهاي فضايي و همانندسازي امن و مقرون به صرفه خواهند شد. به اين دلايل و دلایلي ديگر، سبك هاي زندگي روزمره در جهان بطور زيربنايي متحول خواهد شد و الگوي رفتاري انسانها تحت‌الشعاع اين روند قرار خواهد گرفت. سه فناوري تسخيركننده از طرفي شايد بتوان گفت تسخيركنندگان علم و فناوري آينده در سه گروه فناوري اطلاعات، نانوفناوري و زيست فناوري خلاصه مي شوند. قرارگيري مقادير و حجم زيادي از اطلاعات در فضائي كوچك از ابعاد هم گرائي نانوفناوري و فناوري اطلاعات مي باشد از طرفي در زيست فناوري و يا به عبارتي براي زيست شناسان قرار گيري حجم زيادي از اطلاعات در يك فضاي بسيار كوچك موضوعي بسيار آشنا مي باشد. در كوچكترين سلول انساني همه اطلاعات مربوط به يك موجود زنده از قبيل رنگ مو، رشد استخوان و عصب ها وجود دارد. حتي در قسمت بسيار كوچكي از سلول به نام DNA كه شامل حدوداً پنجاه اتم مي باشد همه اين اطلاعات ذخيره مي گردد ( نه تنها سطح يا به عبارتي تعداد اتم ها بلكه نحوه قرار گرفتن اين زنجيره ها در ذخيره سازي اطلاعات زيستي اهميت دارد). شايد يكي از علل هم گرائي اين فناوري و فناوري اطلاعات وجود همين مسائل مشترك اين سه فناوري است. ابزارهاي جديد براي كارهاي ظريف اگر شما از دانشمندان علوم سطح بپرسيد كه چه پيشرفتهاي عمده دستگاهي باعث شده‌اند تا نانوتكنولوژي در خطوط مقدم تحقيقات علوم فيزيكي قرار گيرد، تقريبا" همه آنها به داستان ميكروسكوپ پروب اسكن‌كننده SPM (Scanning probe microscope SPM: در SPM يك پروب نانوسكوپي در ارتفاع ثابتي بر بالاي بستري از اتمها حفظ ميشود. اين فاصله مي‌تواند آنقدر كم باشد كه الكترونهاي اتمهاي تيرك و سطح با هم تعامل داشته باشند. اين تعاملات مي‌تواند آنقدر قوي باشد، كه اتمها از جا كنده شده و به جاي ديگري بروند.) اشاره مي‌كنند. عليرغم تازه واردگي به عرصه تحليل دستگاهي، استفاده از ميكروسكوپي تونل‌زني اسكن‌كننده STM (Scanning tunneling microscope STM : وسيله‌اي براي تهيه تصوير از اتمهاي روي سطوح مواد، كه نقش مهمي در درك توپوگرافي و خواص الكتريكي مواد و رفتار قطعات ميكروالكترونيكي دارند. STM بر خلاف يك ميكروسكوپ نوري، براي تهيه تصوير نيروهاي الكتريكي را با يك پروب نازك‌شده به حد تيزي يك اتم آشكار ميكند. پروب سطح را جاروب كرده، بي‌نظمي‌هاي الكتريكي حاصل از پوسته‌هاي الكتروني يا ابرالكتروني پيرامون اتمها را به كمك يك كامپيوتر به تصوير مبدل ميكند. به دليل يك اثر مكانيك كوانتومي موسوم به «تونل‌زني»، الكترونها مي‌توانند به سادگي از تيرك به سطح و بالعكس بجهند. درجه وضوح تصاوير در حدود nm1 يا كمتر است. از STM مي‌توان براي جابجايي تك به تك اتمها و تهيه نقشه‌هاي پروضوح از سطوح مادي استفاده كرد.) ، ميكروسكوپي نيروي اتمي (AFM) و ديگر تكنيكهاي مشتق‌شده از اين دو مورد اصلي در بسياري از آزمايشگاهها ، به دليل حجم زياد اطلاعاتي كه از مقياس نانومتر به دست مي دهند، متداول و حتي گريزناپذير شده است. ريچارد فينمن طي يك سخنراني در همايش جامعه فيزيك آمريكا در 1959 در مؤسسه تكنولوژي كاليفرنيا كه بعد در آنجا استاد فيزيك شد ايده‌هايي بنيادي در زمينه كوچك‌سازي نوشتجات، مدارها و ماشين‌ها ايراد كرد : " آنچه من مي‌خواهم به شما بگويم، مسئله دستكاري و كنترل اشياء در مقياس كوچك است. ترديدي وجود ندارد كه در نوك يك سوزن آنقدر جا هست كه بتوان تمام دايرهالمعارف بريتانيكا را جا داد." فينمن براي به تفكر واداشتن محققين و تاكيد نمودن بر عقيده‌اش مبني بر امكان فيزيكي چنين معجزه‌اي ، جايزه‌هايي 1000 دلاري براي اولين افرادي كه به اهداف مشخص شده اي در كوچك‌سازي كتابها و موتورهاي الكتريكي دست يابند تعيين كرد. فينمن تاكيد كرد : " من در حال خلق ضد جاذبه نيستم كه به فرض روزي اگر قوانين (فيزيك) آنچه ما مي‌پنداريم، نبودند عملي شود. من صحبت از چيزي مي‌كنم اگر قوانين آنچه ما مي‌پنداريم باشند، عملي خواهد بود. ما به آن دست پيدا نكرده‌ايم چون خيلي ساده هنوز درصدد انجام آن نبوده‌ايم." وضعيت جهاني از فناوري نانو به عنوان "رنسانس فناوري" و" روان كننده جريان سرمايه گذاري " ياد مي شود.ورود محصولات متكي بر اين فناوري جهشي بس عظيم در رفاه و كيفيت زندگي و توانائي هاي دفاعي و زيست محيطي به همراه خواهد داشت و موجب بروز جابجائي هاي بزرگ اقتصادي خواهد شد . هم اكنون بخش هاي دولتي و خصوصي كشورهاي مختلف جهان شامل ژاپن ، آمريكا، اتحاديه اروپا، چين، هند، تايوان، كره جنوبي، استراليا، اسرائيل و روسيه در رقابتي تنگاتنگ بر سر كسب پيشتازي جهاني در لااقل يك حوزه از اين فناوري به سر ميبرند . هم اكنون روي هم رفته حدود 30 كشور دنيا در زمينه فناوري نانو داراي "برنامه ملي" يا درحال تدوين آن هستند، وطي پنچ سال گذشته بودجه تحقيق و توسعه در امر فناوري نانو را به 5/3 برابر افزايش داده اند. كشورهاي ژاپن و آمريكا نيز فناوري نانو را اولين اولويت كشور خود در زمينه فناوري اعلام كرده اند . و امّا بطور كلي و خلاصه اين كه:o نانوتكنولوژي مطالعه ذرات در مقياس اتمي براي كنترل آنهاست. هدف اصلي اكثر تحقيقات نانوتكنولوژي شكل‌دهي تركيبات جديد يا ايجاد تغييراتي در مواد موجود است. نانوتكنولوژي در الكترونيك، زيست‌شناسي، ژنتيك، هوانوردي و حتي در مطالعات انرژي بكار برده مي شود. o چرا " Nano"؟ o nano كلمه‌اي يوناني به معني كوچك است و براي تعيين مقدار يك ميليارديم يا 9- 10 يك كميت استفاده ميشود. چون يك اتم تقريباً" 10 نانومتر است، اين اصلاح براي مطالعه عمومي روي ذرات اتمي و مولكولي بكاربرده ميشود. o تفاوت بين نانوعلم و نانوتكنولوژي چيست؟ o نانو علم صرفا" تحقيق است ولي نانوتكنولوژي كاربرد تحقيقات براي حل مسایل و ساخت مواد جديد است. o نانوتكنولوژي از كجا آمده است؟ o براي اولين بار ريچارد فينمن برنده جايزه نوبل فيزيك پتانسيل نانوعلم را در يك سخنراني تكان‌دهنده با نام " درپايين اتاقهاي زيادي وجود دارد"، مطرح كرد . فينمن اصرار داشت، كه دانشمندان ساخت وسائلي را،كه براي كار در مقياس اتمي لازم است، شروع كنند. اين موضوع مسكوت ماند، تا اين كه اريك دركسلر (دانشجوي تحصيلات تكميليMIT) نداي فينمن را شنيد و يك قالب‌كاري براي مطالعه "وسايلي كه توانايي حركت دادن اشياء مولكولي و مكان آنها را با دقت اتمي دارند" ايجاد كرد، كه در سپتامبر 1981 در مقاله‌اي با نام " پروتئين راهي براي توليدانبوه مولكولي ايجاد ميكند" آن را ارائه داد. دركسلر آن را با كتابي بنام " موتورهاي خلقت" دنبال كرد و توسعه مفهوم نانوتكنولوژي را همانند يك كوشش علمي ادامه داد. اولين نشانه هاي ثبت‌شده از اين مفهوم نانوتكنولوژي تغيير مكان دادن اشيا مولكولي، در سال 1989 بود، موقعي كه دانشمندي در مركز تحقيقات آلمادنIBM اتمهاي منفردگزنون را روي صفحه نيكل حركت داد، تا نام IBM را روي سطح نيكل نقش كند. o آيا نانوتكنولوژي خيالي‌تر از علم است؟ o از موقعي كه اولين مقاله در دهه گذشته منتشر شد، از نانوتكنولوژي همانند چوبدست سحرآميزي براي ساخت كودكان طراح تا ماشينهاي توليد اكسيژن براي استعمار كره مريخ، تصور مي‌شد. هيجانات از واقعيات جلوتر بود، اما پيشرفت واقعي با مسائلي پيش‌پا افتاده شروع شد.چند سال پيش محققين در دانشگاههاي كاليفرنيا، رايس وMIT موفق به ساخت نانوذراتي شدند، كه به دانشمندان كمك مي‌كردند. تعدادي از اساتيد اين دانشگاهها شركتهايي تأسيس كردند، كه وسايل موردنياز براي تحقيقات مقياس نانو را مي‌ساختند. اكنون آنها به شدت دنبال حفاظت كارهايشان از طريق ثبت اختراع هستند، تا زمينه توليد فرايندهايشان را فراهم كنند. كاربردهاي علمي نانوعلم هنوز كم است. اما مقداري از توليدات اوليه اكنون وارد بازار ميشوند. o كارهاي علمي انجام‌شده بوسيله نانوتكنولوژي چيست؟ o بيشترين كار علمي روي ايجاد تغييراتي در مواد شيميايي يا نقشه‌برداري از تركيبات زيستي، مانند DNA و سلولهاي سرطاني است. بعضي ازاولين محصولات تجاري، بهبود توليدات شيميايي كنوني يا روشهاي پزشكي است.مهندسي نانو مهندسي نانو دقيقاً چيست؟ بياييد موضوعات مهم مهندسي را كه بايد به آنها پرداخت و توسعه داد را شناسايي نماييم. يكي از مهم‌ترين موضوعات آن است كه چگونه اجسام را در مقياس‌هاي كوچك گنجاند؟ در سيستمهاي ميكروالكترونيكي و ميكروالكترومكانيكي مي‌توان اشياء چندتايي را با استفاده از ليتوگرافي نوري دقيقاً بر روي يك سكوي واحد قرار داد. اين روش اغلب روش ‘‘ از بالا به پايين ’’ ناميده ميشود كه در آن از ليتوگرافي براي برش و شكل‌دهي لايه‌هاي نازك جامد استفاده ميشود. موفقيت ليتوگرافي نوري به عنوان يك تكنيك توليدي متكي بر سرعت و ماهيت موازي آن است كه باعث هزينة پايين آن نيز مي‌گردد. اما قدرت تفكيك آن محدود به اندازه‌هاي بزرگتر از 100 نانومتر ميباشد. برعكس، نانوتكنولوژي از ساختارهايي استفاده ميكند كه اندازه‌شان 1 تا 100 نانومتر ميباشد. مشخص است كه روش ‘‘ از بالا به پايين ’’ ليتوگرافي نوري بخشي از جواب است، زيرا كه در ارتباط با محدودة بالايي اين محدوده كوچك ميباشد. اما شخص بايد تكنيكهاي ‘‘ از پايين به بالاي’’ خود اسمبلي را توسعه دهد كه در محدودة 1 تا 100 نانومتر بگنجند و در هم‌پوشاني با روشهاي ‘‘ از بالا به پايين ’’ باشند. اما خود اسمبلي بايد كد گذاري شود، يعني شخص بايد قادر باشد كه يك شي را در كنار ديگري اسمبل نمايد تا به يك الگوي طراحي شده برسد. چگونه انسان بايد خود اسمبلي را كد گذاري نمايد؟ اين مساله خيلي پيچيده نيست. به عنوان مثال در زيست‌شناسي، توليد پروتيين‌ها با تعريف كد DNA در يك اسمبلي دقيق از آمينواسيدها طي يك سري واكنشهاي آنزيمي انجام ميگيرد. رشد كريستال‌هاي غيرآلي در جهات خاص و با الگو‌هاي معين نيز يك گونه از اسمبلي كد گذاري شده اتمها است، البته نه با آن دقتي كه در زيست شناسي است. توليد نياز به شخصي دارد كه خود اسمبلي كد گذاري شدة نانو ساختار‌ها را با استفاده از ليتوگرافي نوري اداره نمايد و در نتيجه تشكيل يك تكنيك توليد هيبريدي دهد. تكنيكهاي جديد بسياري براي اين هدف توسعه يافته‌اند، اما هنوز هيچ يك را نمي‌توان يك تكنولوژي ناميد و كارهاي بسياري راجع به آن باقي مانده است. شخص ممكن است بپرسد: نانوساختار چه مزايايي براي سيستم دارد؟ در مقياس نانو چه چيز منحصر به فردي وجود دارد؟ بياييد با ذكر چند مثال به اين مساله بپردازيم. قابليت تبديل انرژي به انواع مختلف آن نظير: حرارتي، مكانيكي، الكتريكي، نوري و شيميايي، با راندمان بالا قسمت مهمي از هر زير ساختار يك جامعه مدرن است. اهميت مصرف انرژي ايجاب ميكند كه حتي بهبود‌هاي ناچيز در راندمان تبديل و روشهاي تبديل بتواند تاثير بسياري بر اقتصاد، ذخاير انرژي و محيط زيست بگذارد. اخيراً توسط يك گروه تحقيقاتي در دانشگاه MIT نشان داده شده است كه اگر مواد ترموالكتريكي نظير آلياژ‌هاي بيسموت ساختار نانو بيابند، بازداشت‌هاي كوانتمي الكترونها و فونون‌ها امكان تنظيم خواص حرارتي، الكتريكي و ترموالكتريكي آنها را طوري ميدهد كه درجه شايستگي آنها به نحوه شگفت‌انگيزي افزايش يابد. اين بدان معني است كه شخص قادر خواهد بود دستگاه‌هاي تبديل انرژي را با قابليت عملكرد بهتري نسبت به موتورهاي احتراقي و يخچال‌هاي فشرده‌ساز بخار طراحي كند و بسازد. اگر چه تا حدودي به انتقال الكترون در اين نانوساختارها پي برده‌اند، ولي درك گرماي انتقال هنوز در تنگنا قرار دارد. نانوتكنولوژي چيست؟نانوتكنولوژي توليد كارآمد مواد و دستگاهها و سيستمها با كنترل ماده در مقياس طولي نانومتر، و بهره برداري از خواص و پديده هاي نوظهوري است كه در مقياس نانو توسعه يافته اند. يك نانومتر چقدر است؟ يك نانومتر يك ميلياردم متر (9-m 10) است. اين مقدار حدوداً چهار برابر قطر يك اتم است. مكعبي با ابعاد 5/2 نانومتر ممكن است حدود 1000 اتم را شامل شود. كوچكترين IC هاي امروزي با ابعادي در حدود 250 نانومتر در هر لايه به ارتفاع يك اتم، حدود يك ميليون اتم را در بردارند. در مقايسه يك جسم نانومتري با اندازه اي حدود 10 نانومتر، هزار برابر كوچكتر از قطر يك موي انسان است. امكان مهندسي در مقياس مولكولي براي اولين بار توسط ريچارد فاينمن (R.Feynnman)، برنده جايزه نوبل فيزيك، مطرح شد. فين من طي يك سخنراني در انستيتو تكنولوژي كاليفرنيا در سال 1959 اشاره كرد كه اصول و مباني فيزيك امكان ساخت اتم به اتم چيز ها را رد نمي كند. وي اظهار داشت كه مي توان با استفاده از ماشين هاي كوچك ماشين هايي به مراتب كوچك تر ساخت و سپس اين كاهش ابعاد را تا سطح خود اتم ادامه داد. همين عبارت هاي افسانه وار فاينمن من راهگشاي يكي از جذاب ترين زمينه هاي نانو تكنولوژي يعني ساخت روبوت هايي در مقياس نانو شد. در واقع تصور در اختيار داشتن لشكري از نانوماشين هايي در ابعاد ميكروب كه هر كدام تحت فرمان يك پردازنده مركزي هستند ، هر دانشمندي را به وجد مي آورد. در روياي دانشمنداني مثل جي استورس هال (J.Storrs Hall) و اريك دركسلر (E.Drexler) اين روبوت ها يا ماشين هاي مونتاژكن كوچك تحت فرمان پردازنده مركزي به هر شكل دلخواهي درمي آيند. شايد در آينده اي نه چندان دور بتوانيد به كمك اجراي برنامه اي در كامپيوتر، تختخوابتان را تبديل به اتومبيل كنيد و با آن به محل كارتان برويد. چرا اين مقياس طول اينقدر مهم است؟ خواص موجي شكل (مكانيك كوآنتمي) الكترونهاي داخل ماده و اثر متقابل اتمها با يكديگر از جابجايي مواد در مقياس نانومتر اثر مي پذيرند. با توليد ساختارهايي در مقياس نانومتر، امكان كنترل خواص ذاتي مواد ازجمله دماي ذوب، خواص مغناطيسي، ظرفيت بار و حتي رنگ مواد بدون تغيير در تركيب شيميايي بوجود مي آيد. استفاده از اين پتانسيل به محصولات و تكنولوژيهاي جديدي با كارايي بالا منتهي مي شود كه پيش از اين ميسر نبود. نظام سيستماتيك ماده در مقياس نانومتري، كليدي براي سيستمهاي بيولوژيكي است. نانوتكنولوژي به ما اجازه مي دهد تا اجزاء و تركيبات را داخل سلولها قرارداده و مواد جديدي را با استفاده از روشهاي جديد خود_اسمبلي بسازيم. در روش خود_اسمبلي به هيچ روبات يا ابزار ديگري براي سرهم كردن اجزاء نيازي نيست. اين تركيب پرقدرت علم مواد و بيوتكنولوژي به فرايندها و صنايع جديدي منتهي خواهد شد. ساختارهايي در مقياس نانو مانند نانوذرات و نانولايه ها داراي نسبت سطح به حجم بالايي هستند كه آنها را براي استفاده در مواد كامپوزيت، واكنشهاي شيميايي، تهيه دارو و ذخيرة انرژي ايده ال مي سازد. سراميك هاي نانوساختاري غالباً سخت تر و غيرشكننده تر از مشابه مقياس ميكروني خود هستند. كاتاليزورهاي مقياس نانو راندمان واكنشهاي شيميايي و احتراق را افزايش داده و به ميزان چشمگيري از مواد زائد و آلودگي آن كم مي كنند. وسايل الكترونيكي جديد، مدارهاي كوچكتر و سريعتر و … با مصرف خيلي كمتر مي توانند با كنترل واكنش ها در نانوساختار بطور همزمان بدست آيند. اينها تنها اندكي از فوايد و مزاياي تهيه مواد در مقياس نانومتر است. منافع نانوتكنولوژي چيست؟ مفهوم جديد نانوتكنولوژي آنقدر گسترده و ناشناخته است كه ممكن است روي علم و تكنولوژي در مسيرهاي غيرقابل پيش بيني تأثير بگذارد. محصولات موجود نانوتكنولوژي عبارتند از: لاستيكهاي مقاوم در برابر سايش كه از تركيب ذرات خاك رس با پليمرها بدست آمده اند، شيشه هايي كه خودبخود تميز ميشوند, مواد دارويي كه در مقياس نانو ذرات درست شده اند، ذرات مغناطيسي باهوش براي پمپهاي مكنده و روان سازها, هد ديسكهاي ليزري و مغناطيسي كه با كنترل دقيق ضخامت لايه ها از كيفيت بالاتري برخوردارند، چاپگرهاي عالي با استفاده از نانو ذرات با بهترين خواص جوهر و رنگ دانه و … قابليتهاي محتمل تكنيكي نانوتكنولوژي عبارتند از : 1- محصولات خوداسمبل 2- كامپيوترهايي با سرعت ميلياردها برابر كامپيوترهاي امروزي 3- اختراعات بسيار جديد ( كه امروزه ناممكن است) 4- سفرهاي فضايي امن و مقرون به صرفه 5- نانوتكنولوژي پزشكي كه درواقع باعث ختم تقريبي بيماريها، سالخوردگي و مرگ و مير خواهد شد. 6- دستيابي به تحصيلات عالي براي همه بچه‌هاي دنيا 7- احياء و سازماندهي اراضي 8- ... كامپيوترها اطلاعات را تقريبا" بدون صرف هيچ هزينه اي باز توليد مي‌نمايند. اقداماتي در دست اجراست تا دستگاههايي ساخته شوند كه تقريبا" بدون هزينه - شبيه عمل بيت ها در كامپيوتر - اتمها را به صورت مجزا بهم اضافه كنند ( كنار هم قرار دهند). اين امر ساختن اتوماتيك محصولات را بدون نيروي كار سنتي همانند عمل كپي در ماشين هاي زيراكس ميسر مي كند. صنعت الكترونيك با روند كوچك سازي احياء مي گردد وكار در ابعاد كوچكتر منجر به ساخت ابزاري ميشود كه قادر به دستكاري اتمهاي منفرد مثل پروتئين ها در سيب زميني و همانندسازي اتمهاي خاك، هوا و آب از خودشان مي گردد. پيوند علم مواد ، شيمي و علوم مهندسي كه نانوتكنولوژي ناميده ميشود عرصه اي را بوجود مي آورد كه ماشين آلات خود تكثيركننده و محصولات خود اسمبل از اتمهاي اوليه ارزان ساخته شوند. نانوتكنولوژي توليد مولكولي يا به زبان ساده‌تر ، ساخت اشياء اتم به اتم، مولكول به مولكول توسط بازوهاي روبات برنامه‌ريزي شده در مقياس نانومتريك است و نانومتر يك ميلياردم متر است ( پهناي معادل با 3 تا 4 اتم). نانوتكنولوژي ساخت ابزارهاي نوين مولكولي منحصر به فرد با بكارگيري خواص شيميايي كاملا" شناخته شده اتمها و مولكولها ( نحوه پيوند آنها به يكديگر) را ارائه ميدهد. مهارت مطرحه در اين تكنولوژي دستكاري اتمها بطور جداگانه و جاي دادن دقيق آنان در مكاني است كه براي رسيدن به ساختار دلخواه و ايده‌آل مورد نياز مي باشد. اين قابليت تقريبا" حاصل شده است. بازده پيش‌بيني شده از تسلط بر اين تكنولوژي بسيار فراتر از موفقيتهايي است كه تاكنون انسان بدانها نائل شده است. قابليتهاي محتمل تكنيكي نانوتكنولوژي عبارتند از : 1- محصولات خوداسمبل 2- كامپيوترهايي با سرعت ميلياردها برابر كامپيوترهاي امروزي 3- اختراعات بسيار جديد ( كه امروزه ناممكن است) 4- سفرهاي فضايي امن و مقرون به صرفه 5- نانوتكنولوژي پزشكي كه درواقع باعث ختم تقريبي بيماريها، سالخوردگي و مرگ و مير خواهد شد. 6- دستيابي به تحصيلات عالي براي همه بچه‌هاي دنيا 7- احياي مجدد بسياري از حيوانات و گياهان منقرض‌شده 8- احياء و سازماندهي اراضي دكترDrexler در همايش جهاني نظام علمي در زمينه نانوتكنولوژي اظهار كرده است: “در جهان اطلاعات ، تكنولوژيهاي ديجيتالي كپي‌برداري را سريع، ارزان، كامل و عاري از هزينه‌بري يا پيچيدگي محتوايي نموده‌اند. حال اگر همين وضعيت در جهان ماده اتفاق بيافتد چه ميشود. هزينه توليد يك تن تري بيت تراشه‌هاي RAM تقريبا" معادل با هزينه بري ناشي از توليد همان مقدار فولاد ميشود”. دكترSmalley رئيس هيئت تحقيقاتي دانشگاه رايس و كاشف Buckyballs مي‌گويد:" نانوتكنولوژي روند زيانبار ناشي از انقلاب صنعتي را معكوس خواهد كرد".در مقدمه مقاله نانوتكنولوژي كه توسط آقايان Peterson و Pergamit در سال 1993 نگاشته شده چنين آمده است : " تصور كنيد قادريد با نوشيدن دارو كه در آب ميوه مورد علاقه‌تان حل شده است سرطان را معالجه كنيد . يك ابر كامپيوتر را كه به اندازه يك سلول انسان است در نظر بگيريد. يك سفينه فضايي 4 نفره كه به دور مدار زمين مي‌گردد با هزينه‌اي در حدود يك خودروي خانوادگي تجسم كنيد" . موارد فوق، فقط تعداد محدودي از محصولات انتظار رفته از نانوتكنولوژي هستند. انسان در معرض يك انقلاب اجتماعي تسريع شده و قدرتمند است كه ناشي از علم نانوتكنولوژي است. در آينده نزديك گروهي از دانشمندان قادر به ساخت اولين آدم آهني با مقياس نانومتري مي‌گردند كه قادر به همانندسازي است. طي چند سال با توليد پنج ميليارد تريليون نانوروبات ، تقريبا" تمامي فرايندهاي صنعتي و نيروي كار كنوني از رده خارج خواهند شد. كالاهاي مصرفي به وفور يافت‌شده ، ارزان، شيك و با دوام خواهند شد. دارو يك جهش سريع و كوانتومي را به جلو تجربه خواهد نمود. سفرهاي فضايي و همانندسازي امن و مقرون به صرفه خواهند شد. به اين دلايل و دلائلي ديگر، سبكهاي زندگي روزمره در جهان بطور زيربنايي متحول خواهد شد و الگوي رفتاري انسانها تحت‌الشعاع اين روند قرار خواهد گرفت.تاريخچه فناوري نانو در طول تاريخ بشر از زمان يونان باستان، مردم و به‌خصوص دانشمندان آن دوره بر اين باور بودند كه مواد را مي‌توان آنقدر به اجزای كوچك تقسيم كرد تا به ذراتي رسيد كه خردناشدني هستند و اين ذرات بنيان مواد را تشكيل ميدهند، شايد بتوان دموكريتوس فيلسوف يوناني را پدر فناوري و علوم نانو دانست چرا که در حدود 400 سال قبل از ميلاد مسيح او اولين كسي بود كه واژة اتم را كه به معني تقسيم‌نشدني در زبان يوناني است براي توصيف ذرات سازنده موادبه كاربرد.با تحقيقات و آزمايش‌هاي بسيار، دانشمندان تاکنون 108 نوع اتم و تعداد زيادي ايزوتوپ كشف كرده‌اند. آنها همچنين پي برده اند كه اتمها از ذرات كوچكتري مانند كوارك‌ها و لپتون‌ها تشكيل شده‌اند. با اين حال اين كشف‌ها در تاريخ پيدايش اين فناوري پيچيده زياد مهم نيست. نقطه شروع و توسعه اوليه فناوري نانو به طور دقيق مشخص نيست. شايد بتوان گفت كه اولين نانوتكنولوژيست‌ها شيشه‌گران قرون وسطايي بوده‌اند كه از قالب‌هاي قديمي(Medieal forges) براي شكل‌دادن شيشه‌هايشان استفاده مي‌كرده‌اند. البته اين شيشه‌گران نمي‌دانستند كه چرا با اضافه‌كردن طلا به شيشه رنگ آن تغيير ميكند. در آن زمان براي ساخت شيشه‌هاي كليساهاي قرون وسطايي از ذرات نانومتري طلا استفاده مي‌‌شده است و با اين كار شيشه‌هاي رنگي بسيار جذابي بدست مي‌آمده است. اين قبيل شيشه‌ها هم‌اكنون در بين شيشه‌هاي بسيار قديمي يافت ميشوند. رنگ به‌وجودآمده در اين شيشه‌ها برپايه اين حقيقت استوار است كه مواد با ابعاد نانو داراي همان خواص مواد با ابعاد ميكرو نمي‌باشند. در واقع يافتن مثالهايي براي استفاده از نانو ذرات فلزي چندان سخت نيست.رنگدانه‌هاي تزييني جام مشهور ليکرگوس در روم باستان ( قرن چهارم بعد از ميلاد) نمونه‌اي از آنهاست. اين جام هنوز در موزه بريتانيا قرار دارد و بسته به جهت نور تابيده به آن رنگهاي متفاوتي دارد. نور انعکاس يافته از آن سبز است ولي اگر نوري از درون آن بتابد، به رنگ قرمز ديده ميشود. آناليز اين شيشه حکايت از وجود مقادير بسيار اندکي از بلورهاي فلزي ريز700 (nm) دارد ، که حاوي نقره و طلا با نسبت مولي تقريبا 14 به 1 است حضور اين نانوبلورها باعث رنگ ويژه جام ليکرگوس گذشته است. در سال1959 ريچارد فاينمن مقاله‌اي را دربارة قابليتهاي فناوري نانو در آينده منتشر ساخت. باوجود موقعيت‌هايي كه توسط بسياري تا آن زمان كسب‌شده بود، ريچارد. پي. فاينمن را به عنوان پايه گذار اين علم مي‌شناسند. فاينمن كه بعدها جايزه نوبل را در فيزيك دريافت كرد درآن سال در يک مهماني شام كه توسط انجمن فيزيک آمريكا برگزار شده بود، سخنراني كرد و ايده فناوري نانو را براي عموم مردم آشكار ساخت. عنوان سخنراني وي « فضاي زيادي در سطوح پايين وجود دارد » بود.سخنراني او شامل اين مطلب بود كه مي‌توان تمام دايرهالمعارف بريتانيكا را بر روي يك سنجاق نگارش كرد.يعني ابعاد آن به اندازه25000/1ابعاد واقعيش كوچك مي شود. او همچنين از دوتايي‌كردن اتمها براي كاهش ابعاد كامپيوترها سخن گفت (در آن زمان ابعاد كامپيوترها بسيار بزرگتر از ابعاد كنوني بودند اما او احتمال مي‌داد كه ابعاد آنها را بتوان حتي از ابعاد كامپيوترهاي كنوني نيز كوچكتر كرد. او همچنين در آن سخنراني توسعه بيشتر فناوري نانوراپيش‌بینی نمود.برخي از رويدادهاي مهم تاريخي در شکل گيري فناوري و علوم نانوتاريخرويدادهاي مهم در زمينه فناوري نانو1857مايکل فارادي محلول کلوئيدي طلا را کشف کرد1905تشريح رفتار محلول‌هاي کلوئيدي توسط آلبرت انيشتين1932ايجاد لايه‌هاي اتمي به ضخامت يک مولکول توسط لنگموير (Langmuir)1959فاينمن ايده "فضاي زياد در سطوح پايين" را براي کار با مواد در مقياس نانو مطرح کرد1974براي اولين بار واژه فناوري نانو توسط نوريو تانيگوچي بر زبانها جاري شد1981IBMدستگاهي اختراع کرد که به کمک آن مي‌توان اتمها را تک تک جا‌به‌جا کرد.1985کشف ساختار جديدي از کربن C601990شرکت IBMتوانايي کنترل نحوه قرارگيري اتمها را نمايش گذاشت1991کشف نانو لوله‌هاي کربني1993توليد اولين نقاط کوانتومي با کيفيت بالا1997ساخت اولين نانو ترانزيستور2000ساخت اولين موتور DNA2001ساخت يک مدل آزمايشگاهي سلول سوخت با استفاده از نانو لوله2002شلوارهاي ضدلك به بازار آمد2003توليد نمونه‌هاي آزمايشگاهي نانوسلول‌هاي خورشيدي2004تحقيق و توسعه براي پيشرفت در عرصه فناوري‌نانو ادامه داردآینده زیر سایه نانونانو فناوری در تعریفی بسیار ساده ، یعنی تكنولوژی هایی كه در ابعاد نانومتری عمل می كنند. نانومتر واحد اندازه گیری است و برابر یك میلیاردم متر یا ۱۰به توان ۹- متر است . اندازه اتم ها و مولكول ها در این محدوده قرار دارد، بنابراین با ورود به این فضای كوچك بشر می تواند در نحوه چینش و آرایش اتم ها و مولكول ها دخالت كند و به ساخت مواد جدید و ساختارهایی متفاوت با آنچه تاكنون وجود داشته است بپردازد.تولید نانو تیوب های كربنی (ساختارهای لوله ای كربنی) ماده ای در اختیار بشر قرار داد كه رساناتر از مس، مقاوم تر از فولاد و سبك تر از آلومینیوم است. هم چنین با استفاده از نانو ذرات می توان سطوح خود تیزشونده یا همیشه تمیز ساخت و ربایش مغناطیسی را چندین برابر كرد. لاستیك های با عمر بالای ۱۰ سال و دارورسانی به تك سلول های آسیب دیده در بدن از توانایی هایی است كه بشر به مدد نانوفناوری به آن دست یافته است. اگر بپذیریم كه نانو فناوری توانمندی تولید مواد، ابزارها و سیستم های جدید، با در دست گرفتن كنترل در سطوح اتمی و مولكولی و استفاده از خواص آن سطوح است آنگاه درخواهیم یافت كه كاربردهای این فناوری در حوزه های مختلف اعم از غذا، دارو، تشخیص پزشكی، فناوری زیستی ، الكترونیك، كامپیوتر، ارتباطات، حمل و نقل، انرژی ، محیط زیست و امنیت ملی خواهد بود به گونه ای كه به زحمت می توان عرصه ای را كه از آن تأثیر نپذیرد معرفی كرد. هرچند آزمایش ها و تحقیقات پیرامون نانو تكنولوژی از ابتدای دهه ۸۰ قرن بیستم به طور جدی پیگیری شد، اما اثرات تحول آفرین و باورنكردنی نانوفناوری در روند تحقیق و توسعه باعث گردید كه نظر همگی كشورهای بزرگ به این موضوع جلب گردد و فناوری نانو را به عنوان یكی از مهم ترین اولویت های تحقیقاتی خویش طی دهه اول قرن بیست و یكم محسوب كنند. لذا محققان ، اساتید و صنعتگران ایرانی نیز باید در بسیجی همگانی، جایگاه و وضعیت خویش را درباره این موضوع مشخص كنند و با یك برنامه ریزی علمی و كارشناسانه به حضوری فعال و حتی رقابتی دراین جایگاه ابراز وجود كنند. زیرا بسیاری از صاحب نظران و محققان، نانوفناوری را مساوی آینده دانسته اند به عبارت دیگر می توان گفت، اولویت كشور، هر صنعت و فناوری كه باشد بدون تسلط بر ابعادنانو، در دنیای جدید نمی توان در آن صنعت و فناوری حرفی در دنیا زد. ماهیت فرارشته ای علوم و فناوری نانو به عنوان توانمندی تولیدمواد، ابزارها و سیستم های جدید با دقت اتم و مولكول، موجب كاربردهای بسیار زیادی در عرصه های مختلف علمی و صنعتی شده است. برای مثال در بخش پزشكی و بهداشت از زمینه های كاری بسیار مهم نانوفناوری، سیستم توزیع دارو درداخل بدن است . مصرف دارو در حال حاضر به صورت حجمی است در حالی كه سلول های خاصی از بدن نیازمند آن هستند ، در روش جدید دارو با وسایل تزریق متفاوت با امروزه، به صورت مستقیم به سمت سلول های مشخص جهت گیری شد و دارو به محل نیاز تحویل داده می شود. از نظر دفاعی نیز این فناوری برای كشورها هم فرصت و هم تهدید است. به لحاظ كاربردهای زیاد این فناوری گرایش زیادی در بخش دفاعی كشورها به تحقیق و توسعه صورت گرفته است. این كاربردها از لباس های مانع خطر تا پرنده های بسیار كوچك تجهیزات اطلاعاتی و بسیاری موارد دیگر است كه هم اكنون با حمایت وزارتخانه های دفاع كشورهایی چون آمریكا ، ژاپن و برخی كشورهای اروپایی به صورت طرح های تحقیقاتی در حال انجام هستند. نانوفناوری، تغییر بنیانی مسیری است كه در آینده موجب ساخت مواد جدیدخواهد شد و انقلابی در مواد ایجادخواهد كرد كه محققان قادر به ساخت موادی خواهند شد كه در طبیعت نبوده و شیمی مرسوم نیز قادر به ایجادشان نیست. برخی از مزایای مواد نانوساختار، عبارت است از مواد سبك تر، قوی تر، قابل برنامه ریزی، كاهش هزینه عمر كاری از طریق كاهش دفعات نقص فنی ابزارهایی نوین برپایه اصول و معماری جدید، صنعت خودرو و لوازم خانگی بااستفاده از این فناوری جدید در درازمدت می توان تومورهای مغزی را به درستی تشخیص داد و نیز بدون آسیب زدن به بافت های سالم و با استفاده از پرتو درمانی این بیماری را بهبود بخشید، نانو كپسول های تولیدی با استفاده از فناوری نانو، دارای موادی مانند ویتامین A، رتینول و بتاكاروتن خواهد بود كه باید به لایه های عمقی پوست منتقل شوند تا بیشترین خواص ضدپیری و سایر خواص دارویی خود را بروز دهند. با كارگذاری نانو ذرات فعال نوری در داخل گلبول های سفید خون موفق به شناسایی سلول های آسیب دیده خواهیم شد. در زمینه انرژی می تواند به طور قابل ملاحظه ای كارآیی ، ذخیره سازی و تولید انرژی را تحت تأثیر قرار داده و مصرف انرژی را پایین بیاورد. به عنوان مثال شركت های موادشیمیایی، موادپلیمری تقویت شده را ساخته اند كه می تواند جایگزین اجزای فلزی بدنه اتومبیل ها شود. استفاده گسترده از این نانوكامپوزیت ها می تواند سالیانه ۱/۵ میلیاردلیتر صرفه جویی مصرف بنزین به همراه داشته باشد. چندمحصول تجاری شده با استفاده از فناوری نانو در زیر چند محصول برتر نانو فناوری در سال ۲۰۰۳ طبقه بندی شده است. این خبر نشان می دهد كسانی كه هنوز معتقدند نانو فناوری فقط در آزمایشگاه است، اشتباه می كنند. 1) پارچه های ضدچروك و ضدلكه شركتی با اضافه كردن ساختارهای مولكولی به الیاف كتان، الیافی ساخته است كه مایعات و لكه ها برروی آنها حركت كرده و جذب نمی شوند. بنابراین چنانچه قهوه برروی شلوار سفیدرنگی ریخته شود به طرز شگفت آوری روی آن حركت كرده و جذب نمی شود. 2) محافظت پوست، با قابلیت نفوذ عمیق یكی از بزرگ ترین شركت های تولیدكننده موادآرایشی در جهان نخستین محصول نانوفناوری خود را در سال ،۱۹۹۸ معرفی كرد. این محصول كرم ضدچروك Plenitude Revitalift است كه در تولید این كرم از یك فرآیند انحصاری نانو فناوری به منظور داخل كردن ویتامین A به درون یك كپسول پلیمری استفاده شده است. كپسول مانند اسفنج ،كرم را درون خود جذب و نگهداری می كند تا این كه پوسته بیرونی آن در زیرپوست حل شود. 3) عینك های آفتابی با كیفیت بالا شركتی دیگر با استفاده از نانو فناوری، پوشش های پلیمری بسیارنازك، ضدانعكاس و حفاظتی برای عینك ها ساخته است بطوری كه شیشه آنها در مقابل خراشیدگی مقاومت داشته و ضدانعكاس نیست این پوشش چربی ها و لكه ها را از روی عدسی ها برطرف و عدسی ها را حساس تر می كند. 4) نانو جوراب نه فقط ورزشكارها بلكه اكثر مردم از عرق پا رنج می برند و نمی توانند آن را تحمل كنند بطور طبیعی هر پا دارای ۲۵۰هزار غدد عرقی است كه قادرند حدود ۵۰۰ میلی لیتر عرق در روز تولید كنند. به تازگی جوراب هایی از جنس كتان كه به وسیله نانو ذرات نقره، بهبود یافته اند به وسیله شركت سول، وارد بازار شده است كه این ذرات نقره از رشد باكتری ها و قارچ ها جلوگیری كرده و بدین وسیله از چرب شدن و بدبوشدن پا جلوگیری می كنند. 5) كرم های ضدآفتاب مصرف كرم های ضدآفتاب معمولی پوست را به قدری سفید می كند كه حالت نامناسبی پیدامی كند. این سفیدی ناشی از اكسید روی است كه از پوست دربرابر هردونوع اشعه ماورای بنفش Aو Bخورشید محافظت می كند. جهت حل این مشكل شركت BASF ماده ای با كمك فناوری نانو، ساخته است كه سبب تولید نانو كریستال های اكسیدروی با خلوص بالا تهیه شده و این امر منجر به افزایش مرغوبیت كرم های ضد آفتاب می شود از دیگر مزایای این كرم ها این است كه به وسیله پوست جذب نشده و ایجاد آلرژی نمی كند.چه انتظاری باید از نانوتکنولوﮋی داشت؟!ین تکنولوﮋی جدید توانایی آن را دارد که تاثیری اساسی بر کشورهای صنعتی در دهه های آینده بگذارد. در اینجا به برخی از نمونه های عملی در زمینه نانوتکنولوﮋی که بر اساس تحقیقات و مشاهدات بخش خصوصی به دست آمده است، اشاره می شود .انتظار می رود که مقیاس نانومتر به یک مقیاس با کارایی بالا و ویژگیهای منحصربفرد ، طوری ساخته خواهند شد که روش شیمی سنتی ﭘاسخگوی این امر نمی تواند باشد .• نانوتکنولوﮋی می تواند باعث گسترش فروش سالانه 300 میلیارد دلار برای صنعت نیمه هادیها و 900 میلیون دلار برای مدارهای مجتمع ، طی 10 تا 15 سال آینده شود .• نانوتکنولوﮋی ، مراقبتهای بهداشتی ، طول عمر ، کیفیت و تواناییهای جسمی بشر را افزایش خواهد داد .• تقریبا نیمی از محصولات دارویی در 10 تا 15 سال آینده متکی به نانوتکنولوﮋی خواهد بود که این امر ، خود 180 میلیارد دلار نقدینگی را به گردش درخواهد آورد .• کاتالیستهای نانوساختاری در صنایع ﭘتروشیمی دارای کاربردهای فراوانی هستند که ﭘیش بینی شده است این دانش ، سالانه 100 میلیارد دلار را طی 10 تا 15 سال آینده تحت تاثیر قرار دهد .• نانوتکنولوﮋی موجب توسعه محصولات کشاورزی برای یک جمعیت عظیم خواهد شد و راههای اقتصادی تری را برای تصویه و نمک زدایی آب و بهینه سازی راههای استفاده از منابع انرﮋیهای تجدید پذیر همچون انرﮋی خورشیدی اراﺌه نماید . بطور مثال استفاده از یک نوع انباره جریان گذرا با الکترودهای نانولوله کربنی که اخیرا آزمایش گردید ، نشان داد که این روش 10 بار کمتر از روش اسمز معکوس ، آب دریا را نمک زدایی می کند .• انتظار می رود که نانوتکنولوﮋی نیاز بشر را به مواد کمیاب کمتر کرده و با کاستن آلاینده ها، محیط زیستی سالمتر را فراهم کند . برای مثال مطالعات نشان می دهد در طی 10 تا 15 سال آینده ، روشنایی حاصل از ﭘیشرفت نانوتکنولوﮋی ،مصرف جهانی انرﮋی را تا 10 درصد کاهش داده ، باعث صرفه جویی سالانه 100 میلیارد دلار و همچنین کاهش آلودگی هوا به میزان 200 میلیون تن کربن شود.در چند سال گذشته بازار چند میلیارد دلاری بر ﭘایه نانوتکنولوﮋی گسترش یافته اند. برای مثال در ایالات متحده، IBM برای هد دیسکهای سخت، یک سری حسگرهای مغناطیسی را ابداع کرده است. Eastern Kodak و 3M تکنولوﮋی ساخت فیلمهای نازک نانو ساختاری را به وجود آورده اند . شرکت Mobil کاتالیستهای نانو ساختاری را برای دستگاههای شیمیایی تولید کرده است و شرکت Merck ، داروهای نانوذره ای را عرضه کرده است. تویوتا در ژاپن مواد ﭘلیمری تقویت شده نانوذره ای را برای خودروها و Samsung Electronics در کره ، در حال کار بر روی سطح صفحات نمایش توسط نانولوله های کربنی هستند . بشر درست در ابتدای مسیر قرار دارد و فقط چندین محصول تجاری از نانوساختارهای یک بعدی بهره می گیرند ( نانو ذرات، نانو لوله ها، نانو لایه و سوﭘر لاستیکها ). نظریات جدید و روشهای مقرون به صرفه تولید نانوساختارهای دو و سه بعدی از موضوعات مورد بررسی آینده می باشند.دنیای نانودر سال 1966 فيلمی تخيلی با عنوان «سفر دريايی شگفت انگيز» اهالی سينما را به ديدن نمايشی جسورانه از كاربرد نانوتكنولوژی در پزشكی ميهمان كرد. گروهی از پزشكان جسور و زيردريايی پيشرفته شان با شيوه ای اسرارآميز به قدری كوچك شدند كه می توانستند در جريان خون بيمار سير كنند و لخته خونی را در مغزش از بين ببرند كه زندگی او را تهديد می كرد. با گذشت 36 سال از آن زمان، برای ساختن وسايل پيچيده حتی در مقياس های كوچك تر گام های بلندی برداشته شده است. اين امر باعث شده برخی افراد باور كنند كه چنين دخالت هايی در پزشكی امكان پذير است و روبات های بسيار ريز قادر خواهند بود در رگ های هر كسی سفر كنند. همه جانداران از سلول های ريزی تشكيل شده اند كه خود آنها نيز از واحدهای ساختمانی كوچك تر در حد نانومتر (يك ميلياردم متر) نظير پروتئين ها، ليپيدها و اسيدهای نوكلئيك تشكيل شده اند. از اين رو، شايد بتوان گفت كه نانوتكنولوژی به نحوی در عرصه های مختلف زيست شناسی حضور دارد. اما اصطلاح قراردادی «نانوتكنولوژی» به طور معمول برای تركيبات مصنوعی استفاده می شود كه از نيمه رساناها، فلزات، پلاستيك ها يا شيشه ساخته شده اند. نانوتكنولوژی از ساختارهايی غيرآلی بهره می گيرد كه از بلورهای بسيار ريزی در حد نانومتر تشكيل شده اند و كاربردهای وسيعی در زمينه تحقيقات پزشكی، رساندن داروها به سلول ها، تشخيص بيماری
این صفحه را در گوگل محبوب کنید
[ارسال شده از: راسخون]
[مشاهده در: www.rasekhoon.net]
[تعداد بازديد از اين مطلب: 766]
-
گوناگون
پربازدیدترینها