داستان فناوري نانو و موتور آفرينش

واضح آرشیو وب فارسی:همشهری: داستان فناوري نانو و موتور آفرينش
دانش- گروه دانش:
فناوري‌نانو واژه‌اي است كلي كه به تمام فناوري‌هاي پيشرفته در عرصه كار با مقياس نانو اطلاق مي‌شود.

معمولاً منظور از مقياس نانو ابعادي در حدود يك nm تا 100 nm است. (يك نانومتر يك ميليارديم متر است). نخستين جرقه فناوري نانو (البته در آن زمان هنوز به اين نام شناخته نشده بود) در سال 1959 زده شد. در اين سال ريچارد فاينمن طي يك سخنراني با عنوان «فضاي زيادي در سطوح پايين وجود دارد» ايده فناوري نانو را مطرح ساخت. وي اين نظريه را ارائه داد كه در آينده‌اي نزديك مي‌توانيم مولكول‌ها و اتم‌ها را به‌صورت مستقيم دست كاري كنيم.

واژه فناوري نانو نخستين بار توسط نوريوتانيگوچي، استاد دانشگاه علوم توكيو در
سال 1974 بر زبان‌ها جاري شد. او اين واژه را براي توصيف ساخت مواد (وسايل) دقيقي كه تلورانس ابعادي آنها در حد نانومتر است، به كار برد. در سال 1986 اين واژه توسط كي اريك دركسلر در كتابي تحت عنوان «موتور آفرينش: آغاز دوران فناوري‌نانو»بازآفريني و تعريف مجدد شد. وي اين واژه را به شكل عميق‌تري در رساله دكتراي خود مورد بررسي قرار داده و بعدها آن‌ را در كتابي تحت عنوان«نانوسيستم‌ها؛ ماشين‌هاي مولكولي چگونگي ساخت و محاسبات آنها» توسعه داد.

كاربردهاي فناوري نانو

در حقيقت كاربرد فناوري نانو از كاربرد عناصر پايه نشأت مي‌گيرد. هر كدام از اين عناصر پايه، ويژگي‌هاي خاصي دارند كه استفاده از آنها در زمينه‌هاي مختلف، موجب ايجاد خواص جالبي مي‌شود؛ مثلاً از جمله كاربردهاي نانوذرات مي‌توان به دارورساني هدفمند و ساده، بانداژهاي بي‌نياز از تجديد، شناسايي زود هنگام و بي‌ضرر سلول‌هاي سرطاني و تجزيه آلاينده‌هاي محيط‌زيست اشاره كرد. همچنين نانولوله‌هاي كربني داراي كاربردهاي متنوعي هستند كه موارد زير را مي‌توان ذكر كرد:

• تصويربرداري زيستي دقيق
• حسگرهاي شيميايي و زيستي قابل اطمينان و داراي عمر طولاني
• شناسايي و جداسازي كاملاً اختصاصي DNA.
• ژن‌درماني كه از طريق انتقال ژن به درون سلول توسط نانولوله‌ها صورت مي‌پذيرد.
• از بين بردن باكتري‌ها

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 اجزاي 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 كه در حدود 400 سال قبل از ميلاد مسيح او نخستين كسي بود كه واژة اتم را كه به معني تقسيم‌نشدني در زبان يوناني است براي توصيف ذرات سازنده مواد به كار برد.با تحقيقات و آزمايش‌هاي بسيار، دانشمندان تاكنون 108 نوع اتم و تعداد زيادي ايزوتوپ كشف كرده‌اند. آنها همچنين پي برده‌اند 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 به‌طور دقيق مشخص نيست. شايد بتوان گفت كه نخستين 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 و با اين كار شيشه‌هاي رنگي بسيار جذابي به دست 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 ميكرون هستند. در واقع يافتن مثال‌هايي براي استفاده از نانو ذرات فلزي چندان سخت نيست؛ رنگدانه‌هاي تزئيني جام مشهور ليكرگوس 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 انعكاس يافته از آن سبز است ولي اگر نوري از درون آن بتابد، به رنگ قرمز ديده مي‌شود. آناليز اين شيشه حكايت از وجود مقادير بسيار اندكي از بلورهاي فلزي ريز nm700 دارد، كه حاوي نقره و طلا با نسبت مولي تقريبا 14 به 1 است حضور اين نانوبلورها باعث رنگ ويژه جام ليكرگوس شده است.

در سال1959 ريچارد فاينمن مقاله‌اي را درباره قابليت‌هاي فناوري نانو در آينده منتشر ساخت. باوجود موفقيت‌هايي كه توسط بسياري تا آن زمان كسب‌شده بود، ريچارد. پي. فاينمن را به‌عنوان پايه‌گذار اين علم مي‌شناسند. فاينمن كه بعدها جايزه نوبل را در فيزيك دريافت كرد درآن سال در يك مهماني شام كه توسط انجمن فيزيك 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 روي يك سنجاق نگارش كرد؛ يعني ابعاد آن به اندازه25000/1ابعاد واقعيش كوچك مي‌شود. 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 نانو را پيش‌بيني كرد.

در سال 1974 براي نخستين بار واژه فناوري نانو توسط نوريو تانيگوچي بر زبان‌ها جاري شد. در سال 1981 نيز IBM دستگاهي اختراع كرد كه به كمك آن مي‌شود اتم‌ها را تك تك جا‌به‌جا كرد. در سال 1991 نانو لوله‌هاي كربني كشف شد. در سال 1997 نخستين نانو ترانزيستور ساخته شد و در سال 2000 نخستين موتور DNA ساخته شد.در 2002 شلوارهاي ضدلك به بازار آمد و در 2003 نمونه‌هاي آزمايشگاهي نانوسلول‌هاي خورشيدي توليد شد. تحقيق و توسعه براي پيشرفت در عرصه فناوري‌نانو ادامه دارد.

يکشنبه|ا|27|ا|بهمن|ا|1387

این صفحه را در گوگل محبوب کنید

[ارسال شده از: همشهری]

[مشاهده در: www.hamshahrionline.ir]

[تعداد بازديد از اين مطلب: 153]