کاربرد فناوری نانو در صنعایع دریایی

واضح آرشیو وب فارسی:فان پاتوق: کاربرد نانو در صنایع دریایی

قدرت دریایی هر كشور از عناصر مختلفی تشكیل می شود. این عناصر می توانند با ناوگان نظامی، ناوگان تجاری، ناوگان صیادی، ناوگان شناورهای مردمی ، مراكز آموزش دریایی و صنایع دریایی تشكیل شوند. یكی از قسمتهای مهم این قدرت دریایی، بخش صنایع دریایی است.

مقدمه:
قدرت دریایی هر كشور از عناصر مختلفی تشكیل می شود. این عناصر می توانند با ناوگان نظامی، ناوگان تجاری، ناوگان صیادی، ناوگان شناورهای مردمی ، مراكز آموزش دریایی و صنایع دریایی تشكیل شوند. یكی از قسمتهای مهم این قدرت دریایی، بخش صنایع دریایی است. در وضعیت فعلی كه كشور ایران در مقابل تهدیدات مختلفی قرار دارد و برحی از مخالفان و دشمنان نظام و انقلاب اسلامی ایران قصد ایجاد مزاحمت و جلوگیری از رشد و توسعه فناوری در خصوص تجهیزات و تسلیحات بخش دفاعیکشور ایران را دارند بنابراین ضرورت و اهمیت وجود یك صنایع دریایی قدرتمند و موثر آشكارتر می شود. همچنین دشمنان ایران با بهانه تراشیهای مختلف از جمله بحث انرژی هسته ای صلح آمیز و با صدور قطع نامه های پی در پی، ایران را با تحریم جدی تری مواجه می سازند و به ناچار برای نیروی دریایی جمهوری اسلامی ایران مشكلاتی را ایجاد می نمایند در این صورت امكان تهیه برخی از اقلام ضروری از مسولان مربوطه گرفته خواهد شد، پس باید صنعت دریایی نیازمندیهای بخش دفاعی را تامین نماید و توان نظامی كشور را ارتقا بخشد. این امكان مستلزم افزایش قابلیت های موجود و استفاده مفید از همه ظرفیتهای آن بخش می باشد. كه همكاری فرماندهان و مسولان دو بخش و همچنین حمایت دولت را می طلبد؛در این میان استفاده ازفناورینانو در بخشهای مختلف صنایع دریایی کاربردهای ارزندهای دارد که میتواند صنایع دریایی کشور ایران را با تحول زیادی روبهرو کند.قبل از اینکه بخواهیم درباره کاربردهای فناوری نانو در صنایع دریایی سخنی به میان آوریم؛بهتر است تا درباره چیستی این فناوری اندکی بدانیم. از نانو، بیوتكنولوژی و فناوری اطلاع رسانی به عنوان سه قلمرو علمی نام می برند كه انقلاب سوم صنعتی را شكل می دهد. از همین روست كه كشورهای در حال توسعه كه اغلب از دو انقلاب قبل جا مانده اند، می كوشند با سرمایه گذاری در این سه قلمرو، عقب ماندگی خود را جبران كنند. همان گونه كه در این گزارش می خوانید، نانوتكنولوژی كاربردهای گسترده ای در تمام حیطه های زندگی دارد و از این رو توسعه آن می تواند به بهبود و تسهیل زندگی كمك فراوان كند.

نانو مطالعه ذرات در مقیاس اتمی برای کنترل آنهاست. هدف اصلی اکثر تحقیقات نانو شکل دهی ترکیبات جدید یا ایجاد تغییراتی در مواد موجود است. نانو در الکترونیک ، زیست شناسی ، ژنتیک ، هوانوردی و حتی در مطالعات انرژی بکار برده میشود.در نیم قرن گذشته شاهد حضور حدود پنج فناوری عمده بودیم، که باعث پیشرفتهای عظیم اقتصادی در کشورهای سرمایه گذار و ایجاد فاصله شدید بین کشورهای جهان شد. در ایران بدلیل فقدان تصمیم گیری بموقع ، به این فرصتها پس از گذشت سالیان طولائی آن بها داده میشد ، همچون فنآوری الکترونیک و کامپیوتر در دو سه دهه گذشته که امروزه علیرغم توانائی دانشگاهی و داشتن تجهیزات آن ،ایران هیچگونه حضور تجاری در بازارهای چند صد میلیاردی آن ندارد. فناوری نانو با طبیعت فرا رشتهای خود ، در آینده در برگیرنده همه فناوریهای امروزین خواهد بود و به جای رقابت با فن آوریهای موجود ، مسیر رشد آنها را در دست گرفته و آنها را بصورت «یک حرف از علم» یکپارچه خواهد کرد.
میلیونها سال است که در طبیعت ساختارهای بسیار پیچیده با ظرافت نانومتری (ملکولی) _مثل یک درخت یا یک میکروب_ ساخته میشود.علم بشری اینک در آستانه چنگ اندازی به این عرصه است، تا ساختارهائی بینظیر بسازد که در طبیعت نیز یافت نمیشوند. فناوری نانو کاربردهای را به منصه ظهور میرساند که بشر از انجام آن به کلی عاجز بوده است و پیامدهائی را در جامعه بر جا میگذارد که بشر تصور آنها را هم نکرده است.

آغاز نانوتكنولوژی:
علم نانو و علوم مرتبط با آن جدید نیستند چرا که صدها سال است که شیمیدانان از تکنیک� ��هایی علم نانو در کار خود استفاده می� ��کنند که بی� ��شباهت به تنکنیک� �های امروزی نانو نیست. پنجره های رنگارنگ کلیساهای قرون وسطی، شمشیرهای یافت شده در حفاری های سرزمین های مسلمان همگی گویای این مطلب هستند که بشر مدت هاست که از برخی شگردهای این فناوری در بهینه کردن فرایندها و ساخت باکیفیت تر اشیاء بهره می برده است اما تنها به دلیل پیشرفت کم فناوری و نبود امکانات امروزی مانند میکروسکوپ نیروی اتمی، میکروسکوپ تونلی پیمایشی و غیره نتوانسته حوزه مشخصی برای این فناوری تعیین کند.
نانو تكنولوژی از یك رشته علمی خاص مشتق نمی شود. با وجودی كه نانو تكنولوژی بیشترین وجه مشترك را با علم مواد دارد، خواص اتم و ملكول شالوده بسیاری از علوم است و در نتیجه دانشمندان حوزه های علمی به آن جذب می شوند. برآورد می شود در سراسر جهان حدود 000/20 نفر در نانو تكنولوژی كار می كنند.
پیشوند نانو از كلمه یونانی به معنای كوتوله مشتق می شود. برای اولین بار ریچارد فاینمن برنده جایزه نوبل فیزیک پتانسیل نانو علم را در یک سخنرانی تکان دهنده با نام «درپایین اتاقهای زیادی وجود دارد»، مطرح کرد. فاینمن اصرار داشت، که دانشمندان ساخت وسائلی را ، که برای کار در مقیاس اتمی لازم است، شروع کنند.

این موضوع مسکوت ماند، تا اینکه اریک درکسلر ندای فاینمن را شنید و یک قالب کاری برای مطالعه «وسایلی که توانایی حرکت دادن اشیاء مولکولی و مکان آنها را با دقت اتمی دارند»ایجاد کرد، که در سپتامبر 1981 در مقالهای با نام«پروتئین راهی برای تولید انبوه مولکولی ایجاد میکند» آن را ارائه داد.درکسلر آن را با کتابی بنام «موتورهای خلقت» دنبال کرد و توسعه مفهوم نانو تکنولوژی را همانند یک کوشش علمی ادامه داد. اولین نشانههای ثبت شده از این مفهوم نانو تکنولوژی تغییر مکان دادن اشیا مولکولی ، در سال 1989 بود، موقعی که دانشمندی در مرکز تحقیقات آلمادن ibm اتمهای منفرد گزنون را روی صفحه نیکل حرکت داد، تا نام ibm را روی سطح نیکل نقش کند.
براساس برآورد شركت لاكس ریسرچ درنیوریورك، بودجه كل تحقیق و توسعه نانو تكنولوژی دولت ها و شركت ها در سراسر جهان در سال 2004 بیش از 6/8میلیارد دلار بود. نیمی از این بودجه از جانب دولت ها تأمین می شد. اما به پیش بینی لاكس ریسرچ در سال های آینده، شركت ها احتمالاً بودجه بیشتری از دولت ها صرف این علم خواهند كرد. .در خلال شش سال پیش از ،2003 سرمایه گذاری در نانو تكنولوژی توسط سازمان های دولتی هفت برابر شده است. این حجم سرمایه گذاری انتظارات را به اندازه ای افزایش داده است كه شاید قابل تحقق نباشد. برخی معتقدند شركت های نانو تكنولوژی مانند حباب شركت های اینترنت در سال های اخیر از بین خواهند رفت. اما دلایلی وجود دارد كه نشان می دهد درباره مخاطرات آن گزافه گویی شده است. سرمایه گذاران خصوصی اكنون بسیار محتاط تر از دوره رونق شركت های اینترنت هستند و بیشتر پولی كه دولت ها در این زمینه اختصاص می دهند، صرف علوم پایه و فناوری هایی می شود كه تا سال ها در اختیار همگان قرارنخواهد گرفت. با این حال كیفیت برخی محصولات موجود با كاربرد نانو تكنولوژی بهبود یافته است و در چند سال آینده بر تعداد آنها افزوده خواهد شد. مثلاً با افزودن ذرات ریز نقره، بانداژ ضد سوختگی خاصیت ضد میكروبی پیدا كرده است. با اتصال ملكول های ایجاد كننده مانع به فیبر پنبه، پارچه هایی تولید شده است كه ضد لكه و بو است.

راكت های تنیس با افزودن ذرات ریز تقویت شده است. در درازمدت نانو تكنولوژی به نوآوری های بزرگتری خواهد انجامید، از جمله انواع جدید حافظه كامپیوتر، فناوری پزشكی و روش های تولید انرژی بهتر مانند سلول های خورشیدی.
طرفداران این فناوری می گویند نانو تكنولوژی به تولید انرژی پاك و تولید بدون مواد زائد و غیره خواهد انجامید. مخالفان آن معتقدند نانوتكنولوژی باعث ایجاد نوعی نظام شناسایی بین المللی و آسیب به فقرا، محیط زیست و سلامت انسان خواهد شد. به نظر می رسد هر دو گروه در مورد استدلال های خود گزافه گویی می كنند، اما به هرحال باید از نانو تكنولوژی استقبال كرد.
همچنین از فناوری نانو به عنوان«رنسانس فناوری» و«روان کننده جریان سرمایه گذاری» یاد میشود. ورود محصولات متکی بر این فناوری جهشی بس عظیم در رفاه و کیفیت زندگی و توانائیهای دفاعی و زیست محیطی به همراه خواهد داشت و موجب بروز جابجائیهای بزرگ اقتصادی خواهد شد. هم اکنون بخشهای دولتی و خصوصی کشورهای مختلف جهان شامل ژاپن ، آمریکا ، اتحادیه اروپا ، چین ، هند ، تایوان ، کره جنوبی ، استرالیا و روسیه در رقابتی تنگاتنگ بر سر کسب پیشتازی جهانی در لااقل یک حوزه از این فناوری به سر میبرند.هم اکنون روی هم رفته حدود 30 کشور دنیا در زمینه فناوری نانو دارای «برنامه ملی»یا درحال تدوین آن هستند، وطی پنچ سال گذشته بودجه تحقیق و توسعه در امر فناوری نانو را به 3.5 برابر افزایش دادهاند. کشورهای ژاپن و آمریکا نیز فناوری نانو را اولین اولویت کشور خود در زمینه فناوری اعلام کرده اند.

نانو در صنایع دریائی:
امروزه بحثهای بسیاری در زمینة فناورینانو، کاربردها، مزایا ودورنمای آیندة آن مطرح است. صنایع دریایی حوزة وسیعی از صنایع از قبیل ساخت كشتی؛ زیردریایی و سكوهای دریایی را شامل میشود که اغلب آنها در کشور ایران نوپا هستند. فناورینانو در بخشهای مختلف صنایع دریایی کاربردهای ارزندهای دارد که میتواند صنایع دریایی کشور ایران را با تحول زیادی روبهرو کند. از طرفی شناسایی نیازهای گستردة صنایع دریایی میتواند بازار خوبی برای محصولات فناورینانو در ایران باشد و زمینة رشد خوبی را نیز برای آن فراهم کند. در این مقاله برخی کاربردهای فناورینانو در صنایع دریایی مورد ارزیابی قرار گرفته و در انتها نیز جایگاه صنایع دریایی درکشورایران آورده شده است.
فناورینانو در دهه اخیر از سوی کشور ایران ،مورد توجه جدی قرار گرفته است. همزمان با آن صنایع دریایی نیز دچار تحولات اساسی شده و سرمایهگذاریهای هنگفتی در آن انجام شده است. امروزه ثابت شده است که صنایع دریایی میتواند عامل مهمی در رشد و توسعه در مناطق ساحلی ایران باشد. ایران با داشتن 2900 کیلومتر مرز آبی، در شمال و جنوب ؛در زمینه صنایع دریایی، کشوری در حال توسعه محسوب میشود، در حالی که برخی از کشورهای اروپایی با کمتر ازیک پنجم این مرز آبی، جزو کشورهای قدرتمند در زمینه صنایع دریایی قرار دارند و به واسطه این توانمندی، سلطه خود را بر دنیا تحمیل کردهاند.

صنایع دریایی شامل حوزه وسیعی از صنایع میشود که هر كدام میتوانند پشتوانه و مهد توسعه علم و فناوری باشند. سه دستهبندی کلی صنایع دریایی عبارتند از:

1. صنایع کشتیسازی شامل: ساخت انواع کشتیها از قبیل کشتیهای کانتینربر، نفتکشهای غول پیکر، ناوچهها و زیردریایی. در این زمینه شرکتهای بزرگی نظیر صدرا، ایزوایکو، اروندان و فجر درایران شکل گرفتهاند که هر یك تجربه ساخت دهها فروند شناور دارند.
2. صنایع فرا ساحل: شامل ساخت سکوهای ثابت و متحرک دریایی و لولهگذاری در دریا میشود که در پروژههای عظیم نفت و گاز به خصوص در حوزههای جنوبی، ابوذر و میادین بزرگ نفتی کاربرد دارند. شرکتهای بزرگی از قبیل تأسیسات دریایی، صدف و صدرا در این زمینه شکل گرفتهاند که تجربه ساخت دهها سکوی ثابت و متحرک دریایی و صدها کیلومتر لولهگذاری دریایی را در كارنامه فعالیت خود دارند.
3. صنایع ساحلی و بندری: شامل ساخت اسکله، موجشکن و سازههای نزدیک ساحل(پایانههای نفتی) که در بنادر شهید رجایی، باهنر، بوشهر، امام خمینی و جزیره خارک تجارب بسیاری در این زمینه اندوخته شده است که از جمله آنها میتوان به قرارگاه سازندگی نوح و شرکت صدرا اشاره کرد.
فناورینانو در زمینه صنایع دریایی، به خصوص ساخت شناورها از اهمیت خاصی برخوردار است و كاربردهای آن را میتوان بهطور كلی شامل موارد زیر دانست:

1 -ایجاد پوششهای مناسب در برابر اثرات محیط دریا؛
2-تولید مواد جدید برای ساخت بدنه و اجزای آن بهمنظور افزایش استحکام
3 -تولید مواد جدید برای افزایش قابلیت عملکرد شناور مانند سوختهای جدید، باتریهای با ذخیره انرژی بسیار بالا و پیلهای سوختی.

صنایع دریایی گستره وسیعی از صنایع مانند شناورهای سطحی (کشتیها)، زیرسطحی (زیردریاییها) ، سکوهای دریایی و کلیه صنایع مرتبط با دریا را در برمیگیرد.برخی از پتانسیلهای کاربردفناورینانو در این صنایع عبارتنند از:

1. کلیه تحولاتی که در فناوری کامپیوتر، الکترونیک و مخابرات براساس فناورینانو ایجاد میگردد، قطعاً بر صنایع دریایی تأثیر میگذارد؛ زیرا این صنایع مانند سایر صنایع، وابستگی بسیاری به این فناوریها دارند.چرا که امروزه استفاده از وسایل الکترونیکی و کامپیوتری از اجزای لاینفک شناورهای دریائی و درکل تجهیزات دریایی شده است.

2. الکترودهای جوشکاری دما پایین: این الکترودها با استفاده از فناورینانو، دارای دمای کاری بسیار پایینی نسبت به الکترودهای جوشکاری موجود هستند. مواد این الکترودها بهگونهای است که در ازای حرارت اندک، اتحاد مولکولی مستحکمی را بین مولکولهای دو قطعه فلز ایجاد میکنند و عملکردی شبیه چسبهای حرارتی معمولی خواهند داشت. این الکترودها تأثیر شگرفی بر فناوری جوشکاری، به خصوص جوشکاری آلومینیوم خواهند داشت. کاربرد و حجم زیاد جوشکاری در صنایع دریایی میتواند عاملی برای تأثیر فوقالعاده فناورینانو در این زمینه باشد.

3. سوخت: کشتی و کلیه شناورها برای تأمین قدرت حرکت در دریا، معمولاً چندین تن سوخت حمل میکنند و کشتیهای اقیانوسپیما نیز در طول مسیر دریانوردی مجبور هستند، چندین بار برای سوختگیری توقف کنند. فناورینانو با ارائه سوختهای پرانرژی، کشتیها را از توقفهای متعدد در دریا و حمل چندین تن سوخت بینیاز خواهد کرد. این سوختها بهصورت بستههای پرانرژی مولکولی است که از اثرات مولکولها بریکدیگر، انرژی زیادی آزاد میکنند، به صورتی که یک لیتر از این سوختها، معادل دهها لیتر سوخت معمولی انرژی آزاد میکند. از آنجا که ذرات نانومتری موجب افزایش سرعت سوخت ویکنواختی آن میگردد، در سوختهای جدید میتوان جهت افزایش قدرت سوخت از آنها استفاده کرد.

4. نانوفایبرگلاس و نانوکامپوزیتها:ماده فایبرگلاس با آرایش تار و پودی (ماتریسی) ، استحکام زیادی دارد. در این مواد، الیاف شیشه به صورت تارهای نازک و تحت شرایط خاصی تولید شده و به صورت متفاوتی به هم بافته میشوند؛ رایجترین نوع آنها الیاف بافته شده بهصورت حصیری و الیاف سوزنی است. فناورینانو با اعمال آرایش تار و پودی بین مولکولها، نانوفایبرگلاسهای بسیار محکم و سبکی ایجاد میکند که نسبت به فایبرگلاسهای امروزی برتری بسیاری دارند. نانوکامپوزیتها دسته جدیدی از مواد مورد مطالعه جهانی است که شامل پلیمرهای قدیمی تقویت شده با ذرات نانومتری میشود. کامپوزیتها با داشتن آرایشهای مولکولی متفاوت، کاربردهای وسیعتر و جدیدتری را تجربه خواهند کرد. از جمله خواص مهم کامپوزیتها، استحکام زیاد در عین وزن کم، مقاومت بالا در برابر خوردگی و خاصیت جذب امواج راداری است. این خاصیت به منظور ساخت هواپیماها و زیردریاییهایی که به وسیله رادار قابل شناسایی نیستند، مورد استفاده قرار میگیرد .

این صفحه را در گوگل محبوب کنید

[ارسال شده از: فان پاتوق]

[مشاهده در: www.funpatogh.com]

[تعداد بازديد از اين مطلب: 2527]