40 سال با  فناوری نانو

فناوری نانو علم دستكاری و بازچینی اتم ها برای ساخت مواد، ابزارها و سیستم های مفید در مقیاس یك میلیاردم متر است به بیانی منظور از مقیاس نانو ابعادی حدود nm 1 تا nm  100 است.

به عقیده ما یکی از برترین فناوری های امروز علم نانو است که در این نوشتار به مزایای آن و خلاصه ای از کاربردهای نانو می پردازیم

اولین جرقه فناوری نانو در سال 1959 توسط ریچارد فاینمن زده شد، وی نظریه ای ارائه کرد كه در آینده‌ می‌توان مولكول‌ها و اتم‌ها را به صورت مسقیم دستكاری كرد و در سال 1947 کلمه فناوری نانو برای اولین بار توسط استاد دانشگاه توكیو بیان شد .

استفاده از خواص ماده در مقیاس نانو، دارای فواید و منافعی است که موجب تحولات اساسی در زندگی انسان می شود. صرفه جوئی در مصرف انرژی، صرفه جویی اقتصادی، صرفه جویی در زمان، تامین محصول بیشتر باهزینه کمتر، افزایش کیفیت محصول و درنتیجه افزایش استانداردهای زندگی، ایجاد زندگی سالم، کاهش وابستگی های اقتصادی به سایر تکنولوژیهای پیشرفته و افزایش درآمدهای ملی از جمله فوایدی است که می توان نام برد. بوسیله نانو می توان از مواد که در حالت عادی ممکن است خاصیت خاصی نداشته باشند و فقط یک ماده معمولی باشند، خاصیتی جدید بوجود آورد.

فناوری نانو در صنعت

امکان سنتز مولکول های ساختمانی نانو با اندازه و ترکیب بدقت کنترل شده و سپس چیدن آنها در ساختارهای بزرگتر که دارای خواص و کارکرد منحصر بفرد باشند وجود دارد، این امر انقلابی در مواد و فرایند تولید آنها ایجاد میکند.

محققان قادر به ایجاد ساختارهایی از مواد شده اند که در طبیعت موجود نیست. بعضی از مزایای نانو در ساختمان عبارتست از ساخت مواد سبک تر، قویتر و قابل برنامه ریزی.

کاهش هزینه، عمر کاری از طریق کاهش دفعات نقص فنی، ابزارهای نوین بر پایه اصول معماری جدید، بکارگیری کارخانجات مولکولی یا خوشه ای که مزیت مونتاژ مواد در سطح نانو را دارند.

فناوری نانو در الکترونیک

می توان ظرفیت ذخیره سازی اطلاعات را در حدهزار برابر و حتی بیشتر افزایش داد و همچنین می توان وسایل ابر محاسباتی را به اندازه یک ساعت مچی کاهش داد. اگر ظرفیت نهائی ذخیره اطلاعات به حدود 1TB در هر اینچ مربع برسد، ذخیره سازی 50 عدد DVD در یک هارددیسک به ابعاد یک کارت اعتباری میسر خواهد شد!

فناوری نانو در خودرو

در زمینه ساخت خودرو نیز، می توان به ساخت بدنه سبک تر و مقاوم، لاستیک هایی با مقاومت بیشتر در برابر سایش، قطعات موتور با عمر چند برابر، کاهش مصرف سوخت خودرو ، باطری های با انرژی و دوام بالا، حسگرهای چندمنظوره به منظور کنترل فرایندهای مختلف در خودرو و ... اشاره کرد.

فناوری نانو در فضا

طبق نظر دانشمندان NASA، خطر قرار گرفتن در معرض تابش های فضائی مهمترین عامل محدود کننده طول مدت سفرهای فضایی است. طراحان سفینه های فضایی به دنبال روشی هستند که بدنه سفینه های فضایی، در برابر تابشهای فضایی حفاظت کرده و از ذخیره انرژی خوبی هم برخوردار باشند.

یک فضانورد با خروج از میدان مغناطیسی و اتمسفر محافظ زمین، در معرض تابش های یونیزه کننده ای بصورت ذرات اتمی باردار قرار می گیرد که با سرعتی به اندازه سرعت نور حرکت می کند. این ذرات پرانرژی ( HZE ) دارای بار زیادی بوده و بیشترین خطر را برای انسان در فضا ایجاد می کنند. همچنین قرار گرفتن طولانی مدت در برابر این تابشها موجب آسیب دیدن DNA و بروز سرطان می گردد.

از جمله مواد محافظتی که دانشمندان مشغول تحقیق در رابطه با قابلیت آن هستند می توان به 10 Bure  اشاره کرد،  کاربردهای احتمالی این ماده در ماموریت های فضایی و نیز کاربردهای احتمالی نانو لوله های 10  Bure است.

در زمینه گرایش مهندسی

نانو تا به امروز بیشترین کاربرد را در زمینه های بهداشت، نساجی و کشاورزی داشته است، در صنایعی نظیر رنگ، اتومبیل، کامپیوتر، شیمی، تصفیه آب و غیره نیز درحال توسعه است. محصولات نساجی حاصل از فناوری نانو در کشورهای آلمان و انگلیس نیز رواج دارند. تولید کفشها و لباسهایی که با حفظ گرمای بدن و تاثیر درگردش خون، باعث کاهش خستگی و راحتی می شوند، پارچه های ضد آب، رنگ های ضد زنگ و .. نیز ازدستاوردهای نانو است.

همان طور که در مطالب بالا ذکر شد، فناوری نانو در همه زمینه های زندگی بشر دخیل شده و امور را به سمت استفاده مفیدتر سوق می دهد.

منابع:

نخبگان جوان، عصر رایانه ،Polimerscience