دنياي نانو ، دنياي اتم ها و مولكول هاست.اتم ها و مولكول ها خواص مواد مختلف را مشخص مي كنند. اين كه سنگ سخت و جامد است و آب روان و مايع ، مربوط به نوع اتم ها و مولكول هاي تشكيل دهنده اين مواد و نحوه قرار گرفتن آنها در كنار يكديگر است.

شما الماس و گرافيت (دود سياه ) را مي شناسيد.يكي سخت و شفاف است و ديگري نرم و كدر .اين راهم مي دانيد كه اين مواد هر دو از كربن خالص تشكيل شده اند.تفاوت اين دو ماده ، در نحوه قرار گرفتن اتم هاي كربن در كنار يكديگر است. اگر شما بتوانيد

رفتار اتم هاي كربن راكنترل كنيد ، يعني آنها را آنطور كه مي خواهيد كنار هم بچينيد، مي توانيد تمام دوده هاي عالم را به الماس تبديل كنيد.

اين كنترل ساختار، همان هدفي است كه فناوري نانو به دنبال آن مي گردد.

در يك نگاه كلي ، فناوري نانو ، فناوري است كه به بررسي و دستكاري مواد و ساختار هاي آن در ابعاد 1 تا 100 نانومتر مي پردازد تا بتواند مواد جديدي با خواص جديد بسازد. اين كه چرا فناوري نانو ابعاد 1 تا 100 نانومتر را انتخاب كرده دليل بسيار مهم ديگري نيز دارد. ما در زندگي روزمره خود در دنيايي زندگي مي كنيم كه در اندازه متر است.بدن ما ، ابزار و وسايلي كه از آنها استفاده مي كنيم، ساختمان هاي اطرافمان ، و... معمولاً اندازه اي بين چند سانتي متر تا چند ده متر دارند. اين اندازه ها در برابر نانو بسيار بسيار بزرگ است . ما در دنياي بزرگ خودمان ، مواد را بيشتر به خواصشان مي شناسيم: رنگ ، سختي و نرمي ، انعطاف پذيري ، دماي ذوب و... . طلا در دنياي بزرگ ما هميشه طلايي رنگ است ؛ آلومينيوم فلزي است كه با هوا سازگاري خوبي داردو با شعله هاي معمولي نمي سوزد؛ كربن دوده اي شكل و بسيار نرم است و... . اما مشاهدات دانشمندان نشان مي دهد كه مواد در مقياس نانو خواص بسيار متفاوتي از خود بروز مي دهند. ذرات طلاي كلوئيدي در اندازه هاي نانومتر (كه از اين پس آنها را نانو ذرات مي ناميم) به رنگ بنفش (بين 300 تا 500 نانومتر) ، آبي (از 3 تا 30 نانومتر) ، نارنجي (1 تا 3 نانومتر) و نقره اي (زير يك نانومتر) در مي آيند. نانو ذرات آلومينيوم تبديل به ماده منفجره اي مي شوند كه مي تواند بعنوان سوخت راكت موشك مورد استفاده قرار گيرد.

نانو لوله هاي كربني دوده اي شكل 100 برابر سخت تر از فولاد مي شوند .

فناوري نانو به دنبال آن است كه از تغيير خواص مواد در مقياس نانو براي ايجاد مواد و سيستم هاي جديد استفاده كند.

اگر فرض كنيد كه موجودات زنده و محصولات طبيعي محصول فناوري با نام “فناوري خلقت “ مي باشند مطمئن باشيد كه اين فناوري در ساخت محصولات خود، نانو مقياس عمل مي كند. سطح برگ نيلوفر آبي با يك لايه نانومتري پوشانده شده است. وجود اين لايه سبب مي شود كه آب به راحتي و با سرعت كافي بر سطح برگ ليز خورده و ذرات آلودگي هاي روي آن را بشويد. به اين پديده " اثر لوتوس " گفته مي شود. با تقليد ازاين پديده ، شيشه ها و پارچه هايي ساخته شده اند كه " خود تمييز شونده " ناميده مي شوند. روي سطح اين محصولات ، همانند برگ نيلوفر آبي ، يك لايه نازك نانومتري از دي اكسيد تيتانيوم و يا دي اكسيد سيليسيم كشيده شده كه مانع از جذب ذرات مي گردد.

همانطور كه مي بينيد نانو ساختار ها و نانو ذرات جزئي از زندگي عادي و روزانه ما هستند. گرچه تا اين اواخر كسي از دنياي نانو صحبتي نمي كرد ، اما اكنون كه به كمك ابزاري چون ميكروسكوپ هاي تونل زني روبشي (STM ) و يا ميكروسكوپ نيروي اتمي ( AFM ) مشاهده اجسام نانومتري براي ما امكان پذير شده است بايستي منتظر انقلاب صنعتي آينده و يا همان فناوري نانو باشيم.

نانوتكنولوژي و كاربردهاي آن

فناوري نانو، عنصري اساسي در درك بهتر طبيعت در هر شرايط ثابتي خواهد بود. ازجمله موارد مهم در آينده همكاري هاي تحقيقاتي ميان رشته اي،آموزشي خاص و انتقال ايده ها و افراد به صنعت خواهد بود. بخشي از تاثيراتو كاربردهاي نانوتكنولوژي به شرح زير است:

۱- نانوتكنولوژي در پزشكي

محققان با استفاده از فناوري نانو درحال ساختن كپسول هايي با ابعاد نانو هستند كه علاوه بر اندازه هاي خيلي كم، قدرت تشخيص بافت هاي مريض را داشته و دقيقا روي اين بافت قرار گرفته و مقدار داروي لازم را به آن ها مي رسانند. همچنين حمله به سلول هاي سرطاني با استفاده از ذرات نانو ۱۰۰ برابر بازده عمل را نسبت به روش هاي معمول افزايش داده است. با استفاده از فناوري نانو نوارهاي زخم بندي هوشمندي ساخته شده است كه به محض مشاهده ي علائم عفونت در مقياس مولكولي پزشكان را مطلع مي كند.

۲- فناوري نانو و زيست شناسي

محققان اين رشته فيبرهاي نوري ساخته اند كه قادر خواهند بود مولكول هاي مورد نظر را شناسايي كنند. دستگاهي ابداع شده است كه با استفاده از نانو ذرات طلا مي تواند پروتئين هاي معيني را فعال سازد يا از كار بياندازد.
سلول ها در فعاليت طبيعي خود امور مختلفي را به انجام برساند از جمله ي اين امر مي توان به انتقال اطلاعات و علائم و داده ها ميان خود و رد و بدل كردن مواد غذايي و بالاخره سوخت و ساز و اعمال حياتي اشاره كرد. گروه ديگري از محققان تا آن جا پيش رفته اند كه در صدد هستند با مواد نانو پوشش هاي مناسب توليد كنند كه سلول هاي حاوي ويروس هاي خطرناك نظير ويروس ايدز را در خود مي پوشاند و مانع خروج آن ها مي شود.

۳- فناوري نانو وشيمي

با استفاده از اين فناوري مي توان كاتاليزورهايي با نسبت سطح به حجم بسيار بالا توليد كرده و راندمان را در واحدهاي شيميايي به ميزان بسيار زيادي افزايش داد. سلول هاي خورشيدي كوانتومي، استفاده از هيدروژن به عنوان…………نسل جديد باطري هايي با پوشش هاي بسيار مقاوم و در جدا سازي بكار رفته اند.

۴- نانو تكنولوژي و فيزيك

سازندگان قطعات الكترونيكي علاقه ي بسيار زيادي به كوچك كردن ابعاد و بالا رفتن قدرت محاسبات اين تجهيزات دارند. اين امر با استفاده از فناوري هاي معمولي تقريبا به مرز نهايي خود نزديك شده است. از جمله وسائل الكترونيكي كه با استفاده از اين فناوري ساخته شده است مي توان به ديودهاي نوري، رايانه هاي كوانتومي و ترانزيستورهاي نانو اشاره كرد. به عنوان مثال ساخت ديود هاي نوري با استفاده از نانو موجب مي شود تا ۸۰% در هزينه ي برق صرفه جويي شود.

۵- نانوتكنولوژي در صنعت

برخي شركت ها با استفاده از مواد نانو پارچه هايي توليد كرده اند كه با يك بار تكان دادن آن ها مي توان حالت اوليه را به آن ها بازگرداند و همچنين چين وچروك هايشان را ازبين برد. باهمين يك بار تكان دادن هم گردو غبار پاك مي شود.

۶- دوام پذيري منابع: كشاورزي، آب، انرژي، مواد و محيط زيست

فناوري نانو امكان بازيافت و استفاده ي بعدي از مواد، انرژي و آب را فراهم خواهد كرد. در زمينه ي محيط زيست،علوم و مهندسي نانو مي تواند در درك مولكولي فرايندهاي مقياس نانو كه در طبيعت رخ مي دهدو در ايجاد و درمان مسائل محيط زيست از طريق كنترل انتشار آلاينده هاو توسعه ي فناوري هاي سبزجديد كه محصولات جانبي ناخواسته ي كمتري دارند و يا در جريانات و مناطق حاوي فاضلاب داشته باشد. نانوتكنولوژي توان حذف آلودگي هاي كوچك از منابع آلي و هوا و اندازه گيري و كاهش مداوم آلودگي در مناطق بزرگ تر را دارد.
شركت هاي مواد شيميايي، مواد پليمري تقويت شده با نانو ذرات را ساخته اند كه مي تواند جايگزين اجزاي فلزي بدنه ي اتومبيل ها شود. استفاده ي گسترده از اين نانو كامپوزيت ها مي تواند ساليانه ۵/۱ ميليارد ليتر صرفه جويي در مصرف بنزين به همراه داشته باشد.

۷- هوا وفضا

محدوديت هاي شديد سوخت براي حمل بار به مدار زمينو ماوراي آن و علاقه به فرستادن فضاپيما براي ماموريت هاي طولاني به مناطق دور از خورشيد، كاهش مداوم اندازه، وزن و توان مصرفي را اجتناب ناپذير مي سازد كه مواد نانو اميدهايي را براي حل اين مشكلات بوجود آورده است.
اين مواد همچنين در طراحي و ساخت مواد سبك وزن، پرقدرت و مقاوم در برابر حرارت، مورد نياز براي هواپيماها، راكت ها، ايستگاه هاي فضايي و سكوهاي اكتشافي سياره اي يا خورشيدي تعيين كننده است.

۸- امنيت ملي

برخي از كاربردهاي نانو در كاربردهاي دفاعي: تسلط اطلاعاتي از طريق نانو الكترونيك پيشرفته، امكان آموزش ….. نيرو، استفاده ي بيشتر از اتوماسيون و رباتيك پيشرفته براي جبران كاهش نيروي نظامي، بهبود كارايي خودروهاي نظامي و … را مي توان نام برد.

۹- تصفيه ي پساب هاي صنعتي

پساب هاي صنعتي صنايع شوينده اتمي از اكسيژن بيوشيميايي و مواد فعال شيميايي است كه بايد در فرايندهايي تصفيه از آب زدوده شود. يكي از مواردي كه در پساب هاي صنعتي فراوان يافت مي شود مواد نامحلول روغني شامل روغن ها و گريس هاست. حضور اين موادفرايند پالايش آب را دچار مشكل مي كند. يكي از روش هاي اقتصادي براي تصفيه ي اين مواد استفاده از سيستم هاي تركيبي ميكروفيلتراسيون-نانوفيلتراسيون است. در اين سيستم ها از ميكروفيلتراسيون براي زدودن ذرات معلق مانند روغن ها و گريس ها و از نانوفيلتراسيون براي حذف پاك كننده ها استفاده مي شود.

وبسيار موارد ديگر كه خود مي توانيد تحقيق نماييد

نتيجه گيري:

فناوري نانو يك فناوري صنعتي توانمند است و انتظار مي رود با جمع بين علم و فناوري فرصت هاي بازاري و كالاهاي جديد قابل توجهي در اين زمينه توليدشود. در نتيجه اين فناوري نوين صنعت شيمي نه تنها دست خوش تجديد حيات و نوشدن مي گردد بلكه در واقع مي توان گفت اغلب صنايع امروزي از اين فناوري و ابداعات آن بهره مند خواهند شد. همكاري هاي تنگاتنگ و مشاركت ها و شبكه هايي كه بين صنعت، دانشگاه و موسسات دولتي در مقياس جهاني وجود دارد توسعه ي محصولات جديد را شتاب مي بخشد.روشن است كه لزوما ديگر مدل هاي تجاري مبتني بر توليد انبوه نقشي در اين روند كاربردي نخواهد داشت چرا كه عمده سود به دست آمده به وسيله ي كالاهاي خاصي با حجم كوچك ايجاد مي شود و با توجه به امكان اعطاي امتياز توليد چنين محصولاتي زمينه ي مشاركت قابل توجهي در توليد و ايجاد ارزش نمايي فراهم مي گردد. تنوع محصولات فناوري نانو هم منافع مشتريان و رضايت آن ها را در بر خواهد داشت و كيفيت زندگي مردم جهان را بهبود مي بخشد. از اين رو توجه اساسي به اين رشته بسيار با اهميت است

نظرات شما عزیزان:

نام :

آدرس ایمیل:

وب سایت/بلاگ :

متن پیام:

نظر خصوصی

 کد را وارد نمایید:

 

 

 

عکس شما

آپلود عکس دلخواه: