up
Search      menu
علم و تکنولوژی :: مقاله نانو تکنولوژي PDF
QR code - نانو تکنولوژي

نانو تکنولوژي

نانو تکنولوژي علم ابعاد خيلي کوچک

نانو تکنولوژي (Nanotechnology) در ترجمه لفظ به لفظ به معني تکنولوژي بسيار کوچک است. نانو به معني بسيار بسيار کوچک است (مقياس ۱۰ به توان ۹- بار کوچک تر نيز معني مي شود).اما اين تعريف نمي تواند معناي واقعي نانو تکنولوژي را برساند، زيرا از اين ترجمه لفظ به لفظ چنين برمي آيد که علم نانو تنها به ساخت اشياي بسيار بسيار کوچک مي پردازد؛ در حالي که پيش از اين هم اشياي بسيار کوچک ساخته مي شدند، اما آن فرآيند نانو تکنولوژي ناميده نمي شد.
بايد گفت که ساخت وسايلي با مقياس چند ميليارد واحد کوچک تر، تنها يکي از ابعاد نانو تکنولوژي به شمار مي رود.
ترجمه علمي «نانو تکنولوژي» که در ميان دانشمندان اين فناوري بسيار مورد استفاده قرار مي گيرد، دريچه هاي مرموز نانو تکنولوژي را بر ما آشکار مي کند.«نانو تکنولوژي» تازه ترين فناوري اي است که بشر به آن دست يافته است. در اين تکنولوژي سعي مي شود با استفاده از خواص مولکولي مواد موجود در طبيعت، وسايلي ساخته شود تا از مشکلات وسايل فعلي بکاهد و در ضمن کارآيي آنها را نيز چندين برابر کند. براي نمونه، لباسي را که به تن مي کنيد در نظر بگيريد، بعد از مدت کوتاهي کثيف مي شود، آن را مي شوييد و در نتيجه به اتو احتياج پيدا مي کند؛ يا اينکه ترجيح مي دهيم لباسمان در تابستان خنک و در زمستان گرم باشد. حال نقش نانو تکنولوژي در اين ميان چيست؟
با استفاده از فناوري جديد نانو، دانشمندان توانسته اند پارچه اي توليد کنند که هيچ وقت کثيف نشود، يعني هيچ نوع آلودگي روي آن ننشيند جالب تر آنکه اگر چروک شود، فقط با يکبار تکان دادن صاف مي شود.استفاده محققان از تکنولوژي نانو در توليد چنين پارچه اي، به معناي آن نيست که ما پارچه اي در مقياس کوچک توليد کرده ايم، بلکه فناوري نانو، تغييراتي در خواص مولکول هاي تشکيل دهنده پارچه صورت مي دهد و به اين ترتيب پارچه هيچگاه کثيف نمي شود و....
با استفاده از نانو، خواص مولکول ها تغيير مي يابد، اما ماده اي که از اين مولکول ها ساخته مي شود، تمام خواص مولکول ها را در خود دارد.
● علم يا تکنولوژي
در نگاه اول اين گونه به نظر مي رسد که نانو يک علم باشد، زيرا با استفاده از آن در خواص مولکولي مواد تغييراتي ايجاد مي کنيم.اما آيا نانو به واقع علمي نوين در قرن ۲۱ است؟
هنرمندان عصر ما بر اين عقيده اند که دوره خلق آثار تازه به پايان رسيده است و بايد با نگاهي مجدد به آثار هنرمندان پيشين، هنر آنها را از زاويه ديگري به مردم نشان داد، احتمالا شما هم برخي از اين آثار هنري مدرن را که بسيار عجيب هم به نظر مي رسند، مشاهده کرده ايد.
دانشمندان نيز به تازگي به اين نتيجه رسيده اند که دوره کشف علوم جديد پايان يافته است و شايد موقع آن رسيده باشد تا از زاويه اي ديگر به علوم مختلف نگاه شود. آنها معتقدند که مي توانند با تغيير در خواص مولکولي مواد، کارآيي آنها را بهبود دهند. به همين دليل از نانو به عنوان يک تکنولوژي يا فناوري نوين بهره مي برند.«نانو تکنولوژي» در واقع مي کوشد با نگاهي مجدد به وسايل، سيستم ها و موادي که تاکنون ساخته شده است، عيوب آنها را برطرف کند.
● تاريخچه نانو تکنولوژي در دنيا
بعد از دهه ۹۰ که فناوري اطلاعات هياهوي بسياري در جهان به پا کرد، در آغاز قرن بيست ويکم دانشمندان تمرکز خود را بر فناوري نويني معطوف کردند که به عقيده عده اي مي تواند آينده بشر را متحول کند. نانو تکنولوژي داراي سابقه زيادي نيست. اين موضوع براي نخستين بار حدود ۴۰ سال پيش، در سال ۱۹۵۹ توسط ريچارد فينمن، دانشمند کوانتوم نظري و دارنده جايزه نوبل، مطرح شد. او گفت:« اگر دانشمندان ترانزيستور ها را ساخته اند، ما با علم اتمي مي توانيم همين ترانزيستور ها را با مقياس بسيار کوچک بسازيم». او قصد داشت با قرار دادن اتم ها در کنار يکديگر کوچکترين مصنوعات بشري را بسازد.
بعدها اريک درکسلر، دانشجوي رشته کامپيوتر براي پروژه فارغ التحصيلي خود، دانشمند بزرگ هوش مصنوعي دکترمينسکي - پدر علم هوش مصنوعي- را به عنوان استاد راهنما برگزيد. درکسلر علاقه زيادي به نظريه هاي فينمن ( ساخت سيستم ها در ابعاد نانو) داشت. وي بعد از اخذ درجه استادي علوم کامپيوتر، نظريه نانو تکنولوژي را بنا نهاد. نخستين مقاله وي در زمينه نانو تکنولوژي در سال ۱۹۸۱ و با موضوع نانو تکنولوژي مولکولي به چاپ رسيد. درکسلر نخستين کسي بود که در سال ۱۹۹۱ از دانشگاه MIT مدرک دکتري نانو تکنولوژي را دريافت کرد. وي هم اکنون رئيس انيستيتو Foresight و Research Fellow است.بعدها کشورهاي توسعه يافته، برنامه ريزي هاي گسترده اي را براي فعاليت هاي تحقيقاتي و صنعتي در زمينه نانو تکنولوژي تدوين کردند.
نانو تکنولوژي در ايران
در ايران چند سالي است که تکنولوژي نانو به عنوان يکي از مهمترين تحقيقات زير بنايي کشور مورد توجه قرار گرفته است.
در کشور ما نيز براي برخورداري از فناوري هاي نوين تلاش هايي صورت گرفته است. در سال ۱۳۶۲ هجري شمسي (۱۹۸۴ ميلادي) ميرحسين موسوي (نخست وزير وقت) با توجه به اهميت فناوري روز دنيا «دفتر بررسي ها و مطالعات علمي و صنعتي» را تاسيس کرد.
هدف اين دفتر، مشاوره علمي و صنعتي در زمينه تکنولوژي هاي نوين بود. اين دفتر در زمان آقاي هاشمي رفسنجاني نيز به کار خود ادامه داد، تا اينکه در زمان محمد خاتمي به «دفتر همکاري تکنولوژي» تغيير نام يافت. اين دفتر علاوه بر مطالعه و تحقيق در زمينه تکنولوژي هاي نوين و مديريت تکنولوژي در ايران، با دستگاه هاي کشور در زمينه بسط و گسترش فناوري روز دنيا همکاري مي کند.
در چند سال اخير برنامه ريزان کشور بنا بر اهميت بسيار زياد نانو تکنولوژي، سياست هاي تشويقي خوبي را براي حمايت از تحقيقات در اين بخش به کار گرفته اند. شايد آخرين اقدام دولت براي حمايت از نانو تکنولوژي، اختصاص بودجه اي براي تشويق محققان اين بخش باشد. جشنواره خوارزمي نيز نشان مي دهد که برخي مواقع تحقيقات بسيار موثري در اين زمينه در ايران صورت مي گيرد که البته با توجه به نقش اين فناوري نوين در توسعه يافتگي کشورها، بسيار حائز اهميت خواهد بود.
● شيشه هايي که کثيف نمي شوند
دانشمندان به تازگي موفق به ساخت مايعي شده اند که مانع از ماندن آب يا هر نوع آلودگي ديگر بر سطوحي همچون شيشه و کروم مي شود. پوشش محافظ شيشه، ماده اي است که باعث مي شود هر نوع آلودگي روي شيشه خود به خود در کمتر از يک ثانيه پاک شود. اين ماده که به صورت مايع است، با آغشته کردن سطح شيشه به يک لايه نازک و نامرئي، از نشستن هر جرمي روي شيشه جلوگيري مي کند. اين مايع به مولکول هاي سطح شيشه مي چسبد و باعث منحرف شدن آب و هر نوع آلودگي ديگر از روي شيشه مي شود.
بايد توجه کنيد که اين ماده به شکل يک لايه نيست که روي سطوح کشيده شود، بلکه حاصل يک تغيير شيميايي در سطح مولکولي است که از آلوده شدن سطوح جلوگيري مي کند. اين ترکيب آب گريز، نمي گذارد آب يا هر ذره ديگري روي سطح شيشه يا کروم بنشيند. اين ماده، بسيار نازک و شفاف است وبا چشم ديده نمي شود؛ در نتيجه سطوح شفاف مانند شيشه ها و لنزهاي دوربين نيز با آن به راحتي محافظت مي شوند. ذرات نانو روي مولکول هاي سطح مي چسبند و مانع از نفوذ هر نوع ماده ديگر روي آن مي شوند. آب هرگز روي سطوح آغشته با اين ماده نمي ايستد، بنابراين اگر جسمي روي اين سطوح بنشيند، تنها با ريختن آب يا باريدن باران پاک خواهد شد.
اگر با ميکروسکوپ به سطح شيشه نگاه کنيم، مي بينيم که سطوح شيشه اي کاملا صاف نيستند. شيشه هايي که با استفاده از فناوري نانو ساخته مي شوند، اجازه مي دهند آلودگي ها با آب ترکيب شوند و به اين ترتيب بدون دخالت هيچ ماده ديگري از روي شيشه سر بخورند. اين مواد همچنين مانع از رسوب نمک ها روي سطوح شيشه اي مي شوند. همچنين مواد مذکور به وسيله آب، مواد پاک کننده يا فشار فيزيکي از سطح شيشه جدا نمي شوند. اين محصول نانو از وضوح شيشه ها و همچنين شفافيت آنها نمي کاهد. نگهداري اين شيشه ها نيز بسيار ساده و کم هزينه است.
نانو تکنولوژي در بدنه اتومبيل
امروزه «نانو تکنولوژي» فناوري پوشش اجسام را به شدت تحت تاثير قرار داده است. در اين فناوري، موادي در مقياس نانو روي اجسام را مي پوشانند که بسياري از خواص منفي اجسام را خنثي مي کنند. هدف اصلي اين تکنولوژي، کاهش آلودگي هاي زيست محيطي، جلوگيري از اتلاف انرژي و افزايش مقاومت در برابر خوردگي است.يکي از انواع پوشش هاي نانو تکنولوژي (نانو ذرات طلا) هستند. موارد استفاده از اين مواد اپتيک، الکترونيک، کاتاليست ها و نيز ماده رنگزا در صنعت رنگ است. يکي ديگر از موارد مهم استفاده از پوشش هاي نانو تکنولوژي، در صنعت «خودرو سازي» است.
با پوشش دادن بدنه اتومبيل با نانو ذرات طلا مي توان «براق» بودن بدنه اتومبيل را دوام بخشيد. اين خاصيت که (effect Color-flop) نام دارد، باعث مي شود ناحيه روشن به دليل بازتاب نور از ذرات آلومينيم، قرمز روشن ديده شود و چون در ناحيه سايه تقريبا بازتاب نداريم، تيره رنگ به نظر مي رسد.
با کمک اين فناوري، نواحي زاويه دار بدنه اتومبيل مدور به نظر مي رسند. ضخامت اين ترکيب نانو حدود ۱۰ تا ۳۰ نانومتر است. اين ماده، خميري شکل و متشکل از دولايه است. لايه اول شامل ذرات برگچه اي شکل آلومينيم است که به عنوان آستري روي فلز به کار مي روند و لايه دوم که همان نانو ذرات طلا هستند روي آستري اعمال مي شوند.
با نانو تکنولوژي بدون آنکه جنس بدنه اتومبيل و قالب هاي آن را تغيير دهيم، تنها با Nanolaminate (پوشاندن سطح اتومبيل با مواد نانو ذرات طلا) با هزينه اي بسيار اندک جلوه، زيبايي و دوام رنگ اتومبيل را افزايش مي دهيم.
نانو ساختار کردن فولاد و فلزات معمولي
پژوهشگران دانشگاه هوايي يوفاي روسيه، موفق به ابداع تکنيکي براي تغيير ساختار فلزات و آلياژهاي معمولي به موادي با ساختار نانو و خواص برتر شدند.
پروفسور ولاديمير استلاريف، پژوهشگر اين دانشگاه و از محققان اين طرح، درباره تکنيک ابداعي محققان گروه تحقيقاتي اين دانشگاه که به «تغيير شکل پلاستيک شديد» موسوم است، مي گويد: با استفاده از روش تغيير شکل پلاستيک شديد که براي نخستين بار در دنيا ارائه شده، اين امکان فراهم آمده است که ساختار مواد و آلياژهاي عادي را با عبور از درون يک قالب تحت فشارهاي بالا به حالت نانو تبديل کرد.در يکي از روش هاي به کار رفته، فولاد يا آلياژ معمولي از درون قالبي با حفره هاي داراي زاويه ۹۰ درجه عبور داده مي شود و طي فرآيند کوچک سازي دانه هاي ريزساختار از ابعاد ميکرومتري به نانو متري تبديل مي شدند. طي اين فرآيند که با عمليات تزريق اکستروژن و اعمال حرارت همراه است، شرايط لازم براي تغيير ساختار آلياژ فراهم مي شود.
با تغيير ساختار ايجاد شده و استفاده از (نانو تکنولوژي)، سختي و استحکام مکانيکي آلياژ تا چندين برابر افزايش مي يابد که از لحاظ کاربردهاي صنعتي فولاد و ساير آلياژها از اهميت بسياري برخوردار است.
با استفاده از نانو، خواص مولکول ها تغيير مي يابد، اما ماده اي که از اين مولکول ها ساخته مي شود، تمام خواص مولکول ها را در خود دارد.
ساخت وسايلي با مقياس چند ميليارد واحد کوچک تر، تنها يکي از ابعاد نانو تکنولوژي به شمار مي رود.
«نانو تکنولوژي» مي کوشد با نگاهي مجدد به وسايل، سيستم ها و موادي که تاکنون ساخته شده است، عيوب آنها را برطرف کند.
نانو تکنولوژي داراي سابقه زيادي نيست. اين موضوع براي نخستين بار حدود ۴۰ سال پيش، در سال ۱۹۵۹ توسط ريچارد فينمن، دانشمند کوانتوم نظري و دارنده جايزه نوبل، مطرح شد.
با استفاده از فناوري جديد نانو، دانشمندان توانسته اند پارچه اي توليد کنند که هيچ وقت کثيف نشود، يعني نوع آلودگي روي آن ننشيند جالب تر آنکه اگر چروک شود، فقط با يکبار تکان دادن صاف مي شود.
در ايران چند سالي است که تکنولوژي نانو به عنوان يکي از مهمترين تحقيقات زير بنايي کشور مورد توجه قرار گرفته است.

امروزه علم پزشکي کمک بسياري به انسان کرده و پزشکان سعي کرده اند براي بيماري ها درماني پيدا کنند. هر روز تعداد بيشتري از بيماري ها قابل درمان مي شوند . ...

اصولاً اتصالات نيم رسانا - فلز جزو لازمه تمامي قطعات الکترونيکي اند. چگونگي و رفتار اتصالات الکتريکي به غلظت سطح نيم رسانا (Si) ، تميزي سطح و واکنش ها ...

نانوتکنولوژي، فناوري جديد است که تمام دنيا را فرا گرفته است و به تعبير دقيقتر نانوتکنولوژي بخشي از آينده نيست بکله همه آينده است . در اين نوشتار بعد ...

نانوحسگر وسيله اي است بسيار ريز که قادر به شناسايي و ارائه پاسخ به محرک هاي فيزيکي در مقياس يک نانومتر است. نانوحسگرها کاربردهاي متعددي در علوم مختلف ...

نانوحسگر وسيله‏اي است بسيار ريز که قادر به شناسايي و ارائه پاسخ به محرک‏هاي فيزيکي در مقياس يک نانومتر است. نانوحسگرها کاربردهاي متعددي در علوم مختلف ...

● فناوري نانو در بسته بندي موادغذايي درصنايع و شرکت ها: در حال حاضر شرکت هاي زيادي مانند Unilever, keystone,Hershey,food,nestle مشغول کار روي نانو غذا ...

زمان ظهور نانوسراميک ها را مي توان دهه ۹۰ ميلادي دانست. در اين زمان بود که با توجه به خواص بسيار مطلوب پودرهاي نانوسراميکي، توجهاتي به سمت آنها جلب شد ...

حدود دو هفته از پنجاهمين سالگرد ايجاد فناوري ليزر مي گذرد و همين موضوع بهانه اي شد تا به پيشرفت هاي جديد در زمين ليزر(Laser) بپردازيم . واژه Laser مخف ...

دانلود نسخه PDF - نانو تکنولوژي