فناوری نانو
نوشته شده توسط مدیر سایت
28 / 09 / 1396
فناوری نانو
فناوری نانو به تولید مواد، ابزارها، سامانه‌های جدید و بررسی عمومی روی ذرات در مقیاس مولکولی واتمی می‌پردازد. دموکریتوس فیلسوف یونانی حدود 400 سال پیش از میلاد مسیح، برای نخستین بار واژه اتم را در زبان یونانی به معنی تقسیم نشدنی برای توصیف ذرات سازنده مواد بکار برده است. ازاین‌رو وی را می توان پدر فناوری و علم نانو دانست.
فناوری نانو (ریز ذرات) واژه‌ای یونانی از ریشه نانس و به معنای ریز و کوچک است که برای مشخص کردن یک میلیاردم یک کمیت استفاده می‌شود زیرا یک اتم حدوداً 10 نانومتر است. شکل دهی ترکیبات جدید یا ایجاد تغییراتی در مواد از اهداف اصلی در تحقیقات فناوری نانو می باشد. توجه به این نکته که خواص مواد در مقیاس نانو تغییر می‌کند ضروری است زیرا تغییر همیشه به معنای بهترشدن نیست ازجمله این تغییرات می‌توان به تغییر در رنگ، واکنش‌پذیری، شفافیت، استحکام، خواص مغناطیسی و رسانایی اشاره کرد. فناوری نانو در زمینه های مهندسی مواد، پزشکی، داروسازی، طراحی دارو، دامپزشکی، مهندسی فیزیک کاربردی، مهندسی مکانیک، مهندسی برق، مهندسی شیمی، مهندسی کشاورزی، هوانوردی، زیست‌شناسی، ژنتیک، الکترونیک و حتی در مطالعات انرژی کاربرد فراوانی دارد. با این تفاسیر درمی‌یابیم که فناوری نانو یک‌رشته نوپا نیست بلکه شیوه‌ای جدید در تمام رشته‌هاست. شاید بتوان گفت فناوری نانو، فناوری اطلاعات و زیست‌فناوری تسخیرکنندگان علم و فناوری آینده هستند که انقلاب سوم صنعتی را شکل می‌دهند. در حال حاضر کشورهایی همچون ژاپن، آمریکا، اتحادیه اروپا، چین، هند، تایوان، کره جنوبی، استرالیا، اسرائیل و روسیه برای کسب حداقل یک بخش از این فناوری رقابتی نزدیک دارند. کشور ما نیز در قسمت تعداد پتنت های منتشرشده مرتبط با فناوری نانو، رتبه 29 را در سال 2012 در جهان به دست آورد.
مراحل فناوری نانو:
در مجموع تکنولوژی نانو دارای سه بخش اصلی است که به شرح زیر میباشد:
- طراحی مهندسی ساختارها در سطح اتمی.
- ترکیب ساختارها و تبدیل آن به مواد جدید با ساختار نانو
- ترکیب مواد و تبدیل آن‌ها به ابزارهای مفید
کاربردهای فناوری نانو-ذرات ریز:
برخی از کاربردهای فناوری نانو به شرح زیر است:
- تولید، مواد و محصولات صنعتی
فناوری نانو در آینده مسیری را فراهم می‌سازد که به‌موجب آن به ساخت ابزار و مواد می‌پردازد. درزمینهٔ تولید مواد صنعتی فناوری نانو امکان سنتز بلوک‌های ساختمانی نانو با ترکیب و اندازه مناسب به‌دقت مورد کنترل قرار داده است پس‌ازاین مرحله به‌قرار گرفتن آن‌ها در ساختارهای بزرگ تر که خواص ویژه‌ای دارند می پردازد. در این زمینه محققین ساختارهایی از مواد را که در طبیعت نمی‌توان تولید کرد را به تولید می‌رسانند. از مزایای نانو ساختارها می‌توان به کاهش هزینه عمر کاری از راه کاهش دفعات نقص فنی، مواد سبک تر و قابل برنامه ریزی، به‌کارگیری کارخانجات مولکولی و در آخر استفاده از ابزارهایی جدید بر اساس اصول و معماری جدید نام برد.
- نانوتکنولوژی در پزشکی و بدن انسان
در این زمینه رفتار مولکولی در اندازه‌ی نانومتری به اداره‌ی سیستم‌های زنده می‌پردازد. در بخش دارویی نیز علاوه بر آسان کردن استفاده مفید از دارو، فناوری نانو توانایی رهایش از دارو مقدور می‌سازد که به طور معجزه آسایی توان درمانی داروها را بالا می‌برد. کنترل نانو ساختارها به وسیله مواد زیست سازگار با راندمان بالا حاصل می‌شود.
- دوام‌پذیری منابع: آب، کشاورزی، انرژی، مواد و محیط‌زیست پاک
فناوری موجب تغییر در منابع طبیعی، آب و انرژی می‌شود و آلودگی را کاهش می‌دهد. در فناوری‌های جدید استفاده مجدد از مواد، آب و انرژی فراهم خواهد شد. در بخش محیط زیست، فناوری نانو قادر به درمان مسائل محیط زیست از راه کنترل انتشار آلاینده‌ها توسط درک مولکولی فرآیندهایی که در مقیاس نانو رخ می‌دهد را میباشد. نکته دیگر این است که فناوری نانو قادر به کاهش و حتی حذف آلودگی‌های کوچک از منابع آبی (کمتر از 200 نانومتر) و هوا (زیر 20 نانومتر) را دارد.
- فناوری نانو در هوا و فضا
ابزارها و مواد نانو ساختاری توانسته‌اند مشکلاتی همچون محدودیت سوخت برای حمل باز به مدار زمین و خارج از آن، علاقه به فرستادن مأموریت به مناطق دور از خورشید به مدت طولانی، کاهش مداوم اندازه و توان مصرفی را حل کنند. نانو ساختن در ساخت و طراحی مواد با ویژگی‌های مختلف مورد نیاز در هواپیماها و سکوهای اکتشافی خورشیدی تعیین کننده است. توجه به نکته ضروری است که در فضا نیروی جاذبه کم و خلأ بالا است که همین امر موجب پیشرفت نانو ساختارها که ساخت آن‌ها در زمین ممکن نیست در فضا خواهد شد.
- کاربرد ریز ذره‌ها در صنایع نظامی و امنیت ملی
از کاربردهای دیگر فناوری نانو می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- از قابلیت‌های مهم نظامی، نظارت و تسلط اطلاعاتی از طریق نانو الکترونیک پیشرفته است.
- استفاده مکرر و پیوسته از نانو ربات و خودکارسازی‌های پیشرفته در جهت کاهش جبران نیروی انسانی نظامی.
- بهبود کارایی خودروهای نظامی و کاهش خطر برای سربازان.
- به دست آوردن کارایی بالاتر (قدرت بیشتر و وزن کمتر) درصحنه‌های نظامی.
- هزینه کمتر و تعداد دفعات اشتباهات نظامی کمتر.
- پیشرفت در امر شناسایی.
- مدرن شدن سامانه‌های مورداستفاده در کنترل و مدیریت عدم تکثیر سلاح های هسته‌ای.
- کنترل سامانه‌های دفاع هسته‌ای به وسیله ترکیب ابزارهای نانو و میکرو مکانیکی.
پیشرفت فناوری نانو درزمینهٔ های دیگر پشتیبانی‌کننده امنیت ملی است و بالعکس بطوریکه همواره فرصت‌های اقتصادی و نظامی تکمیل کننده‌ی یکدیگر هستند.
- کاربرد فناوری نانو در صنعت الکترونیک
- در این بخش فناوری نانو با ذخیره‌سازی اطلاعات در حد 1000 برابر یا بیشتر در مقیاس فوق العاده کوچک افزایش دهد که منجر به ساخت ابزارهای ابر محاسباتی به کوچکی ساعت مچی برسد.
- ذخیره سازی 50 عدد دی‌وی‌دی یا تعداد بیشتر در یک هارد دیسک در ابعاد یک کارت اعتباری امکان پذیر است.
- ساخت تراش‌های بسیار کوچک و تولید دیسک‌های نوری 100 گیگابایتی در اندازه‌های کوچک نیز به‌وسیله فناوری نانو امکان‌پذیر است.
شما می توانید به راحتی از طریق آزمایش آنلاین به صورت آنلاین آزمایش های مختلف را درخواست دهید.
جهت درخواست اینجا کلیک کنید
