دانلود مقاله کاربردهای مواد نانو

اختصاصی از فی بوو دانلود مقاله کاربردهای مواد نانو دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

نانومواد در پزشکی

خلاصه
امروزه با گسترش عرصة فناوری‌نانو، به ویژه در زمینة نانومواد، کاربردهای زیادی برای این مواد در علوم پزشکی مشاهده شده است، لذا توجه محققان علوم پزشکی را به خود جلب کرده است. با توجه به اهمیت نانومواد در علوم پزشکی در زیر بعضی از خواص و کاربردهای آن به صورت اجمالی بررسی می‌شود
گرد آورنده : اسماعیل بی آزار
امروزه با گسترش عرصة فناوری‌نانو، به ویژه در زمینة نانومواد، کاربردهای زیادی برای این مواد در علوم پزشکی مشاهده شده است، لذا توجه محققان علوم پزشکی را به خود جلب کرده است. با توجه به اهمیت نانومواد در علوم پزشکی در زیر بعضی از خواص و کاربردهای آن به صورت اجمالی بررسی می‌شود.
1) نانومواد خام و ساختاری
از نانوذرات و نانوبلورها می‌توان به عنوان مواد زیست‌سازگار در پوشش‌دهی، کپسوله‌کردن داروها، جایگزینی استخوان، پروتزها و در کاشتنی‌ها استفاده کرد. مواد نانوساختاری نیز شکل دیگری از نانومواد خام می‌باشند که عملکرد ویژه‌ای دارند. نمونه‌های این مواد نانوساختاری، نقاط کوانتومی و درخت‌سان‌ها می‌باشند که در زیر انواعی از آن‌ها ذکر شده است.
1,1 ) نانوپلیمرها
نانوپلیمرها در پزشکی به شکل‌های زیر به کار برده می‌شوند:
- داروی پلیمری: از یک پلیمر فعال زیستی تشکیل شده است.
- پیوند دارو با پلیمر: از یک پلیمر محلول در آب، یک عامل مناسب و یک اتصالگر که عوامل‌، پلیمر و هدف را به هم متصل می‌کند تشکیل شده است.
- پیوند پروتئین با پلیمر: بلوک پلیمری شامل یک بخش آب‌دوست و یک بخش آب‌گریز است که در محلول‌های آبی مایسل‌هایی را به وجود می‌آورد تا در سیستم رهایش دارویی به کار روند.
- درخت‌سان‌ها: مولکول‌هایی با قطر 10-1 نانومتر هستند. این مولکول‌ها می‌توانند از منافذ عروق و بافت‌های کوچک در ابعاد نانو عبور نمایند. درخت‌سان‌ها در سیستم رهایش دارو به کار گرفته می‌شوند و ظرفیت گیرایش در حدود %25 (w/w) را دارا می‌باشند.
- لیپوزوم‌ها: لیپوزوم‌ها وزیکول‌های دولایه فسفولیپیدی کوچکی می‌باشند که پایه آنها مولکول‌های آمفی‌فیلیک فسفو‌لیپیدی است که لیپوزوم‌ها را در محیط‌های آبی شکل می‌دهند. انتهای آب‌دوست آنها به طرف آب و طرف آب‌گریز آن به سمت مرکز لایه می‌باشد. لیپوزوم‌ها می‌توانند تک‌لایه‌هایی به ‌اندازه 50-20 نانومتر و دو لایه‌هایی با اندازه‌ای بالاتر از10 میکرومتر به وجود آورند.
- نانوذرات لیپیدی جامد: لیپیدهای جامد در داروهای آب‌گریز به‌ کار برده می‌شوند که دارای قطری مابین 50 نانومتر تا 1 میکرومتر می‌باشند. لیپیدهای فیزیولوژیکی همانند گلیسریدها توانایی زیستی و تخریب‌پذیری مناسب‌تری را دارند.
2.1 ) فولرین‌ها و نانولوله‌ها
این مواد شگفت‌انگیز شکل جدیدی از مولکول‌های کربن هستند و با ایجاد تغییراتی در آنها، به صورت زیست‌سازگار با بدن بوده (به صورت غیرمحلول) و کاربردهای مفیدی در پزشکی دارند. بیشترین کاربرد این مواد در پزشکی در ساخت ماهیچه‌های مصنوعی، سیستم رهایش دارو و همچنین در ساخت عروق (با ویژگی انحراف گلبول‌ها و جلوگیری از رسوب آنها) است. این ترکیبات به وسیله گروه‌های شیمیایی فعال می‌شوند و برای اتصالات آنزیمی گیرنده‌ها، مناسب می‌باشند.
3,1 ) نانوذرات غیرآلی
- نانوذرات فسفات کلسیم
نانوذرات فسفات کلسیم از نمک‌های غیر آلی تهیه شده و قطری ما بین 400 تا 600 نانومتر دارند. این ساختارها می‌توانند % 20 w/w پروتئین‌ها را پر نمایند. همچنین از این ذرات می‌توان به صورت ویزیکول در واکنش‌ها استفاده کرد. بهترین ویژگی این مواد سایش آنهاست و بر عکس آلومینیوم که در بعضی مواقع سیستم ایمنی بدن را تحریک می‌کند این نانوذرات خطرشان حدود 100 برابر کمتر از آلومینیوم است.
- نانوذرات طلا
نانوذرات طلا به علت داشتن خاصیت چسبندگی، کاندیدای مناسبی برای سیستم رهایش دارویی می‌باشند.
کاربرد دیگر این نانومواد کامپوزیت‌هایی است که دارای هسته‌های دی‌الکتریک و پوسته‌های طلا می‌باشند. البته این کامپوزیت‌ها هم برای سیستم رهایش دارویی مناسب می‌باشند. با انتخاب نسبت درستی از اندازه هسته به پوسته، ویژگی‌های متفاوتی حاصل می‌گردد. نانوذرات در بهترین نسبت اندازه، ماکزیمم جذب را در نزدیکی مادون قرمز نشان می‌دهند. با تابش طول موج مناسب به این نانوذرات در بافت‌های عمقی پوست، این نانومواد گرم شده و نوع جدیدی از رهایش دارویی ایجاد می‌شود.
- نانوذرات سیلیکاتی
نانوذرات سیلیکاتی در سیستم رهایش DNA استفاده می‌شوند. کلوئیدهای SiO2 که سطوح آنها با آمینوالکیل‌سیلان‌ها به طور کووالانسی اصلاح شده‌اند، کمپلکس‌های مناسبی با DNA ایجاد می‌نماید، که نسبت به دیگر حامل‌های DNA این نانوذرات سمیت کمتری را از خود نشان داده‌اند.
4,1) مواد کامپوزیتی و نانوالیاف‌‌های آلی
نانوالیاف‌های آلی همانند نانوالیاف‌های کربنی (pcu15-c ) چسبندگی سلولی بالایی در استئوبلاست‌ها نشان می‌دهند. نانوالیاف‌های کربنی در کاشتنی‌های دندانی و ارتوپدی هم کاربرد دارند. آنها وزن کمی دارند و همانند بلور‌های Hap گسستگی بالایی از خود نشان می‌دهند.
2) پوشش‌دهی نانومواد در کاشت‌ بافت‌ها
فناوری‌نانو در تولید مجدد بافت‌های بدن، بافت‌های جایگزین و به عنوان ترمیم کننده، ایده جدیدی ارائه نموده است .
مواد کاشتنی در بدن ممکن است باعث واکنش‌زایی سیستم ایمنی بدن، خوردگی، اتصال نامناسب و کوتاه مدت گردد. این عوارض سبب می‌شوند که مجدداً (به علت شل شدگی) روی کاشتنی‌ها عمل جراحی صورت گیرد. بنابر این برای اتصال، چسبندگی بیشتر و تولید یک منطقه سطحی به حجمی بزرگ‌تر و نیز رفع این عوارض از روش‌هایی مانند پوشش کاشتنی‌ها استفاده ‌می‌شود. این روش در کاشتنی‌های بافت‌های سخت مانند استخوان و دندان کاربرد بیشتری دارد.
1,2) پوشش کاشتنی‌ها
رویکرد جدید، برای افزایش طول عمر کاشتنی‌، پوشش دادن نانوساختاری سطوح کاشتنی‌‌ها می‌باشد.
مواد زیست‌سازگار نانوساختار نسبت به نوع ماکروساختار آن عملکرد زیستی بهتری نشان می‌دهند. ِنانومواد استفاده شده در پوشش‌دهی کاشتنی‌ها می‌توانند باعث افزایش زیست‌سازگاری، چسبندگی، ماندگاری و دوام آنها شوند. کاشتنی‌های دندانی و ارتوپدی چندین سالی است که به کار برده می‌شوند. (از ذرات هیدروکسی آپاتیت (HAP ) برای پوشش کاشتنی‌های hip که در سال 1960 میلادی مطرح شده و امروزه کاربرد زیادی در بدن دارد استفاده می‌شود. این ذرات علاوه بر پوشش کاشتنی hip، در پیچ‌های فلزی نیز استفاده می‌شوند
(نانومواد دیگری همانند پلی وینیل الکل (PVA) (به عنوان پوشش‌دهنده و کاشتنی‌ در رگ‌های خونی در قلب مصنوعی، پیوند عروق و کاتترها و به عنوان پخش‌کنندة لخته‌های خونی و جلوگیری از شکل‌گیری آنها)، کیتوسان و دکستران در نانوذرات مغناطیسی (برای جداسازی یا از بین بردن سلول‌های سرطانی و میکروارگانیسم‌ها) امروزه مورد تحقیق و مطالعه زیادی قرار گرفته‌اند
الف) پوشش نانوساختار الماس آلیاژهای Co-Cr برای اتصالات و پلی‌اتیلن‌ها با وزن مولکولی بالا در حفرات به کار می‌روند، اما مشکل اینجاست که آلیاژهای کبالت زیست‌سازگاری مناسبی با بدن ندارند و پلی‌اتیلن با وزن مولکولی بالا نیز به علت سایش بالا و شل‌شدن برای بدن مناسب نمی‌باشد. تیتانیوم به عنوان یک جایگزین دارای زیست‌سازگاری مناسبی است اما باز هم مشکلات زیستی را به همراه دارد. یکی از راه‌های مناسب برای بالا رفتن کیفیت کاشتنی‌های تیتانیوم، پوشش‌دهی آنها با الماس می‌باشد. این پوشش می‌تواند با روش‌CVD بر روی کاشتنی‌ها رسوب داده شود. لذا با انتخاب مناسب شرایط فرآیند (ترکیب گاز) می‌توان لایه‌های نانو بلوری الماس، با ضخامت حدود 15 نانومتر ایجاد کرد. این لایه‌ها زیست‌سازگاری بالایی داشته و برای اشخاصی که حساسیت دارند مناسب می‌باشند.
ب) هیدروکسی آپاتیت (HAP)
حدود %70 وزن استخوان را HAP تشکیل می‌دهد این ماده به علت کنش فیزیکی قوی، برای کاشتنی‌ها مناسب است.HAP برای پوشش دادن کاشتنی‌های تیتانیومی و کبالت کروم به کار می‌رود تا باعث تسریع استخوان‌سازی شود. این به علت شباهت ساختاری این ذرات به استخوان و چسبندگی سلولی آنها می‌باشد. نانوذرات HAP با ویژگی‌های مشابه به استخوان بدن، یک ماده مناسب برای پوشش می‌باشند. کاشتنی‌های استخوانی ساخته شده با مواد متداول شکننده‌اند، این به علت اندازة بزرگ دانه‌ها و همچنین آلودگی‌های سطوح مولکولی و ناخالصی‌هاست، که در نهایت باعث پس‌زدگی کاشتنی از بدن می‌گردد.
با بهره‌گیری از نانوذرات HAP درصد خلوص مولکولی افزایش و ویژگی‌های مکانیکی نیز بهبود می‌یابد. کاشتنی‌هایی با چنین پوششی، کمترین شکستگی و پس‌زدگی را خواهند داشت. همچنین برای چسبیدن به استخوان و موارد دیگر نیز از نانوذرات HAP برای پوشش استفاده می‌شود.
پ) پوشش‌دهی استنت‌ها (Stents)
بیماران قلبی دچار عارضة بسته شدن عروق کرونر از استنتهای خیلی کوچک فلزی به عنوان داربست استفاده می‌نمایند. این استنت‌ها از نوع فولاد می‌باشند که در عروق جای می‌گیرند تا جریان خون به قلب را برقرار کنند و عروق را باز نگه دارند. حدود 30 تا 50 درصد استنت‌ها به علت رشد بافت همبند در محل زخم، باعث بسته شدن یا به خطر افتادن جان بیمار به دلیل بسته شدن عروق خونی می‌گردند. می‌توان با استفاده از نانوذرات تیتانیوم و دیگر مواد به عنوان ماده زیست‌سازگار و پوشش‌دهنده، احتمال ترمبوز را کم نمود.
ت) نانوذرات به عنوان سطوح آنتی باکتری نانوذراتی همانند TiO2 به دلیل ویژگی‌ فوتوکاتالیستی اثر ضد باکتری دارند. همچنین به دلیل اندازة کوچک‌شان شفافند. کاربرد ضد میکروبی نانوذرات تیتانیوم بر روی سطح می‌تواند برای تجزیه مواد مضر محیطی استفاده گردد.

3) داربست‌های تولید مجدد بافت
مواد نانوساختاری باعث بهبود ویژگی‌های داربست بافتی می‌شوند. همچنین باعث بهبود عملکرد در زمینه‌هایی همانند تاثیرگذاری در ساختار داربست (مانند درصد تخلخل، اندازه سوراخ ها و استحکام‌دهی مکانیکی داربست) می‌شوند.
4)نانومواد در مواد کاشتنی‌‌ ساختاری
استخوان یک ماده با استحکام بالاست. استخوان بیشتر از سایر ساختارهای بدن دارای اتصالات درونی با سوراخ‌های مرتبط می‌باشد که اجازه عبور مواد مغذی و سیالات بدن را از خود می‌دهد. در مواردی همانند شکست استخوان، عیوب استخوانی و غیره، استخوان‌ها نیازمند جبران یا جایگزینی می‌باشند.
مواد نانوساختاری همانند نانوسرامیک‌های با استحکام بالا ( هیدروکسی آپاتیتHAP و آپاتیت فسفات کلسیم CPA) به عنوان پرکننده و شکل‌دهندة عیوب استخوانی، در ترمیم و جبران بافت استخوانی به کار برده می‌شوند. لازم به ذکر است که استخوان به طور طبیعی دارای 70 % وزنی HAP می‌باشد. نانوسرامیک‌ها علاوه بر جایگزینی با استخوان‌های سبک و استحکام کم، برای استخوان‌های وزین و مستحکم نیز به کار می‌روند. از نانوسرامیک‌های CPA، با اندازه ذراتی در حدود 50 نانومتر نیز با اتصال به همدیگر به عنوان رابط بافت استخوانی استفاده می‌شود
5) نانومواد قابل جذب در بدن
پلیمرهای قابل جذب در بدن در کاربردهای پزشکی مانند تولید نخ‌های بخیه کاربرد وسیعی دارند. کاشتنی‌های نانوساختاری قابل جذب در بدن به گونه‌ای سنتز می‌شوند تا با سرعتی مناسب تجزیه گردند و به سمت التیام بافت هدایت شوند. البته این نانوذرات در سیستم رهایش دارویی هم کاربرد فراوانی دارند.
6) مواد هوشمند (Intelligent materials)
این مواد با تغییرات محیطی همانند دما, فشار, و ... تغییر می‌یابند. این تغییر بر اثر فرایندهای فیزیکی و شیمیایی حاصل از مکانیزم‌های تاثیرگذار بدن می‌باشد. به عنوان نمونه، ماهیچه‌های مصنوعی با استفاده از پلیمرهای هوشمند در برابر ویژگی‌های مکانیکی خم و راست می‌گردند و انعطاف پذیر می‌باشند. نمونه دیگری از این مواد، هیدروژل‌ها هستند که در سیستم رهایش دارویی بکار می‌روند و در محیط شیمیایی بدن قابل حل می‌باشند.

فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد

تعداد صفحات این مقاله 26   صفحه

پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید

پروژه ی نانو پوشش ها – مهندسی مواد

اختصاصی از فی بوو پروژه ی نانو پوشش ها – مهندسی مواد دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

مقدمه :

پوشش چیست؟ به طور کلی «پوشش» لایه‌ای است با ضخامت کمتر از مادة پایه، که پوشش روی آن نشانده می‌شود. با تغییر این ضخامت و نحوة نشاندن پوشش روی مادة پایه، انواع پوشش‌های مورد نیاز برای کاربردهای خاص را به وجود می‌آوریم. در نگاه اول ممکن است با قرار دادن «نانو» در کنار «پوشش» به این نتیجه برسید که این لایه ضخامتی در حد چند نانو خواهد داشت که البته درست است ولی همیشه این‌گونه نیست. وضعیتی را در نظر بگیرید که در آن برای تولید پوشش، از مواد نانومتری و نانوذرات استفاده شود. در این صورت، اجزاء تشکیل‌دهندة این پوشش‌ها نانومتری هستند، ولی خود پوششِ ضخامتی بیش از 100 نانو ضخامت خواهد داشت…

 
توضیحات :

مقاله نانو پوشش ها به بررسی پوشش های نانو و کاربردهای آن در صنعت پرداخته است.انواع نانو پوشش ها و خواص و قابلیت ها ی ویژه ه ی آنها و خواص مکانیکی و فیزیکی آنها به صورت کامل به بحث و بررسی گذاشته شده است.

به انضمام این مقاله چند مقاله ی کاربردی دیگر نیز اضفه شده است که بررسی فرآیند نانو در مواد و کاربردهای ویژه ی آنها در صنعت پرداخته است.

فرمت فایل ورد و در21 صفحه می باشد

دانلود مقاله فناوری نانو

اختصاصی از فی بوو دانلود مقاله فناوری نانو دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

 فناوری نانو چیست؟
علم نانو و علوم مرتبط با آن جدید نیستند چرا که صدها سال است که شیمیدانان از تکنیک‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌هایی علم نانو در کار خود استفاده می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌کنند که بی‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌شباهت به تنکنیک‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های 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.
اولین بار ریچارد فیمن در سال 1959 طی سخنرانی خود با بیان امکان به راه اندازی فرایندی برای دستکاری اتمها و مولکولها با استفاده از ابزارهای دقیق سبب شده تا افکار به سمت توسعه چنین امکانی متمایل شوند. در سال 1974، پروفسور نوریو تانیگوشی، مدرس دانشگاه علوم توکیو، نخستین بار واژه "فناوری نانو" را بکار گرفت. او در مقاله ای با نام "مفهوم اساسی فناوری نانو" اشاره می کند که فناوری نانو اساسا مجموعه ای از فرایندهای تفکیک، ادغام و تشکیل مواد در حد یک اتم یا یک مولکول است. در دهه 1980 ایده یاین تعریف به طور وسیع تر توسط دکتر درکسلر (نویسنده کتاب های موتور خلقت) مورد بررسی قرار گرفت.
فناوری نانو و نانوعلوم در اوایل دهه 1980 با تولد علم کلاستر و اختراع میکروسکوپ تونلی پیمایشی آغاز به کار کرد. این توسعه سبب کشف فلورین در سال 1986 و نانولوله های کربنی در مدت چند سال بعد شد.
تحول دیگر این فناوری مربوط به ساخت نانوکریستالهای نیمه هادی بود که منجر به افزایش شدید تعداد نانوذرات اکسید فلزی نقاط کوانتوم گردید. میکروسکوپ نیروی اتمی 5 سال بعد از میکروسکوپ تونلی پیمایشی اختراع شد تا با کمک آن بتوان اتمها را بررسی کرد.
فناوری نانو یک زمینه بین رشته ای است که در محدوده علوم کاربردی مختلفی نظیر فیزیک، مواد، الکترونیک و غیره وارد شده است. فناوری نانو خود به تنهایی علم نیست بلکه با استفاده از آن می توان به کاربردی کردن علوم مختلف کمک کرد. فناوری نانو به سه صورت تعریف می شود:
1- فناوری نانو محدوده تحقیقات و مطالعه مواد و خصوصیات آنها در محدوده 1- 100 نانومتر را در بر می گیرد.
2- با کمک فناوری نانو ساختارهای نانویی می توان خلق کرد که خصوصیات آنها با ساختارهای ماکروسکوپی همان مواد متفاوت است.
3- با کمک فناوری نانو می توان در اتمها از طریق کنترل خصوصیات تغییراتی ایجاد کرد.
زمانی که مواد در مقیاس نانو مطالعه و بررسی می شوند واکنش های و رفتار اتمها در مقایسه با حالتی که مطالعه در سطح مولکولی انجام می شوند کاملا متفاوت است چرا که در این قلمرو خصوصیات فیزیکی مواد تغییر می کند این درست مانند این است که در توپی را در محفظه ای بیندازید و توپی دیگری را از آن محفظه بیرون آورید. تفاوت در قلمرو نانو به اندازه ای است که حتی رنگ، نقطه ذوب، خصوصیات شیمیایی و غیره مواد در خارج از این محدوده کاملا متفاوت است.
در فناوری نانو برای ساخت دو روش در نظر گرفته می شود: روش ساخت پایین به بالا و روش ساخت بالا به پایین. در روش ساخت پایین به بالا، وسایل و مواد از سطح مولکولی بر اساس اصول شیمی مولکولی ساخته می شوند درست مانند یک دیوار که از روی هم گذاشتن آجر به آجر ساخته می شود.
در روش ساخت بالا به پایین، اشیاء نانویی بدون کنترل اتمی در مقادیر بزرگتر ساخته می شوند به این طریق که در ساخت آنها از تجهیزات پیشرفته این فناوری مانند میکروسکوپ اتمی و میکروسکوپ تونلی پیمایشی استفاده می شود تا فرایند دستکاری و ایجاد پدیده ها و خصوصیات جدید در اشیاء نانویی ظهور یابند.
امروزه فناوری نانو در ساخت پلیمرهایی با ساختار مولکولی، طراحی تراشه های کامپیوتری کاربرد دارد. همچنین از این فناوری در ساخت مواد آرایشی، انواع پوشش ها و روکش های محافظتی و لباسهای مقاوم نیز استفاده می شود.
نانو فناوری چیست
فرض کنید که یک جعبه از آجرک‌های ساختمان سازی در اختیار دارید، مثل این:
و می خواهید با آن یک دیوار به ارتفاع 10 سانتی متر بسازید. برای ساختن دیوار چند راه مختلف دارید:
راه اول: می توانید آجرک‌ها را همین طوری روی هم بریزید تا یک پشته ده سانتی متری درست شود. دراین حالت دیوار شما کاملا بی نظم و غیر یکنواخت است. مثلا ضخامت دیوار در قسمتهای پایینی خیلی بیشتر از قسمتهای بالایی است.(تصویر شماره یک):

تصویر شماره 1
راه دوم: ممکن است کمی حوصله به خرج دهید و آجرک‌ها را چندتا چندتا به هم وصل کنید. مثلا قطعاتی به اندازه جعبه کبریت بسازید و بعد این قطعات را همین طوری روی هم بریزید تا یک پشته 10 سانتی متری درست بشود، این بار هم دیوار شما بی نظم و غیر یکنواخت خواهد بود؛ اما به طور قطع از دیوار قبلی منظم تر و قدری هم خوش قیافه‌تر است.(تصویر شماره 2)

تصویر شماره 2
راه سوم:اگر خیلی آدم صبور و باحوصله ای باشید، آجرک‌ها را دانه به دانه به هم متصل تا یک مستطیل به ارتفاع ده سانتی متر بسازید. این دیوار کاملا یکدست و منظم خواهد بود. به عنوان مثال اگر از وسط آن را بشکنید، هرکدام از نصفه دیوارها نظم اولیه خود را حفظ خواهد کرد.(تصویر شماره 3)

تصویر شماره 3
حالا به تصویر شماره 4 نگاه کنید، به نظر شما این تصویر شبیه کدامیک از دیوارها است؟
فکر می‌کنم در این مورد شما هم با من موافقید، بله! تصویر شماره 4 بیش از همه به دیوار دوم شبیه است. حتما می پرسید که تصویر شماره 4 چه چیزی را نشان می‌دهد؟ باید بگویم که این تصویر، عکس واقعی سطح یک میله مسی کاملا صیقل داده شده در زیر میکروسکوپ است! اگر سطح یک فلز را خوب صیقل دهیم، بعد آن را به خوبی بشوییم، و سپس زیر میکروسکوپ بگذاریم چنین ساختاری را مشاهده خواهیم کرد. (البته نه به این وضوح!) به هرکدام از چندضلعی‌های تصویر، یک «دانه» می گوییم. هر دانه در واقع مجموعه ای از هزاران اتم فلز است که به طور منظمی کنار هم قرار گرفته اند. هرکدام از این اتمها قطری در حدود «یک نانومتر» یعنی یک میلیاردیم متر دارند.

تصویر شماره 4
خوب، حال بگذارید که تشابه بین دیوارهای شما و سطح فلز را بررسی کنیم:
آجرهای ساختمان سازی مانند اتم ها هستند و قطعات به اندازه جعبه کبریت در دیوار دوم هم مانند دانه ها. در واقع اتمهای درون یک دانه مانند آجرک‌های یک قطعه به هم متصل شده اند. اما دیوار سوم شبیه چیست؟
از یک نظر می توان گفت که دیوار سوم شبیه یک تصویر بزرگ از درون یکی از دانه ها است. اما آیا در عمل می توانیم فلزی داشته باشیم که همه اتمهای آن مانند دیوار سوم به شکل منظم به هم متصل شده باشند؟ یعنی همه سطح فلز یکدست باشد نه اینقدر تکه تکه ونامنظم؟
باید دانست که تا چند سال پیش نه تنها هیچ فلزی، بلکه هیچ ماده مصنوعی هم وجود نداشت که در ابعاد بزرگ، حتی مثلا در ابعاد چند میلی متر در چند میلی متر، یکدست و منظم باشد. فکر می کنید چرا؟
دلیلش این است که ما انسانها در بیشتر مواقع، وقتی می خواهیم یک جسم جدید بسازیم، آن را از روش ساختن دیوار اول درست می کنیم! شاید روش ساختن یک قطعه فلزی را در تلویزیون دیده و یا در کتابی خوانده باشید: "ابتدا فلز را ذوب می کنیم و بعد به وسیله ظرفهای مخصوصی فلزمذاب را درقالب قطعه مورد نظر می ریزیم." این کار دقیقا مانند ساختن دیوار به روش اول است؛ کاملا کیلویی!!!
حتی همان دانه هایی هم که در تصویر 4 دیدید، به طورطبیعی و بدون دخالت انسان ایجاد می شوند و ما در اکثر روشهای معمولِ ساختنِ چیزها، توانایی نظم دادن و یا شکل دادن به اتمها در ابعاد کوچک را نداریم. البته باید به این نکته هم اشاره کرد که در بسیاری از کاربردها، به موادی شبیه به دیوار اول یا دوم نیاز داریم. برای مثال فلزات که ساختاری شبیه به دیوار دوم دارند (مثل مسی که عکسش را دیدید)، قابلیت چکش خواری و شکل پذیری بیشتری از خود نشان می دهند.
اما در چند سال اخیر روشهایی ابداع شده اند که به ما اجازه می دهند که اتم ها و مولکول ها (آجرک ها) را به طور منظم وبه دلخواه خودمان به هم متصل کنیم. دانشمندان این روشهای جدید را «نانوفناوری» نامیده اند. به تصویر شماره 5 توجه کنید.

تصویر شماره 5
شاید در ابتدا، شکل 5، تصویر یک میله توپر به نظر برسد، اما این میله که قطر آن درحدود 0.3 میلی متر است، از هزاران رشته ایستاده کربن تشکیل شده است که قطر هرکدام در حدود چند نانومتراست. این دسته رشته های منظم و یکسان برای اولین باردر حدود 10 سال پیش ساخته شدند و خواص و قابلیت های حیرت آور و متعددی دارند.
شاید بپرسید که چرا این روشهای جدید را "نانوفناوری" نامیده اند؟ جواب این است که در شیوه های فوق با ساختارهایی سروکار داریم که از تعداد کمی اتم و مولکول ساخته شده اند و اتمها و مولکولها هم ابعادی در حدود نانومتر دارند.
همانطور که می دانید خواص مواد به نوع اتمهای تشکیل دهنده آنها و نوع اتصال این اتمها به یکدیگر بستگی دارد. بنابراین اگر بتوانیم این اتم ها را به شکل مورد نظر خودمان به هم متصل کنیم، مواد جدیدی با خواص و توانایی های مورد نظرمان، به دست آوریم؛ این کار، مهمترین هدف در نانوفناوری است. مثلا می توانیم ماده ای بسازیم که هم خیلی محکم باشد و هم خیلی سبک و یا ماده ای که در ابعاد بزرگ هم یکدست و منظم باشد.
در این سایت مطالب مختلفی درباره نانوفناوری و کاربردهای آن خواهید یافت. سرگرمی ها و فعالیت های مختلفی هم خواهید دید که می توانید با انجام آن ها نانوفناوری را بهتر بشناسید.
یادداشت: این مقاله با قدری تفاوت در مجله "کاوش، شماره دوم، آبان 1382" منتشر شده. انتشار مجدد آن با اجازه مجله کاوش انجام گرفته است.
فناوری نانو چیست
دیدگاه‌های ریچارد فاینمن، فیزیکدان برندة جایزة نوبل سال 1965، نقش بسزایی در پی‌ریزی علوم نانو داشته است. او دیدگاه‌های خود را در یک سخنرانی در انجمن فیزیک آمریکا با نام «در پایین‌دست فضای زیادی وجود دارد.» مطرح کرد (29 دسامبر 1959، برابر با 23 آذر 1338). در این سخنرانی پیش‌بینی‌های قابل توجهی مطرح شد که در زمان ما تحقق بسیاری از آنها مشهود است. متنی که می‌خوانید، ترجمه‌ای است از سخنرانی فاینمن و توضیحاتی که در مورد میزان تحقق آن پیش‌بینی‌ها داده شده‌اند.
1. حوزة علوم نانو
فاینمن:
می‌خواهم حوزه‌ای را شرح دهم که هنوز جای کار زیادی دارد. این حوزه شبیه حوزة فیزیک ذرات بنیادی نیست، زیرا چیز زیادی در مورد اینکه ذرات بنیادی عجیب چه هستند نمی‌گوید. بلکه بیشتر شبیه فیزیک حالت جامد است، چون در مورد پدیده‌های عجیبی که در شرایط پیچیده اتفاق می‌افتند، اطلاعات جالبی می‌دهد. به علاوه، نکته‌ای که از همه مهمتر است، تعداد زیادِ کاربردهای تکنیکی این حوزه است.
اشاره
واقعیت این است که علوم نانو نگرشی بنیادی دربارة جهان در مقیاس کوچک به ما نمی‌دهند. نگرش بنیادی، پدیده‌های عالم را با معادلات ریاضی واحدی توضیح می‌دهد. علوم نانو به مقیاس کوچک‌تر از اتم کاری ندارند. در عوض، در مورد ذرات بنیادی بسیار ریزتر ــ به کوچکی کوارک‌ها و لپتون‌ها که حداقل ده مرتبه کوچک‌تر از اتم هستند ــ فیزیک بنیادی دستاوردهای خوبی دارد.
از سوی دیگر، علوم نانو نگرش متفاوتی در مورد ظهور پدیده‌های جدید می‌دهند. در این نگرش، از کنار هم گذاشتن تعدادی برهم‌کنشِ ساده بین اجزای تشکیل‌دهندة سیستم، خاصیت جدیدی در کلّ سیستم، متفاوت با خواص اجزای آن، بروز می‌کند؛ چیزی که در شبیه‌سازی‌های رایانه‌ای تا حدی مشاهده شده است. بنابراین، علوم نانو به ما نگرشی بنیادی در مورد پیشرفت‌های فناوری در آیندة نزدیک می‌دهند.
2. ساختن در مقیاس اتمی
فاینمن:
چیزی که می‌خواهم بگویم، مشکل تولید و کنترل اشیا در مقیاس کوچک است. به محض طرح این موضوع، مردم به من در مورد کوچک‌سازی و میزان پیشرفتِ آن تا امروز می‌گویند. آنها از موتورهای الکتریکی‌ای به کوچکی ناخن انگشت سخن می‌رانند. آنها می‌گویند وسیله‌ای وجود دارد که می‌تواند متن کتاب مقدس را در سر سوزن بنگارد. اما دنیای کوچک شگفت‌آورتری در پایین‌دست وجود دارد. در سال 2000، وقتی به روزگار ما نگاه کنند، با تعجب می‌پرسند چرا تا سال 1960 کسی به طور جدی به این سمت حرکت نکرده بود؟ چرا ما نمی‌توانیم 24 جلد «دایره‌المعارف بریتانیکا» را در سر یک سوزن بنویسیم؟ بگذارید ببینیم چه مسائلی دخیل هستند. پهنای سر سوزن یک میلی‌متر است. اگر آن را 25 هزار بار بزرگتر کنیم، سطح سر سوزن برابر با مساحت همة صفحات «بریتانیکا» می‌شود. بنابراین، تنها لازم است که اندازه‌های نوشته‌های دایره‌المعارف را 25 هزار بار کوچک کنیم. آیا چنین چیزی ممکن است؟ قدرت تشخیص چشم انسان دو دهمِ میلی‌متر است که برابر با یکی از نقطه‌های کوچک دایره‌المعارف یادشده است. اگر آن را 25 هزار بار کوچک کنید، هنوز هشتاد انگسترم (هشت نانومتر) پهنا دارد، یعنی به پهنای 32 اتم در یک فلز معمولی. به زبان دیگر، یکی از آن نقاط هنوز هزار اتم در خود جای می‌دهد. بنابراین، هر نقطه می‌تواند در اندازة لازم برای چاپ تنظیم شود؛ دیگر شکی نیست که در سر سوزن فضای کافی برای قرار دادن «دایره‌المعارف بریتانیکا» موجود است.

فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد

تعداد صفحات این مقاله   25 صفحه

پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید

دانلود مقاله شیمی و نانو تکنولوژی

اختصاصی از فی بوو دانلود مقاله شیمی و نانو تکنولوژی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

در دو دهه اخیر، پیشرفتهای تکنولوژی وسایل و مواد با ابعاد بسیار کوچک به دست آمده است و به سوی تحولی فوق العاده که تمدن بشر را تا پایان قرن دگرگون خواهد کرد ، پیش می رود . برای احساس اندازه های مادون ریز ، قطر موی سر انسان را که یک دهم میلیمتر است در نظر بگیرید ، یک نانومتر صدهزار برابر کوچکتراست 9- 10متر . تکنولوژی و مهندسی در قرن پیش رو با وسایل ، اندازه گیریها و تولیداتی سروکار خواهد داشت که چنین ابعاد مادون ریزی دارند . درحال حاضر پروسه های در ابعاد چند مولکول قابل طراحی و کنترل است . همچنین خواص مکانیکی ، شیمیایی ، الکتریکی ، مغناطیسی ، نوری و... مواد در لایه ها در حدود ابعاد نانومتر قابل درک و تحلیل و سنجش است . تکنولوژی درقرن گذشته در هرچه ریزتر کردن دانه های بزرگتر پیشرفت چشمگیری داشت ، بطوریکه به مزاح گفته شد که دیگر کشف ذرات ریز اتمی ((Sub-Atomic)) نه تنها جایزه نوبل ندارد ، بلکه به آن جریمه هم تعلق می گیرد ! تکنولوژی نو درقرن حاضر مسیر عکس را طی می کند . یعنی مواد مادون ریز را باید ترکیب کرد تا دانه های بزرگتر کارآمد به وجود آ ورد . درست همان روشی که در طبیعت برای تولید کردن حاکم است . مجموعه های طبیعی ، ترکیبی از دانه های مادون ریز قابل تشخیص با خواص مشابه و یا متفاوت با اندازه های در حدود نانو است .
اثر تحقیقات در فناوریهای مادون ریز هم اکنون در درمان بیماریها و یا دست یافتن به مواد جدید به ظهور رسیده است . موارد بسیاری در مرحله تحقیقات کاربردی و آزمایشی است .اکنون ساخت رایانه های بسیار کوچکتر و میلیونها بار سریعتر در دستور کار شرکتهای تحقیقاتی قرار دارد .

درباره نانو تکنولوژی1
انواع رویکردهای نانو تکنولوژی8
فناوری نانو در آینده نه چندان دور 8
نانو تکنولوژی در ایران9
کاربردهای نقاط کوانتومی10
میکروسکوپ پیمایشگر الکترونی SEM12
جداسازی مولکول ها از یکدیگر14
رزین های متداول تبادل یونی17
انتقال گرما به وسیله نانو سیالات18
جداسازی ایزوتوپ ها و فناوری نانو20
غربالی مولکولی20
غربالی کوانتومی21
اصل عدم قطعیت هایزنبرگ21
منابع 22

شامل 23 صفحه فایل word

دانلود مقاله نانو تکنولوژی

اختصاصی از فی بوو دانلود مقاله نانو تکنولوژی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

به نام خدا
در دو دهه اخیر، پیشرفتهای تکنولوژی وسایل و مواد با ابعاد بسیار کوچک به دست آمده است و به سوی تحولی فوق العاده که تمدن بشر را تا پایان قرن دگرگون خواهد کرد ، پیش می رود . برای احساس اندازه های مادون ریز ، قطر موی سر انسان را که یک دهم میلیمتر است در نظر بگیرید ، یک نانومتر صدهزار برابر کوچکتراست 9- 10متر . تکنولوژی و مهندسی در قرن پیش رو با وسایل ، اندازه گیریها و تولیداتی سروکار خواهد داشت که چنین ابعاد مادون ریزی دارند . درحال حاضر پروسه های در ابعاد چند مولکول قابل طراحی و کنترل است . همچنین خواص مکانیکی ، شیمیایی ، الکتریکی ، مغناطیسی ، نوری و... مواد در لایه ها در حدود ابعاد نانومتر قابل درک و تحلیل و سنجش است . تکنولوژی درقرن گذشته در هرچه ریزتر کردن دانه های بزرگتر پیشرفت چشمگیری داشت ، بطوریکه به مزاح گفته شد که دیگر کشف ذرات ریز اتمی ((Sub-Atomic)) نه تنها جایزه نوبل ندارد ، بلکه به آن جریمه هم تعلق می گیرد ! تکنولوژی نو درقرن حاضر مسیر عکس را طی می کند . یعنی مواد مادون ریز را باید ترکیب کرد تا دانه های بزرگتر کارآمد به وجود آ ورد .

درست همان روشی که در طبیعت برای تولید کردن حاکم است . مجموعه های طبیعی ، ترکیبی از دانه های مادون ریز قابل تشخیص با خواص مشابه و یا متفاوت با اندازه های در حدود نانو است .
اثر تحقیقات در فناوریهای مادون ریز هم اکنون در درمان بیماریها و یا دست یافتن به مواد جدید به ظهور رسیده است . موارد بسیاری در مرحله تحقیقات کاربردی و آزمایشی است .اکنون ساخت رایانه های بسیار کوچکتر و میلیونها بار سریعتر در دستور کار شرکتهای تحقیقاتی قرار دارد .
در بیانی کوتاه نانوتکنولوژی یک فرایند تولید مولکولی است . همانطور که طبیعت مجموعه ها را بطور خودکار مولکول به مولکول ساخته و روی هم مونتاژ کرده است ، ما هم باید برای تولید محصولات جدید ، با این اعتقاد که هرچه در طبیعت تولید شده قابل تولید در آزمایشگاه نیز هست ، نظیر طبیعت راهی پیدا کنیم . البته منظور این نیست که چند هسته از مواد راپیدا کنیم و با رساندن انرژی و خوراک پس از چند سال یک نیروگاه از آن بسازیم که شهری را برق دهد . بلکه برای ترکیب و تکامل خودکار تولیدات مادون ریزکه به نحوی در مجموعه های بزرگتر مصرف دارد ، راهی بیابیم . در اندازه های مادون ریز ، روشها و ابزارآلات متعارف فیزیکی مانند تراشیدن و خم کردن و سوراخ کردن و...جوابگو تیستند .

برای ساختن ماشینهای ملکولی باید روش پروسه های طبیعی را دنبال کرد .
با تهیه نقشه های ساختاری بدن یعنی آرایش ژنها و DNA که ژنم نامیده شده است و به موازات آن دست یافتن به تکنولوژی مادون ریز ، در دراز مدت تحولات بسیاری در هستی ایجاد خواهد شد . تولید مواد جدید ، گیاهان ، جانداران و حتی انسان متحول خواهد شد . اشکالات ساختاری موجودات در طبیعت رفع می شود و با ترکیب و خواص اورگانیک گیاهان و جانوران ، موجودات جدیدی با خواص فوق العاده و شخصیتهای متفاوت بوجود خواهد آمد .آینده علوم و مهندسی که چندین گرایشی Multi- Disciplinary )) است ، به طرف تولید ماشینهای مولکولی سوق داده خواهد شد تا در نهایت بتواند مجموعه های کارآیی از پیوندهای ارگانیک و سایبریک را عرضه نماید .
هستی را به رایانه ( سخت افزار ) و برنامه ( نرم افزار ) که دو پدیده مختلف ولی ادغام شده هستند ، می توان تشبیه کرد . سخت افزار مصداق ماده ( اغلب اتم هیدروژن ) و نرم افزار یا برنامه ، قابلیت نهفته در خلقت آن است .
اتم به نظر ساده و ابتدایی هیدروژن در طی میلیاردها سال با قابلیت نهفته در خود توانسته است میلیونها نوع آرایش مختلف را در هستی بوجود آورد . بشر از بوجود آوردن اساس ماده عاجز است . ولی در برنامه ریزیهای جدید و یافتن اشکال دیگری از آنچه در طبیعت وجود دارد ، پیش خواهد رفت . طبیعت را خواهد شناخت و به اصطلاح ، قفلهای شگفت آور آن را باز خواهد کرد . احتمالا انسان در شرایط مناسبتری از درجه حرارت و فشار که درتشکیل طبیعی مواد مختلف از هیدروژن لازم است ، بتواند اتمهای مورد نباز خود را تولید کند ، سیارات دیگری را در نهایت در اختیار بگیرد و بعید نیست که نواده های دوردست ما بتوانند در نیمه های راه ابدیت در اکثر نقاط جهان هستی و کهکشانها سکنی گزینند.
به احتمال زیاد قبل از پایان هزاره سوم انسانها در بدن خود انواع لوازم مصنوعی و دیجیتالی راخواهند داشت. . از بیماری ، پیری ، درد ستون فقرات ، کم حافظه ای و... رنج نخواهند برد .قابلیت فهم و تحلیل اطلاعات در مغز آنها در مقایسه با امروز بی نهایت خواهد شد . در هزاره های آینده انسانهای طبیعی مانند امروز احتمالا برای مطالعات پژوهشی نگهداری شده و به نمونه های آزمایشگاهی و بطور حتم قابل احترام تبدیل خواهند شد و مردمان آینده از اینهمه درد و ناراحتی که اجداد آنها در هزاره های قبل کشیده اند ، متعجب و متاثر خواهند بود .
اکنون جا دارد همگام با تحولات جدید در مهندسی و علوم ، دانشگاهها و مراکز تحقیقاتی بطور جدی به پژوهشهای تکنولوژی مادون ریز مشغول شوند تا حداقل ما هم بتوانیم مرزهای دانش روز را به نسلهای آینده تحویل دهیم و در تشکلهای جدید هستی سهمی داشته باشیم . باشد هرچه زودتر به خود آییم و عمق شکوهمند و معجزه آسای اندیشه بشررا دریابیم و از کوتاه بینی و افکار فرسوده موروثی فاصله بگیریم . گفته شیخ اجل سعدی در آینده مصداق واقعی تری خواهد داشت :
چه انتظاری باید از نانوتکنولوژی داشت :
این تکنولوژی جدید توانایی آن را دارد که تاثیری اساسی بر کشورهای صنعتی در دهه های آینده بگذارد . در اینجا به برخی از نمونه های عملی در زمینه نانوتکنولوژی که بر اساس تحقیقات و مشاهدات بخش خصوصی به دست آمده است ، اشاره می شود .
انتظار می رود که مقیاس نانومتر به یک مقیاس با کارایی بالا و ویژگیهای منحصربفرد ، طوری ساخته خواهند شد که روش شیمی سنتی پاسخگوی این امر نمی تواند باشد .
• نانوتکنولوژی می تواند باعث گسترش فروش سالانه 300 میلیارد دلار برای صنعت نیمه هادیها و 900 میلیون دلار برای مدارهای مجتمع ، طی 10 تا 15 سال آینده شود .
• نانوتکنولوژی ، مراقبتهای بهداشتی ، طول عمر ، کیفیت و تواناییهای جسمی بشر را افزایش خواهد داد .
• تقریبا نیمی از محصولات دارویی در 10 تا 15 سال آینده متکی به نانوتکنولوژی خواهد بود که این امر ، خود 180 میلیارد دلار نقدینگی را به گردش درخواهد آورد .
• کاتالیستهای نانوساختاری در صنایع پتروشیمی دارای کاربردهای فراوانی هستند که پیش بینی شده است این دانش ، سالانه 100 میلیارد دلار را طی 10 تا 15 سال آینده تحت تاثیر قرار دهد .
• نانوتکنولوژی موجب توسعه محصولات کشاورزی برای یک جمعیت عظیم خواهد شد و راههای اقتصادی تری را برای تصویه و نمک زدایی آب و بهینه سازی راههای استفاده از منابع انرژیهای تجدید پذیر همچون انرژی خورشیدی ارائه نماید . بطور مثال استفاده از یک نوع انباره جریان گذرا با الکترودهای نانولوله کربنی که اخیرا آزمایش گردید ، نشان داد که این روش 10 بار کمتر از روش اسمز معکوس ، آب دریا را نمک زدایی می کند .
• انتظار می رود که نانوتکنولوژی نیاز بشر را به مواد کمیاب کمتر کرده و با کاستن آلاینده ها ، محیط زیستی سالمتر را فراهم کند . برای مثال مطالعات نشان می دهد در طی 10 تا 15 سال آینده ، روشنایی حاصل از پیشرفت نانوتکنولوژی ،مصرف جهانی انرژی را تا 10 درصد کاهش داده ، باعث صرفه جویی سالانه 100 میلیارد دلار و همچنین کاهش آلودگی هوا به میزان 200 میلیون تن کربن شود.
در چند سال گذشته بازارچند میلیارد دلاری برپایه نانوتکنولوژی کسترش یافته اند . برای مثال در ایالات متحده ، IBM برای هد دیسکهای سخت ، یک سری حسگرهای مغناطیسی را ابداع کرده است .
Eastern Kodak و 3M تکنولوژی ساخت فیلمهای نازک نانو ساختاری را به وجود آورده اند . شرکت Mobil کاتالیستهای نانو ساختاری را برای دستگاههای شیمیایی تولید کرده است و شرکت Merck ، داروهای نانوذره ای را عرضه کرده است . تویوتا در ژاپن مواد پلیمری تقویت شده نانوذره ای را برای خودروها و Samsung Electronics در کره ، در حال کار بر روی سطح صفحات نمایش توسط نانولوله های کربنی هستند . بشر درست در ابتدای مسیر قرار دارد و فقط چندین محصول تجاری از نانوساختارهای یک بعدی بهره می گیرند ( نانو ذرات ، نانو لوله ها ، نانو لایه و سوپر لاستیکها ) . نظزیات جدید و روشهای مقرون به صرفه تولید نانوساختارهای دو و سه بعدی از موضوعات مورد بررسی آینده می باشند.
نانو تکنولوژی یا کاربرد فناوری در مقیاس یک میلیونیم متر، جهان حیرت انگیزی را پیش روی دانشمندان قرار داده است که در تاریخ بشریت نظیری برای آن نمی توان یافت. پیشرفتهای پرشتابی که در این عرصه بوقوع می پیوندد، پیام مهمی را با خود به همراه آورده است: بشر در آستانه دستیابی به توانایی های بی بدیلی برای تغییر محیط پیرامون خویش قرار گرفته است و جهان و جامعه ای که در آینده ای نه چندان دور به مدد این فناوری جدید پدیدار خواهد شد، تفاوت هایی بنیادین با جهان مالوف آدمی در گذشته خواهد داشت.
به گزارش ایرنا نانو تکنولوژی نظیر هر فناوری دیگری چونان یک تیغ دولبه است که می توان از آن در مسیر خیر و صلاح و یا نابودی و فنا استفاده به عمل آورد. گام اول در راه بهره گیری از این فناوری شناخت دقیق تر خصوصیات آن و آشنایی با قابلیت های بالقوه ای است که در خود جای داده است. در خصوص نانو تکنولوژی یک نکته را می توان به روشنی و بدون ابهام مورد تاکید قرار داد: این فناوری جدید هنوز، حتی برای متخصصان، شناخته شده نیست و همین امر هاله ابهامی را که آن را در برگرفته ضخیمتر می کند و راه را برای گمانزنی های متنوع هموار می سازد.
کسانی بر این باورند که این فناوری نظیر هیولایی فرانکشتین در داستان مری شلی و یا همانند جعبه پاندورا در اسطوره های یونان باستان، مرگ و نابودی برای ابنای بشر درپی دارد. در مقابل گروهی نیز معتقدند که به مدد توانایی های حاصل از این فناوری می توان عالم را گلستان کرد.
در حال حاضر 450 شرکت تحقیقاتی- تجاری در سراسر جهان و 270 دانشگاه در اروپا، آمریکا و ژاپن با بودجه ای که در مجموع به 4 میلیارد دلار بالغ می شود سرگرم انجام تحقیقات در عرصه نانو تکنولوژی هستند. در این قلمرو اتمها و ذرات رفتاری غیرمتعارف از خود به نمایش می گذارند و از آنجا که کل طبیعت از همین ذرات تشکیل شده، شناخت نحوه عمل آنها، به یک معنا شناخت بهتر نحوه شکل گیری عالم است. به این ترتیب دانشمندانی که در این قلمرو به کاوش مشغولند، به یک اعتبار با ذهن و ضمیر خالق هستی و نقشه شگفت انگیز او در خلقت عالم آشنایی پیدا می کنند، اما از آنجا که دانایی توانایی به همراه می آورد، شناسایی رازهای هستی می تواند توان فوق العاده ای را در اختیار کاشفان این رازها قرار دهد. تحقیق در قلمرو نانو تکنولوژی از اواخر دهه 1950 آغاز شد و در دهه 1990 نخستین نتایج چشمگیر از رهگذر این تحقیقات عاید گردید.
از جمله آنکه یک گروه از محققان شرکت آی بی ام موفق شدند35 اتم گزنون را بر روی یک صفحه از جنس نیکل جای دهند و با کمک این تک اتمها نامی را بر روی صفحه نیکلی درج کنند. محققان دیگر به بررسی درباره ساختارهای ریز موجود در طبیعت نظیر تار عنکبوت ها و رشته های ابریشم پرداختند تا بتوانند موادی نازک تر و مقاوم تر تولید کنند. در این میان ساخت یک نوع مولکول جدید کربن موسوم به باکمینسترفولرین یا کربن- 60 راه را برای پژوهشهای بعدی هموارتر کرد. محققان با کمک این مولکول که خواص حیرت انگیز آن هنوز در درست بررسی است، لوله های موئینه ای در مقیاس نانو ساخته اند که می تواند برای ایجاد ساختارهای مختلف در تراز یک میلیونیم متر مورد استفاده قرار گیرد. بررسی هایی که در ابعاد نانو بر روی مواد مختلف صورت گرفته و خواص تازه ای را آشکار کرده است. به عنوان مثال ذرات سیلیکن در این ابعاد از خود نور ساطع می کنند و لایه های فولاد در این مقیاس از استحکام بیشتری در قیاس با صفحات بزرگتر این فلز برخوردارند.
برخی شرکتها از هم اکنون بهره برداری از برخی یافته های نانوتکنولوژی را آغاز کرده اند. به عنوان نمونه شرکت آرایشی اورال از مواد نانو در محصولات آرایشی خود استفاده می کند تا بر میزان تاثیر آنها بیفزاید. ساخت دیودهای نوری با استفاده از مواد نانو موجب می شود تا 80درصد در هزینه برق صرفه جویی شود. توپهای تنیسی که با کربن 60 ساخته شده و روانه بازار گردیده سبکتر و مستحکمتر از توپهای عادی است. شرکتهای دیگر با استفاده از مواد نانو پارچه هایی تولید کرده اند که با یک بار تکاندن آنها می توان حالت اتوی اولیه را به آنها بازگرداند و همه چین و چروکهایشان را زایل کرد. با همین یک بار تکان همه گردوخاکی که به این پارچه ها جذب شده اند نیز پاک می شوند. نوارهای زخم بندی هوشمندی با این مواد درست شده که به محض مشاهده نخستین علائم عفونت در مقیاس مولکولی، پزشکان را مطلع می سازند.
از همین نوع مواد همچنین لیوانهایی تولید شده که قابلیت خود- تمیزکردن دارند. لنزها و عدسیهای عینک ساخته شده از جنس مواد نانو ضد خش هستند و یک گروه از محققان تا آنجا پیش رفته اند که درصددند با مواد نانو پوششهای مناسبی تولید کنند که سلولهای حاوی ویروسهای خطرناک نظیر ویروس ایدز را در خود می پوشاند و مانع خروج آنها می شود. مهمترین نکته درباره موقعیت کنونی فناوری نانو آن است که اکنون دانشمندان این توانایی را پیدا کرده اند که در تراز تک اتمها به بهره گیری از آنها بپردازند و این توانایی بالقوه می تواند زمینه ساز بسیاری از تحولات بعدی شود. یک گروه از برجسته ترین محققان در حوزه نانوتکنولوژی بر این اعتقادند که می توان بدون آسیب رساندن به سلولهای حیاتی، در درون آنها به کاوش و تحقیق پرداخت. شیوه های کنونی برای بررسی سلولها بسیار خام و ابتدایی است و دانشمندان برای شناخت آنچه که در درون سلول اتفاق می افتد ناگزیرند سلولها را از هم بشکافند و در این حال بسیاری از اطلاعات مهم مربوط به سیالهای درون سلول یا ارگانلهای موجود در آن از بین می رود.
یک گروه از محققان که در گروهی موسوم به اتحاد سیستمهای زیستی گرد آمده اند، سرگرم تکمیل ابزارهای ظریفی هستند که هدف آن بررسی اوضاع و احوال درون سلول در زمان واقعی و بدون آسیب رساندن به اجزای درونی سلول یا مداخله در فعالیت بخشهای داخلی آن است. ابزاری که این گروه مشغول ساخت آن هستند ردیف هایی از لوله ها یا سیمهای بسیار ظریفند که قادرند وظایف مختلفی را به انجام برسانند از جمله آنکه هزاران پروتئینی را که به وسیله سلولها ترشح می شود شناسایی کند. گروههای دیگر از محققان نیز به نوبه خود سرگرم تولید دستگاهها و ابزارهای دیگر برای انجام مقاصد علمی دیگر هستند.

فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد

تعداد صفحات این مقاله   22 صفحه

پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید