فن آوری مهندسی نانو

طی سالهای اخیر نانو در ابعاد مختلفی اعم از علوم نانو، در شاخه های آکادمیک فرهنگی ،آموزشی ،....... در کشورهای مختلف جهان مطرح شده و مورد توجه بسیاری از متخصصان قرار گرفته است.
نانو به عنوان یک فناوری تغییر ساختار شیمیایی وفیزیکی مواد در مقیاس اتمی وملکولی را به منظور دستیابی وخواص نوینی از ماده بررسی می کند. پژوهشکده علوم فناوری ومهندسی نانو رسالت متمرکز نمودن و گسترش دامنه پژوهش در زمینه نانو تکنولوژی را در دانشگاه عهده دار گردیده و از زمان تاسیس (۱۳۸۵) تا کنون گامهای موثری در زمینه مرتبط کردن پژوهشکده با صنایع وارگانهای مختلف داخل کشور وشناسائی پتانسیل های موجود برداشته است.دکتر علی اصغر کتباب در این گفتگو به تشریح اهداف ،زمینه های تحقیقاتی و وظایف پژوهشکده علوم ئ فناوری مهندسی نانو بر می پردازد.
▪ پژوهشکده نانو فناوری با چه هدفی در دانشگاه تاسیس شده است ؟
ـ با توجه به اهمیت و گسترش روز افزون فناوری نانو در زمینه های مختلف و نیاز صنایع گوناگون کشور در بهره مند شدن از این فناوری به منظور ارتقاء کیفی و کمی کیفی محصولات مربوطه و همچنین وجود اساتید و محققین مختلف در دانشگاه صنعتی امیرکبیر، طی چند سال اخیر فعالیتهای چشمگیری را در راستای گسترش دامنه پژوهش در زمینه نانو فناوری انجام داده اند.سال ۱۳۸۵ ، لزوم تاسیس یک پژوهشکده مورد تایید هیات رئیسه دانشگاه واقع گردید.در همین راستا مجوز تاسیس دوره های کارشناسی ارشد در رشته های مرتبط با نانوفناوری از جمله مهندسی شیمی،مهندسی پلیمر،مهندسی مکانیک و مهندسی عمران اخذ گردید.در حال حاضر بالغ بر ۳۰ نفر از اساتید و پژوهشگران این دانشکده در رشته های گوناگون مشغول انجام پژوهش در زمینه نانوفناوری می باشند که منجر به تولید نانو مواد و نانو ابزار های مختلف گردیده است.تالیف و ترجمه چندین کتاب و چاپ بیش از ۵۰ مقاله علمی در ژورنال های ISI از جمله فعالیت های پژوهشگران دانشگاه در زمینه دانشگاه بوده است.در حال حاضر پژوهشکده علوم فناوری و مهندسی نانو از همکاری بیش از ۳۵ عضو هیئت علمی از دانشکده های مختلف برخوردار است که در قالب ۳ گروه پژوهشی نانو مواد ، نانو فرآورش و طراحی و مهندسی نانو فعالیت می نمایند . اهداف کمی پژوهشکده در ۳ سطح کوتاه مدت ، میان مدت و دراز مدت ترسیم شده است. از جمله اهداف این پژوهشکده تاسیس و راه اندازی یک آزمایشگاه مرکزی در دانشگاه صنعتی امیرکبیر است تا در آینده بتواند ابزار ها و تجهیزات مورد نیاز متخصصین را تامین نموده و در گسترش فعالیت های پژوهشی در سایر نقاط کشور نیز سهیم باشد.
از دیگر اهداف و زمینه های تحقیقاتی پژوهشکده می توان به شناسایی پتانسیل های کاربردی مواد نانو ساختار در صنایع مختلف کشور از قبیل خودرو ، پزشکی ، دارویی ، پتروشیمی ، دفاعی ، محیط زیست ، الکترونیک ، هوافضا ، انجام فعالیت های پژوهشی در زمینه به کار گیری و فرآورش مواد نانو ساختار جهت تولید محصولات با کارایی های بالاتر و فعالیت های طراحی و مهندسی در زمینه های مختلف فناوری نانو اشاره کرد.
▪ نانو چیست؟
ـ بر خلاف آنچه بسیاری از مردم فکر می کنند نانو یک علم نیست بلکه نوعی فناوری برای تغییر ساختار مواد در قیاس اتمی وموکولی برای دسترسی وایجاد یکسری خواص ویژه در ماده می باشد.
بعبارت دیگر فناوری نانو قادر است بدون تغییر در ماهیت شیمیائی ماده ،تنها با تغییر در چیدمان ،شکل و ساختار ماده در مقیاس اتمی ،منجر به ایجاد خواص و کاربردهای ویژه از مواد شود که این خواص و کاربردهای ویژه از مواد شود که این خواص درمواد مشابه با ساختار غیر نانو سکوییک وجود ندارد.درتعریف نانو می تواند تمامی رشته های علمی را به خود اختصاص دهد. به طورعمده فناوری فناوری نانو در ۳ شاخه نانو مواد،نانو مهندسی بررسی می شود.در نانو مواد تغییرات ساختارفیزیکی مواد در مقیاس نانو (اتمیک) مورد بررسی قرار گرفته و مواد با ساختار نانو سکوبیک تعمیر می شود. نانو فرآورش به تحقیق در زمینه نحوه فرآیند فرآورش و روشهای تغییر ساختار فیزیکی مواد در مقیاس اتمیک و نانو در شاخه های مهندسی ،نانو افزارهای ساخت قطعات مهندسی با استفاده از مواد نانوو........ در گرایش مهندسی نانو مورد بررسی قرار می گیرد.فناوری نانو در بسیاری از زمینه های پزشکی،کشاورزی، فضایی،مهندسی مخابرات،صنایع دفاعی و دیگر صنایع کاربرد فراوانی دارد.
▪ چشم انداز پژوهشکده علوم ، فناوری و مهندسی نانو را چگونه ارزیابی می کنید؟
ـ پژوهشکده علوم ، فناوری و مهندسی نانو با هدف وضعیت تکنولوژی نانو در ایران و جهان و تعیین اولویت ها و زمینه های مختلف این فناوری و دانش تولید نانو مواد ، نانو ابزار ها از طریق تشکیل گروههای پژوهشی و فراهم نمودن امکانات و تجهیزات لازم جهت تقویت توان تحقیقاتی این گروهها به منظور ورود به عرصه پژوهش در زمینه های مختلف نانو تکنولوژی ایجاد شده و سعی دارد با انجام تحقیقات کاربردی بستر مناسبی را جهت ایجاد ارتباط با صنایع و مراکز تحقیقاتی و آموزش فعال در زمینه های نانو فناوری داخل و خارج کشور فراهم نماید.
این پژوهشکده دورنمای بسیار روشنی را از طریق بستر سازی مناسب و جذب اعضای هیئت علمی پژوهشی ، تاسیس و راه اندازی آزمایشگاه مرکزی مجهز به دستگاههای آنالیز و شناسایی نانو مواد ، نانو ابزار ها ، عقد تفاهم نامه همکاری با مراکز صنعتی و دانشگاهی داخل و خارج از کشور و انجام پژوهش های بنیادی و کاربردی پیش روی خود ترسیم می کند.بعبارت دیگر پژوهشکده علوم ، فناوری و مهندسی نانو هدف خود را در ایجاد یک مرکز تحقیقاتی شاخص در میان سایر مراکز مرتبط طی ۵ سال آینده استوار نموده است.
▪ اولویت های تحقیقاتی گروه های پژوهشی پژوهشکده را چگونه ارزیابی می کنید؟
ـ پژوهشکده علوم ، فناوری و مهندسی نانو فعالیت های پژوهشی خود را در قالب ۳ گروه پژوهشی مشتمل بر گروه نانو مواد ، نانو فرآورش ، طراحی و مهندسی نانو در حوزه های مختلف نانو مواد ، نانو کامپوزیت ، پلیمر ها ، نانو سرامیک ، نانو پودر ها ، نانو الیاف ، نانو مواد کربنی ، نانو الترونیک و نانو کاتالیست ها آغاز نموده است.
ماموریت این گروه ها ، تحقیق و توسعه نانو تکنولوژی در کشور و کمک به ایجاد بنگاههای کوچک اقتصادی برای ورود به بازار جهانی این فناوری ، مشارکت در سیاست گذاری فناوری نانو در بخشهای مختلف صنعتی و دانشگاهی و اجرایی کشور و ایجاد دانش فنی در زمینه های مختلف این فناوری می باشد.
در این راستا اولویت گروه های پژوهشی در حوزه های نانو مواد ، نانو الکترونیک ، نانو بیوتکنولوژی ، نانو پودر های فلزی و سرامیکی ، نانو کامپوزیت ها و نانو مواد کربنی تعیین شده است.
۱) نانو کامپوزیت ها :
الف) تهیه و ساخت انواع مواد نانو کامپوزیت پلیمر مورد مصرف در صنایع خودرو ،پزشکی ، کشاورزی ، فضایی، و دفاعی
ب) تهیه و ساخت انواع نانو پودر ها
۲) نانو مواد :
الف) نانو کامپوزیت های پلیمری
ب) نانوفیلرها
پ) نانو پودر های فلزی
ج) نانو سرامیکها
د) نانو مواد کرنی(نانو الیاف ،نانو لوله ها، نانو گرافیت)
۳) نانو بیوتکنولوژی
الف) تولید نانو ذرات توسط موجودات زنده
ب) طراحی وساخت تراشه های زیستی در آرایه هایی مانند پرنئین و DNA
پ) کاربرد نانو ذرات در تشخیص سرطان ، تولید بافت های سازگار با بدن
ج) ساخت حسگرهای بیولوژیکی برای تصفیه آب و استفاده از نانو کاتالیت ها در پاکسازی هوا
۴) نانو بیوراکتور
الف) ایجاد آزمایشگاهای مجهزبه میکروسکوپهای خانواده SPM
ب) خود آرایی استفاده مولکولهای زیستی
طراحی نرم افزارهای لازم برای مدلسازی در سیستم های بیولوژیکی مانند پرتئین سازی وهمانند سازی
۵) نانو الکترونیک
الف) نانو لوله های کربنی و استفاده ار آنها در نمایشگرهای الکترونیکی
ب) سیستم های میکرو ونانو الکترمکانکی (MEMSوNEMS)
پ) حافظه مغناطیسی
ج) الکترونیک ارگانیک
۶) نانو مواد کربنی
الف) تهیه نانو لوله های کربنی واستفاده از آنها در نمایشگر های الکترونیکی
ب) خالص سازی و جدا سازی محصول
پ) استفاده از نانو به عنوان کاتالیست های پایه کربنی
ج) ذخیره سازی گازها
د) استفاده از نانو لوله ها به عنوان حسگر

در گفتگو با دکتر علی اصغر کتباب

منبع : انجمن علمی دانشجویی دانشکده مهندسی مکانیک دانشکاه صنعتی امیر کبیر