نانوتکنولوژی

●نانوتكنولوژی چیست؟
نانوتكنولوژی تولید كارآمد مواد و دستگاهها و سیستمها با كنترل ماده در مقیاس طولی نانومتر، و بهره برداری از خواص و پدیده های نوظهوری است كه در مقیاس نانو توسعه یافته اند.
یك نانومتر چقدر است؟ یك نانومتر یك میلیاردم متر (۹-m ۱۰) است. این مقدار حدوداً چهار برابر قطر یك اتم است. مكعبی با ابعاد ۵/۲ نانومتر ممكن است حدود ۱۰۰۰ اتم را شامل شود. كوچكترین IC های امروزی با ابعادی در حدود ۲۵۰ نانومتر در هر لایه به ارتفاع یك اتم، حدود یك میلیون اتم را در بردارند. در مقایسه یك جسم نانومتری با اندازه ای حدود ۱۰ نانومتر، هزار برابر كوچكتر از قطر یك موی انسان است.
امكان مهندسی در مقیاس مولكولی برای اولین بار توسط ریچارد فاینمن (R.Feynnman)، برنده جایزه نوبل فیزیك، مطرح شد. فین من طی یك سخنرانی در انستیتو تكنولوژی كالیفرنیا در سال ۱۹۵۹ اشاره كرد كه اصول و مبانی فیزیك امكان ساخت اتم به اتم چیز ها را رد نمی كند. وی اظهار داشت كه می توان با استفاده از ماشین های كوچك ماشین هایی به مراتب كوچك تر ساخت و سپس این كاهش ابعاد را تا سطح خود اتم ادامه داد. همین عبارت های افسانه وار فاینمن من راهگشای یكی از جذاب ترین زمینه های نانو تكنولوژی یعنی ساخت روبوت هایی در مقیاس نانو شد. در واقع تصور در اختیار داشتن لشكری از نانوماشین هایی در ابعاد میكروب كه هر كدام تحت فرمان یك پردازنده مركزی هستند ، هر دانشمندی را به وجد می آورد. در رویای دانشمندانی مثل جی استورس هال (J.Storrs Hall) و اریك دركسلر (E.Drexler) این روبوت ها یا ماشین های مونتاژكن كوچك تحت فرمان پردازنده مركزی به هر شكل دلخواهی درمی آیند. شاید در آینده ای نه چندان دور بتوانید به كمك اجرای برنامه ای در كامپیوتر، تختخوابتان را تبدیل به اتومبیل كنید و با آن به محل كارتان بروید.
چرا این مقیاس طول اینقدر مهم است؟ خواص موجی شكل (مكانیك كوآنتمی) الكترونهای داخل ماده و اثر متقابل اتمها با یكدیگر از جابجایی مواد در مقیاس نانومتر اثر می پذیرند. با تولید ساختارهایی در مقیاس نانومتر، امكان كنترل خواص ذاتی مواد ازجمله دمای ذوب، خواص مغناطیسی، ظرفیت بار و حتی رنگ مواد بدون تغییر در تركیب شیمیایی بوجود می آید. استفاده از این پتانسیل به محصولات و تكنولوژیهای جدیدی با كارایی بالا منتهی می شود كه پیش از این میسر نبود. نظام سیستماتیك ماده در مقیاس نانومتری، كلیدی برای سیستمهای بیولوژیكی است. نانوتكنولوژی به ما اجازه می دهد تا اجزاء و تركیبات را داخل سلولها قرارداده و مواد جدیدی را با استفاده از روشهای جدید خود_اسمبلی بسازیم. در روش خود_اسمبلی به هیچ روبات یا ابزار دیگری برای سرهم كردن اجزاء نیازی نیست. این تركیب پرقدرت علم مواد و بیوتكنولوژی به فرایندها و صنایع جدیدی منتهی خواهد شد.
ساختارهایی در مقیاس نانو مانند نانوذرات و نانولایه ها دارای نسبت سطح به حجم بالایی هستند كه آنها را برای استفاده در مواد كامپوزیت، واكنشهای شیمیایی، تهیه دارو و ذخیرهٔ انرژی ایده ال می سازد. سرامیك های نانوساختاری غالباً سخت تر و غیرشكننده تر از مشابه مقیاس میكرونی خود هستند. كاتالیزورهای مقیاس نانو راندمان واكنشهای شیمیایی و احتراق را افزایش داده و به میزان چشمگیری از مواد زائد و آلودگی آن كم می كنند. وسایل الكترونیكی جدید، مدارهای كوچكتر و سریعتر و … با مصرف خیلی كمتر می توانند با كنترل واكنش ها در نانوساختار بطور همزمان بدست آیند. اینها تنها اندكی از فواید و مزایای تهیه مواد در مقیاس نانومتر است.
منافع نانوتكنولوژی چیست؟ مفهوم جدید نانوتكنولوژی آنقدر گسترده و ناشناخته است كه ممكن است روی علم و تكنولوژی در مسیرهای غیرقابل پیش بینی تأثیر بگذارد. محصولات موجود نانوتكنولوژی عبارتند از: لاستیكهای مقاوم در برابر سایش كه از تركیب ذرات خاك رس با پلیمرها بدست آمده اند، شیشه هایی كه خودبخود تمیز میشوند, مواد دارویی كه در مقیاس نانو ذرات درست شده اند،ذرات مغناطیسی باهوش برای پمپهای مكنده و روان سازها, هد دیسكهای لیزری و مغناطیسی كه با كنترل دقیق ضخامت لایه ها از كیفیت بالاتری برخوردارند، چاپگرهای عالی با استفاده از نانو ذرات با بهترین خواص جوهر و رنگ دانه و …
●قابلیتهای محتمل تكنیكی نانوتكنولوژی عبارتند از :
۱- محصولات خوداسمبل
۲- كامپیوترهایی با سرعت میلیاردها برابر كامپیوترهای امروزی
۳- اختراعات بسیار جدید ( كه امروزه ناممكن است)
۴- سفرهای فضایی امن و مقرون به صرفه
۵- نانوتكنولوژی پزشكی كه درواقع باعث ختم تقریبی بیماریها، سالخوردگی و مرگ و میر خواهد شد.
۶- دستیابی به تحصیلات عالی برای همه بچه‌های دنیا
۷- احیاء و سازماندهی اراضی

منبع : شبکه فیزیکی هوپا