نانو فناوری ،نگارنده: "سرکارخانم دکترلطفی"

نانو فناوری

نانو"nano "کلمه اي يوناني به معني کوچک است و براي تعيين مقدار يک ميليارديم يا 9-10 يک کميت استفاده مي شود. چون يک اتم تقريبا 10 نانو متر است، اين اصطلاح براي مطالعه عمومي روي ذرات اتمي و مولکولي بکار برده مي شود. نانو فناوری در تعریفی بسیار ساده یعنی فناوریهایی که در ابعاد نانو عمل می کنند. اندازه اتمها و مولکولها در این محدوده قرار دارد. بنابراین با ورود به این فضا بشر می تواند در نحوه چینش وآرایش اتمها و مولکولها دخالت کند و به ساخت مواد جدید و ساختارهایی متفاوت با آنچه تاکنون وجود داشته است بپردازد. بنیانگذار علم نانو " ریچارد فایمن "در سال 1959 طی سخنرانی خود با بیان امکان به راه اندازی فرایندی برای دستکاری اتمها و مولکولها با استفاده از ابزارهای دقیق سبب شد تا افکار به سمت توسعه چنین امکاناتی متمایل شوند. در سال 1974 پروفسور" نوریو تانیگوشی" مدرس دانشگاه علوم توکیو نخستین بار واژه " فناوری نانو " را بکار گرفت.این علم یک دانش بین رشته ای است که در محدوده علوم کاربردی مختلفی نظیر فیزیک ٬ شیمی٬ مواد٬ الکترونیک٬ زیست٬ مهندسی٬ پزشکی 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. زمانی که مواد در مقیاس نانو مطالعه و بررسی می شوند واکنش ها و رفتار اتمها در مقایسه با حالتی که مطالعه در سطح مولکولی انجام می شوند کاملا متفاوت است چراکه در این قلمرو خصوصیات فیزیکی مواد تغییر می کند. تفاوت در قلمرو نانو به اندازه ای است که حتی رنگ٬ نقطه ذوب و جوش٬ خصوصیات شیمیایی و خواص مغناطیسی مواد در خارج از این محدوده کاملا متفاوت است. مثلا اتمهای طلا در ابعاد نانو به رنگهای سبز٬ آبی٬ ارغوانی دیده می شود. در تكنولوژي نانو اولین اثر کاهش اندازه ذرات، افزایش سطح است.افزایش نسبت سطح به حجم نانوذرات باعث می شود که اتم های واقع در سطح، اثر بسیار بیشتری نسبت به اتم های درون حجم ذرات، بر خواص فیزیکی ذرات داشته باشند.این ویژگی واکنش پذیری نانوذرات را به شدت افزایش می دهد علاوه براین افزایش سطح ذرات فشار سطحی را تغییر داده ومنجربه تغییر فاصله بین ذرات یا فاصله بین اتم های ذرات می شود.

در فناوری نانو برای ساخت مواد دو روش در نظر گرفته می شود:

* روش ساخت پایین به بالا که از ابعاد کوچک اتم عملیات انجام شده تا به ابعاد بزرگ برسد.

یعنی وسایل و مواد از سطح مولکولی بر اساس اصول شیمی مولکولی ساخته می شوند درست مانند یک دیوار که از روی هم گذاشتن آجرها ساخته می شود.

* روش ساخت بالا به پایین که از ابعاد بزرگتر عملیات انجام شده تا به حد نانومتری برسد.

در این روش برای رسیدن به نانو مواد، باید ذرات وترکیبات بزرگتر ماده را با استفاده از روش های متداول مانند خرد کردن در چند مرحله به مواد در مقیاس نانومتری تبدیل کنیم .

دانشمندان برای ساخت انبوه محصولات نانویی به دنبال یافتن روش هایی هستند که بتوانند بصورت خود به خودی یا خود تکثیری، خود چینی و غیره مواد نانو متری را تولید کند .

دسته بندی نانو فناوری :

نانو فناوری مرطوب :

این شاخه به مطالعه سیستم های زنده ای می پردازد که اساساً در محیط های آبی وجود دارند . دراین شاخه ساختمان مواد ژنتیکی، غشاء ها و سایر ترکیبات سلولی در مقیاس نانو متر مورد مطالعه قرار می گیرند . پژوهشـگران موفـق شده اند ساختارهای زیستی فراوانی تولید کنند که بتوان نحوه عملکرد آنها را در مقیاس نانویی کنترل کرد . این شاخه در برگیرنده علوم پزشکی، دارویی و به طور کلی علوم و روشهای مرتبط با زیست فناوری است .

نانو فناوری خشک:

این شاخه ، از علوم پایه مانند شیمی و فیزیک مشتق می شود و به مطالعه ساختارهای مواد از قبیل کربن ، سیلیکون و مواد غیر آلی و فلزی می پردازد . نکته قابل توجه این است که الکترونهای آزاد که در فناوری مرطوب موجب انتقال مواد و انجام واکنشها می شوند ،در فناوری خشک خصوصیات فیزیکی ماده را پدید می آورند . در نانو فناوری خشک کاربرد مواد نانویی در الکترونیک، مغناطیس و ابزارهای نوری مورد مطالعه قرار می گیرد. برای مثال طراحی و ساختن میکروسکوپ هایی که بتوان با استفاده از آنها مواد را در ابعاد نانو متر مورد مطالعه قرار داد .

نانوفناوری محاسباتی:

در بسیاری ازمواقع ابزار آزمایشگاهی موجود برای انجام برخی از آزمایشهای نانومتریک مناسب نیستند و لذا در مواردی چنین، از رایانه ها برای شبیه سازی فرآیندها و واکنش های اتم ها و مولکول ها استفاده می شود . شناختی که به وسیله محاسبه به دست می آید، باعث می شود که زمان لازم برای پیشرفت نانو فناوری خشک بطور محسوسی کاهش یابد والبته تاثیر مهمی در نانو فناوری مرطوب نیز خواهد داشت .

ویژگیهای نانو مواد:

- افزایش استحکام و سختی

- افزایش شکل پذیری

- افزایش حد حلالیت عناصر آلیاژی

- افزایش سرعت نفوذ

- افزایش مقاومت الکتریکی

بعضی از مواد تولیدی با فناوری نانو :

- دوربین های دیجیتال OLED با صفحه نمایش Organic Light Emiting Display

- کرمهای محافظ پوست با قدرت نفوذ بالا

- عینک های آفتابی با کارایی بالا (ضد خش _ ضد بازتاب _ ضد لک)

دستگاه ضبط و پخش با ظرفیت 4 و 8 گیگا بایت Ipod Nano به اندازه و ضخامت یک خودکار

- جورابهای نانو ( در الیاف جوراب نانو ذرات نقره بکار رفته که برای جلوگیری از رشد باکتری و قارچ٬

حفاظت پا از سرما و رفع بوی بد آن )

- راکتها و توپهای ورزشی با فناوری نانو

- روغن فعال کانولا ( باعث جذب کلسترول خون و کاهش چربی خون و قند خون می شود.این نانو کپسولها به دلیل ریز بودن ٬ جذب بسیار بالا دارند و باعث کاهش بیماریهای قلب و عروق می شود.)

- آدامس های شکلاتی

- پارچه های نانو ( ضد چروک و ضد لک _ عرق گیر و ضد رطوبت _ در تابستان خنک و در زمستان گرم)

تصور کنید لباسی داشته باشید که نیازی به اتو نداشته باشد با آن احساس گرما یا سرما در تابستان و زمستان نکنید. ضد رطوبت و ضد عرق باشد.

- شیشه های خود تمیز شونده و جاذب حرارت

مثلا آسمانخراشهای بلند از شیشه هایی ساخته می شوند که نیازی به تمیز کردن در تمام شرایط آب و هوایی ندارد. همیشه براق و جاذب حرارت هستند.

- نانو در علوم دامی و کشاورزی

- نانو در صنایع غذایی از جمله ( نگهداری _ بهبود طعم و رنگ _ سلامت _ بسته بندی _ تولید غذا

و صنایع غذایی )

- نانو پزشکی شامل : (نانو ربات های هوشمند_ هدف گیری و ارسال دارو سلولهای آسیب دیده در بدن _تولید بافتهای مصنوعی سازگار با بدن _ تولید سیستمهای هوشمند برای شناسایی بیماریها _ درمان بعضی بیماریهای صعب العلاج مثل هپاتیت و سرطان _ مراقبت های بهداشتی و ... )

- طراحی تراشه های رایانه ای

- تولید نانو لوله های کربنی که از مس رساناتر٬ از فولاد سخت تر٬ و از آلومینیم سبک تر

- نانو در حمل ونقل ٬ کامپیوتر٬ ارتباطات٬ الکترونیک٬ انرژی٬ محیط زیست و امنیت ملی .

نانو فناوری ،نگارنده: "سرکارخانم دکترلطفی"

مطالب مشابه :

معرفی اعضای باشگاه نانو دانشگاه علمی کاربردی نی ریز

نانو فناوری ،نگارنده: "سرکارخانم دکترلطفی"

نانو، دنیای اعجاب‌انگیز مواد نگارنده "سرکارخانم مهندس اصل مهدوی"

تاثیرات فناوری نانو در زندگي انسان

مروری بر پروژه‌های اتحادیه اروپا در حوزه فناوری‌نانو "نگارش: عمادپورپاریزی"

برگزاری کنگره ی استاد میرزا احمد نیریزی

عضویت در بسیج اساتید علمی کاربردی نی ریز

برگزاری جلسه حلقه صالحین دانشگاه جامع علمی کاربردی

دانلود کتاب آموزش برنامه نویسی ربات(نوشته شده در دانشگاه آنجلیا انگلستان)

با خیال راحت سفر كنید ربات‌ها مراقبند