نقش فناوری نانو در توسعة صنعت مغناطیس

یكی از حوزه هایی كه انتظار می رود فناوری نانو اثر فراوانی بر پیشرفت آن داشته باشد، مغناطیس ها و مواد مغناطیسی است. با ورود نانوفناوری به علم و صنعت مغناطیس، بهبود زیادی دركیفیت مغناطیس ها ایجاد شده است و مغناطیس هایی با ابعاد كوچك و نیروی مغناطیسی بزرگ ساخته شده اند.

مغناطیس‌های كوچك و مثال موتور ساعت مچی

نانوفناوری با قابلیت ها و توانایی هایی كه دارد، نقش مهمی را در توسعه و پیشرفت علوم و صنایع ایفا خواهد كرد و كارهایی را انجام خواهد داد كه قبلاً انجام آن ممكن نبوده است؛ به عنوان مثال، شما می‌خواهید موتوری را برای یك ساعت مچی طراحی نمایید، طبعاً این موتور كوچك خواهد بود و اندازة اجزای آن نیز كوچك‌تر خواهد شد و نمی‌توان از مغناطیس‌های معمولی و بزرگ برای ساخت آن استفاده كرد. برای ساخت این موتور باید از مغناطیس‌های قوی و كوچك استفاده نمود. اما ساختن این مغناطیس‌های كوچك با فناوری معمولی ممكن نیست و احتیاج به فناوری پیشرفته‌تری دارد. یكی از توانایی‌هایی كه نانوفناوری ایجاد می‌نماید، قابلیت ساختن مغناطیس‌های كوچك است. در بعضی از پودرهای مغناطیسی، كیفیت مغناطیسی با كاهش ابعاد ذره‌های پودر بهبود می‌یابد. فریت‌های مغناطیسی كه مواد مغناطیسی سرامیكی هستند از این دسته‌اند. این فریت‌ها شامل مغناطیس‌های سخت (مغناطیس‌های دایمی) و مغناطیس‌های نرم (مغناطیس‌های موقتی) هستند. در این فریت‌ها، با كاهش ابعاد ذره‌های پودر تا ابعاد 500 تا 100 نانومتر، می‌توان به مغناطیس‌هایی با كیفیت بسیار خوب دست یافت.

در بعضی از پودرهای مغناطیسی، كیفیت مغناطیسی با كاهش ابعاد ذره‌های پودر بهبود می‌یابد. فریت‌های مغناطیسی كه مواد مغناطیسی سرامیكی هستند از ین دسته‌اند. ین فریت‌ها شامل مغناطیس‌های سخت (مغناطیس‌های دیمی) و مغناطیس‌های نرم (مغناطیس‌های موقتی) هستند. در ین فریت‌ها، با كاهش ابعاد ذره‌های پودر تا ابعاد 500 تا 100 نانومتر، می‌توان به مغناطیس‌های با كیفیت بسیار خوب دست یافت.

كاربردهای نانومغناطیس‌ها

امروزه نانومغناطیس‌‌ها همچون سایر مغناطیس‌ها گسترة كاربرد وسیعی دارند. یكی از كاربردهای اصلی نانومغناطیس‌ها، استفاده از آنها در محیط‌های ذخیره‌سازی اطلاعات (Recording media) است. صفحه‌های مغناطیسی ذخیره‌سازی اطلاعات، مثالی از این محیط‌ها هستند. سطح این صفحه‌ها از جنس ذره‌های مغناطیسی است. این ذره‌ها باید بسیار ریز و دارای دانه‌بندی یكنواخت باشند. با استفاده از نانوفناوری امكان ساخت این ذره‌‌ها فراهم شده است.كاربرد دیگر نانو مغناطیس‌ها در ساخت موتورهای الكتریكی كوچك است. هنگامی كه این موتورها كاربردهایی ظریف و حساس دارند، مغناطیس‌های استفاده شده در آنها با فناوری نانو ساخته می‌شود.

نانومغناطیس‌ها در صنایع الكتروفتوكپی نیز استفاده می‌شود. جوهرهای استفاده شده در این صنایع، دارای پودرهای نانومغناطیس هستند.

از زمینه‌های جدید برای كاربرد نانوذره‌های مغناطیسی، تولید مایع‌ها و سیال‌های مغناطیسی است. این مواد در براده‌برداری از سطوح و تصفیه آب مطرح هستند. صنایع پزشكی و بیولوژی یكی از زمینه‌های بزرگ برای استفاده از نانومغناطیس‌ها هستند كه در آنها نانوفناوری و زیست‌فناوری با هم تلاقی پیدا می‌كنند. علاوه بر این موارد، نانومغناطیس‌‌ها در صنایع نظامی، رایانه،‌ برق و خودرو نیز كاربرد دارند.

در بسیاری از كاربردهایی كه ذكر گردید،‌ محصولات نانومغناطیس‌ها وارد بازار شده‌اند.‌ متأسفانه در كشور ما به علت ضعف صنعت مغناطیس و عدم آشنایی تولیدكننده‌ها با فناوری نانو،‌ تولید نانومغناطیس‌ها مطرح نیست.

انقلاب نانوفناوری در صنعت مغناطیس

امروزه بیشترین استفاده از نانومغناطیس‌ها به تولید نانوپودرهای مغناطیسی مربوط می‌شود. البته در كنار این پودرها،‌ قطعه‌های مغناطیسی هم مورد استفاده هستند،‌ اما چون با كاهش ابعاد ذره‌های پودر، كیفیت قطعه‌های مغناطیسی هم بهبود می‌یابد، بیشتر روی پودرها تكیه می‌شود. ساخته‌شدن پودرهای مغناطیسی در ابعاد نانو می‌تواند انقلابی در صنعت مغناطیس ایجاد نماید.

راهكارهای توسعه تحقیقات نانو مغناطیس در كشور

برای توسعة صنعت نانومغناطیس در كشور باید مشكلات توسعة فناوری نانو حل شود. برای برطرف‌كردن برخی از این مشكلات، باید تعریف مناسبی از جایگاه تحقیقات در دانشگاه‌ها ارایه شود. در حال حاضر بودجه‌های تحقیقاتی بین وزرات‌خانه‌های مختلف توزیع می‌شود و دانشگاه‌ها برای كسب بودجه برای تحقیقات مجبور به مراجعه به این وزارت‌خانه‌ها هستند. مبحث نانوفناوری، مبحثی است كه در چند سال اخیر مطرح شده است و حتی در كشورهای پیشرفته هم موضوعی نو شمرده می‌شود؛ برای پیشرفت در این فناوری باید به دانشگاه ها مراجعه نمود چون دانشگاه‌ها در صف مقدم علمی كشور هستند و برای پرداختن به مباحث علمی روز دنیا بیشترین صلاحیت علمی را دارند.

از طرف دیگر فعالیت های ستاد نانوفناوری باید پایدار و هدفمند باشد. تصمیم های این ستاد باید به صورت متمركز باشد و از اعمال سلیقه در آنها و تعدد مراكز تصمیم‌گیری دوری شود. اولویت‌ها در این مركز مشخص شود و بودجه‌ها و كمك‌های تعیین‌شده از جانب این مركز به طور مناسبی توزیع گردد. به این شكل متخصصان و پژوهشگران دلگرم می‌شوند و در نتیجه نانوفناوری در كشور پیشرفت می‌نماید.

علاوه بر آنچه گفته شد برای پیشبرد صحیح فناوری نانو باید تمامی اطلاعات مربوط به آن را تا حد ممكن گردآوری كرده و در اختیار افراد توانایی قرار داد كه بتوانند آینده را ترسیم و برنامه‌ای مشخص برای آینده فناوری نانو در كشور ارایه نمایند.