پاسخ به:فناوری نانو
پنج شنبه 12 بهمن 1391 7:42 PM
|
|
|
در نيم قرن گذشته شاهد حضور حدود 5 فناوري عمده بوديم، كه باعث پيشرفت‌هاي عظيم اقتصادي در كشورهاي سرمايه‌گذار و ايجاد فاصله شديد بين كشورهاي جهان شد. در اين ميان علم و فناوري نانو توانايي به دست گرفتن كنترل ماده در ابعاد نانومتري (مولكولي) و بهره‌برداري از خواص و پديده‌هاي اين بعد در مواد، ابزارها و سيستم‌هاي نوين است. از فناوري نانو به عنوان رنسانس فناوري و روان‌كننده جريان سرمايه‌گذاري ياد مي‌شود. ورود محصولات متكي بر اين فناوري جهشي عظيم در رفاه و كيفيت زندگي و توانايي‌هاي دفاعي و زيست‌محيطي به همراه خواهد داشت و موجب بروز جابه‌جايي‌هاي بزرگ اقتصادي خواهد شد. |
|
هم‌اكنون بخش‌هاي دولتي و خصوصي كشورهاي مختلف جهان شامل ژاپن، آمريكا، اتحاديه اروپا، چين، هند، تايوان، كره‌جنوبي، استراليا و روسيه در رقابتي تنگاتنگ بر سر كسب پيشتازي جهاني در لااقل يك حوزه از اين فناوري به سر مي‌برند و روي هم رفته حدود 30 كشور دنيا در زمينه فناوري نانو داراي برنامه ملي يا در حال تدوين آن هستند و طي 5 سال گذشته بودجه تحقيق و توسعه در امر فناوري نانو را به 5/3 برابر افزايش داده‌اند. كشورهاي ژاپن و آمريكا نيز فناوري نانو را اولين اولويت كشور خود در زمينه فناوري اعلام كرده‌اند. نانوتكنولوژي در واقع مطالعه ذرات در مقياس اتمي براي كنترل آنهاست. هدف اصلي اكثر تحقيقات نانوتكنولوژي شكل‌دهي تركيبات جديد يا ايجاد تغييراتي در مواد موجود است. نانوتكنولوژي در الكترونيك، زيست‌شناسي، ژنتيك، هوانوردي و حتي در مطالعات انرژي به كار برده مي‌شود. به طوركلي بيشترين كار علمي روي ايجاد تغييراتي در مواد شيميايي يا نقشه‌برداري از تركيبات زيستي، مانندDNA و سلول‌هاي سرطاني است. بعضي از اولين محصولات تجاري، بهبود توليدات شيميايي كنوني يا روش‌هاي پزشكي است. تحول در عرصه ورود به فضا از سرآغاز عصر فضا در نيم قرن گذشته، موضوع حمل بار سوخت موشك‌ها به مدار يا خارج از مدار زمين، در پرواز‌هاي فضايي مساله بزرگي بوده است. اما در حال حاضر پژوهش پيرامون دو تكنيك كه استفاده از نانوتكنولوژي را متحول مي‌كند، هرچند به كارگيري آن موكول به آينده شده، نويدبخش حل اين مشكل است.در نگاه اول، مفهوم يك آسانسور فضايي بيشتر از علم، به علم تخيلي شباهت دارد؛ وسيله‌اي كه قادر است عملا بار سوخت فضاپيما را از طريق كابلي كه از سطح زمين تا ماهواره‌اي در جو امتداد دارد، بالا ببرد. موانع فني در ساخت چنين آسانسور فضايي‌اي موانع كوچكي نيستند و مهم‌ترين آنها ساختن يك كابل بسيار قوي با چنين طول و استحكام است. امكان دارد نانوتكنولوژي راه‌حل عملي ساختن اين طرح باشد. براي ساختن اين كابل، پژوهشگران مشغول تحقيق در مورد امكان استفاده از لوله‌هاي نانو از جنس كربن هستند، يعني ساختار‌هايي با چند نانومتر قطر و چندهزار نانو متر طول. از آنجا كه اتم‌هاي كربن كه در ساخت اين لوله نانو به كار مي‌رود، قدرت اتصال سختي به يكديگر دارند، استحكام اين لوله نانو 100 برابر استحكام فولاد است. طبيعتا در ساخت چنين كابلي، چالش‌هاي مهندسي و علمي كم نيستند، اما پيشرفت ادامه دارد. رويكردي جديد به تشخيص و درمان بيماري‌ها كاربرد‌هاي نانوتكنولوژي در زيست‌پزشكي، هم‌اكنون در حال گسترش است و رويكردي تازه به تشخيص و درمان بيماري‌ها را نويد مي‌دهد. راه‌حل، در كوچك بودن ذرات نانو خلاصه مي‌شود. اين ذرات تا حدي ريز هستند كه مي‌توانند به درون باكتري‌ها و ويروس‌ها نفوذ كرده و اين موجودات ريز را از درون، مورد حمله قرار دهند.در آزمايشگاه ملي لارنس ليورمور در نزديكي سانفرانسيسكو، دانشمندان در حال مطالعه به منظور ساختن مولكول‌هايي در مقياس نانو موسوم به شال (گروه مولكول‌هاي مصنوعي با شباهت زياد) هستند. اين مولكول‌ها، مخصوص اتصال به مكاني معين در روي سطح سلول‌هاي انساني ساخته مي‌شوند. هرچند شال در آغاز به عنوان وسيله مبارزه با تروريسم بيولوژيكي و جهت رديابي و خنثي كردن پاتوژن‌هايي مانند سياه‌زخم ساخته شد، اما دانشمندان بيوشيمي در مركز سرطان‌شناسي لارنس ليورمور و دانشگاه ديويس كاليفرنيا، استفاده‌هاي پزشكي گسترده‌تري براي آن پيش‌بيني كرده‌اند. با ساخت شال‌هايي كه مخصوص اتصال به محل گيرنده سطح يك سلول سرطاني ساخته شده، دانشمندان اميدوارند به سلاح تازه‌اي براي مبارزه با سرطان دست يافته باشند. شال‌ها در هنگام تركيب با ايزوتوپ‌هاي راديواكتيو يا دارو‌هاي ضدسرطان، به دنبال سلول‌هاي سرطاني گشته و با آزاد كردن دارو به طور مستقيم درون اين سلول‌ها، آنها را از بين مي‌برند. تجربيات آزمايشگاهي براي استفاده از شال به عنوان راه معالجه سرطان پروستات و سرطان غدد لنفاوي، در جريان است. علوم زيست‌محيطي و امكانات منحصر به فرد سودمندي نانوتكنولوژي معمولا از اينجا ناشي مي‌شود كه مواد، در مقياس نانو، خواص فيزيكي و شيميايي متفاوتي نسبت به مقياس عادي خود دارند. نانوتكنولوژي كه در ابعادي برابر با ابعاد اتم‌ها مورد استفاده قرار مي‌گيرد، امكانات منحصر به فردي در اختيار دانشمندان قرار مي‌دهد. دانشمندان مشغول مطالعه بر امكان بهره‌گيري از اين مزايا در ايجاد محيط زيستي سالم‌تر هستند.در بسياري از نقاط جهان، آب آشاميدني، آلوده به مواد سمي، مانند فلزات، و منجمله آرسنيك است. تصفيه كردن آب از اين سموم، علاوه بر نياز به دستگاه‌هاي پيچيده، براي راه‌اندازي و استفاده از اين دستگاه‌ها، محتاج به انرژي زيادي هم هست و كشورهاي رو به توسعه، درست با كمبود تجهيزات و انرژي مواجه هستند. محققان دانشگاه رايس درصدد ايجاد تكنولوژي كم‌هزينه‌اي براي حل اين مشكل هستند؛ آنها با استفاده از نانوكريستال‌هاي مغناطيس، يعني تركيبي از آهن و اكسيژن، مي‌توانند ذرات آرسنيك موجود در آب را جذب كنند. هنگامي كه اين نانوكريستال‌هاي مغناطيسي به آبي كه آلوده به آرسنيك است اضافه مي‌شود، آنها با آرسنيك موجود در آب تركيب شده و با استفاده از يك آهن‌رباي ساده، مي‌توان نانوكريستال‌هاي پوشيده از آرسنيك را كه در ته محلول جمع شده، از آن جدا كرد. يكي از محاسن اين تكنيك، امكان استفاده از آهن‌ربا‌هاي معمولي است، اما در صورت به‌كارگيري مغناطيس عادي بايد از آهن‌ربا‌هاي قوي استفاده كرد. اين پژوهش، رهيافت ساده‌اي براي تصفيه آب آشاميدني مردماني است كه در مناطق دورافتاده زندگي مي‌كنند. تامين انرژي از منابعي نوين توام شدن چند فاكتور با يكديگر، ايجاد انرژي جايگزين را با مشكل روبه‌رو مي‌كند، مانند كمبود منابع سنتي سوخت فسيلي به دليل ازدياد جمعيت و وضع اقتصادي، گرم شدن كره زمين و افزايش ناگهاني قيمت نفت. تحقيقات فعلي در زمينه نانوتكنولوژي، راه‌حل‌هاي جالب توجهي براي استخراج انرژي از منابع پاكيزه و قابل جايگزين، مانند انرژي خورشيدي، ارائه مي‌دهد.براي مثال، دانشمندان در دانشگاه هاروارد موفق به توليد سلول‌هاي خورشيدي با استفاده از نانوسيم‌هايي شده‌اند كه قطر آن برابر فقط 300 نانومتر است. همان طور كه در نشريه تكنولوژي MIT توضيح داده شده، اين سلول‌هاي خورشيدي داراي مركزي از سيليكون متبلور و چندين لايه سيليكون متحدالمركز با خواص الكترونيك متفاوت هستند. عملكرد هر لايه مشابه لايه‌هاي نيمه‌هادي در سلول‌هاي خورشيدي سنتي است كه با جذب نور و ربايش الكترون‌ها، برق ايجاد مي‌كنند. استفاده اصلي از اين سلول‌هاي ميكروسكوپيك، تامين انرژي براي دستگاه‌هاي نانو است، اما با روي هم انباشتن تعداد زيادي از آنها مي‌توان آن را جايگزيني براي صفحات خورشيدي كه امروزه متداول هستند، به حساب آورد. با اين حال، هنوز موانعي در راه تجاري كردن اين تكنولوژي وجود دارد؛ محققان مي‌بايست راه‌هايي براي آرايش متراكم‌تر اين نانوسيم‌ها يافته و براي تبديل نور خورشيد به نيروي برق، سطح نازل كارايي آنها را (كمتر از يك‌پنجم صفحات خورشيدي فعلي) ارتقا دهند. اكرم سميعي |
کریمی که جهان پاینده دارد تواند حجتی را زنده دارد
دانلود پروژه و کارآموزی و کارافرینی
