فناوری نانو

mohamadaminsh

کاربر طلایی1

تاریخ عضویت : دی 1389

تعداد پست ها : 25772

محل سکونت : خوزستان

پاسخ به:فناوری نانو

نازک تر از تارمو

در سالهاي اخير، نانو الياف به علت دارا بودن ويژگي هاي منحصر به فرد در صنايع مختلف از جمله فيلتراسيون هوا مورد توجه قرار گرفته اند.
در يک طرح پژوهشي دوساله ، لايه هاي مختلفي از الياف نانو با قطر و ضخامت مختلف به روش الکتروريسي تهيه شده و در يک سيستم آزمايشگاهي آزمون فيلتر که براي تعيين ويژگي هاي فيلتر طراحي و ساخته شده بود، بررسي و آزمايش شد. نتايج به دست آمده از اين طرح تحقيقاتي که از سوي محققان واحد علوم و تحقيقات دانشگاه آزاد اسلامي انجام شد، نشان مي دهد فيلترهاي ساخته شده از الياف نانو قابليت بسيار بالايي در فيلتراسيون ذرات آلوده دارند و از راندمان بالاتري در مقايسه با فيلترهاي سلولزي معمولي برخوردارند. با استفاده از الياف نانو مي توان فيلترهاي تميز شونده با راندمان بالا و وزن کمتر طراحي و توليد کرد که در نتيجه سبب مي شود تفاوت محسوسي را در روش فيلتراسيون نسبت به استفاده از فيلترهاي متداول ليفي ايجاد کنيم.

با کاهش قطر الياف پليمري از ميکرومتر به نانومتر، خواص منحصر به فردي مانند نسبت سطح به حجم بسيار بالا، انعطاف پذيري و خواص مکانيکي عالي در الياف ايجاد مي شود که سبب گسترش کاربرد آنها خواهد شد. به طور کلي ، نانو ذرات يا نانو مواد به موادي گفته مي شود که حداقل يک بعد نانو داشته باشند.
نانوالياف ها نويد دهنده انقلابي بزرگ در فناوري هستند که زماني مشابه آن را فيبرهاي نوري ايجاد کردند
الياف نانومتري داراي قطر نانومتري هستند، در حالي که طول آنها به چندين کيلومتر هم مي رسد. از آنجايي که الياف توليد شده به روش الکتروريسندگي داراي قطري در محدوده 50 - 500 نانومتر هستند، در حيطه نانو فناوري مورد توجه قرار گرفته اند.
تاکنون روشهاي متعددي براي توليد الياف نانومتري در نظر گرفته شده است که از ميان آنها روش الکتروريسندگي علاوه بر سادگي از بازده بالاتري برخوردار است و مي توان گفت اين روش تنها روشي است که در آينده مي توان از آن براي توليد نانو الياف به صورت هم جهت و پيوسته استفاده کرد. در روشهاي محصول توليد الياف با قطر بزرگتر ابتدا مذاب پليمري با اعمال نيروهاي مکانيکي تحت کشش قرار مي گيرد و از داخل حديده خارج مي شود و در نهايت رشته اي از الياف به دست مي آيد. در فرآيند الکتروريسندگي نيز مانند روشهاي توليدي معمول ، سيال مورد نظر به صورت مذاب و يا محلول پليمري تحت کشش قرار مي گيرد. اما اين کشش برخلاف روشهاي معمول که از طريق نيروي مکانيکي خارجي ايجاد مي شود، به کمک نيروهاي الکترواستاتيک و باردار کردن محلول و يا مذاب پليمري ايجاد خواهد شد. نوع پليمر انتخاب شده به کاربرد آن بستگي دارد.

از تصور تا واقعيت

به گفته مهندس شميم ضرغام و مهندس امير توکلي ، دانش آموختگان کارشناسي ارشد مهندسي نساجي دانشگاه آزاد اسلامي ، در اين طرح تحقيقاتي علاوه بر بررسي فرآيند الکتروريسندگي و توليد نانوالياف نايلوني ، متغيرهاي موثر بر فرآيند نيز بررسي شد.
قطر الياف نانو به پارامترهاي مختلفي مانند غلظت پليمر، ولتاژ الکتريکي اعمال شده ، فاصله ، دبي جريان ، قطر سوزن و نوع جمع کننده بستگي دارد. اين پژوهشگران با بهينه سازي شرايط فرآيندي موثر بر توليد الياف نانو در شرايط آزمايشگاهي ، موفق به توليد اليافي با قطر کمتر از 100 نانومتر شدند. هر چه الياف توليدي ظريف تر باشند، خواص مطلوب تري از خود بروز مي دهند. به دليل همراستا بودن الياف در اين نمونه ، استحکام مکانيکي آن نيز افزايش يافت. يکي از مشکلات فرآيند توليد الياف نانو به روش الکتروريسندگي ، نبود يکنواختي در ميزان کشيدگي الياف است که با کنترل پارامترهاي تاثيرگذار مي توان اين مشکل را از ميان برداشت.
مطالعات انجام شده نشان مي دهد با توجه به امکانات و قابليت هاي موجود در کشور، دستيابي به دانش فني توليد اين مواد در مقياس صنعتي و نيمه صنعتي امکان پذير خواهد بود.

فيلترهايي از جنس نانو الياف

به گفته توکلي ، يکي ديگر از طرحهاي پژوهشي در اين زمينه کاربرد نانو الياف پليمري در فيلتراسيون هواست که پس از مطالعه متغيرهاي موثر بر فيلتراسيون هوا و براساس تجارب به دست آمده در فرآيند توليد نانوالياف ، عوامل مختلف انتخاب و بررسي شد. براي بررسي ارتباط ميان متغيرهاي فيلتر با متغيرهاي وابسته به آن لازم است تاثير متغيرهاي فوق را با استفاده از يک دستگاه آزمون بررسي کنيم.
بنابراين ، دستگاه آزمون فيلتر مناسبي در مقياس آزمايشگاهي براي نخستين بار در کشور طراحي و ساخته شد و سپس نمونه ها در شرايط معين مورد آزمايش قرار گرفتند. در اين طرح پژوهشي ، قابليت الياف نانو در فيلتراسيون با فيلترهاي متداول و مکانيزم عملکرد آنها مقايسه شد. آزمايش هاي گوناگون نشان داد الياف نانو از قابليت بسيار بالايي براي استفاده در فيلتراسيون برخوردارند و مي توانند به عنوان يک لايه مکمل به انواع فيلترها اضافه شوند. برخلاف فيلترهاي معمولي ، لايه الياف نانو توانايي فيلتراسيون ذرات در مقياس ميکرون را دارد که با استفاده از آن مي توان فيلترهاي ارزان قيمت و با کارايي بالا به دست آورد.
مکانيزم فيلتراسيون الياف نانو با الياف معمولي متفاوت است. همين ويژگي سبب گسترش محدوده کاربرد اين الياف در جوانب مختلف زندگي روزمره انسان ها شده است
به گفته ضرغام ، در اين پژوهش به کمک فرآيندهاي طراحي شده ، اثر پارامترهاي تاثيرگذار و مهم بررسي شد و چگونگي تنظيم آنها براي توليد محصولي قابل قبول مورد مطالعه قرار گرفت. از دستاوردهاي اين پژوهش مي توان به طراحي و ساخت تجهيزات الکتروريسندگي براي توليد الياف بي بافت و کاربرد اين الياف در ساخت فيلتراسيون هاي مورد استفاده در صنايع مختلف اشاره کرد.

نانو الياف در خدمت فناوري

ويژگي متمايز اين الياف سبب مي شود نانو الياف پلميري به عنوان مواد مناسبي در زمينه هاي مختلف صنعتي استفاده شوند که از آن جمله مي توان به کاربرد اين الياف در ساخت نانو کامپوزيت هاي پليمري ، صنايع فيلتراسيون ، نظامي و پزشکي اشاره کرد.
امروزه استفاده از الياف نانو براي ساخت لباسهاي محافظ در مقابل عوامل شيميايي و بيولوژيکي ، ساخت فيلترهايي با ويژگي هاي متفاوت و همچنين نانو کامپوزيت هاي پليمري به صورت کاربردي مطرح شده است. پيش بيني مي شود استفاده از اين الياف در فيلتراسيون تحول عظيمي را در اين بخش به وجود آورد.
به گفته توکلي ، اگر از يک فيلتر با کيفيت بالا در فرآيند فيلتراسيون هوا استفاده شود، ذرات تا مقياس 300 نانومتر در اين سطح محبوس خواهند شد و بازده اين فرآيند به 99.97 درصد ارتقاء خواهد يافت.
هر چند اندازه منافذ قرار گرفته روي اين گونه فيلترها کوچک و ضخامت فيلتر در محدوده اي است که اجزاي فوق العاده کوچک را نيز به دام مي اندازد؛ اما در اين نوع فيلتراسيون لازم است جريان هوا با فشار وارد شود. در غير اين صورت توانايي فيلتراسيون کاهش مي يابد و همانند يک فيلتر معمولي عمل مي کند.با استفاده از لايه نازکي از الياف نانو مي توان فرايند فيلتراسيون را در فشار هواي معمولي و جريان هواي کم با کيفيتي مشابه فيلترهايي از جنس الياف شيشه اي انجام داد.
به گفته ضرغام ، قطر الياف نانوي مورد استفاده در اين نوع فيلترها به کمتر از يک ميکرون مي رسد که همين امر باعث زياد شدن نسبت سطح به حجم ، کوچک شدن منافذ و در نهايت تخلخل بالا مي شود. اين فيلترها مي توانند با وجود کارايي بسيار بالا در فيلتراسيون ذرات ريز، افت فشار را نيز به حداقل برساند. اين ويژگي سبب افزايش کارايي فيلتر، کاهش افت فشار و افزايش طول عمر آن مي شود.
براي مثال ، نانو فيلترهاي مورد استفاده در صنايع خودروسازي سبب صرفه جويي در مصرف سوخت و انرژي ، سوختن کامل بنزين در موتور، کاهش آلودگي هوا و مشکلات زيست محيطي و کاهش هزينه ها مي شود. اين در حالي است که با ورود هواي تميز به داخل موتور اتومبيل ، بازده موتور افزايش و ورود ذرات آلوده به داخل موتور کاهش مي يابد.

آينده در تسخير نانو

انسان ها در معرض يک انقلاب اجتماعي قدرتمند و تسريع شده قرار گرفته اند که تا حدودي ناشي از توسعه نانو فناوري در زمينه هاي مختلف زندگي است. در آينده اي نه چندان دور، دانشمندان قادر به ساخت اولين آدم آهني در مقياس نانو مي شوند که حتي مي تواند همانندسازي کند و طي چند سال با توليد 5 ميليارد تريليون نانو روبات ، تقريبا تمامي فرآيندهاي صنعتي و نيروي کار کنوني از رده خارج خواهد شد. با اين تحول عظيم ، کالاهاي مصرفي به وفور يافت مي شود، در حالي که ارزان ، شيک و بادوام خواهد بود. دارو درماني جهشي سريع و کوانتومي را تجربه مي کند، سفرهاي فضايي مقرون به صرفه خواهد شد و به طور کلي سبک زندگي در جهان به صورت زيربنايي متحول شده و الگوهاي رفتاري انسان ها نيز بناچار تحت تاثير اين روند قرار خواهد گرفت.

فرانک فراهاني جم

کریمی که جهان پاینده دارد تواند حجتی را زنده دارد

دانلود پروژه و کارآموزی و کارافرینی

پنج شنبه 12 بهمن 1391 7:42 PM

mohamadaminsh

کاربر طلایی1

تاریخ عضویت : دی 1389

تعداد پست ها : 25772

محل سکونت : خوزستان

پاسخ به:فناوری نانو

آيا نانوتکنولوژي واقعي است؟

پيشگفتار
بحث بسيار مهمي اکنون در جمع محققين نانوتکنولوژي nanotechnology در جريان است. اين بحث به نام جدل درکسلر-اسماليDrexler-Smalley debate خوانده ميشود، و برروي موضوع اسمبلي مولوکوليmolecular assembly متمرکز است. اريک درکسلرEric Drexler بيست سال پيش نانوتکنولوژي را بنيانگذاري کرد، و رئيس هيئت مديره موسسه فورسايت است. ريچارد اسمالي از برندگان جايزه نوبل در شيمي و محقق نانوتکنولوژي در 10 سال گذشته بوده است، و بر روي امکانات کاربردي ننوتوب کربنيcarbon nanotubes کار کرده است.
جالب است که يکي از برجسته ترين نظريه پردازان عصر ما، که از شخصيت هاي دانش هوش مصنوعي است، يعني ري کورزويل Ray Kurzweil، اين جدل درکسلر-اسمالي را با دقت مورد خطاب قرار داده است. مقاله کورزويل شرح جز به جز تکنيکي اين جدل است، و او به شکل علمي نشان ميدهد که چرا مهم است که از ديدگاه درکسلر حمايت شود.
به نظر من، جدل درکسلر- اسمالي، اهميتي در فراسوي تعلقات عرصه هاي ويژه تحقيقاتي آن ها دارد، نظير بحث هاي مشابه 20 سال پيش در عرصه هوش مصنوعي، وقتيکه از سوئي مکارتيMcCarthy و مينسکيMinsky معتقد بودند هوش مصنوعي امکان پذير است، و از سوي ديگر، کساني نظير درايفوسDreyfus و سرلSearle، يا امکانAI را نفي ميکردند و يا آنرا خيلي ضعيف مي ديدند. من درباره منازعات هوش مصنوعي در جاي ديگر نوشته ام. بيست سال بعد يعني امروز، آشکار است که هوش مصنوعي امکان پذير است، اگرچه با هوش طبيعي يکي نيست، اما از بسياري جنبه ها، مثلأ براي کار کردن با مقادير زياد اطلاعات، از هوش طبيعي هم پرقدرت تر است. بنابراين واقعأ هوش مصنوعي است، و نه به مفهوم تحقير آميز کلمه. به همينگونه الماس مصنوعي ننوتک ميتواند يک آفرينش جديد باشد، حتي بهتر از اصل، چه از نظر زيبائي، چه از نظر دوام، و يا از لحاظ خواص ديگر.

آيا کشورهاي توسعه نيافته بايستي به اين موضوع فکر کنند؟
آنچه که در اين منازعات مهم است اين است که اگر مردم اين نظر را به پذيرند که خلق مجدد جهان غير ممکن است، آنچه که مخالفين نانوتکنولوژي تبليغ ميکنند، ممکن است که ما يک فرصت تاريخي را از دست بدهيم، فرصتي که ميتواند از انقلاب کامپيوتري 20 سال گذشته نيز مهمتر باشد. ممکن است به پرسيد که اين جدل چه اهميتي براي کشورهاي توسعه نيافته نظير ايران دارد، و اينکه چرا روشنفکران ايراني بايستي اصلأ نگران اين موضوع بوده و در اين رابطه به خود زحمت دهند؟ همانگونه که سالها پيش، براي بسيارنياز ورود به منازعات هوش مصنوعي و جامعه فراصنعتي مايه شگفتي بود، وقتي که حتي جامعه صنعتي نيز به سختي در ايران توسعه يافته است. اما امروز، همه به اهميت کامپيوتر، اينترنت و اقتصاد گلوبال براي ايران اذعان دارند، و اينکه چرا موضوعاتي نظير ملحق شدن به سازمان جهاني تجارتWTO اهميت بسيار زيادي براي ايران حال و اينده ايران دارد، وحتي بسياري از روشنفکران ايران هم اکنون در اين تلاش ها فعال هستند.
به همينگونه نانوتکنولوژي ميتواند مهمترين تکنولوژي اي باشد که حتي سلول هاي سوختيfuel cells تازه خلق کند، و به عصر نفت پايان دهد، و نه تنها بر اقتصاد کشورهاي توليد کننده نفت نظير ايران، تأثير جدي بگذارد، بلکه کل توليد صنعتي در سطح جهاني، که بر توليد انرژي استوار است را دگرگون کند، و تأثير جدي بر فقر و ثروت در هر نقطه جهان بگذارد.و هيچ دليلي ندارد که دانشمندان کشوري نظير ايران در توسعه نانوتکنولوژي شرکت نکنند، وقتيکه اين تکنولوژي نه تنها برروي کشورهاي توسعه يافته، بلکه برروي بازده توليد جهاني در فراسوي يک مقياس بزرگ order of magnitude تأثير گذار است.آنجه در بالا ذکر کردم دليل آن است که چرا بنظر من، دنبال کردن جدل درکسلر-اسمالي، براي روشنفکران ايران مهم است.
اسمبلي مولوکوليMolecular Assembly چيست؟
اولين بروسه هاي توليدي مانوفاکتور در پايان قرون وسطي در اروپاي اواخر سالهاي 1500 شکل گرفتند. اين توليد عبارت بود از ساختن اشيأ از مواد اوليه با دست يا با ماشين آلات به طور سيستماتيک همراه تقسيم کار. سپس اختراع ماشين بخار در قرن هجدهم، ماشين آلات متحرک را بوجود اورد، که با نيروي مهار شده توسط اين موتور ها به حرکت در ميآمدند. مانوفاکتور به کارخانه توسعه يافت، و بدينگونه سيماي کره زمين طي دويست سال بعد از آن، کاملأ دگرگون شد.
امروز نانوتکنولوژي درباره اسمبلي مولوکولي است، که نوع مينياتوري مانوفاکتور است، و ميتواند اساسأ دنيا را از نوبيآفريند، آنهم با بازدهي بهتر، و نتيجه آن نه تنها ميتواند به وابستگي به مواد خام طبيعي پايان دهد، بلکه ممکن است توسعه صنعتي را کامل کند. آنگونه که دنيل بل بخوبي نشان داده، جامعه صنعتي اساسأ عصر انرژي تمدن بشر بود، توليدي با ماشين آلات متحرک که از انرژي مهار شده استفاده ميکردند.
در نتيجه نانوتکنولوژي ميتواند بطور موفقيت آميزي مابقي توليد کشاورزي و صنعتي را کامل کند، و نه تنها از طريق حل مسأله انرژي، بلکه همچنين، از طريق افزودن هوش به موضوعات اين تمدن هاي بشري. به طور خلاصه ميتواند به تمام فعاليت هاي توليدي که در شيوه هاي توليد ماقبل صنعتي هستند کمک کند که به توليد هوشمند فراصنعتي برسند، هم آنگونه که برنامه هاي کامپيوتري هوشمند در توليدات تکنولوژي نوينhigh tech امروز به کار برده ميشوند. يعني پس از توسعه ننوتک، اينگونه توليدات هوشمند براي همه فعاليت هاي توليدي به کار خواهند رفت.
عبارات زير آنگونه ايست که کورزويل استفاده از هوش را در ننوتک توضيح ميدهد، با استفاده از اصطلاح نرم افزار به معني وسيع کلمه:
“هرچند پيکربندي هايconfigurations بسياري پيشنهاد شده، يک اسمبلر نوعيtypical assembler، به صورت يک واحد روي ميزي توصيف شده، که ميتواند هر محصولي که از نظر فيزيکي ممکن، و ما برايش توصيف ترم افزاري داشته باشيم را، توليد کند. محصولات ميتوانند از کامپيوتر باشند تا لباس، آثار هنري باشند تا غذاي پخته شده. محصولات بزرگتر، نظير اثاثيه، ماشين، و حتي خانه نيز ميتوانند به صورت قايسيmodular ساخته شوند، يا از طريق ساختن اسمبلرهاي بزرگتر. آنچه که از اهميت ويژه برخوردار است اسمبلري است که که ميتواند کپي خود را خلق کند. هزينه افزوده براي ساختن هر محصول فيزيکي، که شامل هزينه خود اسمبلر هم ميشود، چند پنيpennies براي هر پوند خواهد بود، اساسأ قيمت مواد خام آن. البته هزينه واقعي در ارزش اطلاعاتي خواهد بود که هر محصول را توصيف ميکند ، يعني نرم افزاري که پروسه اسمبلي را کنترل ميکند. در نتيجه هر چيز با ارزش در جهان، از جمله خود اشيأ فيزيکي، اساسأ از اطلاعات تشکيل ميشوند. ما ازامروز از چنين شرايطي چندان دور نيستيم، چرا که “محتوي اطلاعاتي” محصولات بطور سريعي به خط مجانب صد درصد ارزش آنها مماس ميشود.” ري کورز.يل-جدل درکسلر-اسمالي درباره اسمبلر مولوکولي، 3 دسامبر، 2003]
عبارات بالا بيان اصل آنچيزي است که در پاراديم ننوتک براي دنيا اهميت دارد. اگر نيوتون قوانين حرکت را توصيف کرد، و در پي آن، لاپلاس بحث ميکرد که اگر شرايط اوليه جهان را داشته باشيم، با دانش قوانين نيوتون، ميتوان جهان در هر لحظه را پيش بيني کرد، ما نيز در اينجا شاهد آنيم که علم در 300 سال گذشته توصيف ساختمان اشيأ را انجام داده، و آن به اين معني است که ميشود، آنگونه که در همانجا کورزويل از سخنراني تاريخي 1959 فيزيک دان معروف فينمنFeynman نقل ميکند، در نهايت تمام طبيعت را مصنوعأ از نو “اتم به اتم” ساخت.
چرا نوآفريني مصنوعي مهم است؟
چه اهميتي دارد که ما آب را از دو اتم هيدرژن و يک اتم اکسيژن بسازيم؟ براي آنکه اگر مولکولهاي آب را اينگونه بسازيم، شبيه يک اسمبلي توليدي است، و ميتواند تريليون و تريليون بار ساخته شود، يعني انگونه که فينمنFeyman اشاره ميکند، اشيأ اتم به اتم ميتوانند “مانور” داده شوند، و مواد در نتيجه ميتوانند کارآراتر شوند، و با خواص دلخواه توليد شوند. بيشتر آنکه در مواردي که کمبود يا خطرات مخيط زيستي وجود دارد، مثلأ مورد نفت در دنياي کنوني، که وابستگي به سوخت فسيل از نظر محيط زيستي کشنده است، ننوتک ميتواند يک الترناتيو پاکيزه در مقياس اقتصادي موثر، ارائه کند.
همچنين اينگونه پروسه هاي مصنوعي ننوتک ميتوانند بسياري از اشتباهات که در پروسه هاي طبيعي هستند را اجتناب کنند، همانگونه که کامپيوتر در مقايسه با انسان، براي پروسه کردن مقاديرزياد اطلاعات، کمتر اشتباه ميکند. اين موضوع در پروسه هاي بيولوژيک مهم است، زمانيکه امراضي نظير سرطان نتيجه اشتباهات در عملکرد سلولها در پروسه هاي طبيعي هستند.آيا تمام اين پيشرفت ها ميتوانند خطرات و مسائلي را هم باعث شوند؟ البته! کورزويل مثال خوبي از شبکه هاي کامپيوتري و ويروس ها ميزند که از طريق اين شبکه ها پخش ميشوند، و اشاره ميکند که ما امروز حاضر نيستيم کامپيوتر و اينترنت را به خاطر ويروس به دور بريزيم ، و به جاي بازگشت به عقب، ما دفاع در برابر ويروس را بوجود مياوريم.
البته مسدله اصلي منقديني نظير اسمالي خطرات نيستند. خطراتي نظير مسائل مکانيسم هاي خود سازself-replicating. چرا که همانگونه که همه ميدانيم خود سيستمهاي خودسازطبيعت، نظير سلولهاي انسان، مسأله کپي هاي غلط را به کرات نشان ميدهند، که دليل امراضي نظير سرطان است. و نه تنهاسرطان، بلکه تمام پروسه سالخوردگي و امراضي نظير الزايمرAlzheimers نتيجه اشتباهات سلولهاي خود ساز طبيعت هستند. بنابراين کنترل در سيستمهاي خود ساز مصنوعي ميتوانند حتي براي حل اينگونه مسائل هم به کار روند.
به عبارت ديگر، خطرات بالا موضوع اصلي منقديني نظير اسمالي نيست. اصل بحث آنها همانند درايفوسDreyfus و بحثهاي شطرنج وي، در زمان آغازغرصه دانش هوش مصنوعيAI، است، يعني آنها بحث ميکنند که اسمبلر مولوکولي غير ممکن است، با اشاره به موضوعاتي نظير انگشتان چاق در ننوتک، که اساسأ معني اش اين است که دست روباطي که براي وصل کردن اتمها بکار ميرود، وقتي به اندازه هاي کوانتومي تزديک شويم، بخاطر تأثيرات کوانتومي عدم تعين، نميتواند آزادانه حرکت کند. اما همانگونه که کورزويل به نحو احسنت نشان ميدهد، اندازه هاي ننوتک به مراتب از اندازه هاي کوانتومي که در انها اين عدم تعين ها معني ميدهند، بزرگتر هستند، و حتي اگر چنين فاکتورهائي هم وارد شوند، و مشکل ايجاد کنند، آنها مسائلي براي حل کردن هستند، و نه براي دلسرد شدن از امکان ننوتک.
نتيجه گيري
اساسأ دانشمندان در 300 سال گذشته، دنيا را با فرمولهاي مختلف توصيف کرده اند، و اگر ژنتيک يکي از علومي بوده است که از دانش براي نوآفريني بخشي از واقعيت طبيعي با کنترل قادر شده است، ننوتک ميتواند همه جهان را از نو به شکل هوشمندانه خلق کند، و ميتواند محيطي براي ابزارهاي هوشمند خلق کند که در ارتباط متقابل موثر با دنياي فيزيکي قرار گيرند، و طبيعت را به واقعيت ثروت زا براي نسل بشر مبدل کنند، و در عين حال به ما کمک کنند که به فراسوي محدوديت هاي بيولوژيک خود برويم، و با مسائلي نظير سرطان به طور موثر دست و پنجه نرم کنيم. در اين عرصه فرصت هاي بسياري براي بشريت نهفته است، و ترک اين عرصه دانش ميتواند به هر ملت و کل جهان لطمه زده و توسعه جامعه قراصنعتي در سطح جهاني را کند کند.به طور خلاصه، نانوتکنولوژي به تاثير ابزار هوشمند برروي زندگي بشر و جهان گره خورده،و مشترکأ پتانسيل هاي عظيم فراروي بشريت و جهان را ترسيم ميکنند.

نويسنده: سام قندچي

کریمی که جهان پاینده دارد تواند حجتی را زنده دارد

دانلود پروژه و کارآموزی و کارافرینی

پنج شنبه 12 بهمن 1391 7:42 PM

mohamadaminsh

کاربر طلایی1

تاریخ عضویت : دی 1389

تعداد پست ها : 25772

محل سکونت : خوزستان

پاسخ به:فناوری نانو

کاربرد نانو تکنولوژی در پزشکی

یك باكتری مغناطیسی می تواند در امتداد میدان مغناطیسی زمین قرار گیرد و مطابق با آن بالا یا پایین برود تا مقصد مورد نظرش را پیدا كند.
در سال ۱۹۶۶ فیلمی تخیلی با عنوان «سفر دریایی شگفت انگیز» اهالی سینما را به دیدن نمایشی جسورانه از كاربرد نانوتكنولوژی در پزشكی میهمان كرد. گروهی از پزشكان جسور و زیردریایی پیشرفته شان با شیوه ای اسرارآمیز به قدری كوچك شدند كه می توانستند در جریان خون بیمار سیر كنند و لخته خونی را در مغزش از بین ببرند كه زندگی او را تهدید می كرد.
با گذشت ۳۶ سال از آن زمان، برای ساختن وسایل پیچیده حتی در مقیاس های كوچك تر گام های بلندی برداشته شده است. این امر باعث شده برخی افراد باور كنند كه چنین دخالت هایی در پزشكی امكان پذیر است و روبات های بسیار ریز قادر خواهند بود در رگ های هر كسی سفر كنند.
همه جانداران از سلول های ریزی تشكیل شده اند كه خود آنها نیز از واحدهای ساختمانی كوچك تر در حد نانومتر (یك میلیاردم متر) نظیر پروتئین ها، لیپیدها و اسیدهای نوكلئیك تشكیل شده اند. از این رو، شاید بتوان گفت كه نانوتكنولوژی به نحوی در عرصه های مختلف زیست شناسی حضور دارد. اما اصطلاح قراردادی «نانوتكنولوژی» به طور معمول برای تركیبات مصنوعی استفاده می شود كه از نیمه رساناها، فلزات، پلاستیك ها یا شیشه ساخته شده اند. نانوتكنولوژی از ساختارهایی غیرآلی بهره می گیرد كه از بلورهای بسیار ریزی در حد نانومتر تشكیل شده اند و كاربردهای وسیعی در زمینه تحقیقات پزشكی، رساندن داروها به سلول ها، تشخیص بیماری ها و شاید هم درمان آنها پیدا كرده اند.
در برخی محافل نگرانی های شدیدی در مورد جنبه منفی این فناوری به وجود آمده است؛ آیا این نانوماشین ها نمی توانند از كنترل خارج شده و كل جهان زنده را نابود كنند؟
با وجود این به نظر می رسد فواید این فناوری بیش از آن چیزی باشد كه تصور می رود. برای مثال، می توان با بهره گیری از نانوتكنولوژی وسایل آزمایشگاهی جدیدی ساخت و از آنها در كشف داروهای جدید و تشخیص ژن های فعال تحت شرایط گوناگون در سلول ها، استفاده كرد. به علاوه، نانوابزارها می توانند در تشخیص سریع بیماری ها و نقص های ژنتیكی نقش ایفا كنند.
طبیعت نمونه زیبایی از سودمندی بلورهای غیرآلی را در دنیای جانداران ارائه می كند. باكتری های مغناطیسی، جاندارانی هستند كه تحت تاثیر میدان مغناطیسی زمین قرار می گیرند. این باكتری ها فقط در عمق خاصی از آب یا گل ولای كف آن رشد می كنند. اكسیژن در بالای این عمق بیش از حد مورد نیاز و در پایین آن بیش از حد كم است.
باكتری ای كه از این سطح خارج می شود باید توانایی شنا كردن و برگشت به این سطح را داشته باشد. از این رو، این باكتری ها مانند بسیاری از خویشاوندان خود برای جابه جا شدن از یك دم شلاق مانند استفاده می كنند. درون این باكتری ها زنجیره ای با حدود ۲۰ بلور مغناطیسی وجود دارد كه هر كدام بین ۳۵ تا ۱۲۰ نانومتر قطر دارند. این بلورها در مجموع یك قطب نمای كوچك را تشكیل می دهند. یك باكتری مغناطیسی می تواند در امتداد میدان مغناطیسی زمین قرار گیرد و مطابق با آن بالا یا پایین برود تا مقصد مورد نظرش را پیدا كند.
این قطب نما اعجاز مهندسی طبیعت در مقیاس نانو است. اندازه بلورها نیز مهم است. هر چه ذره مغناطیسی بزرگ تر باشد، خاصیت مغناطیسی اش مدت بیشتری حفظ می شود. اما اگر این ذره بیش از حد بزرگ شود خود به خود به دو بخش مغناطیسی مجزا تقسیم می شود كه خاصیت مغناطیسی آنها در جهت عكس یكدیگرند. چنین بلوری خاصیت مغناطیسی كمی دارد و نمی تواند عقربه كارآمدی برای قطب نما باشد. باكتری های مغناطیسی قطب نماهای خود را فقط از بلورهایی با اندازه مناسب می سازند تا از آنها برای بقای خود استفاده كنند.
جالب است كه وقتی انسان برای ذخیره اطلاعات روی دیسك سخت محیط هایی را طراحی می كند دقیقاً از این راهكار باكتری ها پیروی می كند و از بلورهای مغناطیسی در حد نانو و با اندازه ای مناسب استفاده می كند تا هم پایدار باشند و هم كارآمد.
محققان در تلاش هستند تا از ذرات مغناطیسی در مقیاس نانو برای تشخیص عوامل بیماری زا استفاده كنند. روش این محققان نیز مانند بسیاری از مهارت هایی كه امروزه به كار می رود به آنتی بادی های مناسبی نیاز دارد كه به این عوامل متصل می شوند. ذرات مغناطیسی مانند برچسب به مولكول های آنتی بادی متصل می شوند. اگر در یك نمونه، عامل بیماری زای خاصی مانند ویروس مولد ایدز مد نظر باشد، آنتی بادی های ویژه این ویروس كه خود به ذرات مغناطیسی متصل هستند به آنها می چسبند.
برای جدا كردن آنتی بادی های متصل نشده، نمونه را شست وشو می دهند. اگر ویروس ایدز در نمونه وجود داشته باشد، ذرات مغناطیسی آنتی بادی های متصل شده به ویروس، میدان های مغناطیسی تولید می كنند كه توسط دستگاه حساسی تشخیص داده می شود. حساسیت این مهارت آزمایشگاهی از روش های استاندارد موجود بهتر است و به زودی اصلاحات پیش بینی شده، حساسیت را تا چند صد برابر تقویت خواهد كرد.
دنیای پیشرفته الكترونیك پر از مواد پخش كننده نور است. برای نمونه هر CDخوان، CD را با استفاده از نوری می خواند كه از یك دیود لیزری می آید. این دیود از یك نیمه رسانای غیرآلی ساخته شده است. هر تصویر، قسمت كوچكی از یك CD به اندازه یك مولكول پروتئین (در حد نانومتر) را می كند. در نتیجه این عمل یك نانو بلور نیمه رسانا یا به اصطلاح تجاری یك «نقطه كوانتومی» ایجاد می شود.
فیزیكدانانی كه برای اولین بار در دهه ۱۹۶۰ نقاط كوانتومی را مطالعه می كردند معتقد بودند كه این نقاط در ساخت وسایل الكترونیكی جدید و وسایل دید استفاده خواهند شد. تعداد انگشت شماری از این محققان ابراز می كردند كه از این یافته ها می توان برای تشخیص بیماری یا كشف داروهای جدید كمك گرفت و هیچ كدام از آنان حتی در خواب هم نمی دیدند كه اولین كاربردهای نقاط كوانتومی در زیست شناسی و پزشكی باشد.
نقاط كوانتومی قابلیت های زیادی دارند و در موارد مختلفی مورد استفاده قرار می گیرند. یكی از كاربردهای این نقاط نیمه رسانا در تشخیص تركیبات ژنتیكی نمونه های زیستی است. اخیراً برخی محققان روش مبتكرانه ای را به كار بردند تا وجود یك توالی ژنتیكی خاص را در یك نمونه تشخیص دهند. آنان در طرح خود از ذرات طلای ۱۳ نانومتری استفاده كردند كه با DNA (ماده ژنتیكی) تزئین شده بود. این محققان در روش ابتكاری خود از دو دسته ذره طلا استفاده كردند. یك دسته، حامل DNA بود كه به نصف توالی هدف متصل می شد و DNA متصل به دسته دیگر به نصف دیگر آن متصل می شد. DNA هدفی كه توالی آن كامل باشد به راحتی به هر دو نوع ذره متصل می شود و به این ترتیب دو ذره به یكدیگر مربوط می شوند.
از آنجا كه به هر ذره چندین DNA متصل است، ذرات حامل DNA هدف می توانند چندین ذره را به یكدیگر بچسبانند. وقتی این ذرات طلا تجمع می یابند خصوصیاتی كه باعث تشخیص آنها می شود به مقدار چشم گیری تغییر می كند و رنگ نمونه از قرمز به آبی تبدیل می شود. چون كه نتیجه این آزمایش بدون هیچ وسیله ای قابل مشاهده است می توان آن را برای آزمایش DNA در خانه نیز به كار برد.
هیچ بحثی از نانوتكنولوژی بدون توجه به یكی از ظریف ترین وسایل در علوم امروزی یعنی میكروسكوپ اتمی كامل نمی شود. روش این وسیله برای جست وجوی مواد مانند گرامافون است. گرامافون، سوزن نوك تیزی دارد كه با كشیده شدن آن روی یك صفحه، شیارهای روی آن خوانده می شود. سوزن میكروسكوپ اتمی بسیار ظریف تر از سوزن گرامافون است به نحوی كه می تواند ساختارهای بسیار كوچك تر را حس كند. متاسفانه، ساختن سوزن هایی كه هم ظریف باشند و هم محكم، بسیار مشكل است.
محققان با استفاده از نانو لوله های باریك از جنس كربن كه به نوك میكروسكوپ متصل می شود این مشكل را حل كردند. با این كار امكان ردیابی نمونه هایی با اندازه فقط چند نانومتر فراهم شد. به این ترتیب، برای كشف مولكول های زنده پیچیده و برهم كنش هایشان وسیله ای با قدرت تفكیك بسیار بالا در اختیار محققان قرار گرفت.
این مثال و مثال های قبل نشان می دهند كه ارتباط بین نانوتكنولوژی و پزشكی اغلب غیرمستقیم است به نحوی كه بسیاری از كارهای انجام شده، در زمینه ساخت یا بهبود ابزارهای تحقیقاتی یا كمك به كارهای تشخیصی است. اما در برخی موارد، نانوتكنولوژی می تواند در درمان بیماری ها نیز مفید باشد. برای مثال می توان داروها را درون بسته هایی در حد نانومتر قرار داد و آزاد شدن آنها را با روش های پیچیده تحت كنترل در آورد. یكی از نانوساختارهایی كه برای ارسال دارو یا مولكول هایی مانند DNA به بافت های هدف ساخته شده، «دندریمر»ها هستند. این مولكول های آلی مصنوعی با ساختارهای پیچیده برای اولین بار توسط «دونالد تومالیا» ساخته شدند.
اگر شاخه های درختی را در یك توپ اسفنجی فرو ببرید به نحوی كه در جهت های مختلف قرار گیرند می توان شكلی شبیه یك مولكول دندریمر را ایجاد كرد. دندریمرها مولكول هایی كروی و شاخه شاخه هستند كه اندازه ای در حدود یك مولكول پروتئین دارند. دندریمرها مانند درختان پرشاخه و برگ دارای فضاهای خالی هستند، یعنی تعداد زیادی حفرات سطحی دارند.
دندریمرها را می توان طوری ساخت كه فضاهایی با اندازه های مختلف داشته باشند. این فضاها فقط برای نگه داشتن عوامل درمانی هستند. دندریمرها بسیار انعطاف پذیر و قابل تنظیم اند. همچنین آنها را می توان طوری ساخت كه فقط در حضور مولكول های محرك مناسب، خود به خود باد كنند و محتویات خود را بیرون بریزند. این قابلیت اجازه می دهد تا دندریمرهای اختصاصی بسازیم تا بار دارویی خود را فقط در بافت ها یا اندام هایی آزاد كنند كه نیاز به درمان دارند. دندریمرها می توانند برای انتقال DNA به سلول ها جهت ژن درمانی نیز ساخته شوند. این شیوه نسبت به روش اصلی ژن درمانی یعنی استفاده از ویروس های تغییر ژنتیكی یافته بسیار ایمن تر هستند.
همچنین محققان ذراتی به نام نانوپوسته ساخته اند كه از جنس شیشه پوشیده شده با طلا هستند. این نانوپوسته ها می توانند به صورتی ساخته شوند تا طول موج خاصی را جذب كنند. اما از آنجا كه طول موج های مادون قرمز به راحتی تا چند سانتی متر از بافت نفوذ می كنند، نانوپوسته هایی كه انرژی نورانی را در نزدیكی این طول موج جذب می كنند بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. بنابراین، نانوپوسته هایی كه به بدن تزریق می شوند می توانند از بیرون با استفاده از منبع مادون قرمز قوی گرما داده شوند. چنین نانوپوسته هایی را می توان به كپسول هایی از جنس پلیمر حساس به گرما متصل كرد. این كپسول ها محتویات خود را فقط زمانی آزاد می كنند كه گرمای نانوپوسته متصل به آن باعث تغییر شكلش شود.
یكی از كاربردهای شگرف این نانوپوسته ها در درمان سرطان است. می توان نانوپوسته های پوشیده شده با طلا را به آنتی بادی هایی متصل كرد كه به طور اختصاصی به سلول های سرطانی متصل می شوند. از لحاظ نظری اگر نانوپوسته ها به مقدار كافی گرم شوند می توانند فقط سلول های سرطانی را از بین ببرند و به بافت های سالم آسیب نرسانند. البته مشكل است بدانیم آیا نانوپوسته ها در نهایت به تعهد خود عمل می كنند یا نه. این موضوع برای هزاران وسیله ریز دیگری نیز مطرح است كه برای كاربرد در پزشكی ساخته شده اند.
محققان از نانوتكنولوژی در ساخت پایه های مصنوعی برای ایجاد بافت ها و اندام های مختلف نیز استفاده كرده اند. محققی به نام «ساموئل استوپ» روش نوینی ابداع كرده است كه در آن سلول های استخوانی را روی یك پایه مصنوعی رشد می دهد. این محقق از مولكول های مصنوعی استفاده كرده است كه با رشته هایی تركیب می شوند كه این رشته ها برای چسباندن به سلول های استخوانی تمایل بالایی دارند. این پایه های مصنوعی می توانند فعالیت سلول ها را هدایت كنند و حتی می توانند رشد آنها را كنترل كنند. محققان امیدوارند سرانجام بتوانند روش هایی بیابند تا نه فقط استخوان، غضروف و پوست بلكه اندام های پیچیده تر را با استفاده از پایه های مصنوعی بازسازی كنند.
به نظر می رسد برخی از اهدافی كه امروزه در حال تحقق هستند در آینده ای نزدیك توسط پزشكان به كار گرفته شوند. جایگزینی قلب، كلیه یا كبد با استفاده از پایه های مصنوعی شاید با فناوری كه در فیلم سفر دریایی شگفت انگیز نشان داده شد، متناسب نباشد اما این تصور كه چنین درمان هایی در آینده ای نه چندان دور به واقعیت بپیوندند بسیار هیجان انگیز است. حتی هیجان انگیزتر اینكه امید است محققان بتوانند با تقلید از فرآیندهای طبیعی زیست شناختی، واحدهایی در مقیاس نانو تولید كنند و از آنها در ساخت ساختارهای بزرگ تر بهره گیرند. چنین ساختارهایی در نهایت می توانند برای ترمیم بافت های آسیب دیده و درمان بسیاری از بیماری ها به كار روند.

کریمی که جهان پاینده دارد تواند حجتی را زنده دارد

دانلود پروژه و کارآموزی و کارافرینی

پنج شنبه 12 بهمن 1391 7:42 PM

mohamadaminsh

کاربر طلایی1

تاریخ عضویت : دی 1389

تعداد پست ها : 25772

محل سکونت : خوزستان

پاسخ به:فناوری نانو

افزايش كاربرد نانومواد در محصولات بهداشتي بر اساس گزارش جمعيت دوستداران زمين برخي از شركت هاي بزرگ توليد كننده فرآورده هاي آرايشي مانند L'Oreal، Revlon و Estee Lauder در فرآورده هاي خود از موادي در مقياس نانو استفاده مي كنند. اين در حالي است كه شواهد موجود مبني بر سميت ناشي از كاربرد نانومواد در انسان رو به افزايش است.
گزارش مذكور كه تحت عنوان ‹‹ نانومواد، ضد آفتاب ها و فرآورده هاي آرايشي: مواد جانبي كوچك، خطرهاي بزرگ›› مي باشد بطور دقيق كاربرد گسترده نانومواد را كه بتازگي توسعه يافته اند و اثرات آنها بخوبي شناخته شده نيست در بيش از 116 فرآورده ضد آفتاب، آرايشي و بهداشتي كه در حال حاضر در بازار موجود مي باشند، ذكر نموده است. اين گزارش يادآور مي شود كه مواد مذكور علي رغم عدم ارزيابي دقيق در خصوص عوارض سمي آنها و فقدان قوانين و ضوابط لازم در حال استفاده هستند. در اين گزارش همچنين به رشد تحقيقات علمي نشان دهنده خطرات ناشي از مصرف نانوذرات براي مصرف كنندگان، كارگران و محيط زيست اشاره شده است.
Lisa Archer، مسئول بخش بهداشت و محيط زيست جمعيت دوستداران زمين، مي گويد: ‹‹ نانوذرات مهندسي شده عملا در بسياري از فرآورده هاي بهداشتي مانند كرم هاي ضد آفتاب و ضد چروك و خميردندان هاي موجود در بازار مورد استفاده قرار مي گيرند، در حالي كه شواهد علمي به دست آمده در تحقيقات اوليه نشان دهنده سمي بودن بسياري از انواع نانوذرات براي سلامت بشر است. شركت هاي توليد كننده اين فرآورده ها بايد تا زمان قطعي شدن سلامت كاربرد اين مواد و اطمينان كامل از عدم سميت آنها در انسان از كاربرد آنها در فرآورده هاي خود اجتناب نمايند. اين شركت ها حق ندارند با مشتريان خود همانند خوكچه هاي هندي آزمايشگاهي برخورد نمايند››.
فناوري نانو با دستكاري و تغيير مواد و توليد ساختارها يا سامانه هايي در مقياس اتم ها و ملكول ها سروكار دارد. يك نانومتر يك ميليارد بار كوچك تر از يك متر است. به عنوان مقايسه مي توان گفت يك ملكول DNA بطور تقريبي حدود 5/2 نانومتر ، يك سلول قرمز خون 7000 نانومتر و پهناي يك موي انسان به بزرگي 80000 نانومتر است. اطلاعات منتشره در نشريات سم شناسي نشان دهنده سميت و احتمال بروز خطر بيشتر نانوذرات در مقايسه با ذرات درشت تر مي باشد.
شركت هاي توليد كننده فرآورده هاي آرايشي در تركيب فرآورده هاي خود از اكسيدهاي فلزي و كره هاي كربني تحت عنوان ‹‹ فلورن ها›› و ‹‹ نانوكپسول ها›› در مقياس نانو به منظور افزايش نفوذ آنها در لايه هاي عمقي تر پوست استفاده مي كنند. جمعيت دوستداران زمين معتقد است كه در بررسي خود تنها نمونه هاي اندكي از فرآورده هاي آرايشي و بهداشتي حاوي نانوذرات مهندسي شده را تحت بررسي قرار داده است. فلورن هاي كربني كه در برخي از كرم هاي صورت و مرطوب كننده ها مورد استفاده مي باشند از خاصيت ضد باكتري برخوردارند. اثر تخريبي اين مواد در مغز ماهي گزارش شده است. حتي مواجه با مقادير كم فلورن ها موجب آسيب سلول هاي كبد انسان مي گردد.
نشان داده شده است كه نانوذرات اكسيد تيتانيوم و اكسيد روي، كه در فرمولاسيون بسياري ازفرآورده هاي ضد آفتاب و آرايشي و بهداشتي به كار رفته اند، در برابر نور UV با توليد راديكال هاي آزاد موجب آسيب DNA در سلول هاي پوست مي شوند.
نكته حائز توجه اين است كه نانومواد در هيچ صنعتي همانند صنعت آرايشي و بهداشتي در فرآورده هاي مورد مصرف روزمره نفوذ ننموده اند. كاربرد نانومواد در فرآورده هايي همچون شامپوها، حالت دهنده ها، لوسيون ها و خمير دندان ها با توجه به مصرف روزانه آنها و با در نظر گرفتن تماس مستقيم آنها با پوست خطر جدي براي سلامت بشر مي باشد. اين مواد ممكن است استنشاق شوند و يا اين كه بلعيده شوند. نانوذرات به دليل كوچكي بيش از حد ممكن است خيلي سريع تر از ذرات معمولي وارد بدن انسان شوند، از غشاء هاي بيولوژيك عبور نمايند و به
ارگان ها، بافت ها و سلول ها دسترسي يابند. در حالي كه مقامات رسمي هنوز در خصوص امكان عبور نانومواد از پوست سالم اطلاع كافي ندارند، مطالعات نشان مي دهد كه پوست زخمي و بريده شده به دليل فقدان عمل موثر سد كنندگي پوست قادر به ممانعت از عبور ذراتي تا ابعاد 7000 نانومتر به درون بدن نمي باشد. به عبارت ديگر، مي توان گفت وجود آكنه، اكزما و يا زخم هاي ناشي از تراشيدن پوست ممكن است امكان عبور نانوذرات به درون بدن را ميسر سازند. صرفنظر از نكات فوق، بسياري از فرآورده هاي آرايشي و بهداشتي در فرمولاسيون خود حاوي مواد افزايش دهنده جذب مي باشند كه وجود آنها مي تواند احتمال نفوذ نانومواد در بافت پوست و ورود آنها به درون جريان خون سيستميك را افزايش دهد.
مجمع سلطنتي انگلستان، يكي از قديمي ترين و وزين ترين جوامع علمي دنيا، در گزارش سال 2004 خود توصيه نمود كه: ‹‹مواد در قالب نانوذرات قبل از استفاده در فرآورده ها بايد توسط مراكز قانوني و علمي مربوطه مورد ارزيابي كامل قرار گرفته و سلامت آنها براي بشر بطور كامل محرض شود››. اما علي رغم اين اخطار، شركت هاي توليد كننده در استفاده از نانو مواد در فرآورده هاي خود تعجيل بسيار نموده اند. با وجود گذشت دو سال از گزارش مجمع سلطنتي، قوانين مرتبط با كاربرد نانومواد در فرآورده هاي مورد استفاده در انسان هنوز صادر نشده اند. قوانيني كه رعايت آنها از بروز آسيب به جمعيت مصرف كننده، كارگران مشغول در بخش توليد و همچنين محيط زيست جلوگيري نمايد. جمعيت دوستداران زمين توصيه مي نمايد كه ضمن خارج نمودن فرآورده هاي بهداشتي حاوي نانوذرات مهندسي شده از بازار و جلوگيري از ورود بيشتر اين فرآورده ها به بازار مصرف، يك مهلت قانوني در نظر گرفته شود تا مطالعات لازم در خصوص سميت نانوذرات به كار رفته توسط سازمان ها و مراكز تحقيقاتي غير وابسته انجام گرفته و نتايج آنها در اختيار عموم مردم قرار گيرد. اين جمعيت همچنين خواستار وضع قوانين مناسبي براي محافظت عموم مردم، كاركنان مشغول در كارخانجات توليد فرآورده هاي مذكور و محيط زيست بشر است. جمعيت دوستداران زمين صداي ايالات متحده از يك شبكه بين المللي و با نفوذ متشكل از گروه هاي مختلف محلي از 70 كشور دنياست كه در سال 1969 توسط ديويد براور بنيان نهاده شده است.

تهيه كننده : دكتر كامبيز گيلاني

کریمی که جهان پاینده دارد تواند حجتی را زنده دارد

دانلود پروژه و کارآموزی و کارافرینی

پنج شنبه 12 بهمن 1391 7:42 PM

mohamadaminsh

کاربر طلایی1

تاریخ عضویت : دی 1389

تعداد پست ها : 25772

محل سکونت : خوزستان

پاسخ به:فناوری نانو

جهان ریاضیات در فضای نانو علوم نانو و فناوری نانو بیانگر رهگذری به سوی دنیایی جدید هستند. سفر به اعماق سرزمین اتمها و مولکولها نوید دهندة اثراث اجتماعی شگفت‌انگیزی است: در علوم بنیادین، در فناوریهای نو، در طراحی مهندسی و تولیدات، در پزشکی و سلامت و در آموزش .
پیش‌بینی‌های گسترده در حوزه کشفیات جدید، چالشها، درک مفاهیم، حتی هنوز فرم و محتوای موضوع، مه‌آلود و اسرارآمیز است. این مقاله می‌کوشد تا چالشهای دنیای ریاضیات را در مواجهه با دنیای شگفت‌انگیز نانو بررسی کند. به عبارت دیگر، ریاضیات در معماری پازل نانو چه نقشی خواهد داشت ؟
همگان بر این نکته توافق دارند که پیشرفتهای بزرگ، مستلزم تعامل میان مهندسان، ژنتیست‌ها، شیمیدانان، فیزیکدانان، داروسازان، ریاضیدانان و علوم رایانه ای ها است. شکاف میان علوم و فناوری، میان آموزش و پژوهش، میان دانشگاه و صنعت، میان صنعت و بازار بر مجموعه تأثیرگذار خواهد بود. دلایل کافی مبتنی بر فصل مشترک میان نظامهای کلاسیک و فرهنگ ها موجود است.
این انقلاب علمی و فناورانه، منحصر به فرد است. این بدین معنی است که می‌بایستی نه تنها در بعد علمی، که در سایر ابعاد، نیز زیرساختهای بنیادین با حداکثر انعطاف پذیری در برابر تغییرات را پیش‌گویی و پیش‌بینی کنیم.
دانش ریاضیات به عنوان خط مقدم جبهة علم مطرح است. ویژگی بدیهی ریاضیات در علوم نانو «محاسبات علمی» است. محاسبات علمی در فناوریی که به عنوان فناوری انقلابی مطرح شده است. محاسبات علمی در طول، تفسیر آزمایشات، تهیة پیش‌بینی در مقیاس اتمی و مولکولی بر پایة تئوری کوانتومی و تئوریهای اتمی است.
همانگونه که ریاضیات زبان علم است، محاسبات، ابزاری عمومی علم و کاتالیزوری برای تعاملات عمیق‌تر میان ریاضیات و علوم است. یک تیم محاسبات، دربارة مدلشان و اثر محاسباتشان و تطبیق‌پذیری آن با واقعیت، به بحث می‌پردازند. «‌محاسبات» رابطی میان آزمایش و تئوری است. یک تئوری و یک مدل ریاضی، پیش نیاز محاسبات است و یک آزمایش تنها اعتبار بخش هر نوع تئوری، مدل و محاسبات است.
مدلهای ریاضی، ستونهای راهگشا به سوی بنیاد علم و تئوریهای پیش بین هستند. مدلها، رابطهایی بنیادین در پروسه‌های علمی هستند و اغلب اوقات در سیستم‌های آموزشی به فاز مدلسازی و محاسبات، تأکید کافی نمی‌شود. یک مدل ریاضی بر پایة فرمولاسیون معادلات و نامعادلات اصول بنیادین استوار است و مدل درگیر با درک کامل پیچیدگیهای مسأله نظیر، جرم، اندازة حرکت و توازن انرژی است. در هر سیستم فیزیکی واقعی تقریب اجازه داده می‌شود، تا مدل را در یک قالب قابل حل عرضه کنند. اکنون می‌توان مدل را یا به صورت «تحلیلی» و یا بصورت «عددی» حل کرد. در این حالت مدلسازی ریاضی یک پروسه پیچیده است،زیرا می‌بایستی دقت و کارآیی را همزمان نشان دهد.
در علوم نانو و فناوری نانو، مدلسازی نقش محوری را بر عهده دارد، بویژه وقتی که بخواهیم عملکرد ماکروسکوپی مواد را از طریق طراحی در مقیاس اتمی و مولکولی کنترل کنیم، آن هم در شرایطی که درجات آزادی زیاد باشد. مدلسازی ریاضی یک ضرورت در این فضای مه آلود است. تفسیر داده‌های آزمایشگاهی یک ضروت حتمی است. همچنین برای هدایت، تفسیر، بهینه سازی، توجیه رفتارهای آزمایشگاهی، مدلسازی ریاضی ضرورت می‌یابد.
یک مدل مؤثر، راه رسیدن به تولیدات جدید، درک جدید رفتارشناسی، را کوتاه می‌کند و تصحیح گر هوشمندی است که از نتایج گذشته درس می‌گیرد.
مدلسازی نه تنها ویژگی منحصر به فرد ریاضیات است بلکه پلی بسوی فرهنگهای مختلف علمی است.
تئوری در هر مرحله از توسعة علم، نقش محوری دارد، ارزیابی حساسیت مدل به شرایط پروسه‌های فیزیکی ، و حصول اطمینان از اینکه معادلات و الگوریتمهای محاسباتی با شرایط کنترل آزمایشگاهی سازگارند، از چالشهای مهم است. تئوری نهایتاً بسوی تعریف نتایج و درک فیزیکی سیستم، میل خواهد کرد و اغلب اوقات ریاضیات جدیدی لازم نیست تا به منظور رسیدن به درک رفتار، ساخته شود.
عبور از تئوریهای موجود ارزشمند است و اغلب نیز اتفاق می‌افتد. زمانی مدلها، مشابه سیستم‌های شناخته شده هستند که دقت ریاضی بالایی را داشته باشند اما در جهان شگفت ‌انگیز نانو، مدلهای مختلف و جدید، چالشهای جدی را در دانش ریاضیات پدید می‌آورند. تئوریهای جدید در مقیاسهای زمانی غیر قابل پیش‌گوئی اتفاق می‌افتند و تئوریهای قدرتمند در قالبهای عمیق شکل می‌گیرند. میان‌برهای اساسی لازم است تا شبیه‌سازی صورت گیرد:
طراحی در مقیاس اتمی و مولکولی، کنترل و بهینه سازی عملکرد مواد و ابزار آلات، و کارآیی شبیه‌سازی رفتار طبیعی، از مهمترین چالشها است. این چالش‌ها نوید دهندة برهم کنشهای کامل میان حوزه‌های مختلف ریاضی خواهد بود.
آثار اجتماعی این چالش‌ها زیاد و متنوع خواهد بود. منافع حاصل از مشغولیت ریاضیدانان فعال، توازن با چالشهای اصلی در زمینه رشد زیرساختهای ریاضیات، تغییرات در ساختار آموزش ریاضیات، از جمله آثار ورود ریاضیات به دنیای شگفت انگیز نانو خواهد بود.
جامعه ریاضی می‌بایستی اصلاح شود: تئوریهای بنیادین، ریاضیات میان رشته‌ای و ریاضیات محاسباتی و آموزش ریاضیات.
ریاضیات چه حوزه‌هایی را در بر خواهد گرفت؟ الگوریتمهای اصلی در حوزه‌های ریاضیات کاربردی و محاسباتی، علوم کامپیوتر، فیزیک آماری، نقش مرکزی و میان بر ساز را در حوزة نانو بر عهده خواهند داشت.
برای روشن شدن موضوع برخی از اثرات ریاضیات را در فرهنگ نانو بررسی می‌کنیم:
ـ روشهای انتگرال گیری سریع و چند قطبی سریع: اساسی و الزامی به منظور طراحی کدهای مدار (White, Aluru, Senturia) و انتگرال گیری به روش Ewala در کد نویسی در حوزه‌های شیمی کوانتوم و شیمی مولکولی (Darden ۱۹۹۹)
ـ روشهای« تجزیه حوزه»، مورد استفاده در شبیه‌سازی گسترش فیلم تا رسیدن به وضوح نانوئی لایه‌های پیشرو مولکولی با مکانیک سیالات پیوسته در مقیاسهای ماکروسکوپیک (Hadjiconstantinou)
ـ تسریع روشهای شبیه سازی دینامیک مولکولی (Voter ۱۹۹۷)
ـ روشهای بهبود مش‌بندی تطبیق پذیر: کلید روشهای شبیه پیوسته که ترکیب کنندة مقیاسهای ماکروئی، مزوئی، اتمی ومدلهای مکانیک کوانتوم از طریق یک ابزار محاسباتی است (Tadmor, Philips, Ortiz)
ـ روشهای پیگردی فصل مشترک: نظیر روش نشاندن مرحله‌ای Sethian, Osher که در کدهای قلم زنی و رسوب‌گیری جهت طراحی شبه رساناها مؤثرند (Adalsteinsson, Sethian) و نیز در کدگذاری به منظور رشد هم بافت ها (Caflisch)
ـ روشهای حداقل کردن انرژی هم بسته با روشهای بهینه سازی غیر خطی (المانی کلیدی برای کد کردن پروتیئن‌ها) (Pierce& Giles)
ـ روشهای کنترل (مؤثر در مدلسازی رشد لایه نازک‌ها (Caflisch))
ـ روشهای چند شبکه‌بندی که امروزه در محاسبات ساختار الکترونی و سیالات ماکرومولکولی چند مقیاسی بکار گرفته شده است.
ـ روشهای ساختار الکترونی پیشرفته ، به منظور هدایت پژوهشها به سمت ابر مولکولها (Lee & Head – Gordon)

نویسنده : شاهرخ رضایی

کریمی که جهان پاینده دارد تواند حجتی را زنده دارد

دانلود پروژه و کارآموزی و کارافرینی

پنج شنبه 12 بهمن 1391 7:42 PM

mohamadaminsh

کاربر طلایی1

تاریخ عضویت : دی 1389

تعداد پست ها : 25772

محل سکونت : خوزستان

پاسخ به:فناوری نانو

درباره نانو تکنولوژی

مقدمه :
درك ماهيت مواد و چگونگي ساختارهاي آنها هميشه از اهميت ويژه اي برخوردار بوده است . مواد علاوه بر اينكه جزء مواهب طبيعت به شمار مي آيند ، در ساخت وسايل و تامين احتيجات انسان نقش عمده اي دارند . علم هم به تناسب پيشرفتي كه در چند سال اخير داشته ،توانسته است ديدگاه درستي از ماده و توانايي هاي آن پيدا كند به گونه ايکه اکنون با بررسي زمينه هاي اتمي و زير اتمي مواد و عناصر، امكان ساخت و بنا گذاري مدل هاي جديدتري از مولكول ها فراهم شده است . در اين نوشتار كاربردهاي اين فناوري را مورد بررسي قرار مي دهيم . با اين اميدكه شما نيز از فناوري معرفي شده نهايت استفاده را داشته باشيد .

نانوتكنولوژي چيست ؟
بشر از همان ابتداي تاريخ توجهي به ساختارهاي خيلي بزرگ و يا خيلي كوچك نداشته ، بلكه تمامي همت خود را معطوف ساخت و ساز در محدوده ي عادي و مورد دسترس نموده است. براي اينكه تصور جامع تري نسبت به موضوع ارائه دهيم مي توانيم از سيستم SI يادکنيم ، در اين سيستم واحد طول متر انتخاب شده و ديگر اندازه هاي طولي از آن مشتق مي شوند . بشر در ابتدا نه توانايي اين را داشت كه به محدوده هاي ديگر وارد شود و نه لزوم كار در چنين محدوده هايي را احساس مي كرد . اما اين روند كه انسان تا به ديروز دنبال مي كرد ، ديگر جواب گوي نياز بشر امروزي نيست . هر چند با اختراع ترانزيستور ها و … توانسته ايم تا حدودي وارد ميكروالكترونيك شده و از آن بهره مند شويم با اين وجود براي ساخت كامپيوترها به مشكل برخورد كرده ، مشكلي به بزرگي كوچك كردن اندازه در حد اتمي كه تقريبا تمام استراتژيهاي حل اين مسئله به نوعي با نانوتكنولوژي در ارتباط مي باشند.
و اما نانوتكنولوژي كه در بالا اشاره كرديم ، اين واژه ي عجيب كه از تركيب نانو به معناي عدد نه و همچنين تكنولوژي ساخته شده است ، چه مفهومي را مي رساند … ؟! نه فناوري ؟ تكنولوژي عدد نه ؟
خير در حقيقت نانو در اين واژه مخفف نانومتر و يا در كل اندازه ي 9-10 متر است .كه تلفيق آن با نانوتكنولوژي مفهومي كلي را در بر مي گيرد، به هر كاري كه در اندازه ي اتمي و مولكولي انجام شود نانوتكنولوژي اطلاق مي شود و هيچ نوع تفاوتي وجود ندارد كه يك پروژه ي زيست شناسي باشد و يا اينكه براي درك ماهيت اتم و ساختن يك ساختمان اتمي صورت گيرد و خوشبختانه نانوتكنولوژي توانسته محققان رشته هاي مختلف را به سوي خود بكشاند . دانشمندان به اهميت كار در اين محدوده پي برده اند و امروزه شاهد فعاليت گروه هاي مختلف تحقيقاتي هستيم كه پيشرفت هاي حاصله از كار آنها گوياي پتانسيل هاي بالاي نانوتكنولوژي است .
براي اينكه مفصل تر با كاربردها و تاثيراتي كه روند كوچك سازي بر زندگي و پيشرفت دنيا خواهد داشت پي ببريم ، بهتر است سفري به 45 سال پيش داشته باشيم . زماني كه ريچارد فاينمن فيزيك دان آمريكايي در حال ارائه ي ايده هاي اوليه ي خود در باب نانوتكنولوژي بود . ابتدايي ترين آنها كوچك سازي تمامي بيست و نه جلد دايره المعارف بريتانيا است ، وي كه فضاي موجود برسر سوزن را بهتر از افراد ديگر مي ديد ( زيرا فيزيك دان ذرات بنيادي بود ) به دانشمندان اين نويد را داد كه مي توانند اين كتاب را بر سر يك سوزن جاي دهند .چرخ دنده هاي اتمي و غيره نيز از جمله مباحث پيشنهادي توسط فاينمن به شمار مي آيند . اين قبيل پيش بيني ها زمينه اي شد براي يكي از جوان ترين نانوتكنولوژيست ها به نام اريك دركسلر ،او با نوشتن كتب متعدد توانست نظرات خود را به ديگران انتقال دهدو به افراد مشتاق كوچك سازي ايده و هدف ارائه كند .
دركسلر كسي بود كه اولين بار پژوهشگران را با روبات هاي شناور در جريان خون بدن انسان كه مي توانستند به انجام عمل جراحي و درمان بيماريهاي انسان بپردازند ، آشنا ساخت . اين روبات هاي مولكولي شناور در جريان خون بدن همانند اختراع تلفن براي برخي از مردم ناراحت كننده بودند ، ولي به هر حال مشخص است كه ماشينهايي از اين دست انجام بسياري از عمل هاي جراحي و نيز درمان بيماريهاي خطر آفرين را تسهيل ميکرد . هم اكنون موسسات مختلفي در سراسر جهان مشغول تحقيق بر روي اين نوع ماشينها هستند .
به موازات پيش بيني هاي ذكر شده برخي ديگر از ايده هاي ا فراطي خطر ناک نيز شكل گرفته اند ، كه هر چند تعدادي از آنها با حقائق علمي امروز منطبق نيست ، اما مي توان ثابت كرد كه نانوتكنولوژي دستيابي به آنها را آسان مي نمايد. مثلا رنگي هوشمند كه مي تواند بسته به شرايط محيطي تغيير ماهيت دهد ، و يا اينكه لاستيكي كه تا مدت زمان زيادي فروسوده نشود اينها ايده هايي هستند كه امكان دستيابي به آنها زياد بعيد نيست . اما ساختن ماده اي به نام Gray goo كه در صورت كنترل نكردن صحيح آن مي تواند در عرض هفتاد و دو ساعت تمامي جهان را احاطه كند باعث به وجود آمدن ترس و واهمه در ميان جوامع نسبت به نانوتكنولوژيست ها و اهدافشان شده است .
در هر صورت ما براي اينكه مجبور نباشيم هر روز صبح داندانهايمان را مسواك بزنيم به نانوتكنولوژي و ساخت مولکول به مولكول آينده نيازمنديم ؟!!

کریمی که جهان پاینده دارد تواند حجتی را زنده دارد

دانلود پروژه و کارآموزی و کارافرینی

پنج شنبه 12 بهمن 1391 7:43 PM

mohamadaminsh

کاربر طلایی1

تاریخ عضویت : دی 1389

تعداد پست ها : 25772

محل سکونت : خوزستان

پاسخ به:فناوری نانو

نانوسیم چیست؟

شاید هنوز ساخت تراشه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های کامپیوتری که برای ایجاد سرعت محاسباتی بالا به جای جریان الکتریسیته از نور استفاده می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌کنند، تشخیص انواع سرطان و سایر بیماریهای پیچیده فقط با گرفتن یک قطره خون، بهبود و اصلاح کارت‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های هوشمند و نمایشگرهای LCD ؛ تنها یک رویا برایمان باشد و این مسائل را غیر واقعی جلوه دهد اما محققین آینده قادر خواهند بود تمام این رویاها را به حقیقت تبدیل کنند و دنیایی جدید از ارتباطات و تکنولوژی را بواسطه معجزه نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها به ارمغان آورند.تا کنون با نانوساختارهای مختلفی از جمله نانولوله‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های کربنی، نانوذرات و نانوکامپوزیت آشنا شده‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌اید؛ یکی دیگر از نانوساختارهایی که امروزه مطالعات و تحقیقات بسیاری را به خود اختصاص داده است نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها است.
عموماً سیم به ساختاری گفته می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌شود که در یک جهت (جهت طولی) گسترش داده شده باشد و در دو جهت دیگر بسیار محدود شده باشد. یک خصوصیت اساسی از این ساختارها که دارای دو خروجی می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌باشند رسانایی الکتریکی می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌باشد. با اعمال اختلاف پتانسیل الکتریکی در دو انتهای این ساختارها و در امتداد طولی شان انتقال بار الکتریکی اتفاق می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌افتد.
ساخت سیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌هایی در ابعاد نانومتری هم از جهت تکنولوژیکی و هم از جهت علمی بسیار مورد علاقه می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌باشد، زیرا در ابعاد نانومتری خواص غیر معمولی از خود بروز می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌دهند. نسبت طول به قطر نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها بسیار بالا می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌باشد. ( L>>D )
مثال‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌هایی از کاربرد نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها عبارتند از:
وسایل مغناطیسی، سنسورهای شیمیایی و بیولوژیکی، نشانگرهای بیولوژیکی و اتصالات داخلی در نانوالکترونیک مانند اتصال دو قطعه ابر رسانای آلومینیومی که توسط نانوسیم نقره صورت می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌گیرد.
انواع نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها:
1. نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های فلزی:این نانوساختارها به دلیل خواص ویژ‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ای که دارند نویدبخش کارایی زیادی در قطعات الکترونیکی‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌اند.
توسعه الکترونیک و قدرت یافتن در این زمینه بستگی به پیشرفت مداوم در کوچک کردن اجزاء الکترونیکی است. با این حال قوانین مکانیک کوانتومی، محدودیت‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ تکنیک‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های ساخت و افزایش هزینه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های تولید ما را در کوچکتر کردن تکنولوژی‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های مرسوم و متداول محدود خواهد کرد. تحقیق فراوان در مورد تکنولوژی‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های جایگزین علاقه فراوانی را متمرکز مواد در مقیاس نانو در سال‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های اخیر کرده است. نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های فلزی بخاطر خصوصیات منحصر به فردشان که منجر به کاربرد گوناگون آنها می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌شود، یکی از جذاب‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ترین مواد می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌باشند.
نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها میتوانند در رایانه و سایر دستگاههای محاسبه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌گر کاربرد داشته باشند. برای دستیابی به قطعات الکترونیکی نانومقیاس پیچیده، به سیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های نانومقیاس نیاز داریم. علاوه بر این، خود نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها هم می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌توانند مبنای اجزای الکترونیکی همچون حافظه باشند.
2. نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های آلی: این نوع از نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها، همانطور که از نامشان پیداست، از ترکیبات آلی به‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌دست می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌آیند.
علاوه بر مواد فلزی و نیمه رسانا، ساخت نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها از مواد آلی هم امکان‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌پذیر است. به تازگی، ماده‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ای بنام «الیگوفنیلین وینیلین» برای این منظور در نظر گرفته شده است.
ویژگی این سیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها (نظیر رسانایی و مقاومت و هدایت گرمایی) به ساختار مونومر و طرز آرایش آن بستگی دارد.
3. نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های هادی و نیمه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌هادی: ساختار شیمیایی این ترکیبات باعث بوجود آمدن خواص جالب توجهی میشود.
آینده نانوتکنولوژی به توانایی محققین در دستیابی به فنون ساماندهی اجزای مولکولی و دستیابی به ساختارهای نانومتری بستگی دارد. محققین اکنون توانسته‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌اند با تقلید از طبیعت به ساماندهی پروتئین‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های حاصل از خمیر مایه برای تولید نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های هادی دست یابند. ساماندهی اجزای زنده در طبیعت، بهترین و قدیمی‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ترین نمونه ساخت «پائین به بالا» است و لذا می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌توان از آن برای فهم و نیز یافتن روش‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌هائی برای ساخت ادوات الکترونیکی و میکرومتری استفاده کرد. تا کنون از فنون ساخت «بالا به پائین» استفاده می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌شد که این فنون در مقیاس نانومتری اغلب پر زحمت و هزینه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌بر است و تجاری‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌سازی نانوتکنولوژی به روشهای آسان و مقرون به صرفه نیاز دارد که بهترین الگوی آن هم طبیعت پیرامون ماست؛ فقط کافی است کمی چشمانمان را باز کنیم و با دقت بیشتری اطرافمان را بنگریم.
4. نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های سیلیکونی:این نوع از نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها سمی نیست و به سلولها آسیبی نمی‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌رسانند.
این نوع از نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها بیشترین کاربرد خود را در عرصه پزشکی مانند تشخیص نشانه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های سرطان، رشد سلول‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های بنیادی و … نشان داده است که در ادامه به آن می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌پردازیم.
نمونه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ای از نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های سیلیکونی
روشهای ساخت نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها:
1. تکنیک‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های لیتوگرافی
• لیتوگرافی نوری: در این روش از تغییرات شیمیایی در یک ماده سخت شونده در اثر نور استفاده میشود. از یک سری ماسک‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های نوری برای تعریف مناطق فعال شونده در اثر نور استفاده میشود. یکی از محدودیت‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های این تکنیک محدوده پراش موج نوری است. طول موج نوری که در حاضر در صنایع استفاده میشود در حدود nm 248میباشد ولی با طراحی‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های دقیق مالک و به کارگیری بسیار دقیق پلیمرهای سخت‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌شونده میتوان به ابعاد کمتر nm 100 هم رسید.
• لیتوگرافی با اشعه الکترونی: در این روش عمدتا از یک پلیمر سخت‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌شونده و قرار دادن آن بر یک پایه استفاده میشود. آنگاه یک اشعه الکترونی با انرژی بالا بر روی سطح تابیده میشود با تابش اشعه الکترونی طرح مورد نظر شکل داده میشود. پس از یونیزه شدن ماده و حل شدن پلیمر توسط حلال‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های شیمیایی طرح مورد نظر برای ساخت نانو سیم حاصل میشود.
• لیتوگرافی با پراب روش: لیتوگرافی با استفاده از پراب روشیپ برای ساخت نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های زیر nm100 بکار میروند. پراب‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های الکترونی مانند میکروسکوپ نیروی اتمی(AFM) و یا میکروسکوپ روش تونلی (STM) از انتخاب‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های این روش برای ساخت نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها میباشد.
از مزایای روشهای لیتوگرافی انعطاف این روش‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها در الگوسازی برای نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها میباشد. بعبارت دیگر با این روشها میتوان به نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها هر شکل قابل ترسیم را داد.
2. رسوب الکتروشیمیایی در حفرات:
روشهای الکتروشیمیایی بطور گسترده‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ای برای ساخت نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها استفاده میشود. یک الگوی مناسب باید حفراتی یکنواخت و بلند داشته باشد، قطر حفرات در این نوع الگو از چند نانومتر تا nm 20 میتواند داشته باشد.
فناوری نانو ، نوید کنترل خواص جدیدی از مواد را می دهد که زائیده ابعاد نانو مقیاس ذرات است ، همین خواص باعث شد شرکتهای خصوصی ، دولتها و سرمایه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌گذاریهای خطرپذیر جهان در سال 2005 حدود 15میلیارد دلار در این فناوری سرمایه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌گذاری کنند، همچنین براساس پیش‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌بینی‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های صورت گرفته بازار کالاهای تولیدی مبتنی بر این فناوری در سال 2015 به رقم 6.2 میلیارد دلار میرسد. تولید این محصولات نیازمند نانومواد ،اندازه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌گیری و فناوریهای ساخت است. صنعت الکترونیک در تجاری سازی فناوری نانو پیشگام است. نانوالکترونیک شامل نیمه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌هادی‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های کمتر از nm 90 ،اشکال جدیدی از حافظه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های دارای نیمه هادی ، حافظه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های اطلاعاتی نانوالکترومکانیکی، نمایشگرهای آلی ، نمایشگرهای نشر میدانی،نانو لوله‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های کربنی، حسگرهای مختلف و پاره‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ای از ادواتی که اکنون در حال ساخت برای به کارگیری در ابزارآلات الکترونیکی میشود. طبق برآورد بازار تجهیزات نانوالکترونیک در سال 2005 نزدیک 60 میلیارد دلار بوده و به نظر می رسد تا سال 2010 به 250میلیارد دلار برسد. بازار نانومواد ونانوابزار مورد استفاده در تولید این تجهیزات 108میلیارد دلار بوده که از این رقم 10درصد آن مربوط به نانومواد ،ابزارها، تجهیزاتی مانند لیتوگرافی ماورابنفش دور، لیتوگرافی چاپ نانو ،کاتالیستها و نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها است.
کاربردهای نانوسیم:
کاربرد نانوسیم در تشخیص بیماریها: از نانوسیم هایی که از مواد مورداستفاده در تراشه رایانه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های امروزی مثل سیلیکون و نیترید گالیون ساخته شده است میتوان برای تشخیص بیماریها استفاده کرد . شاید بپرسید ابزار رایانه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها چه ارتباطی به تشخیص بیماری و بدن انسان دارد ، بدن انسان نیز همانند یک رایانه باید حسگرهایی داشته باشد که بتواند در صورت بروز مشکل و خطا و یا وجود مواد سمی به ابزارهای هشداردهنده خارجی اخطار دهد و درصدد رفع آن برآید همانند یک رایانه که اگر مسیری اشتباه را در آن اجرا کنید و یا ویروسی در آن پیدا شود پیغام (ERROR) میدهد اما این کار چگونه امکان پذیر است؟!
دانشمندان موفق شدند نانوسیمهای انعطاف‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌پذیر و طویلی را تولید کنند که طولهای متغیر این نانوسیمها بین 1 تا nm100 و یا حتی در میلیمتر میباشد و از لحاظ مقایسه حدود هزار مرتبه باریکتر از موی انسان است. بلندی ، انعطاف‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌پذیری و استحکام این نانوسیمها خصوصیات ویژه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ای را به آن می بخشد . به عنوان مثال نازک بودن وطویل بودن باعث افزایش سطح آن میشود . لذا از این ساختارها می توان در طراحی حسگرهای بسیار سریع و حساس استفاده کرد. این نانوسیم ها توانایی تولید اشعه ماورای بنفش نامرئی را دارد ، نور از یک انتها وارد نانوسیم شده و از انتهای دیگر شروع به تابیدن میکند. نانوسیمها بدون هیچ اتلافی این نور را به طور موثری عبور میدهد. و در مسیر خود اگر به یک عامل بیماری‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌زا یا ماده سمی برخورد کند نانوسیم شروع به تابیدن میکند و سیستم هشدار دهنده بسیار سریعی را ایجاد میکند و این میتواند بیماری را زودتر وسریعتر از هر آزمایشی تشخیص دهد.
استفاده از نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها در رگ‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های خونی برای تحریک اعصاب مغزی: همیشه انتقال فرستنده‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های کوچک به درون رگ‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها و هدایت آنها بطرف محل‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های موردنظر را در فیلم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های تخیلی دیده بودیم اما هیچ باور نمی‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌کردیم که روزی این را در واقعیت ببینیم.!
محققین توانسته‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌اند نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌هایی از جنس پلاتین که ضخامت آن 100 برابر نازکتر و ظریفتر از موی انسان است را ابداع کنند. آنها این نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها را به داخل رگ‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های خونی می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌فرستند و توسط دوربین کوچکی آنها را بطرف اعصاب مغزی هدایت می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌کنند. این روش برای کمک به یافتن علل مختلف و پیدایش بیماری‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های عصبی از جمله پارکینسون بسیار مفید است. در گذشته برای یافتن علل مختلف پیدایش بیماریهای قلبی و عصبی، بدن را در هر نقطه می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌شکافتند تا علت بیماری را بیابند، اما امروزه با گسترش فن‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌آوری نانوتکنولوژی هر وسیله‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ای را می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌توان بصورت ظریف، نازک و حساس، اختراع و ابداع کرد و حتی آن را به درون ظریف‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ترین رگ نیز فرستاد.
تنها مشکلی که محققان را کمی دچار سردرگمی کرده است تعدد رگهای خونی و سیستم گردش خون و عصب های فراوان در محدوده مغز است که فرستادن این نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها را کمی دشوار کرده است اما محققین درصدد یافتن راهی برای حل آن وساختن نانوسیمهای دقیق‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌تر هستند.
استفاده از نانوسیمهای سیلیکونی برای هدفمند کردن رشد سلولهای بنیادین : تولید و رشد بافتها و سلولهای مورد نیاز برای بیماران نیازمند اهدافی است که دانشمندان در عرصه پزشکی همواره به دنبال آن هستند، از جمله ابزاری که میتواند این هدف را تحقق بخشد نانوسیم های سیلیکونی است. نانوسیم ها همچون تختی از میخها هستند که به صف شده‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌اند و قابلیت تغییر شکل و رشد را دارند ، برای این منظور از طیفی وسیعی از تحریکات مکانیکی و شیمیایی بعنوان فاکتور رشد استفاده می کنند اما به تازگی توانسته‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌اند از محرکهای الکتریسیته نیز استفاده کنند و امیدوارند که استفاده از پالسهای الکتریکی در سلولها با استفاده از آرایه رسانای نانوسیمها در آینده‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ای نزدیک بعنوان شیوه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ای ارزشمند برای تحت تاثیر قرار دادن سلولهای بنیادین بکار روند.

کریمی که جهان پاینده دارد تواند حجتی را زنده دارد

دانلود پروژه و کارآموزی و کارافرینی

پنج شنبه 12 بهمن 1391 7:43 PM

mohamadaminsh

کاربر طلایی1

تاریخ عضویت : دی 1389

تعداد پست ها : 25772

محل سکونت : خوزستان

پاسخ به:فناوری نانو

تكنولوژي و سلولهاي بنيادي

تحقيق روي سلولهاي بنيادي يك دانش پيشرفته است درباره ي اينكه چطور يك عضو از اعضاي بدن، از يك سلول پرورش يافته و چطور سلول سالم جايگزين سلول تخريب شده در اندامهاي بالغ مي شود. اين قسمت اميد بخش از علم ،دانشمندان را به كشف امكان درمان سلولي بيماريها هدايت كرد.

فعاليت اوليه دانشمندان با دو نوع از سلول هاي بنيادي حيوانات و انسانها آغاز شد. سلول هاي بنيادي جنيني و سلول هاي بنيادي بالغ، كه ساختار و صفات متفاوتي دارند.دانشمندان بيش از بيست سال قبل توانستند راههايي را كشف كنند تا به سلول بنيادي موشها دست يابند و به نتايج مفيدي برسند.سالها فعاليت و تحقيق در سال 1998 به نتيجه رسيد و دانشمندان توانستند سلول بنيادي انسان را ايزوله كرده و در آزمايشگاه رشد دهند. سلولهاي بنيادي دو ويژگي مهم دارند كه آنها را از ديگر سلول‌ها متمايز مي كند. اول اينكه سلول‌هايي كاملا” عادي هستند كه مي توانند خودشان را براي زمان طولاني از طريق تقسيم سلولي ترميم كنند، آنها مي توانند سلولي همانند خودشان و يا سلولي كاملا” متفاوت با خود بسازند. دوم اينكه تحت شرايط فيزيولوژيكي يا آزمايشي مي توانند تحريك شده و به سلولي با ساختار خاص تبديل شود.گاهي سلولهاي تپنده براي ماهيچه ي قلب ، و گاهي سلول توليد انسولين در پانكراس.
خون بند ناف شامل سلولهاي بنيادي Hematopoietic است ،سلولهاي پيشرو، كه سلولهاي خوني قرمز را تشكيل مي دهند،سلولهاي خوني سفيد و پلاكتها.سلولهاي خون بند ناف در حال حاضر براي درمان سيستم ايمني بدن مربوط به بيماريهاي ژنتيكي،سرطان و بيماري هاي خوني استفاده مي شود.كارشناسان پزشكي معتقدند وقتي از نظر فيزيولوژيكي خون بند ناف نوزاد تا اين حد ارزشمند است ذخيره كردن آن براي نوزادان منفعتي بزرگ محسوب مي شود.
مراحل جمع آوري
گرفتن خون بند ناف بعد از قطع كردن بند ناف اتفاق مي افتد و از قسمتي كه به جفت متصل است استخراج مي شود. سلولهاي بنيادي اضافي جفت، از طريق بانك بند ناف جفت، جمع آوري شود.بعد از آنكه خون بند ناف از انتهاي بند ناف جفت كشيده شد ،جفت به آزمايشگاه سلولهاي بنيادي فرستاده مي شود جايي كه اقدامات لازم براي سلولهاي بنيادي اضافي صورت مي گيرد. ميزان كافي خون بند ناف براي اطمينان از وجود سلولهاي كافي براي پيوند ، 75 ميلي ليتر مي باشد. بعد از جمع آوري واحد خوني، بند ناف براي اقدامات لازم و فريز شدن به آزمايشگاه فرستاده مي شود.راه هاي بسياري براي پردازش يك واحد خون بند ناف و نظرات گوناگوني براي اينكه كدام راه بهترين است وجود دارد.در بعضي روشها گلوبول قرمز را از آن جدا مي كنند و در بعضي ديگر آن را نگه مي دارند.
بعد از آنكه واحد به آرامي تا دماي -90 درجه ي سيلسيوس سرد شد، مي تواند به ظرف حاوي نيتروژن مايع اضافه شود و واحد خون بند ناف در دماي -196 درجه ي سيلسيوس منجمد مي شود.فرآيند آهسته منجمد كردن از آن جهت مهم است كه سلولها را در مدت فرآيند انجماد زنده نگه مي دارد.قبل از آنكه خون براي مصرف در آينده ذخيره شود، براي تست بيماري هاي ويروسي ، از قبيل HIV ، هپاتيت B و C فرستاده مي شوند.
مزاياي بانك خون بند ناف
بانك خون بند ناف امكاني است براي نگهداري خون بند ناف براي استفاده در آينده بانك هاي خون بند ناف به صورت عمومي و خصوصي فعاليت خود را از دهه ي نود آغاز كردند تا بيمارهاي خوني و بيماري هاي مربوط به سيستم ايمني بدن را با پيوند زدن سلول خوني بند ناف بهبود بخشند. قبل از تولد نوزاد بند ناف يك خط حياتي است و بعد از تولد اين خط حياتي مي تواند اميد را براي بيماراني كه از سرطان خون و مشكلات غدد لنفاوي و ديگر بيمارهاي نادر رنج مي برند به ارمغان بياورد. بعد از تولد، بند ناف و جفت هيچكدام ارزشي ندارند اما هر كدام سرشار از خون تشكيل دهنده‌ي سلول‌هاي بنيادي هستند كه مي‌توانند جان بيماران بسياري را نجات دهند.مادران بارداري كه مايل به اهدا ء مي باشند بايد قبل ازهفته ي سي و چهارم بارداري با بانك تماس بگيرند.
سلولهاي بنيادي خون بند ناف هم اكنون در درمان بسياري از بيماريهاي صعب العلاج استفاده مي شود و نقش مهمي در درمان انواع بيماريهاي خوني و بيماريهاي كه به سيستم ايمني بدن مربوط مي شوند همچون سرطان و بيماريهاي ژنتيكي دارد. اولين سند موفق استفاده از سلول بنيادي بند ناف وجود دارد(1988) مربوط به اقداماتي است كه بر روي يك پسر شش ساله ، كه به بيماري ( Fanconi Anemiaيك بيماري وراثتي نارسايي خونيست كه در نهايت منجر به تخريب مغر استخوان مي شود. اين بيماري باعث مي شودكه مغز استخوان شما سلول خوني جديد نسازد و فعاليت عادي نداشته باشد) مبتلا بود انجام شد. از آن به بعد خون بند ناف بعنوان منبعي براي سلول بنيادي، بسيار مورد توجه قرار گرفت.
تحقيقات اخير نشان داده است خون بند ناف تاثير بي نظيري بر پيوند مغز استخوان به روش قديمي، بخصوص در كودكان دارد و مي تواند در گونه هاي نادر جاييكه دهنده ي مغز استخوان مناسب نباشد، جان انسانها را نجات دهد. تقريبا” 50 درصد از بيماران در دوره ي حيات خود دهنده مغز استخوان مناسب پيدا نمي كنند.همينطور مسائل پزشكي گوناگوني در استفاده از سلول خون بند ناف اشخاص مي تواند وجود داشته باشد ؛ همچون قابل استفاده بودن سلول شخص دهنده كه در اكثريت سلولهاي افراد به يكديگر مرتبط نيستند و براي پيوند مناسب نخواهند بود؛اگرچه تحقيقات نشان داده است كه سلول خون بند ناف اقوام براي ديگر افراد فاميل كه نسج يكساني دارند قابل استفاده است . سلولهاي افراد يك فاميل تا75 % امكان سازگاري دارندكه اين درصد در والدين و پدر و مادر بزرگها تا 50 % است. پيوند خون بند ناف تطابق بافتي كمتري بين مريض و دهنده احتياج دارد،اين تطابق HLA ناميده مي شود.پيوند مغز استخوان نيازمند تطابق كامل شش آنتي ژن كليدي است. پيوند خون بند ناف نيز همان موفقيت پزشكي را ، تنها با تطابق 4 كليد آنتي ژن از 6 كليد دارد.
يك پيشرفت مهم
بر اساس مقاله منتشر شده در ژورنال علم امروز، محققان بر اين باورند كه با روش تازه اي كه پيدا كردند، استفاده پيشرفته از تكنولوژي سلولهاي بنيادي براي پيشرفت در ريكاوري بعد از جراحي نخاع موشها موثر بوده است،
محققان ايالت نيويورك ، درمركز تحقيقات پيشرفته ي جراحي نخاع نشان دادند كه موشهايي كه پيوند بخش بخصوصي از سلولهاي پشتيبان نابالغ را از سيستم مركزي اعصاب(توليد شده از سلولهاي بنيادي) دريافت كردند، بيش از60 % فيبر هاي عصب حسي آنها احيا شد. طبق تحقيق بيش از دو سوم فيبرهاي عصبي هشت روز بعد در محل جراحي رشد كردند، بعلاوه موشهاي جراحي شده دو هفته بعد از عمل شروع به راه رفتن كردند. اين نتيجه از نتايج تحقيقات قبلي اميدوار كننده تر بود. مركز پزشكي دانشگاه روچستر)Rochester( و دانشكده ي داروسازي بي لر)Baylor( ، هستن )Houston( در اين پروژه با يكديگر همكاري مي كردند. محققان معتقدند كه با تمركز بر روي نوع جديدي از سلول كه بنظر مي رسد توانايي ترميم سيستم عصبي بالغ را دارد؛ به پيشرفت مهمي در تكنولوژي سلولهاي بنيادي دست يابند.
دكتر مارك نوبل)Mark Noble( دستيار اين تحقيق، پروفسور ژنتيك در دانشگاه روچستر و پيشگام در زمينه ي تحقيق سلولهاي بنيادي مي گويد: “اين تحقيق راهي را هموار مي كند تا سلول، آنچه را كه ما مي خواهيم انجام دهد به جاي اينكه سلولهاي بنيادي را در محل آسيب ديده قرار دهيم و اميدوار باشيم بخش آسيب ديده سبب شود سلولهاي بنيادي به بافت سلولي مفيدي تبديل شودند.”

کریمی که جهان پاینده دارد تواند حجتی را زنده دارد

دانلود پروژه و کارآموزی و کارافرینی

پنج شنبه 12 بهمن 1391 7:43 PM

mohamadaminsh

کاربر طلایی1

تاریخ عضویت : دی 1389

تعداد پست ها : 25772

محل سکونت : خوزستان

پاسخ به:فناوری نانو

بهره‏گيري محققان ايراني از فن‌آوري نانو در بخش سلامت

در حال حاضر، متخصصان ايراني در سازمان انرژي اتمي به دانش فني توليد پرتوداروهاي تشخيصي راديواکتيو دست يافته و عملاً کشور ايران را از واردات اين فراورده‏ها بي‏نياز کرده‏اند. در همين راستا، پژوهشگران به دنبال دست‏يابي به فن‏آوري‏هاي برتر توليد پرتوداروهاي درماني و فن‏آوري‏هاي نانو در حوزه علوم پزشکي هستند.
کار بر اساس اين فن‏آوري بسيار گسترده، متنوع و تقريباً در تمامي صنايع موجود تأثيرگذار است. نانو فن‏آوري، در علوم پزشکي و دارويي نيز کاربردهاي فراواني دارد که در اين گزارش، به اختصار به برخي از کاربردهاي آن در علوم داروسازي مي‏پردازيم.

داروسازي هدفمند
انواع فن‏آوري‏هاي نانو را مي‏توان براي دارورساني هدفمند به يک عضو، بافت، سلول‏هاي خاص و حتي يک اندام خاص در سطح زيرسلولي به کار برد. اين امر به کاهش دوره دريافتي، افزايش دارو، کاهش آثار جانبي و کاهش هزينه‏هاي دارويي و درماني مي‏انجامد.
دارورساني کنترل شده
انواع فن‏آوري‏هاي نانو در کنترل زمان آزادسازي داروها نقش مؤثري ايفا مي‏کنند. به اين وسيله مي‏توان به واسطه کاهش دفعات دريافت دوز دارو، پاي‏بندي بيمار به مصرف صحيح دارو را به طور چشم‏گيري افزايش داد.
تصويربرداري
فن‏آوري نانو، ويژگي‏هاي جديدي را براي تصويربرداري با کيفيت بالا فراهم مي‏کند که با وسايل کنوني امکان‌پذير نيست. در اين ميان، مي‏توان به استفاده از نانوذرات مغناطيسي و نقاط کوانتومي در تشخيص زودهنگام سرطان اشاره کرد.
آزمون‏هاي تشخيصي
انواع فن‏آوري‏هاي نانو براي افزايش سرعت و دقت آزمايش‏هاي تشخيصي به کار مي‏روند و مزاياي بسياري در مقايسه با روش‏هاي کنوني دارند.
جراحي
فن‏آوري‏ نانو، به جراحان اين امکان را مي‏دهد تا جراحي‏ها را با دقت و ايمني بالاتر انجام دهند و نيز پارامترهاي زيست مکانيکي و فيزيولوژي را با دقت بيشتري پايش نمايند که مهم‏ترين فن‏آوري‏ به کار رفته در اين زمينه، NEMS است.
پيشرفت‏هاي ايران در نانو
برخي از مهم‏ترين فعاليت‏هاي وزارت بهداشت در زمينه پيشرفت ايران در نانو از سال 1382 که هسته اوليه کميته نانو فن‏آوري‏ پايه‏ريزي شد، بدين قرار است: 1. تدوين برنامه اجرايي سند راهبرد ملي و برنامه راهبردي؛ 2. برنامه‏ريزي و تجهيز دانشگاه‏هاي قطب براي امکانات زيرساختي نانو تکنولوژي و بيوتکنولوژي؛ 3. خريد بيش از 5/2 ميليارد تومان تجهيزات در سال 1385 مرتبط با نانو فن‏آوري‏ و فن‏آوري‏ زيستي؛ 4. تعيين دانشگاه‏هاي علوم پزشکي تهران و علوم پزشکي شهيد بهشتي، براي راه‏اندازي دوره‏هاي کارشناسي ارشد و دکتراي تخصصي با عنوان نانو بيوتکنولوژي دارويي؛ 5. تصويب مرکز تحقيقات نانو فن‏آوري ‏زيست پزشکي دانشگاه علوم پزشکي تهران؛ 6. برنامه‌‏ريزي براي ايجاد ستاد فن‏آوري‏‏هاي نوين در دانشگاه‏هاي علوم پزشکي؛ 7. تعيين محور «تشخيص و درمان سرطان با استفاده از دارورساني نانو» به عنوان محور تحقيقاتي وزارت بهداشت و درمان و آموزش پزشکي؛ 8. تصويب هشت طرح در راستاي محور تشخيص و درمان سرطان با استفاده از دارورساني نانو؛ 9. برگزاري سمينار کاربرد فن‏آوري نانو در علوم پزشکي در دانشگاه علوم پزشکي تهران و شيراز؛ 10. برنامه‏هاي آموزشي در حوزه نانو فن‏آوري؛ 11. ايجاد انديشگاه‏هاي نانو فن‏آوري.
دستاوردهاي نانو فن‏آوري در ابعاد پزشکي و آزمايشگاهي
در حال حاضر، در جهان و ايران، هنوز محصولي به صورت تجاري توليد نشده، ولي در ابعاد آزمايشگاهي و نيمه صنعتي، کشور دستاوردهايي در زمينه‏هاي زير داشته است:
تصويربرداري سرطان با استفاده از نانو ذرات
در دستاورد‏هاي اخير که در زمينه تصويربرداري سرطان با استفاده از نانو ذرات سوپر مغناطيس اکسيد آهن به دست آمده، تصويربرداري از سيستم لنفاوي براي تمايز نودهاي درگير در متاستازها و نودهاي سالم روي حيوان مدل آزمايشگاهي، با موفقيت انجام شده است.
ساخت يک نمونه دستگاه STM
SMT (Scanning Tunneling Microscoy) دستگاهي با تکنولوژي بسيار بالا و پيچيده است که قادر به تصويربرداري با رزولوشن اتمي مي‏باشد. طراحي و ساخت اوليه اين نوع سيستم‏ها در ايران، براي نخستين بار در سال 1383 آغاز شد.
توليد مواد آنتي باکتريال
توليد مواد آنتي باکتريال بر پايه نانو نقره به صورت کلوييد و پودر براي مصارف خانگي و صنعتي، از ديگر دستاوردهاي کشور در سال‏هاي گذشته به شمار مي‏آيد. مهم‏ترين اين محصولات عبارتند از: محلول‏هاي ضدعفوني کننده با استفاده از نانو سيلور، پودر 2Tio حامل ذرات نانو سيلور، پودر نانو سيلور (نانو نقره) و کلوييد نقره با خاصيت آنتي باکتريال، و روش توليد ماده بوگير پا بر مبناي فن‏آوري نانو.
راديوداروها
روند حضور راديوداروها در بازار دارويي کشور را مي‏توان به دو دوره زماني پيش از خرداد ماه 1386 و پس از آن تقسيم کرد. تا پيش از اين تاريخ، فرآورده‏هاي راديواکتيو (اعم از محصولات آماده مصرف يا مواد اوليه) انحصاراً از سوي شرکت کاوشيار وابسته به سازمان انرژي اتمي وارد کشور مي‏شد. سهم عمده واردات مربوط به مواد اوليه شامل موليبدن (به ميزان 3500 کوري در سال 1385) و يد راديواکتيو (به ميزان 780 کوري در آن سال) بود. ميزان ارزبري راديوداروها در سال 1385 حدود 5/1 ميليون دلار و ميزان يارانه تخصصي به اين داروها، حدود پانزده ميليارد ريال برآورد مي‏شود. پس از قطعنامه شماره 1747 شوراي امنيت، نام شرکت کاوشيار در فهرست مؤسسات تحت تحريم قرار گرفت. به همين دليل، در مقطع کوتاهي از زمان ورود و توزيع راديوداروها، اختلالاتي پديدار شد که با جاي‏گزيني به موقع شرکت‏هاي خصوصي و هماهنگي با گمرک جمهوري اسلامي براي ترخيص سريع راديوداروها (با توجه به عمر بسيار کوتاه اين مواد) از شدت مشکلات به وجود آمده تا حدود زيادي کاسته شد.

منابع

1. htt://www.aftab.ir/articles/science_education/technology/c3c11443322431.h
2. htt://www.articles.ir/article2399.asx
3. htt://www.nanoclub.ir/modules.hname=News@file=articlesid=150
4. htt://www. articles.ir/article2397.asx
5. htt://www. articles.ir/article759.asx
6. htt://www. articles.ir/article444.asx
7. htt://www. articles.ir/article350.asx
8. htt://www. articles.ir/article351.asx
9. htt://www. articles.ir/article353.asx
10. htt://www. articles.ir/article372.asx
11. htt://www. articles.ir/article755.asx
12. htt://www. Hamshahrionline.ir/News/id=47405
13. htt://www. Hamshahrionline.ir/News/id=40459
14. htt://www.rii.ir/fa/nanoachievements.as
15. htt://www.shana.ir/99919-fa.html
16. htt://www.iranseda.ir/showFullItem/r=23222
17. htt://www.irane1404.com/NDetail.asxNewsID=1143
18. htt://www.irane1404.com/NDetail.asxNewsID=1268
19. htt://www.irane1404.com/NDetail.asxNewsID=1254
20. htt://www.irane1404.com/NDetail.asxNewsID=1263
21. htt://www.mehrnews.com/fa/NewsDetail.asxr=sNewsID=722011
22. htt://www.nanoclub.ir/modules.hname=News@file=articlesid=53
23. htt://www.huaa.com/age.hid=3500
24. htt://www.shana.ir/132463-fa.html
25. htt://www.atiye.ir/aer.asID=16144

گلبرگ شماره 104

کریمی که جهان پاینده دارد تواند حجتی را زنده دارد

دانلود پروژه و کارآموزی و کارافرینی

پنج شنبه 12 بهمن 1391 7:43 PM

mohamadaminsh

کاربر طلایی1

تاریخ عضویت : دی 1389

تعداد پست ها : 25772

محل سکونت : خوزستان

پاسخ به:فناوری نانو

نانو مواد در خدمت وسايل خود مولد

ساخت وسايلي كه با انرژي امواج صوتي كار مي‌كنند، محقق مي‌شود
تلفن همراهي را تصور كنيد كه بدون نياز به منبع انرژي خارجي خودبه‌خود كار مي‌كند و هرگز نياز به شارژ شدن ندارد؛ زيرا امواج صوتي توليد شده توسط كاربر را به انرژي مورد نياز براي فعاليتش تبديل مي‌كند. اين فناوري آنچنان كه بايد دور از انتظار و بعيد به نظر نمي‌رسد و در سايه تحقيقات جديدي كه از سوي دانشمندان دپارتمان مهندسي شيمي دانشگاه تگزاس صورت گرفته، جامه‌عمل مي‌پوشد.
اين دانشمندان كه كانون تحقيقاتشان بر فناوري نانو استوار است، با بهره‌گيري از موادي كه در قلمرو علم شيمي مواد تحت عنوان پيزوالكتريك شناخته مي‌شوند، دست به كشف چشمگيري در حوزه توليد و برداشت قدرت زده‌اند. اين عرصه هدف توسعه دستگاه‌ها و وسايل خود تواني است كه نيازمند منابع تغذيه قابل تعويض انرژي نظير باتري‌ها نيستند.
موضوع جالب توجه درباره اين فناوري نوين، اين است كه گروه تحقيقاتي به اتفاق همكاراني از دانشگاه هوستون دريافته‌اند نوع معيني از مواد پيزوالكتريك قادر است با افزايشي 100 درصدي انرژي را تبديل كند و اين زماني است كه در اندازه‌اي بسيار كوچك ساخته شود و درخصوص اين پروژه، به ساخت ضخامتي حدود 21 نانومتر مي‌رسد. به اعتقاد اين دانشمندان، زماني كه مواد در اندازه‌اي بزرگ‌تر يا كوچك‌تر از اين اندازه بخصوص ساخته مي‌شوند، كاهش معني‌داري در قابليت تبديل‌كنندگي انرژي خود نشان مي‌دهند. يافته‌هاي جديد كه به تفصيل طي مقاله‌اي در مجله علمي انجمن فيزيك آمريكا (فيزيكال ريويو) براي علاقه‌مندان منتشر شده است، مي‌تواند اثرات بالقوه عميقي بر حوزه وسايل و ادوات الكترونيكي كم‌توان همچون تلفن‌هاي همراه، لپ‌تاپ‌ها، ارتباط‌دهنده‌هاي شخصي و دسته‌اي از ساير وسايل مرتبط با رايانه بگذارد كه از سوي هر فردي از مصرف‌كننده متوسط گرفته تا ماموران اجرايي قانون و حتي سربازان حاضر در جبهه‌هاي نبرد مورد استفاده قرار مي‌گيرد. بسياري از اين تجهيزات و وسايل داراي فناوري پيشرفته حاوي مولفه‌ها و اجزايي هستند كه در مقياس نانو سنجيده مي‌شوند و دستيابي به چنين فناوري نويني عرصه‌هاي جديدي را پيش روي دانشمندان و سازندگان تجهيزات ارتباطي و الكترونيك در زمينه‌هاي گوناگون و چه‌بسا حوزه محيط زيست و فناوري بازيافت مواد و منابع تغذيه انرژي قابل تعويض مي‌گشايد.
به اعتقاد دانشمندان هر چند خود ماده تحت آزمايش و بررسي، كوچك است، اما مي‌تواند تاثير بزرگي بگذارد. در واقع اين كشف جديد موجب پيشرفت در حوزه‌اي از مطالعات مي‌شود كه متوجه اقبال روزافزون جامعه و در نتيجه تقاضاي مصرف‌كنندگان براي وسايل بيسيم و قابل حمل فشرده با عمر طولاني است. مساله عمر باتري‌ها كماكان دغدغه اصلي وسايل مردم‌پسند و رايجي همچون ام‌پي‌تري پليرها و گوشي‌هاي تلفن همراه است، اما جدا از راحتي و تسهيلاتي كه فناوري وسايل خود شارژ براي مصرف‌كنندگان به همراه دارد، اين فناوري مورد توجه جدي برخي آژانس‌هاي دولتي نيز قرار گرفته است. به عنوان نمونه، آژانس پروژه‌هاي پيشرفته تحقيقات دفاعي در ايالات متحده روي روش‌هايي سرمايه‌گذاري كرده كه براي سربازان حاضر در ميدان جنگ طراحي شده است. فناوري موردنظر توليد نيرو براي تجهيزات قابل حمل سربازان از طريق كسب انرژي از راه رفتن است. استفاده از حسگرهايي نظير حسگرهاي مورد استفاده براي رديابي و كشف مواد منفجره در ساز و برگ سربازان باعث مي‌شود فناوري خود مولد به ميزان قابل توجهي موجب كاهش نياز به امتحان كردن و تعويض باتري‌ها در تجهيزات شده و تمركز و امنيت بيشتري را براي سربازان در بحبوحه جنگ به همراه داشته باشد.
محققان معتقدند حتي اختلالات و پارازيت‌هايي در شكل امواج صوتي از قبيل امواج فشاري در گازها، مايعات و جامدات ممكن است براي تامين انرژي و خود مولد نمودن وسايل و ادوات در مقياس نانو و ميكروي آينده به كار گرفته شود. البته به شرطي كه اين مواد به طور مناسب و مقتضي براي اين منظور فرآيندسازي و ساخته شوند. هر چه باشد كليد اين فناوري در دستان مواد پيزوالكتريك است. اين اصطلاح از واژه يوناني پيزوين به معني فشار دادن مشتق شده و پيزوالكتريك‌ها (معمولا كريستال‌ها يا سراميك‌ها) موادي هستند كه وقتي در معرض شكلي از فشار مكانيكي قرار گيرند، توليد ولتاژ مي‌كنند و بعكس زماني كه در معرض ميداني مغناطيسي قرار گيرند تغييري در خصوصيات فيزيكي خود بروز مي‌دهند. پيزوالكتريك توسط دانشمندان فرانسوي در دهه 1880 ميلادي كشف شد و مفهوم جديدي به شمار نمي‌رود. اين مواد نخستين بار در وسايل حسگر طي جنگ جهاني اول به كار گرفته شدند و امروزه مي‌توان آنها را در ميكروفن‌ها و ساعت‌هاي بسيار دقيق (كوارتز) پيدا كرد. نمونه‌اي ازمكانيسم اين مواد در يك فندك ساده ديده مي‌شود: فشردن ماشه موجب اثري روي يك كريستال پيزوالكتريك مي‌شود و به نوبه خود ولتاژ كافي براي ايجاد جرقه و اشتعال گاز را توليد مي‌كند. در مقياس بزرگ‌تر مي‌توان به كف سالن‌هاي ورزشي اشاره كرد كه با جذب و تبديل انرژي ناشي از جاي پاي افراد، به تامين برق براي روشنايي سالن كمك مي‌كنند. البته در كنار پيشرفت‌هاي رو به رشد در زمينه چنين كاربردهايي، كار روي مواد پيزوالكتريك در مقياس نانو تلاش نسبتا جديدي است كه بايد جنبه‌هاي مختلف و پيچيده آن مورد توجه قرار گيرد. تصور كنيد زماني كه قرار است با موادي در اندازه و شكل يك دكل تلفن كار شود و با همان مواد بايد در اندازه تار مويي سروكار داشت. به اعتقاد محققان، وقتي چنين تغيير چشمگيري در مقياس رخ مي‌دهد، مواد به طور متفاوتي واكنش نشان مي‌دهند. درباره اين فناوري نيز چيزي به اندازه يك تار مو براي تغييرپذيري از محيط پيرامونش انعطاف‌پذيرتر و مستعدتر و كار كردن در اين مقياس مستلزم در نظر گرفتن انواع تغييرات است. زماني كه مواد پيزوالكتريك در ابعاد نانو ساخته مي‌شوند، خواصشان براي برخي عملكردهاي مشخص شده به طور چشمگيري تغيير مي‌كند. زماني كه اين مواد به مقياس طولي خاصي برده شوند مثلا بين 20 و 23 نانومتر ظرفيت برداشتي انرژي عملا تا 100 درصد بهبود بخشيده مي‌شود و اين همان نتيجه‌اي است كه مي‌تواند منجر به ساخت تجهيزات الكترونيكي خود مولد و بي‌نياز از شارژ شود.
محققان با مطالعه روي قوانين بنيادي طبيعت نظير علم فيزيك و تلاش براي كاربردي كردن آن در جهت توسعه بهتر دانش مهندسي مواد به دنبال بهره‌گيري از ساختار شيميايي و فيزيكي تركيبات كامپوزيت و چگونگي دستكاري اين ساختارها هستند تا بتوانند عملكرد اين دسته از مواد را بهبود بخشند.

جام جم

کریمی که جهان پاینده دارد تواند حجتی را زنده دارد

دانلود پروژه و کارآموزی و کارافرینی

پنج شنبه 12 بهمن 1391 7:43 PM

mohamadaminsh

کاربر طلایی1

تاریخ عضویت : دی 1389

تعداد پست ها : 25772

محل سکونت : خوزستان

پاسخ به:فناوری نانو

نانوتكنولوژي

نانوتكنولوژي 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 بكار برده ميشود.

آشنائي با فناوري معجزه گر آينده جهان- نانو تكنولوژي- به زبان ساده
در نيم قرن گذشته شاهد حضور حدود پنج فناوري عمده بوديم، كه باعث پيشرفت هاي عظيم اقتصادي در كشورهاي سرمايه گذار و ايجاد فاصله شديد بين كشورهاي جهان شد. متأسفانه در كشور ما بدليل فقدان جرات علمي و عدم تصميم گيري بموقع ، به اين فرصتها پس از گذشت ساليان طلائي آن بها داده مي شد كه البته سودي هم براي ما به ارمغان نمي آورد، همچون فنآوري الكترونيك و كامپيوتر در دو سه دهه گذشته كه امروزه عليرغم توانائي دانشگاهي و داشتن تجهيزات آن، هيچگونه حضور تجاري در بازارهاي چند صد ميلياردي آن نداريم. فناوري نانو جديدترين اين فرصتها ست، كه كشور ما بايد براي حضور يا عدم حضور درآن خيلي سريع تصميم خود را اتخاذ كند.
علم و فناوري نانو ( نانو علم و نانو تكنولوژي) توانائي بدست گرفتن كنترل ماده در ابعاد نانومتري (ملكولي) و بهره برداري از خواص و پديده هاي اين بعد در مواد، ابزارها و سيستم هاي نوين است. اين تعريف ساده خود دربرگيرنده معاني زيادي است. به عنوان مثال فناوري نانو با طبيعت فرا رشته اي خود، در آينده در برگيرنده همه ي فناوريهاي امروزين خواهد بود و به جاي رقابت با فن آوري هاي موجود، مسير رشد آنها را در دست گرفته و آنها را به صورت « يك حرف از علم» يكپارچه خواهد كرد.
ميليونها سال است كه در طبيعت ساختارهاي بسيار پيچيده با ظرافت نانومتري ( ملكولي ) – مثل يك درخت يا يك ميكروب – ساخته مي شود. علم بشري لينك در آستانه چنگ اندازي به اين عرصه است، تا ساختارهائي بي نظير بسازد كه در طبيعت نيز يافت نمي شوند. فناوري نانو كاربردهاي را به منصه ظهور مي رساند كه بشر از انجام آن به كلي عاجز بوده است و پيامدهائي را در جامعه برجا مي گذارد كه بشر تصور آنها را هم نكرده است. به عنوان مثال:
• ساخت مواد بسيار سبك و محكم براي مصارف مرسوم يا نو
• ورشكستگي صنايع قديمي همچون فولاد با ورود تجاري مواد نو
• كاهش يافتن شديد تقاضا براي سوخت هاي فسيلي
• همه گير شدن ابر كامپيوترهاي بسيار قوي، كوچك و كم مصرف
• سلاحهاي سبك تر، كوچكتر، هوشمند تر، دوربردتر، ارزانتر و نامرئي تر براي رادار
• شناسائي فوري كليه خصوصيات ژنتيكي و اخلاقي و استعدادهاي ابتلا به بيماري
• ارسال دقيق دارو به آدرس هاي مورد نظر در بدن و افزايش طول عمر
• از بين بردن كامل عوامل خطرناك جنگ شيميائي و ميكروبي
• از بين بردن كامل ناچيز ترين آلاينده هاي شهري و صنعتي
• سطوح و لباسهاي هميشه تميز و هوشمند
• توليد انبوه مواد و ابزارهائي كه تا قبل از اين عملي و اقتصادي نبوده اند ،
• و بسياري از موارد غير قابل پيش بيني ديگر!
دكترDrexler در همايش جهاني نظام علمي در زمينه نانوتكنولوژي اظهار كرده است: “در جهان اطلاعات ، تكنولوژيهاي ديجيتالي كپي‌برداري را سريع، ارزان، كامل و عاري از هزينه‌بري يا پيچيدگي محتوايي نموده‌اند. حال اگر همين وضعيت در جهان ماده اتفاق بيافتد چه مي‌شود. هزينه توليد يك تن
‌تري بيت تراشه‌هاي RAM تقريبا" معادل با هزينه بري ناشي از توليد همان مقدار فولاد مي‌شود”.
دكترSmalley رئيس هيئت تحقيقاتي دانشگاه رايس و كاشف Buckyballs مي‌گويد:
" نانوتكنولوژي روند زيانبار ناشي از انقلاب صنعتي را معكوس خواهد كرد". در مقدمه مقاله نانوتكنولوژي كه توسط آقايان Peterson و Pergamit در سال 1993 نگاشته شده چنين آمده است :
" تصور كنيد قادريد با نوشيدن دارو كه در آب ميوه مورد علاقه‌تان حل شده است سرطان را معالجه كنيد . يك ابر كامپيوتر را كه به اندازه يك سلول انسان است در نظر بگيريد. يك سفينه فضايي 4 نفره كه به دور مدار زمين مي‌گردد با هزينه‌اي در حدود يك خودروي خانوادگي تجسم كنيد" .
موارد فوق، فقط تعداد محدودي از محصولات انتظار رفته از نانوتكنولوژي هستند. انسان در معرض يك انقلاب اجتماعي تسريع شده و قدرتمند است كه ناشي از علم نانوتكنولوژي است. در آينده نزديك گروهي از دانشمندان قادر به ساخت اولين آدم آهني با مقياس نانومتري مي‌گردند كه قادر به همانندسازي است. طي چند سال با توليد پنج ميليارد تريليون نانوروبات ، تقريبا" تمامي فرايندهاي صنعتي و نيروي كار كنوني از رده خارج خواهند شد. كالاهاي مصرفي به وفور يافت‌شده ، ارزان، شيك و با دوام خواهند شد. دارو يك جهش سريع و كوانتومي را به جلو تجربه خواهد نمود. سفرهاي فضايي و همانندسازي امن و مقرون به صرفه خواهند شد. به اين دلايل و دلائلي ديگر، سبكهاي زندگي روزمره در جهان بطور زيربنايي متحول خواهد شد و الگوي رفتاري انسانها تحت‌الشعاع اين روند قرار خواهد گرفت.
سه فناوري تسخيركننده
از طرفي شايد بتوان گفت تسخيركنندگان علم و فناوري آينده در سه گروه فناوري اطلاعات، نانوفناوري و زيست فناوري خلاصه مي شوند.
قرارگيري مقادير و حجم زيادي از اطلاعات در فضائي كوچك از ابعاد هم گرائي نانوفناوري و فناوري اطلاعات مي باشد از طرفي در زيست فناوري و يا به عبارتي براي زيست شناسان قرار گيري حجم زيادي از اطلاعات در يك فضاي بسيار كوچك موضوعي بسيار آشنا مي باشد.
در كوچكترين سلول انساني همه اطلاعات مربوط به يك موجود زنده از قبيل رنگ مو، رشد استخوان و عصب ها وجود دارد. حتي در قسمت بسيار كوچكي از سلول به نام DNA كه شامل حدوداً پنجاه اتم مي باشد همه اين اطلاعات ذخيره مي گردد ( نه تنها سطح يا به عبارتي تعداد اتم ها بلكه نحوه قرار گرفتن اين زنجيره ها در ذخيره سازي اطلاعات زيستي اهميت دارد). شايد يكي از علل هم گرائي اين فناوري و فناوري اطلاعات وجود همين مسائل مشترك اين سه فناوري است.
ابزارهاي جديد براي كارهاي ظريف
اگر شما از دانشمندان علوم سطح بپرسيد كه چه پيشرفتهاي عمده دستگاهي باعث شده‌اند تا نانوتكنولوژي در خطوط مقدم تحقيقات علوم فيزيكي قرار گيرد، تقريبا" همه آنها به داستان ميكروسكوپ پروب اسكن‌كننده SPM (Scanning probe microscope SPM: در SPM يك پروب نانوسكوپي در ارتفاع ثابتي بر بالاي بستري از اتم‌ها حفظ مي‌شود. اين فاصله مي‌تواند آن‌قدر كم باشد كه الكترون‌هاي اتم‌هاي تيرك و سطح با هم تعامل داشته باشند. اين تعاملات مي‌تواند آن‌قدر قوي باشد، كه اتم‌ها از جا كنده شده و به جاي ديگري بروند.)
اشاره مي‌كنند. عليرغم تازه واردگي به عرصه تحليل دستگاهي، استفاده از ميكروسكوپي تونل‌زني اسكن‌كننده STM (Scanning tunneling microscope STM : وسيله‌اي براي تهيه تصوير از اتمهاي روي سطوح مواد، كه نقش مهمي در درك توپوگرافي و خواص الكتريكي مواد و رفتار قطعات ميكروالكترونيكي دارند. STM بر خلاف يك ميكروسكوپ نوري، براي تهيه تصوير نيروهاي الكتريكي را با يك پروب نازك‌شده به حد تيزي يك اتم آشكار مي‌كند. پروب سطح را جاروب كرده، بي‌نظمي‌هاي الكتريكي حاصل از پوسته‌هاي الكتروني يا ابرالكتروني پيرامون اتم‌ها را به كمك يك كامپيوتر به تصوير مبدل مي‌كند. به دليل يك اثر مكانيك كوانتومي موسوم به «تونل‌زني»، الكترون‌ها مي‌توانند به سادگي از تيرك به سطح و بالعكس بجهند. درجه وضوح تصاوير در حدود nm1 يا كمتر است. از STM مي‌توان براي جابجايي تك به تك اتم‌ها و تهيه نقشه‌هاي پروضوح از سطوح مادي استفاده كرد.) ، ميكروسكوپي نيروي اتمي (AFM) و ديگر تكنيكهاي مشتق‌شده از اين دو مورد اصلي در بسياري از آزمايشگاهها ، به دليل حجم زياد اطلاعاتي كه از مقياس نانومتر به دست مي دهند، متداول و حتي گريزناپذير شده است.
ريچارد فينمن طي يك سخنراني در همايش جامعه فيزيك آمريكا در 1959 در مؤسسه تكنولوژي كاليفرنيا كه بعد در آنجا استاد فيزيك شد ايده‌هايي بنيادي در زمينه كوچك‌سازي نوشتجات، مدارها و ماشين‌ها ايراد كرد : " آنچه من مي‌خواهم به شما بگويم، مسئله دستكاري و كنترل اشياء در مقياس كوچك است. ترديدي وجود ندارد كه در نوك يك سوزن آنقدر جا هست كه بتوان تمام دايره‌‌المعارف بريتانيكا را جا داد." فينمن براي به تفكر واداشتن محققين و تاكيد نمودن بر عقيده‌اش مبني بر امكان فيزيكي چنين معجزه‌اي ، جايزه‌هايي 1000 دلاري براي اولين افرادي كه به اهداف مشخص شده اي در كوچك‌سازي كتابها و موتورهاي الكتريكي دست يابند تعيين كرد. فينمن تاكيد كرد : " من در حال خلق ضد جاذبه نيستم كه به فرض روزي اگر قوانين (فيزيك) آنچه ما مي‌پنداريم، نبودند عملي شود. من صحبت از چيزي مي‌كنم اگر قوانين آنچه ما مي‌پنداريم باشند، عملي خواهد بود. ما به آن دست پيدا نكرده‌ايم چون خيلي ساده هنوز درصدد انجام آن نبوده‌ايم."
وضعيت جهاني
از فناوري نانو به عنوان "رنسانس فناوري" و" روان كننده جريان سرمايه گذاري " ياد مي شود.ورود محصولات متكي بر اين فناوري جهشي بس عظيم در رفاه و كيفيت زندگي و توانائي هاي دفاعي و زيست محيطي به همراه خواهد داشت و موجب بروز جابجائي هاي بزرگ اقتصادي خواهد شد . هم اكنون بخش هاي دولتي و خصوصي كشورهاي مختلف جهان شامل ژاپن ، آمريكا، اتحاديه اروپا، چين، هند، تايوان، كره جنوبي، استراليا، اسرائيل و روسيه در رقابتي تنگاتنگ بر سر كسب پيشتازي جهاني در لااقل يك حوزه از اين فناوري به سر ميبرند . هم اكنون روي هم رفته حدود 30 كشور دنيا در زمينه فناوري نانو داراي "برنامه ملي" يا درحال تدوين آن هستند، وطي پنچ سال گذشته بودجه تحقيق و توسعه در امر فناوري نانو را به 5/3 برابر افزايش داده اند. كشورهاي ژاپن و آمريكا نيز فناوري نانو را اولين اولويت كشور خود در زمينه فناوري اعلام كرده اند .
و امّا بطور كلي و خلاصه اينكه:
• نانوتكنولوژي چست؟
• نانوتكنولوژي 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 بكار برده ميشود.
• چرا " Nano"؟
• nano كلمه‌اي يوناني به معني كوچك است و براي تعيين مقدار يك ميليارديم يا 9- 10 يك كميت استفاده مي‌شود. چون يك اتم تقريباً" 10 نانومتر است، اين اصلاح براي مطالعه عمومي روي ذرات اتمي و مولكولي بكاربرده ميشود.
• تفاوت بين نانوعلم و نانوتكنولوژي چيست؟
• نانو علم صرفا" تحقيق است ولي نانوتكنولوژي كاربرد تحقيقات براي حل مسائل و ساخت مواد جديد است.
• نانوتكنولوژي از كجا آمده است؟
• براي اولين بار ريچارد فينمن برنده جايزه نوبل فيزيك پتانسيل نانوعلم را در يك سخنراني تكان‌دهنده با نام " درپايين اتاقهاي زيادي وجود دارد"، مطرح كرد . فينمن اصرار داشت، كه دانشمندان ساخت وسائلي را،كه براي كار در مقياس اتمي لازم است، شروع كنند. اين موضوع مسكوت ماند، تا اينكه اريك دركسلر (دانشجوي تحصيلات تكميليMIT) نداي فينمن را شنيد و يك قالب‌كاري براي مطالعه "وسايلي كه توانايي حركت دادن اشياء مولكولي و مكان آنها را با دقت اتمي دارند" ايجاد كرد، كه در سپتامبر 1981 در مقاله‌اي با نام " پروتئين راهي براي توليدانبوه مولكولي ايجاد ميكند" آن را ارائه داد. دركسلر آن را با كتابي بنام " موتورهاي خلقت" دنبال كرد و توسعه مفهوم نانوتكنولوژي را همانند يك كوشش علمي ادامه داد. اولين نشانه هاي ثبت‌شده از اين مفهوم نانوتكنولوژي تغيير مكان دادن اشيا مولكولي، در سال 1989 بود، موقعي كه دانشمندي در مركز تحقيقات آلمادنIBM اتمهاي منفردگزنون را روي صفحه نيكل حركت داد، تا نام IBM را روي سطح نيكل نقش كند.
• آيا نانوتكنولوژي خيالي‌تر از علم است؟
• از موقعي كه اولين مقاله در دهه گذشته منتشر شد، از نانوتكنولوژي همانند چوبدست سحرآميزي براي ساخت كودكان طراح تا ماشينهاي توليد اكسيژن براي استعمار كره مريخ، تصور مي‌شد. هيجانات از واقعيات جلوتر بود، اما پيشرفت واقعي با مسائلي پيش‌پا افتاده شروع شد.چند سال پيش محققين در دانشگاههاي كاليفرنيا، رايس وMIT موفق به ساخت نانوذراتي شدند، كه به دانشمندان كمك مي‌كردند. تعدادي از اساتيد اين دانشگاهها شركتهايي تأسيس كردند، كه وسايل موردنياز براي تحقيقات مقياس نانو را مي‌ساختند. اكنون آنها به شدت دنبال حفاظت كارهايشان از طريق ثبت اختراع هستند، تا زمينه توليد فرايندهايشان را فراهم كنند. كاربردهاي علمي نانوعلم هنوز كم است. اما مقداري از توليدات اوليه اكنون وارد بازار مي‌شوند.
• كارهاي علمي انجام‌شده بوسيله نانوتكنولوژي چيست؟
• بيشترين كار علمي روي ايجاد تغييراتي در مواد شيميايي يا نقشه‌برداري از تركيبات زيستي، مانند DNA و سلولهاي سرطاني است. بعضي ازاولين محصولات تجاري، بهبود توليدات شيميايي كنوني يا روشهاي پزشكي است.

نويسنده:سيد فخرالدين افضلي

کریمی که جهان پاینده دارد تواند حجتی را زنده دارد

دانلود پروژه و کارآموزی و کارافرینی

پنج شنبه 12 بهمن 1391 7:45 PM

mohamadaminsh

کاربر طلایی1

تاریخ عضویت : دی 1389

تعداد پست ها : 25772

محل سکونت : خوزستان

پاسخ به:فناوری نانو

نانوتكنولوژي‌ در جهان

تقريبا هيچ‌ حوزه‌ مهمي‌ از شبكه‌ تحقيق‌ و توسعه‌ مقياس‌ نانو دست‌ نخورده‌ باقي‌ نمانده‌ است‌ و ديگر اين‌ سوال‌ مطرح‌ نيست‌ كه‌ آيا نانوتكنولوژي‌ توسعه‌ مي‌يابد يا خير؟بلكه‌ اين‌ سوال‌ مطرح‌ است‌ كه‌ چه‌ كسي‌ در هر عرصه‌ پيشتاز خواهد بود؟
دنياي‌ تكنولوژي‌ هميشه‌ در حال‌ تغيير و تحول‌ بوده‌ است‌، اما بعضي‌ از اين‌ تحولات‌ تنها در يك‌ زمينه‌ خاص‌ از تكنولوژي‌ نيست‌ بلكه‌ حوزه‌ وسيعي‌ از تكنولوژيها را شامل‌ مي‌شود. صاحبنظران‌ معتقدند، نانوتكنولوژي‌ از جمله‌ اين‌ تحولات‌ را رقم‌ خواهد زد و از اين‌ رو، رقابت‌ سختي‌ بين‌ كشورها بر سر آن‌ به‌ وجود آمده‌ است‌. بر مبناي‌ گزارشهاي‌ رسيده‌ از سازمانهاي‌ دولتي‌ در كشورهاي‌ مختلف‌، ميزان‌ سرمايه‌گذاري‌ آنها در تحقيق‌ و توسعه‌ نانوتكنولوژي‌ در جهان‌، بين‌ سالهاي‌ 1997 تا 2001، 5\3 برابر افزايش‌ يافته‌ كه‌ بيشترين‌ افزايش‌ مربوط‌ به‌ سال‌ 2001 با نرخ‌ 90درصد است‌.
امروزه‌ دانشمندان‌ به‌ شبكه‌ گستردهاي‌ از اكتشافات‌ وارد شده‌اند، به‌ گونهاي‌ كه‌ نمي‌توان‌ عرصه‌هايي‌ را در علوم‌ فيزيك‌، زيست‌شناسي‌ و مهندسي‌ دست‌ نخورده‌ دانست‌. صنعت‌ دريافته‌ است‌ كه‌ نانو تكنولوژي‌ مزيت‌ رقابتي‌ ايجاد خواهدكرد و تخمين‌ زده‌ مي‌شود تا 10 الي‌ 15 سال‌ آينده‌، توليد سالانه‌ صنعتي‌ نانوتكنولوژي‌ در سطح‌ جهان‌ به‌ يك‌ تريليون‌ دلار خواهد رسيد. كه‌ اين‌ ميزان‌ توليد به‌ حدود 2 ميليون‌ نيروي‌ انساني‌ شاغل‌ در زمينه‌ نانوتكنولوژي‌ نياز خواهد داشت‌.
امريكا توسعه‌ پايه‌هاي‌ علوم‌ و مهندسي‌ را با راهبردي‌ چندرشته‌يي‌ از طريق‌ برنامه‌ پيشگامي‌ ملي‌ نانوتكنولوژي‌ آغاز كرده‌ است‌ و ژاپن‌ و اروپا برنامه‌هاي‌ گسترده‌يي‌ دارند و طرحهاي‌ فعلي‌ آنها براي‌ 4 تا 5 سال‌ آينده‌ برنامه‌ريزي‌ شده‌اند. كشورهاي‌ ديگر، حوزه‌هاي‌ داراي‌ پتانسيل‌ خود را ترويج‌ كرده‌ اند و تفاوت‌ ميان‌ كشورها، در زمينه‌ «حوزه‌هاي‌ تحقيق‌»، «سطح‌ تلفيق‌ برنامه‌ها با بخش‌هاي‌ مختلف‌ صنعت‌» و «مقياس‌ زماني‌ هدفهاي‌ تحقيق‌ و توسعه‌» است‌. نانو تكنولوژ پتانسيل‌ بهبود كارايي‌ انسان‌، توسعه‌ پايدار مواد، آب‌، انرژي‌ و غذا، محافظت‌ از باكتريها و ويروس‌هاي‌ ناشناخته‌ و حتي‌ كاهش‌ عوامل‌ بهم‌ زدن‌ نظم‌ عمومي‌ را دارد و توسعه‌ اين‌ عرصه‌، پيش‌ شرطي‌ براي‌ پيشرفت‌ ساير فناوري‌هاي‌ كليدي‌ از جمله‌ بيوتكنولوژي‌ و انقلاب‌ ديجيتال‌ است‌.
تقريبا هيچ‌ حوزه‌ مهمي‌ از شبكه‌ تحقيق‌ و توسعه‌ مقياس‌ نانو دست‌ نخورده‌ باقي‌ نمانده‌ است‌ و ديگر اين‌ سوال‌ مطرح‌ نيست‌ كه‌ آيا نانوتكنولوژي‌ توسعه‌ مي‌يابد يا خيرأ بلكه‌ اين‌ سوال‌ مطرح‌ است‌ كه‌ چه‌ كسي‌ در هر عرصه‌ پيشتاز خواهد بود؟ در واقع‌ انتظار مي‌رود در 10 الي‌ 15 سال‌ آينده‌ به‌ سبب‌ رشد و توسعه‌ نانو تكنولوژي‌، تغييرات‌ چشمگير علمي‌، فناوري‌ و اجتماعي‌ ايجاد شود. تخمين‌ زده‌ شده‌ است‌ كه‌ توليدات‌ نانوتكنولوژي‌ در 10 الي‌ 15 سال‌ آينده‌ به‌ يك‌ تريليون‌ دلار برسد. اگر تصور كنيم‌ حداكثر براي‌ توليد نيم‌ ميليون‌ دلار نياز به‌ يك‌ متخصص‌ باشد، پيش‌بيني‌ مي‌شود 2 ميليون‌ نفر در اين‌ زمينه‌ مورد نياز باشد. به‌ نظر مي‌رسد دانش‌ فني‌ و محصولات‌ نانوتكنولوژي‌ در همين‌ برهه‌ زماني‌ )15 10سال‌ آينده‌(، رفته‌ رفته‌ به‌ زندگي‌ روزانه‌ ما وارد شود. اين‌ زمان‌، اگر آن‌ را با فناوري‌ اطلاعات‌ مقايسه‌ كنيم‌، زمان‌ نسبتا كوتاهي‌ است‌.
در مورد نانوتكنولوژي‌، عبارت‌ «از دست‌ ندادن‌ قطار فعلي‌» در شركتهاي‌ بزرگ‌ و بعضي‌ كشورها مطرح‌ شده‌ است‌. «قطار رفته‌» به‌ فرصتهاي‌ اخير در عرصه‌هايي‌ چون‌ ژنتيك‌، بيوتكنولوژي‌ و فناوري‌ اطلاعات‌ اشاره‌ دارد. اينك‌ همياري‌ ميان‌ حوزه‌هاي‌ همگرا، نقش‌ موثري‌ در تولد و رشد فناوري‌هاي‌ جديد ايفامي‌ كند و به‌ نظر مي‌رسد اين‌ همگرايي‌ از مقياس‌ مولكولي‌ در حال‌ شروع‌ شدن‌ است‌. تشخيص‌ اينكه‌ نانوتكنولوژي‌ روندي‌ كليدي‌ در علم‌ و فناوري‌ قرن‌ بيست‌ويكم‌ است‌، در سالهاي‌ 1997 و 1998 اتفاق‌ افتاد. كلينتون‌ رييس‌ جمهور وقت‌ امريكا، اولين‌ برنامه‌ ملي‌ نانوتكنولوژي‌ را با مشاركت‌ دستگاه‌هاي‌ كليدي‌ دولت‌، بخش‌ خصوصي‌ و دانشگاه‌ در ژانويه‌ 2000 اعلام‌ كرد و اين‌ برنامه‌ محرك‌ فعاليتهاي‌ ديگر كشورها شد.
در سال‌ 2001 تقريباص همه‌ كشورهاي‌ توسعه‌ يافته‌ برنامه‌هاي‌ مورد نياز توسعه‌ نانو تكنو لوژي‌ خود را تدوين‌ كرده‌ بودند يا در شروع‌ آن‌ بودند. چندين‌ كشور، استفاده‌ از دفاتر هماهنگ‌ كننده‌ ملي‌ را مشابه‌ شوراي‌ ملي‌ علوم‌ و فناوري‌ امريكا اقتباس‌ كردند. در سال‌ 2001 بيشتر از 30 كشور در عرصه‌ نانوتكنولوژي‌ در سطح‌ ملي‌ داراي‌ فعاليت‌ يا برنامه‌ هستند.
سرمايه‌گذاري‌هاي‌ دولتي‌ در علوم‌ و فناوري‌ نانو بين‌ سال‌هاي‌ 1997 تا 2001، بيشتر از 3 برابر شده‌ است‌. در آسيا برنامه‌هاي‌ در حال‌ رشدي‌ در ژاپن‌، چين‌، كره‌ جنوبي‌، تايوان‌ و سنگاپور وجود دارد و در اين‌ زمينه‌ فعاليتها و توافقنامه‌هاي‌ مهم‌ بين‌ المللي‌ افزايش‌ يافته‌اند. به‌ عنوان‌ مثال‌ موافقتنامه‌هايي‌ بين‌ بنياد ملي‌ علوم‌ امريكا و اتحاديه‌ اروپا، APEC، روسيه‌ و چين‌ و همچنين‌ ايالتهاي‌ نيويورك‌ امريكا و كبك‌ كانادا امضا شده‌ است‌. از بين‌ فرصتهاي‌ بسيار گسترده‌ تحقيق‌ و توسعه‌، كشورهاي‌ مختلف‌ با توجه‌ به‌ تجربه‌ و نيازهاي‌شان‌، حوزه‌هايي‌ را براي‌ توسعه‌ انتخاب‌ كرده‌اند. يك‌ چالش‌ اصلي‌ براي‌ پيشرفت‌ نانوتكنولوژي‌، آموزش‌ و تعليم‌ نسل‌ جديد نيروهاي‌ كار ماهر با گرايش‌ چند رشته‌يي‌ است‌. چالشهاي‌ علمي‌ و فني‌ مشتركي‌ نيز وجود دارد كه‌ بين‌ كشورها مشترك‌ است‌ و به‌ دليل‌ اهداف‌ بزرگ‌ انساني‌ مورد توجه‌ قرار مي‌گيرند.
به‌ گفته‌ كارشناسان‌، انتظار مي‌رود پروژه‌هاي‌ تحقيق‌ و توسعه‌ مشترك‌ بين‌المللي‌ در سالهاي‌ آينده‌ افزايش‌ يابند. نانوتكنولوژي‌ با ديگر حوزه‌هاي‌ تحقيقات‌ داراي‌ وجوه‌ مشتركي‌ است‌، نه‌ اينكه‌ جايگزين‌ آنها باشد. درحالي‌ كه‌ محققان‌ منفرد و گروههاي‌ كوچكتر تحقيقاتي‌، بخش‌ زيادي‌ از تحقيق‌ و توسعه‌ مقياس‌ نانو را انجام‌ مي‌دهند، مراكز تحقيقاتي‌ بزرگتر نقش‌ اساسي‌ در توسعه‌ موضوعات‌ مهم‌ و ايجاد مشاركتها ايفا مي‌كنند. اين‌ مراكز باعث‌ همگرايي‌ بلندمدت‌، فعاليت‌ بين‌ رشته‌يي‌ و همچنين‌ گردهم‌ آمدن‌ افرادي‌ با تجربيات‌ و ابزارهاي‌ مختلف‌ مورد نياز توسعه‌ نانوتكنولوژي‌ مي‌شوند.
بخش‌ اعظم‌ مراكز مهم‌ نانوتكنولوژي‌ در سراسر جهان‌ در يك‌ سال‌ اخير تاسيس‌ شده‌ است‌. علاوه‌ بر انقلاب‌ ديجيتال‌ و زيست‌ شناسي‌ جديد ، نا نو تكنو لوژي‌ به‌ عنوان‌ يك‌ روند كليدي‌ علم‌ و فناوري‌ در دهه‌هاي‌ آينده‌ مورد توجه‌ قرار گرفته‌ است‌ و در اين‌ حوزه‌، اكتشافات‌ بيشتري‌ نسبت‌ به‌ دو حوزه‌ ديگر اتفاق‌ مي‌افتد. فناوريهاي‌ نانو، بيو و اطلاعات‌ با همياري‌ بزرگي‌ با ديگر علوم‌ رشد خواهند كرد. همگرايي‌ علوم‌ در جهان‌ به‌ سوي‌ ابعاد نانو خواهد بود. تحقيق‌ و توسعه‌ علوم‌ و مهندسي‌ مقياس‌ نانو، عمدتاص در مرحله‌ پيش‌ رقابتي‌ است‌. همكاري‌ بين‌المللي‌ در تحقيقات‌ بنيادي‌، چالشهاي‌ فني‌ بلندمدت‌، علم‌اندازه‌گيري‌، آموزش‌ و مطالعه‌ اثرات‌ اجتماعي‌ اين‌ فناوري‌، نقش‌ مهمي‌ در تكوين‌ و رشد اين‌ عرصه‌ خواهد داشت‌.
مقياس‌ نانو پتانسيل‌ تبديل‌ شدن‌ به‌ كارآمدترين‌ مقياس‌ طولي‌ ساخت‌ و توليد را دارد. صنعت‌ و گروههاي‌ تجاري‌ دريافته‌اند كه‌ نانوتكنولوژي‌، باعث‌ تغيير ذهنيت‌ عمومي‌ (PARADIGM Shift) در اقتصاد مي‌شود. اين‌ فناوري‌ بزودي‌ تغييرات‌ شگرفي‌ را در تمام‌ عرصه‌ها ايجاد خواهد كرد.

نويسنده:عبدالرضا اسدي‌ فرد

کریمی که جهان پاینده دارد تواند حجتی را زنده دارد

دانلود پروژه و کارآموزی و کارافرینی

پنج شنبه 12 بهمن 1391 7:45 PM

mohamadaminsh

کاربر طلایی1

تاریخ عضویت : دی 1389

تعداد پست ها : 25772

محل سکونت : خوزستان

پاسخ به:فناوری نانو

فناوري نانو و برخي كاربردهاي آن در صنعت آب

استفاده از فناوريهاي نوين به خصوص فناوري نانو در راستاي كاهش اثرات سوء آلودگيهاي زيست محيطي، بعنوان يكي از راهكارهاي مديريتي مطرح مي‌باشد. يكي از مواردي كه اين فناوري كاربرد خود را متبلور مي‌نمايد در ارتباط با منابع آب مي‌باشد كه در نظر گرفتن چالشهاي پيش رو ضرورت استفاده از آن را پر رنگ تر نموده است. در اين مطلب برخي كاربرد‌هاي فناوري نانو در صنعت آب اشاره شده است.

مقدمه
آب يكي از ضروري ترين عناصر حيات بر روي زمين است و اگر چه بيش از 70 درصد از سطح كرة زمين با آب پوشيده شده است اما كمتر از 3 درصد از آن آب شيرين مي‌باشد. از اين مقدار 79 درصد به قله‌هاي يخي تعلق دارد، 20 درصد آن آبهاي زير زميني است كه به راحتي قابل دسترسي نمي باشد و فقط 1 درصد آن شامل درياچه ها و رودخانه ها و چاهها مي‌باشد كه به راحتي به دست مي آيد. در مجموع در هر زمان تنها يك ده هزارم از كل آبهاي كره زمين به سادگي در دسترس انسان قرار دارد.
در دسترس بودن آب سالم و پاك يكي از مهمترين مسائل پيش روي بشر مي‌باشد و به تدريج كه مقدار مصرف آب بيشتر مي‌شود مواد آلاينده نيز به طرق مختلف باعث آلوده كردن منابع آبي مي‌گردند و اين مسأله در آينده بحراني تر خواهد شد. مجمع عمومي سازمان ملل متحد به منظور افزايش آگاهي و ترغيب، جهت اداره بهتر امور مربوط به آب و حراست بهتر از اين منبع حياتي، سال 2003 را سال بين المللي آب شيرين اعلام نمود. پذيرش حق برخورداري از آب بعنوان يك حق براي بشر ممكن است مهمترين گام در بر طرف كردن دشواري تأمين اين بنيادي ترين عنصر زندگي مردم باشد.
اهميت كاربرد فناوري نانو در صنعت آب
فناوري نانو طي مدت كوتاهي كه از ظهور آن مي گذرد كاربردهاي مختلفي در صنايع گوناگون يافته است. در نتيجه صنعت آب، بعنوان يكي از پايه‌هاي حيات از اين مسئله مستثني نيست و در بخشهاي مختلف آن، شامل ساخت سدها، حفاظت خطوط لوله انتقال آب، تصفيه آب و پساب، شيرين سازي آب و غيره، فناوري نانو كاربرد يافته است.
امروزه در جهان بسياري از مردم به دلايل بلاهاي طبيعي، جنگ و زير ساختهاي ضعيف خالص سازي آب، به آب بهداشتي دسترسي ندارند. حدود يك ميليارد نفر به منابع آبي دسترسي ندارند. روزانه‌5000 كودك به علت مبتلا شدن به امراض ناشي از مصرف آب غير بهداشتي مي‌ميرند.
تمام تلاش محققين اين است كه با كمك روشها و فناوريهاي جديد بتوانند اين مشكلات را كاهش دهند. يكي از اين فناوريها، فناوري نانو است.
در مجموع كاربردهاي متعددي را مي‌توان در زمينه استفاده از فناوري نانو متصور بود كه اهم آنها در ذيل آمده است:
1-استفاده از ذرات نانو ساختار در تصفيه آلاينده ها
2-رنگ زدايي از آب آشاميدني
3-نمك زدايي از آب
4-نانو پوشش ها
5-نانو لوله‌هاي جاذب گازهاي سمي
6-نانو پليمرهاي متخلخل
7-استفاده از نانو ذرات در تصفيه پسابها
8-نانو فيلترها
9-حذف آرسنيك موجود در آب با استفاده از فناوري نانو
در ادامه نگاهي به كاربرد‌هاي اين فناوري در صنعت آب خواهيم داشت.
برخي كابردهاي فناوري نانو درعرصه صنعت آب
فناوري نانو با روشهاي زير مي‌تواند در تهيه آب تميز كمك كند :
1. غشاهاي فيلتر اسيون نانو متري به منظور افزايش بازيابي آب
2. روشهاي سازگار با محيط زيست جهت تصفيه آبهاي زير زميني به وسيله اجزاي معدني و آلي
3. نانو مواد براي بهبود كارايي فرايندهاي فتو كاتاليستي و شيميايي
4. نانو حسگرهاي زيستي جهت تشخيص سريع آلودگي آب
در ادامه برخي موارد فوق توضيح داده مي‌شود.
نانوفيلتراسيون
روش نانوفيلتراسيون طي چند سال گذشته رونق گرفته است. در نانو فيلتراسيون جدا سازي براساس اندازه مولكول صورت مي‌گيرد و فرآيندي فشاري است. اساساً اين روش جهت حذف اجزاي آلي نظير آلوده كننده‌هاي ميكروني و يونهاي چند ظرفيتي مي‌باشد. از ديگر كاربردهاي نانو فيلتراسيون مي‌توان به حذف مواد شيميايي كه به منظور كشتن موجودات مضر به آب اضافه شده اند، حذف فلزات سنگين، تصفيه آبهاي مصرفي، رنگ زدايي و حذف آلوده كننده ها و حذف نيترات ها اشاره كرد.
نانو فيلتراسيون مي‌تواند تقريباً از هر منبع آبي، آب پاك به وجود آورد و تمام باكتري‌هاي موجود در آب را حذف كند. در ضمن امكان استفاده آسان از روشهاي تصفيه را براي عموم فراهم مي كند و بدون عمل شيميايي تصفيه را انجام مي‌دهد.
نانو حسگرها
اگر چه حسگرهاي مختلفي براي آشكار نمودن آلودگي‌ها و مواد آلوده وجود دارند ولي فناوري نانو امكان ايجاد نسل‌هاي جديدي از حسگرهاي با توانايي بالا را فراهم مي‌نمايد كه مواد آلاينده در مقادير و غلظت‌هاي كم را آشكار مي‌نمايند.
جمع بندي
در آينده ايران جزء كشورهايي خواهد بود كه بحران مصرف بالا و كم آبي را به دليل افزايش جمعيت شهر نشين و ارتقاي سطح صنعت و كشاورزي ، پيش رو خواهد داشت. مهندس افراسياب باباكوهى كارشناس كنترل كيفيت و منابع طبيعى مى گويد: «در خشكسالى سال هاى گذشته حدود ۲۰۰ هكتار از باغ ها، بيش از ۱۰ هزار هكتار از محصول چاى و ۲ هزار هكتار از باغ هاى موز سيستان و بلوچستان و باغ هاى كوهپايه آسيب جدى ديد. استخراج بى رويه از آب هاى زيرزمينى و سفره هاى آبدار زيرزمين در شرايط كنونى يك موقعيت بحرانى دارد. درحال حاضر از ۶۱۲ دشت كشور، ۱۵۰ دشت جزو مناطق ممنوعه و بحرانى است.
با قبول اين وضعيت، بخش بزرگى از مزارع در محدوده كوير قرار مى گيرد و مشخص مى شود خشكسالى يك واقعيت طبيعى و اقليمى در كشور است. جمعيت كشور ما حدود يك درصد جمعيت جهان است ولى سهم ما از كل منابع آب شيرين در دنيا۳۶صدم درصد است. كشورهاى ديگر دنيا از ۴۵ درصد منابع آب مطلوب خود استفاده مى كنند. در كشور ما ۶۶ درصد آب مصرف مى شود. بيش از ۵۰ درصد ذخاير آب شيرين كشور، وابسته به منابع آب هاى زيرزمينى است كه درحقيقت ما بايد اين منابع زيرزمينى را براى سال هاى خشكسالى نگهدارى مى كرديم.
كارشناسان يكى از دلايل اين بحران را ايجاد شهرك ها و گسترش بى رويه و برنامه ريزى نشده شهرها مى دانند. از سويى ما در اقليم خشك و كم آب قرار داريم. از سويى هم كره زمين درحال گرم شدن است و پديده ال نينو به گرم شدن هوا در اين نقطه از جهان كمك كرده است.
بنابراين با نگاهي به مشكلات تأمين آب در ايران و نياز مبرم كشور به منابع جديد، مي‌توان از فناوريهاي نوين در اين راه بهره جست. اين مهم در سايه انجام نياز سنجي و مطالعه دقيق اوليه تحقق مي‌يابد. با توجه به اينكه در سالهاي اخير، ايران در حال اوج گيري در زمينه تحقيقات نانو است، عقلاني به نظر مي‌رسد كه در سمت و سودهي برنامه‌هاي كلان آب در كشور از فناوري نانو به عنوان يك پشتيبان قوي استفاده گردد.

کریمی که جهان پاینده دارد تواند حجتی را زنده دارد

دانلود پروژه و کارآموزی و کارافرینی

پنج شنبه 12 بهمن 1391 7:45 PM

mohamadaminsh

کاربر طلایی1

تاریخ عضویت : دی 1389

تعداد پست ها : 25772

محل سکونت : خوزستان

پاسخ به:فناوری نانو

ثبت اختراع نانوكامپوزيت‌هاي جديد

اين اختراع در بهبود پليمرها و پلاستيك‌هاي مورد استفاده در صنايع هوافضا، الكترونيك، بسته‌بندي و اتومبيل كه به مواد منعطف، مستحكم و مقاوم در دماي بالا نياز دارند كاربرد چشم‌گيري دارد ...
شركت NaturalNano يك شركت فعال در زمينه علم مواد و فناوري‌ نانو است كه نانو لوله‌ها را تجاري مي‌كند. اين شركت خبر داد كه يك اختراع جديد جهت پيشرفت در توليد نانو كامپوزيت‌هاي مورد استفاده در صنايع پلاستيك و پليمر به ثبت رسانده است. دكتر Cathy A. Fleischer مدير فني اين شركت گفت: اين اختراع در بهبود پليمرها و پلاستيك‌هاي مورد استفاده در صنايع هوافضا، الكترونيك، بسته‌بندي و اتومبيل كه به مواد منعطف، مستحكم و مقاوم در دماي بالا نياز دارند كاربرد چشم‌گيري دارد.
نكته قابل توجه اين است كه نانو لوله‌هاي عمل شده با هالوسيت نياز به ورقه‌سازي را كه يك مرحله توليدي اضافي براي مواد نانورسي قديمي بود از بين مي‌برد. ورقه‌سازي شامل جداسازي لايه‌هاي رسي با فرآيندهاي شيميايي و يا ديگر فرآيندهاست. در صورت وجود نقاط ضعيف يا غيريكنواخت در پلاستيك كه منجر به شكست ترد مي‌گردد، ورقه‌سازي سبب ايجاد يك حالت غيريكنواختي مي‌شود. دكتر Fleischer گفت: با حذف فرآيند پرهزينه و زمان‌بر ورقه‌سازي، فناوري‌هاي جديد مربوط به نانوكامپوزيت‌ها سود بسيار زيادي براي توليدكنندگان فراهم مي‌كند.
اين امر به طور چشمگيري باعث كاهش هزينه و زمان مي‌كند. مزاياي اصلي اين نوع نانولوله‌هاي عمل شده با هالوسيت در صنايع پلاستيك و پليمر، افزايش استحكام و مقاومت در برابر شكسته شدن هنگام اعمال تنش بدون از بين رفتن انعطاف‌پذيري ، توانايي پيچش بدون شكسته شدن، بهبود يكنواختي مواد نهايي، كاهش وزن اجزاء تشكيل دهنده و بهبود كارائي در دماهاي بالاتر است. آقاي Jay Batten گفت: "اضافه كردن مواد بهبود يافته نانويي مانند مواد توسعه يافته توسط شركت NaturalNano مي‌تواند باعث كاهش وزن يا افزايش كارآيي ساختارهاي تركيبي مي‌شود كه در صنعت تجهيزات ساختماني و حمل و نقل استفاده مي‌شوند.
بنابراين مي‌توان محصولاتي با ارزش بالاتر و يا قيمت پايين‌تر براي مصرف كنندگان نهايي تهيه كرد و اين موضوع مهمترين هدف شركت‌هاي عضو ما مي‌باشد. اين فناوري‌هاي در حال اختراع را مي‌توان جهت وارد نمودن اجزاء فعال مانند مواد معطر در لوله‌ها به منظور رهاسازي به كاربرد تا از آنها بتوان به خوبي نانولوله‌هاي فلزكاري شده در صنايع الكترونيك يا ديگر موارد كاربردي استفاده نمود. اين تحقيق در آزمايشگاه‌هاي شركت NaturalNano به خارج از آزمايشگاه منتقل شده است.
اختراع اين شركت حدود يك سال پيش ثبت شده و شامل بيمه بين‌المللي است. بر طبق گزارش انجمن صنايع پلاستيك بازار مربوط به نانوكامپوزيت‌هاي جديد براي صنايع پلاستيك امريكاي شمالي در حدود 300 ميليارد دلار تخمين زده شده است. همچنين بر طبق پيش‌بيني محققان BCC مصرف جهاني نانوكامپوزيت‌ها در سال 2010 نرخ رشد سالانه بيش از %22 خواهد داشت.

کریمی که جهان پاینده دارد تواند حجتی را زنده دارد

دانلود پروژه و کارآموزی و کارافرینی

پنج شنبه 12 بهمن 1391 7:45 PM

mohamadaminsh

کاربر طلایی1

تاریخ عضویت : دی 1389

تعداد پست ها : 25772

محل سکونت : خوزستان

پاسخ به:فناوری نانو

تولید برق از سیستم گردش خون انسان

تیم پروفسور "شونگ لین وانگ" از موسسه فناوری جورجیا توانستند به کمک نوع ویژه‌ای از فناوری نانو، میزان اندکی جریان برق را از جریان خون بدن انسان یا لرزش رگ‌های خونی تولید کنند.
دانشمندان با استفاده از فناوری نانو ژنراتوری ساخته‌اند که از خون انسان جریان الکتریسیته تولید می‌کند.
تیم پروفسور "شونگ لین وانگ" از موسسه فناوری جورجیا توانستند به کمک نوع ویژه‌ای از فناوری نانو، میزان اندکی جریان برق را از جریان خون بدن انسان یا لرزش رگ‌های خونی تولید کنند.
این ژنراتور الکترود کوچکی دارد که از هرم‌های میکروسکوپی ساخته شده است.
این الکترود با لرزش‌های خارجی برای مثال لرزش رگ‌های خونی فعال می‌شود و با این کار رشته‌های اکسید روی را که همانند یک نیمه‌هادی عمل می‌کنند، به لرزش در می‌آورد.
به این ترتیب، این ژنراتور انرژی مکانیکی حاصل از لرزش رگ‌های خونی را به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کند.
این ژنراتور می‌تواند انرژی برق مورد نیاز تجهیزات پزشکی زیستی را که داخل بدن کار گذاشته می‌شوند، بدون نیاز به منابع انرژی خارجی و باتری تامین کند.

کریمی که جهان پاینده دارد تواند حجتی را زنده دارد

دانلود پروژه و کارآموزی و کارافرینی

پنج شنبه 12 بهمن 1391 7:45 PM