علوم و فناوری نانو

علوم و فناوری نانو، عنصری اساسی در درک بهتر طبیعت در هر شرایط ثابتی خواهد بود. ازجمله موارد مهم در آینده همکاری های تحقیقاتی میان رشته ای،آموزشی خاص و انتقال ایده ها و افراد به صنعت خواهد بود. بخشی از تاثیراتو کاربردهای نانوتکنولوژی به شرح زیر است:
۱-  نانوتکنولوژی در پزشکی
محققان با استفاده از فناوری نانو درحال ساختن کپسول هایی با ابعاد نانو هستند که علاوه بر اندازه های خیلی کم، قدرت تشخیص بافت های مریض را داشته و دقیقا روی این بافت قرار گرفته و مقدار داروی لازم را به آن ها  می رسانند. همچنین حمله به سلول های سرطانی با استفاده از ذرات نانو ۱۰۰ برابر بازده عمل را نسبت به روش های معمول افزایش داده است. با استفاده از فناوری نانو نوارهای زخم بندی هوشمندی ساخته شده است که به محض مشاهده ی علائم عفونت در مقیاس مولکولی پزشکان را مطلع می کند.
۲- فناوری نانو و زیست شناسی
محققان این رشته فیبرهای نوری ساخته اند که قادر خواهند بود مولکول های مورد نظر را شناسایی کنند. دستگاهی ابداع شده است که با استفاده از نانو ذرات  طلا می تواند پروتئین های معینی را فعال سازد یا از کار بیاندازد.
سلول ها در فعالیت طبیعی خود امور مختلفی را به انجام برساند از جمله ی این امر می توان به انتقال اطلاعات و علائم و داده ها میان خود و رد و بدل کردن مواد غذایی و بالاخره سوخت و ساز و اعمال حیاتی اشاره کرد. گروه دیگری از محققان تا آن جا پیش رفته اند که در صدد هستند با مواد نانو پوشش های مناسب تولید کنند که سلول های حاوی  ویروس های خطرناک نظیر ویروس ایدز را در خود می پوشاند و مانع خروج آن ها می شود.
۳- فناوری نانو وشیمی
با استفاده از این فناوری می توان کاتالیزورهایی با نسبت سطح به حجم بسیار بالا تولید کرده و راندمان را در واحدهای شیمیایی به میزان بسیار زیادی افزایش داد. سلول های خورشیدی کوانتومی، استفاده از هیدروژن به عنوان…………نسل جدید باطری هایی با پوشش های بسیار مقاوم و در جدا سازی بکار رفته اند.
۴- نانو تکنولوژی و فیزیک
سازندگان قطعات الکترونیکی علاقه ی بسیار زیادی به کوچک کردن ابعاد و بالا رفتن قدرت محاسبات این تجهیزات دارند. این امر با استفاده از فناوری های معمولی تقریبا به مرز نهایی خود نزدیک شده است. از جمله وسائل الکترونیکی که با استفاده از این فناوری ساخته شده است می توان به دیودهای نوری، رایانه های کوانتومی و ترانزیستورهای نانو اشاره کرد. به عنوان مثال ساخت دیود های نوری با استفاده از نانو موجب می شود تا ۸۰% در هزینه ی برق صرفه جویی شود.
۵- نانوتکنولوژی در صنعت
برخی شرکت ها با استفاده از مواد نانو پارچه هایی تولید کرده اند که با یک بار تکان دادن آن ها می توان حالت اولیه را به آن ها بازگرداند و همچنین چین وچروک هایشان را ازبین برد. باهمین یک بار تکان دادن هم گردو غبار پاک می شود.
۶- دوام پذیری منابع: کشاورزی، آب، انرژی، مواد و محیط زیست
فناوری نانو امکان بازیافت و استفاده ی بعدی از مواد، انرژی و آب را فراهم خواهد کرد. در زمینه ی محیط زیست،علوم و مهندسی نانو می تواند در درک مولکولی فرایندهای مقیاس نانو که در طبیعت رخ می دهدو در ایجاد و درمان مسائل محیط زیست از طریق کنترل انتشار آلاینده هاو توسعه ی فناوری های سبزجدید که محصولات جانبی ناخواسته ی کمتری دارند و یا در جریانات و مناطق حاوی فاضلاب داشته باشد. نانوتکنولوژی توان حذف آلودگی های کوچک از منابع آلی و هوا و اندازه گیری و کاهش مداوم آلودگی در مناطق بزرگ تر را دارد.
شرکت های مواد شیمیایی، مواد پلیمری تقویت شده با نانو ذرات را ساخته اند که می تواند جایگزین اجزای فلزی بدنه ی اتومبیل ها شود. استفاده ی گسترده از این نانو کامپوزیت ها می تواند سالیانه ۵/۱ میلیارد لیتر صرفه جویی در مصرف بنزین به همراه داشته باشد.
۷- هوا وفضا
محدودیت های شدید سوخت برای حمل بار به مدار زمینو ماورای آن و علاقه به فرستادن فضاپیما برای ماموریت های طولانی به مناطق دور از خورشید، کاهش مداوم اندازه، وزن و توان مصرفی را اجتناب ناپذیر می سازد که مواد نانو امیدهایی را برای حل این مشکلات بوجود آورده است.
این مواد همچنین در طراحی و ساخت مواد سبک وزن، پرقدرت و مقاوم در برابر حرارت، مورد نیاز برای هواپیماها، راکت ها، ایستگاه های فضایی و سکوهای اکتشافی سیاره ای یا خورشیدی تعیین کننده است.
۸- امنیت ملی
برخی از کاربردهای نانو در کاربردهای دفاعی: تسلط اطلاعاتی از طریق نانو الکترونیک پیشرفته، امکان آموزش ….. نیرو، استفاده ی بیشتر از اتوماسیون و رباتیک پیشرفته برای جبران کاهش نیروی نظامی، بهبود کارایی خودروهای نظامی و … را می توان نام برد.
۹– تصفیه ی پساب های صنعتی
پساب های صنعتی صنایع شوینده اتمی از اکسیژن بیوشیمیایی و مواد فعال شیمیایی است که باید در فرایندهایی تصفیه از آب زدوده شود. یکی از مواردی که در پساب های صنعتی فراوان یافت می شود مواد نامحلول روغنی شامل روغن ها و گریس هاست. حضور این موادفرایند پالایش آب را دچار مشکل می کند. یکی از روش های اقتصادی برای تصفیه ی این مواد استفاده از سیستم های ترکیبی میکروفیلتراسیون-نانوفیلتراسیون است. در این سیستم ها از میکروفیلتراسیون برای زدودن ذرات معلق مانند روغن ها و گریس ها و از نانوفیلتراسیون برای حذف  پاک کننده ها استفاده می شود.
نتیجه گیری:
فناوری نانو یک فناوری صنعتی توانمند است و انتظار می رود با جمع بین علم و فناوری فرصت های بازاری و کالاهای جدید قابل توجهی در این زمینه تولیدشود. در نتیجه این فناوری نوین صنعت شیمی نه تنها دست خوش تجدید حیات و نوشدن می گردد بلکه در واقع می توان گفت اغلب صنایع امروزی از این فناوری و ابداعات آن بهره مند خواهند شد. همکاری های تنگاتنگ و مشارکت ها و شبکه هایی که بین صنعت، دانشگاه و موسسات دولتی در مقیاس جهانی وجود دارد توسعه ی محصولات جدید را شتاب می بخشد.روشن است که لزوما دیگر مدل های تجاری مبتنی بر تولید انبوه نقشی در این روند کاربردی نخواهد داشت چرا که عمده سود به دست آمده به وسیله ی کالاهای خاصی با حجم کوچک ایجاد می شود و با توجه به امکان اعطای امتیاز تولید چنین محصولاتی زمینه ی مشارکت قابل توجهی در تولید و ایجاد ارزش نمایی فراهم می گردد. تنوع محصولات فناوری نانو هم منافع مشتریان و رضایت آن ها را در بر خواهد داشت و کیفیت زندگی مردم جهان را بهبود می بخشد. از این رو توجه اساسی به این رشته بسیار با اهمیت است

شما باید وارد شویدتا بتوانید دیدگاه خود را ارسال کنید