|
ريزترين ريزها فناورى كوتوله
بخش نخست
|
|
|
وحيد نقشينه
ريچارد فاينمن
ريچارد فيليپس فاينمن (۱۱ مه ۱۹۱۸ ـ ۱۵ فوريه ۱۹۸۸) از تأثيرگذارترين فيزيكدان هاى آمريكايى قرن بيستم بود. وى نظريه الكترو ديناميك كوانتوم را تا حد زيادى گسترش داد، او همچنين مدرسى تأثيرگذار و نوازنده موسيقى بود. وى در ساخت بمب اتم مشاركت داشت و بعدها يكى از افراد گروهى بود كه به بررسى واقعه انفجار فضاپيماى چلنجر پرداخت. وى در سال ۱۹۶۵ به دليل تحقيقاتش در زمينه الكتروديناميك كوانتوم جايزه نوبل فيزيك را به همراه جوليان شووينگر و شين ايچيرو تومونگا دريافت كرد. ••• به طور كلى، فناورى نانو عبارت از كاربرد ذرات درابعاد نانو است. (پيشوند نانو يك پيشوند يونانى و به معناى كوتوله است) يك نانومتر ، يك ميلياردم متر است. براى دست يافتن به اين ابعاد مى توان از دو مسير حركت كرد. يك مسير دسترسى از بالا به پائين و ديگرى طراحى و ساخت از پائين به بالا است. در نوع اول ، ساختارهاى نانو با كمك ابزار و تجهيزات دقيق از خردكردن ذرات بزرگ تر حاصل مى شوند ودر طراحى و ساخت از پائين به بالا كه عموماً آن را فناورى مولكولى نيز مى نامند، توليد ساختارها، اتم به اتم و يا مولكول به مولكول توليد و صورت مى گيرد. هنگامى كه در باره فناورى نانو شروع به جست و جو و مطالعه مى كنيد، به موضوعها و مواد مختلفى برمى خوريد مانند نانولوله ها، شبيه سازى مولكولى، نانوداروها، سلول هاى سوختنى ، نانو ذرات و غيره. بنابراين ممكن است نانو فناورى رشته اى كاملاً گسترده به نظر آيدكه موضوعهاى آن ربط چندانى به هم ندارند. به طور كلى، مطالعات نانو فناورى را مى توان به سه دسته نانوتكنولوژى مرطوب ، نانوتكنولوژى خشك و نانوتكنولوژى محاسبه اى تقسيم كرد. اگرچه روش هاى تحقيقاتى در آن ها با يكديگر متفاوت است، امااين سه شاخه كاملاً به يكديگر مرتبط هستند و پيشرفت دريكى از شاخه ها مى تواند در شاخه اى ديگر نيز كاملاً مؤثر باشد. تاريخچه فناورى نانو نخستين جرقه فناورى نانو در سال ۱۹۵۹ زده شد. دراين سال، ريچارد فاينمن در يك سخنرانى با عنوان فضاى زيادى در سطوح پايين، ايده فناورى نانو را مطرح ساخت. وى اين نظريه را ارائه داد كه در آينده اى نزديك مى توانيم مولكول ها و اتم ها را به صورت مستقيم دست كارى كنيم. قبل از فاينمن، درحدود ۶۴ سال پيش، جان ون نيومن حدس زد كه روزى ساختن ماشين هايى كه بتوانند خودشان را كپى كنند، ممكن خواهد شد. در سال ۱۹۹۱ ، دكتر اريك دريك سلر نخستين دكترا در رشته نانوتكنولوژى را از دانشگاه MITدريافت كرد و درسال ۱۹۹۶ مؤسسه Foresightكه در حال حاضر يكى از مؤسسات تحقيقات نانوتكنولوژى است، را پايه گذارى كرد. نخستين كسى كه واژه فناورى نانو بر زبان او جارى شد، نورياتانيگوچى، استاد دانشگاه علوم توكيو بود كه در سال ۱۹۷۴ اين واژه را براى توصيف ساخت مواد دقيقى كه تلورانس ابعادى آنها در حد نانومتر است ، به كار برد. اهميت فناورى نانو از نانو تكنولوژى ، بيوتكنولوژى و فناورى اطلاعات به عنوان سه قلمرو علمى نام برده مى شودكه انقلاب سوم صنعتى را شكل مى دهد، از همين روست كه كشورهاى در حال توسعه كه اغلب از دو انقلاب جا مانده اند، مى كوشند با سرمايه گذارى دراين سه قلمرو، عقب ماندگى خود را جبران كنند. درحال حاضر ، ۴۵۰ شركت تحقيقاتى ـ تجارى در سراسر جهان و ۲۷۰ دانشگاه در اروپا، آمريكا و ژاپن با بودجه اى كه در مجموع به ۴ ميليارد دلار بالغ مى شود ، سرگرم انجام تحقيقات در عرصه نانو تكنولوژى اند. رويدادهاى مهم در تاريخ فناورى نانو مايكل فاراده محلول كلوئيدى طلا را كشف كرد(۱۸۵۷) تشريح رفتار محلول كلوئيدى از سوى آلبرت انيشتين (۱۹۰۵) ايجاد لايه هاى اتمى به ضخامت يك مولكول توسط لنگموير (۱۹۳۲) فاينمن ايده فضاى زياد در سطوح پائين را براى كار با مواد در مقياس نانو مطرح كرد (۱۹۵۹) براى نخستين بار واژه فناورى نانو را نوريا و تانيگوچى بر زبان ها جارى كرد (۱۹۷۴) IBM دستگاهى اختراع كردكه به كمك آن مى توان اتم ها را تك تك جا به جا كرد (۱۹۸۱) كشف ساختار جديدى از كربن (۱۹۸۵) شركت IBM توانايى كنترل نحوه قرارگيرى اتم ها را به نمايش گذاشت (۱۹۹۰) كشف نانولوله هاى كربنى (۱۹۹۱) توليد نخستين نقاط كوانتومى با كيفيت بالا (۱۹۹۳) ساخت نخستين نانو ترانزيستور (۱۹۹۷) ساخت نخستين موتور DNA( ۲۰۰۰) ساخت يك مدل آزمايشگاهى سلول سوخت با استفاده از نانولوله (۲۰۰۱) شلوارهاى ضد لك به بازار آمد (۲۰۰۲) توليد نمونه هاى آزمايشگاهى نانوسلول هاى خورشيدى (۲۰۰۳) تحقيق و توسعه براى پيشرفت در عرصه نانو (۲۰۰۴) نمونه هاى عملى در سال هاى اخير برخى شركت ها از هم اكنون بهره بردارى از برخى يافته هاى نانوتكنولوژى را آغاز كرده اند. به عنوان نمونه، شركت آرايشى oral از مواد نانو در محصولات آرايشى خود استفاده مى كند تا بر ميزان تأثير آنها بيفزايد. ساخت ديودهاى نورى با استفاده از مواد نانو موجب مى شود تا ۸۰ درصد در هزينه برق صرفه جويى شود. توپ هاى تنيس كه با كربن ۶۰ ساخته شده و روانه بازار گرديده سبك تر و مستحكم تر از توپ هاى عادى است. شركت هاى ديگر با استفاده از مواد نانو پارچه هايى توليد كرده اند كه با يك بار تكاندن آنها مى توان حالت اتوى اوليه را به آنها بازگرداند و همه چين و چروك هايشان را زايل كرد. با همين يك بار تكان همه گرد و خاكى كه به اين پارچه ها جذب شده اند نيز پاك مى شوند. نوارهاى زخم بندى هوشمندى با اين مواد درست شده كه به محض مشاهده نخستين علائم عفونت در مقياس مولكولى ، پزشكان را مطلع مى سازند. از همين نوع مواد همچنين ليوان هايى توليد شده كه قابليت خود تميزكردن دارند، لنزها و عدسى هاى عينك ساخته شده از جنس مواد نانو ضدخش هستند و يك گروه از محققان تا آنجا پيش رفته اند كه درصددند با مواد نانو پوشش هاى مناسبى توليد كنند كه سلول هاى حاوى ويروس هاى خطرناك نظير ويروس ايدز رادر خود مى پوشاند و مانع خروج آنها مى شود. كاربردهاى نانو تكنولوژى بخشى از تأثيرات و كاربردهاى نانوتكنولوژى به شرح زير است: ۱ـ توليدمواد و محصولات صنعتى محققان قادر به ايجاد ساختارهايى از موادند كه در طبيعت نبوده و شيمى مرسوم نيز قادر به ايجادشان نبوده است. برخى از مزاياى نانو ساختارها عبارت است از مواد سبك تر، سخت تر و قابل برنامه ريزى، كاهش هزينه عمر كارى از طريق كاهش دفعات نقص فنى، ابزارهاى نوين برپايه اصول و معمارى جديد، به كارگيرى كارخانجات مولكولى يا خوشه اى كه مزيت مونتاژ مواد در سطح نانو را دارند. ۲ ـ پزشكى و بدن انسان رفتار مولكولى در مقياس نانومتر ، سيستم هاى زنده را مى تواند اداره كند، سهل شدن استفاده بهينه از دارو، مواد زيست سازگار با كارآيى بالا، افزايش توان محاسباتى به وسيله نانو تكنولوژى .
|