مقاله بررسی نانو تکنولوژی در 41 صفحه ورد قابل ویرایش
مقدمه:
حدود 100 سال پیش که برای اولین بار مسئله استفاده از انرژی عظیم هسته ای مطرح شد؛ بشر همواره نمی توانست درک تجربی و صحیحی نسبت به این موضوع داشته باشد، ولی دیری نپایید که دانش و تکنولوژی این انرژی در اختیار بشر قرار گرفت و توانست استفاده از آن را تجربه نماید. دیر زمانی اگر کسی مسئله پرواز در آسمان و یا سفر به خارج از این کره خاکی و گردش بدور آن را مطرح می کرد، دیگران حتما او را خیال پرداز و مجنون قلمداد می کردند و یا به خاطر اظهار بعضی حقایق فرد را به توبه در کلیسا وامی داشتند! زمانی روباتها و ابرکامپیوترها که می توانستند چندین محاسبه ریاضی را در چند ثانیه انجام دهند، فقط در داستانهای تخیلی نویسندگان پیدا میشد و اکنون … همیشه در تمامی اعصار وقتی مطلبی فوق دانش و درک مردم آن زمان مطرح می شد در برابر مخالفتها و انتقادات شدیدی قرار می گرفت ولی بعد از طی روزگار، همگان با پیشرفتهای فوق العاده در آن زمینه مواجه می شدند و حتی این پیشرفت را موجب فراهم آمدن آسایش بیشتر خود می دیدند و حالا در عصر ما بحث نانوتکنولوژی مطرح شده است، موضوعی که در تمامی ابعاد زندگی بشر و رشته های مختلف علمی ارتباط مستقیم و مؤثر خواهد داشت. نانو تکنولوژی چنان رویکرد و نگرش به تکنولوژی را متحول ساخته که در صورت تحقق و رسیدن به مقصدی که ترسیم شده است، شاید بزرگترین جهش انسان برای صعود به قله های رفیع علم خواهد بود. اکنون جهان متوجه این رویکرد متحول کننده شده و متخصصین و دانشمندان در نقاط مختلف این کره خاکی دست به پژوهش و مطالعات وسیعی در این زمینه زده اند و طبق گفته برخی از آنان پیشرفتهای صورت گرفته و روند رو به رشد نانو، بیش از حد حد انتظار و پیش بینی است.
ذرات نانو در همه جا وجود دارند، روبات های نانو میتوانند به حالت هیجان زده و وحشیانه ای رسیده و شروع به تزاید غیرقابل کنترل نموده به گونه ای که دنیا را به خطر بیاندازند. «تکنولوژی نانو» سال هاست که به وجود آده و می‌توان گفت که تازه دوران آن فرا رسیده است. چون هم اکنون ما می توانیم از آن به عنوان پوشش های ظریف و نازک استفاده کرده و یا در تولید سلول های خورشیدی و حتی ساخت داروهای ضدسرطان استفاده کنیم. البته موارد استفاده زیادتری برای آن متصور بوده، منتهی آنچه که اهمیت حیاتی دارد، این است که تکنولوژی نانو به سرعت رو به جلو پیش می رود و باید در استفاده و بهره وری از آن، تمامی جوانب در نظر گرفته شده، منافع و خطرات آن دقیقاً بررسی شود.
ابتدا اشاره ای به زمینه های نانو می نماییم. «نانو» از یک کلمه یونانی به نام Dwarf که به معنای چیزی که کوچک تر از اندازه معمولی بوده اقتباس شده است. واژه «نانوتکنولوژی» به معنی مورد استفاده قرار دادن چیزهایی در طیف ابعادی بین یک الی 100 نانومتر است. این تکنولوژی نیز همانند بسیاری از تعاریف تکنیکی سوالات بی شماری را در اذهان ایجاد کرده که برای بسیاری از آنها هنوز پاسخ مشخص و روشنی وجود ندارد.
برای روشن کردن ذهن خوانندگان گرامی به اندازه یک نانومتر باید بگوییم که طولی است برابر 9-10*1 یا 000000001/0 متر به زبان دیگر یک میلیاردم متر را یک نانومتر می گویند. باز هم برای این که درک بهتری از مطلب داشته باشیم به نمودار ارائه شده در شکل شماره یک نگاه می کنیم. در قسمت سمت راست تصویر قطر تار موی انسان که معادل 000/100 نانومتر است به نمایش درآمده و در بخش کناری آن یعنی نزدیک ترین تصویر سمت چپ آن یک ذره دود سیگار به نمایش درآمده که قطر آن در حدود 5000 نانومتر بوده و باز هم سمت چپ آن طول موج رنگ آبی به نمایش گذاشته شده که معادل 500 نانومتر است. در سمت چپ این نمودار میزان فاصله دیسک خوان با صفحه دیسک در هارد کامپیوتر به نمایش درآمده که معادل 15 نانومتر است. باز هم برای این که موردی برای مقایسه داشته باشیم اشاره می کنیم که ذرات نانو را می‌توان با ویروس ها و حتی تک مولکول های تشکیل دهنده آنها مقایسه کرد.
بعضی از کارشناسان مفهوم ساخت و تولید مولکولی را که در آن اشیاء اتم به اتم ساخته می‌شوند، ابداع کرده‌اند. تفاوت رویکردهای مرسوم مثل میکروتکنولوژی و سیستم‌های میکروالکترومکانیکی با رویکرد تولید مولکولی در این است که آنها رویکردهای «کل به جز» هستند که از فنون تولید ماکروسکوپیک و مواد حجیم استفاده می‌کنند. تحقق تولدی مولکولی نیازمند پیشرفت فنی متعددی است، نخست اینکه باید «بلوکهای سازنده» مناسبی پیدا شوند که مولکولی باشند. این بلوکهای سازنده باید از لحاظ فیزیکی و شیمیایی با دوام، به آسانی قابل تغییر و از لحاظ علمکرد چند منظوره باشند. بخری دانشمندان این حوزه، ساختارهای الماس‌گون بر پایه کربن را به عنوان بلوکهای سازنده در وسایل نانومکانیکی مانند دنده، محور و پروانه پیشنهاد کرده‌اند. از سایر مولکولها نیز می‌توان برای ساختارهای واکنش شیمیایی استفاده کرد. کارهای بسیاری زیادی نیز باید در حوزه مدل‌سازی و سنتز ساختارهای مولکولی مناب انجام گیرد که گروه‌های متعددی روی این زمینه کارمی‌کنند.
در یکی از مفاهیم پیشرفته دیگر، اصول شیمیایی و استفاده از تغذیه‌های ساده را ترکیب یم‌کنند تا وسایل بسیار بزرگتری بسازند. حسب ظاهر هر چه این تکنیک‌ها پخته‌تر شوند و پیش از آنکه کاربردهایی در مقیاس قابل توجه بیابند، بایستی کار بیشتری در سطح سیستم‌ها و مهندسی انجام پذیرد. با آنکه ساخت و تولید مولکولی نویدبخش تحولات جهانی تعیین کننده‌ای است اما در میان تکنولوژی‌هایی که در اینجا توصیف شده‌اند کمتر از همه تحقق خواهد یافت. در این روش اشیاء از مولکولهایی ساده ساخته می‌شوند و از ریق میکروسکوپهای اتمیک در زمانی کوتاه به تولید می‌رسند. هر چه ساخت این سیستم‌ها تا مروز موردی و بیشتر پژوهشی بوده است. انتظار توسعه تجهیزات ساخت و تولیدی یکپارچه ظرف 15سال آینده منطقی است.