نانو چیست؟ + کاربردهای فناوری نانو (نانوتکنولوژی)
همه چیز درباره نانوتکنولوژی!
C60 از موارد مهم در تحقیقات فناوری نانو است.
فناوری نانو، نانوفناوری یا نانوتکنولوژی (به فرانسوی: Nanotechnologie، نانوتکنولوژی)(به انگلیسی: Nanotechnology، نانوتکنالوجی) یک دانش کاربردی است که موضوعات بسیار زیادی را در بر می‌گیرد. تمرکز آن بر روی کنترل مواد یا ابزارهایی با ابعاد کمتر از یک میکرومتر، عموماً بین ۱ تا ۱۰۰ نانومتر است.
ویژگی خاص فناوری نانو وجود موادی به نام نانومواد و نانوساختارهاست. نانوتکنولوژی به ما این امکان را می‌دهد که خواص جدیدی از مواد و سیستم‌های در این ابعاد را بفهمیم و به کار بگیریم، خواصی که به دلیل تاثیرات فیزیکی جدید ناشی از ویژگی‌های کوانتومی ایجاد می‌شوند. فناوری نانو بخشی از موج چهارم انقلاب صنعتی است و در همه رشته‌های علمی نفوذ کرده و به سرعت در حال گسترش است. از اوایل دهه ۱۹۸۰ میلادی، هر روز در طراحی و ساخت مصالح جدید، نوآوری‌هایی در زمینه موثرتر و بهتر از مصالح سنتی مشاهده می‌شود.
نانوفناوری یک علم بین‌رشته‌ای است و به رشته‌های مختلفی مانند مهندسی مواد، پزشکی، داروسازی، دامپزشکی، زیست‌شناسی، فیزیک کاربردی و حتی مهندسی مکانیک، برق، شیمی و کشاورزی مربوط می‌شود. تحلیلگران معتقدند که فناوری نانو، زیست فناوری و فناوری اطلاعات و ارتباطات، سه حوزه علمی هستند که انقلاب سوم صنعتی را شکل می‌دهند. نانو تکنولوژی می‌تواند به عنوان پیشرفته‌ترین بخش علم کنونی یا به عنوان ریشه‌ای جدید از دانش فعلی دیده شود.
در سال ۲۰۱۲، ایران در زمینه تعداد پتنت‌های مربوط به فناوری نانو در جهان مقام ۲۹ را به دست آورد. پژوهشگران دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل در اردیبهشت ۱۳۹۲ موفق به معرفی روش‌هایی برای ارتباط فناوری نانو با علوم اعصاب و همچنین روشی برای ردیابی پیام‌رسان‌ها در مغز شدند.
مفاهیم اساسی در فناوری نانو
- تعریف اندازه نانو پیچیده است. اما به طور کلی هر متر برابر با چند میلیارد نانومتر است یا به شکل دقیق‌تری هر متر برابر با 10 به توان 9- است.
- هر اینچ برابر با 25,400,000 نانومتر است.
- ضخامت یک برگ روزنامه حدوداً 100,000 نانومتر است.
- اگر یک سنگ مرمر را یک نانومتر مربع در نظر بگیریم، ۱ متر مربع اندازه یک زمین خواهد بود.
- فناوری نانو به ما این امکان را می‌دهد که اتم‌ها و مولکول‌های تشکیل‌دهنده مواد را به راحتی مشاهده کنیم و به طور خاص کنترل کنیم.
- تمامی آنچه که در زمین وجود دارد از خوراک، پوشاک، فلزات و غیره تا اتم تشکیل شده‌اند. اما ساختاری کوچکتر از اتم را نمی‌توان با چشم غیر مسلح دید.
- برای دیدن ذرات در اندازه نانو باید از میکروسکوپ‌های مخصوص و پیشرفته استفاده کرد.
میکروسکوپ با مقیاس نانو
دانشمندان با ابزارهایی مانند میکروسکوپ‌های تونلی و میکروسکوپ‌های نیروی اتمی توانسته‌اند مواد را در اندازه نانو مورد بررسی قرار دهند. بنابراین می‌توان این ابزار را عامل پیدایش فناوری نانو به شمار آورد.
اگرچه نانو تکنولوژی یک فناوری جدید است، اما این فناوری قرن‌ها مورد استفاده قرار گرفته است. یکی از موارد کاربرد این فناوری، شیشه‌های رنگی کلیساهای قرون وسطی است که رنگ این نقاشی‌ها از ذرات کوچک طلا و نقره ساخته شده است.
امروز دانشمندان و مهندسان به دنبال کشف ویژگی‌های جدید مواد در ابعاد نانو هستند زیرا معتقدند که این مواد دارای خواصی هستند که در مواد با اندازه بزرگتر قابل مشاهده نیستند.
کاربردهای فناوری نانو
علم و فناوری نانو در آینده به ما کمک می‌کند تا بهتر با طبیعت آشنا شویم. از جمله موارد مهم در آینده تحقیق‌های بین‌رشته‌ای، آموزش خاص و انتقال ایده‌ها و افراد به صنعت خواهد بود. برخی از کاربردها و تاثیرات فناوری نانو عبارتند از:
- تولید مواد و محصولات صنعتی
- پزشکی
- مدیریت منابع (آب، مواد، محیط زیست و…)
- هوا و فضا
- صنایع نظامی و امنیت ملی
- صنعت الکترونیک
