مروری بر نانوتکنولوژی: کاربردها، چشم انداز بازار و ملاحظات ایمنی
مروری بر نانوتکنولوژی: کاربردها، چشم انداز بازار و ملاحظات ایمنی
مروری بر نانوتکنولوژی: کاربردها، چشم انداز بازار و ملاحظات ایمنی
فرمت: Pdf تعداد صفحات: 15
- زمینه عمومی
نانوتکنولوژی در تعریفی ساده، ایجاد، پردازش، توصیف صفات و کاربرد مواد در مقیاس نانو (در محدوده یک میلیون در یک متر) میباشد. این فناوری میتواند به سیستمها یا فرایندهایی که کالاها و یا خدمات را در این مقیاس تهیه و ارائه میکنند مرتبط باشد.[۱] براساس گفته K.E Drexler نانوتکنولوژی یک قاعده اصلی برای دستکاری ساختار ماده در سطح مولکولی است. این تکنولوژی توانایی تولید سیستمهای مولکولی (مولکولار) را با دقت اتم به اتم فراهم میکند که در واقع محصول نانوماشینهای متنوعی است.[۱] این مواد که عمدتاً به نام نانومواد شناخته میشوند، خواص نامعمول و غیرمتعارفی را که انواع گوناگونی از مواد در حالت عادی ارائه نمیکنند به نمایش میگذارند.
نانوفناوری مطالعه اصول اساسی و اولیه مولکولها و ساختارها با حداقل یک واحد بین ۱ و ۱۰۰ نانومتر میباشد. این ساختارها تحت عنوان ساختارهای نانو شناخته میشوند. نانو تکنولوژی کاربرد این نانوساختارها در مواد و دستگاههای مفید با مقیاس نانو است.[۲] مواد در مقیاس نانو معمولاً کاراییهای فوقالعادهای را به نمایش میگذارند. به عنوان مثال مس در مقیاس نانو شفاف میشود، مواد خنثی مانند پلاتینیوم و طلا فعال میشوند و همین طور دمای ذوب نانومواد میتواند به شکل چشمگیری کاهش یابد. نانوتکنولوژی پتانسیل تغییر استانداردهای زندگی را دارد [۳ و ۶]. برخی از کاربردهای نانومواد عبارتند از: فضای ذخیره سازی انرژی و محصول، تکنولوژی اطلاعات، فناوری پزشکی، تولید و ساخت، تصفیه غذا و آب، تجهیز و محیط زیست. محصولات بر پایه نانوتکنولوژی (اخیراً بیش از ۱۳۵۰ مورد از آنها در فروشگاهها در دسترس است) شامل مواردی از قبیل اجزاء الکترونیکی، نانورنگها، دستگاههای ذخیره سازی، پارچه بدون لک، محصولات آرایشی و بهداشتی میباشد [۱ و ۳].
تصویر ۱ (الف) فرآیند ساخت نانوفایبر Electrospun و (ب) یک تصویر SEM منتجه از نانوفایبرهای PVC
در سال ۱۹۵۹ فیزیکدان مشهور و صاحب جایزه نوبل ریچارد فینمن یک سخنرانی در موسسه تکنولوژی کالیفرنیا تحت عنوان «در بنیان فضاهای زیادی وجود دارد» ارائه داد و این سخنرانی سوالات زیادی در زمینه علم نانو و نانوتکنولوژی به وجود آورد. فینمن اهمیت کنترل و تغییر مواد در مقیاسهای کوچک را پررنگ کرد.[۳] اگرچه در سال ۱۹۷۴ پروفسور نورینو تانیگوچی نخستین شخصیتی بود که از اصطلاح نانوتکنولوژی استفاده نمود، اما اصطلاح نانوتکنولوژی به علت کنفرانس فینمن که در سال ۱۹۵۹ ارائه و درسال ۱۹۶۰ منتشر گردید به وی نسبت داده شد [۱۵]. در سال ۱۹۸۰ دانشمندان IBM زوریخ، میکروسکوپ تونل زنی پویشی (STM) را اختراع نمودند که یک نقطه تحول در توسعه نانوتکنولوژی محسوب میشود. این میکروسکوپ به محققان و دانشمندان اجازه داد مواد را در سطح اتمها آنالیز نمایند. نخستین کاربرد تجاری نانوفناوری ذره بینی با نیروی اتم (AFM) بود که به عنوان ذره بین ردیاب پویشی (SPM) نیز شناخته میشود. AFM از یک سوزن سیلیکونی با دقت اتمی استفاده میکند تا توپوگرافی (مکان نگاری) سطوح را با دقتی در مقیاس اتم به تصویر بکشد. تحقیقات در زمینه نانوتکنولوژی به سرعت افزایش یافت و تنها در طی چند سال پیشبینی شد نانوفناوری به میزان ۱ تریلیون دلار روی اقتصاد جهانی اثر بگذارد [۱۲].
نانوتکنولوژی در سرتاسر جهان مورد توجه قرار گرفت و ابتکار و تخیل مردم بیشماری را برانگیخت. میزان علاقه به نانوفناوری به علت پتانسیلهای علمی و کاربردهای تکنولوژیکی و علایق تجاری در طی چند سال به طور قابل ملاحظهای افزایش یافته بود.[۱۶] سوگند نانوفناوری به عنوان یک موتور اقتصادی میتواند در میان نواحی و ملتهای متعددی رفاه را مجدداً تعریف نماید که تا این لحظه بیسابقه و جدید است. خلاقیت نانوفناوری ملی (NNI) به منظور سرعت بخشیدن به تحقیقات و توسعه در سال ۲۰۰۰ ایجاد گردید و از لحظه استقرار در میان تمامی آژانسهای فدرال شرکت کننده تعاون و همکاری ایجاد نمود و به عنوان یک خط مشی جهت الویت بندی و استراتژیها خدمت نمود. موضوعات NNI عمدتاً شامل موارد زیر است:
- برقراری تحقیقات نانوفناوری و توسعه برنامه ها
- استفاده از نانوتکنولوژی برای ساخت محصولات با فواید عمومی و تجاری
- تعلیم و تربیت کارگران برای توسعه برنامههای آموزشی و حمایت از زیرساخت و ابزارها به جهت پیشرفت در نانوفناوری
- حمایت از نوآوری در نانوفناوری
NNI در ایالات متحده چهار نسل اصلی از توسعههای نانوفناوری را فراهم نموده است که شامل نانوساختارهای غیرفعال، نانوساختارهای فعال، نانوسیستمها و نانوسیستمهای مولکولی میباشند. نانوساختارهای غیرفعال شامل پوششهایی از جنس نانو، نانوساختارهای تجزیه کننده و متصل کننده مانند آئروسلها و کلوییدها هستند.[۶] نانوساختارهای فعال شامل سیستمهای نانو الکترونیکال، نانوماشینها، مواد خودشفاء و داروهای هدفمند هستند. نانوسیستمها نیز شامل روبوتیکها، شبکههای سه بعدی و تجمع کنترل شده هستند. و درنهایت نانوسیستمهای مولکولی شامل دستگاههای طراحی شده اتمی میباشند.[۶] توسعه و پیشرفت در نانو فناوری دارای اثرات چشمگیر بر روی محیط زیست میباشد و به همان نسبت داری اثرات قابل توجه بر روی بهداشت و ایمنی، اخلاقیات و موضوعات اجتماعی و قانونی است.[۴] آژانسهای NNI به صورت مشترک یک استراتژی پژوهش با توجه ویژه بر روی جنبههای بهداشت و ایمنی نانوتکنولوژی توسعه دادهاند.
نانوفناوری امروزه میتواند در هرجای زندگی روزمره ما دیده شود. از جمله در: خمیردندان، لاستیک ماشینها، CD پلیمرها، راکت تنیس، توپ تنیس و همچنین در سلولهای خورشیدی، سلولهای سوخت، توالت و لگن دستشویی و بسیاری موارد مصرفی و تجاری دیگر.[۵] نانوفناوری مرز میان علم واقعی و همینطور مرز میان دستاوردها و انتظارات است. نانوفناوری این پتانسیل را دارد تا به توسعه تکنولوژیکال امیدبخش قرن تبدیل شود. این فناوری پتانسیل قابل توجهی را در محدودهها کاربردها و فواید اقتصادی عرضه میکند. نانوفناوری مجموعهای از تکنولوژیها و روشهای مختلف است که در آن خواص فیزیکی، فاکتورهای تاثیرگذار بر روی تمامی خواص مواد هستند. برای داشتن تصویری جامع از نانوفناوری ضروری است به زیرمجموعههای نانوفناوری مانند نانو الکترونیک، نانوبیوتکنولوژی، نانو ابزارها، نانومواد، نانو دستگاهها و نانوماشینها نگاهی بیندازیم.[۵]
ادامه مطلب را با دانلود فایل پیوستی مشاهده کنید.
برای دیدن لینک دانلود در سایت ثبت نام و اکانت خود را ویژه کنید
ورود یا ثبـــت نــــاممزایای اشتراک ویژه : دسترسی به آرشیو هزاران مقالات تخصصی، درخواست مقالات فارسی و انگلیسی، مشاوره رایگان، تخفیف ویژه محصولات سایت و ...
حتما بخوانید:
دیدگاه خود را ثبت کنید
تمایل دارید در گفتگوها شرکت کنید؟در گفتگو ها شرکت کنید.