در باره نانو تکنالوژی چه میدانید؟

شنبه 1 ثور 1397/

mandegar-3فناوری نانو، نانوفناورییا نانوتکنولوژی رشته‌ای از دانش کاربردی و فناوری است که جستارهای گسترده‌ای را پوشش می‌دهد. موضوع اصلی آن نیز مهار ماده یا دستگاه‌های در ابعاد کمتر از یک میکرومتر، معمولاً حدود ۱ تا ۱۰۰ نانومتر است. در واقع نانو تکنولوژی فهم و به‌کارگیری خواص جدیدی از مواد و سیستم‌هایی در این ابعاد است که اثرات فیزیکی جدیدی عمدتاً متأثر از غلبه خواص کوانتومی بر خواص کلاسیک از خود نشان می‌دهند. فناوری نانو موج چهارم انقلاب صنعتی، پدیده‌ای عظیم است که در تمامی گرایش‌های علمی راه یافته و از فناوریهای نوینی است که با سرعت هرچه تمام تر درحال توسعه می‌باشد. از ابتدای دهه ۱۹۸۰ میلادی طراحی و ساخت ساختمان‌ها هر روزه شاهد نوآوری‌های جدیدی در زمینه مصالح کارآمد تر و پربازده تر در مقاومت، شکل پذیری، دوام و توانایی بیشتری نسبت به مصالح سنتی دارد. نانوفناوری یک دانش به شدت میان‌رشته‌ای است و به رشته‌هایی چون مهندسی مواد،پزشکی، داروسازی و طراحی دارو، دامپزشکی، زیست‌شناسی، فیزیک کاربردی، ابزارهای نیم رسانا،شیمی ابرمولکول و حتی مهندسی مکانیک، مهندسی برق، مهندسی شیمی و مهندسی کشاورزی نیز مربوط می‌شود. تحلیل گران بر این باورند که فناوری نانو، زیست فناوری (Biotechnology) و فناوری اطلاعات و ارتباطات (ICT) سه قلمرو علمی هستند که انقلاب سوم صنعتی را شکل می‌دهند. نانو تکنولوژی می‌تواند به عنوان ادامهٔ دانش کنونی به ابعاد نانو یا طرح‌ریزی دانش کنونی بر پایه‌هایی جدیدتر و امروزی‌تر باشد و فراگیرتر باشد.
تاریخچه فناوری نانو
در حدود ۴۰۰ سال پیش از میلاد مسیح، دموکریتوس فیلسوف یونانی، برای اولین بار واژه اتم را که در زبان یونانی به معنی تقسیم نشدنی است، برای توصیف ذرات سازنده مواد به کار برد. از این رو شاید بتوان او را پدر فناوری و علوم نانو دانست.
نانو ریشه یونانی «نانس» به معنی کوتوله می‌باشد. فناوری نانو موج چهارم انقلاب صنعتی، پدیده‌ای عظیم می‌باشد که در تمامی گرایش‌های علمی راه یافته‌است تا جایی که در یک دههٔ آینده برتری فراینده‌ها، وابسته به این تحول خواهد بود. ماهیت فناوری نانو توانایی کار کردن در تراز اتمی، مولکولی و فراتر از آن در ابعاد بین ۱ تا ۱۰۰ نانومتر، با هدف ساخت و دخل و تصرف در چگونگی آرایش اتم‌ها یا مولکول‌ها با استفاده از مواد، وسایل و سیستم‌هایی با توانایی‌های جدید و با تغییر این ساختارها و رسیدن به بازدهی بیشتر مواد می‌باشد. فناوری نانو فرایند دستکاری مواد در مقیاس اتمی و تولید مواد و ابزار، به وسیله کنترل آن‌ها در سطح اتم‌ها و مولکولهاست. در واقع اگر همه مواد و سیستم‌ها ساختار زیربنایی خود را در مقیاس نانو ترتیب دهند؛ آنگاه تمام واکنش‌ها سریع‌تر و بهینه‌تر صورت می‌گیرد و توسعه پایدار پیش گرفته می‌شود. از جمله دستاوردهای فراوان این فناوری کاربرد آن در تولید، انتقال، مصرف و ذخیره‌سازی انرژی با کارایی بالاست که تحول شگرف را در این زمینه ایجاد می‌کند.[۵] از اینرو دست‌اندرکاران و محققان علوم نانو در تلاش اند تا با استفاده از این فناوری به آسایش و رفاه بیشتر در درون و برون ساختمان با یافتن طبقه جدیدی از مصالح ساختمانی با عملکرد بالا و صرفه‌جویی در هزینه‌ها بخصوص در مصرف منابع انرژی و در نهایت به توسعه پایدار دست یابند. فناوری نانو منجر به تغییرات شگرف در استفاده از منابع طبیعی، انرژی و آب خواهد شد و پساب و آلودگی را کاهش خواهد داد.

معرفی فناوری نانو
فناوری نانو توانایی ساخت، کنترل و استفاده ماده در ابعاد نانومتری است. اندازه ذرات در فناوری نانو بسیار مهم است، چرا که در مقیاس نانویی، ابعاد ماده در خصوصیات آن بسیار تأثیرگذار است و خواص فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی تک تک اتم‌ها و مولکول‌ها با خواص توده ماده متفاوت است. این اندازه در مواد مختلف متفاوت است، اما به‌طور معمول مواد نانو به موادی که حداقل یکی از ابعاد آن‌ها کوچک‌تر از ۱۰۰ نانومتر باشد گفته می‌شود.

مراحل فناوری نانو
در مجموع این فناوری شامل سه مرحله می‌باشد:
طراحی مهندسی ساختارها در سطح اتم.
ترکیب این ساختارها و تبدیل آن‌ها به مواد جدید با ساختار نانو با خصوصیات ویژه.
ترکیب این‌گونه مواد و تبدیل آن‌ها به ابزارهای سودمند.
انتظار می‌رود که نانو تکنولوژی نیاز بشر را به مواد کمیاب کمتر کرده و با کاستن آلاینده‌ها، محیط زیستی سالم‌تر را فراهم کند.
نانو و محیط زیست

۱ – فناوری نانو و محیط زیست –
فناوری نانو، مانند هر فناوری نوین دیگری، می‌تواند تغییرات شگرفی در زندگی بشر به وجود آورد؛ از جمله‌ در محیط زیست او.

-۱-۱آشتی محیط زیست با فناوری‌های نوین
آیا چنین چیزی به واقعیت می‌پیوندد؟ در فناوری نانو چنین تصوری غیرممکن نیست!
تأثیرات مستقیم و غیر مستقیم فناوری نانو بر محیط زیست، از جنبه‌های مختلف قابل بررسی است. در حال حاضر، می‌توان موارد متعددی از کاربرد مواد نانوساختاری در حفظ محیط زیست، از قبیل نانوفیلترها (برای تصفیه‌ی پساب‌های صنعتی)، نانوپودرها (برای تصفیه‌ی گازهای آلاینده‌ی خروجی از خودروها و واحدهای صنعتی) و نانولوله‌ها (برای ذخیره‌سازی سوخت کاملاً تمیز هیدروژن) را برشمرد، اما دورنمای استفاده از این فناوری نوین بسیار گسترده‌تر از این‌گونه کاربردهای جزئی و مقطعی است.
یکی از مهم‌ترین اهداف متولیان و طرفداران محیط زیست، حذف مواد سمی و خطرناک از چرخه‌ی طبیعت است. مواد سمی معمولاً از اتم‌هایی تشکیل شده‌اند که خودبه‌خود مضر نیستند، بلکه نحوه‌ی اتصال این اتم‌ها به یکدیگر مواد سمی را به وجود می‌آورد. اگر بتوان وسیله‌ای ساخت که مشابه ریزجاندارانی مانند ویروس‌ها در مقیاس اتمی قادر به تغییر اتصالات اتم‌ها در مولکول باشد، می‌توان به ‌سهولت و با قیمت ارزان مواد سمی را خنثی کرد، یا حتی با اندکی تغییر، از آنها محصولات مفید به دست آورد. برخی مواد سمی، حاوی عناصر مضری از قبیل جیوه، سرب، آرسنیک و کادمیوم هستند. این عناصر معمولاً حین استخراج مواد معدنیِ مختلف تولید می‌شوند. با بهره‌گیری از دانش و فناوری نانو در فرآیند استخراج، می‌توان از خروج این عناصر از محیط طبیعی آنها (خاک) جلوگیری کرد.
فناوری نانو از دانش‌ها و فناوری‌های گوناگونی مانند فیزیک،‌ شیمی، بیولوژی و مهندسی بهره می‌گیرد. علی‌رغم اینکه فناوری نانو تاکنون در زمینه‌ی محیط زیست کاربرد صنعتی نداشته است، اما بسیاری معتقدند که این فناوری می‌تواند راه‌های جدیدی برای بهبود و ارتقای فناوری‌های زیست‌‌محیطی ارائه کند. از سوی دیگر، برخی عقیده دارند که استفاده از فناوری نانو خود می‌تواند منجر به مشکلات جدید زیست‌‌محیطی از قبیل مواد سمیِ جدید و خطرات زیستی مربوط به آن شود.
دنیای شما در اثر تجمع CO2 در حال نابود شدن است با کمک فناوری‌های نوین به فکر نجات آن باشید.

اشتراک گذاري با دوستان :

Comments are closed.