دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .
به لحاظ نظری هر ساختار مولکولی پایداری که قوانین فیزیک و شیمی را نقض نکند قابل پیاده سازی است. و نانوتکنولوژی در واقع پیاده سازی ساختارهای مولکولی با دقت اتمی می باشد.
هرچیزی که در پیرامون ما قرار دارد از اتم ساخته شده است، یعنی می توانیم اتمها را به نوعی کوچکترین واحد سازنده مواد بنامیم. از عصر حجر گرفته تا اعصار بعد از آن (مس، برنز، آهن) که پشت سر هم در زمانهای مختلف پدپد آمده اند و در حال حاضر که عصر سیلیکون هاست، بشر را همواره متوجه این مسئله کرده است که چگونه و با چه اصولی میلیارد ها اتم در کنار هم قرار می گیرند و بطور همزمان یک شکل ماکورسکوپیک بوجود می آید و طبیعت میلیارد ها سال است که این نقش را با ظرافت کامل انجام می دهد و نانوتکنولوژی گامی در راستای توسعه ابزار انسانی برای تسلط بر طبیعت است.
تکنولوژی حاصل از قرن بیستم شاید در حال حاضر خیالی باشد ولی حالات واقعی به خود می گیرد وقتی تصور کنیم در قرن بیست و یکم بشر تا در خواهد بود اجسامی در بالاترین سطح از نظر کیفیت کنترلی تولید کند که حد حساسیت آنها هم اتمی است.
شاید میکروسکوپ STM را که قادر است در سطح اتمی از مواد تصویر برداری کند و در سال 1985 اختراع شد را بتوان اولین محصول نانوتکنولوژی دانست.
کاربردهای نانوتکنولوژی
کشاورزی: حسگر ها(سنسورها) در بسیاری از وسایل الکتریکی- وسایل پزشکی وسایل ایمنی و سیستمهای کنترل آلودگی و شرایط محیطی و کشاورزی کاربرد دارند.
حسگر ها را با پارمترهای فیزیکی نظری (ما و حرکت، شتاب، جریان یا پارامترهای شیمیایی نظیر گازها، یونها و مولکولهای شیمیایی یا فعل و انفعالات مولکولی مدل سازی می کنند.
بکار گیری نانوتکنولوژی در ساخت حسگر ها اجازه اصلاحاتی در عملکرد آنها داده و منجر به کاهش قابل توجهی در اندازه و افزایش قابلیتهای آنها و بکار گیری در بسیاری از وسایل دیگر شده است.
نانوحسگرهای هوشمند در آلودگی خاک و اب های زیر زمینی نقش مهمی را ایفا می کنند. بررسی عملکرد آفت کش های خاک و نحوه عملکرد و حرکت آنها در لابه لای ذرات خاک در این مقیاس، امکان پیش بینی های درستی برای جلوگیری از آلودگی خاک و آب های زیر زمینی می شود.
حسگرهایی که بر روی گیاهان یک مزرعه زراعی پاشیده می شوند و یا بر روی بدن دام توانایی اعلام وجود بیماریها و ویروسها را به کشاورزان دارند.
نانوتکنولوژی بدنبال ساخت حسگرها (کارخانه های کوچکی) است که توانایی تولید مثل و تکثیر خود را داشته باشند. تا کاربرد آنها صرفه اقتصادی داشته باشد.
در صنایع غذایی شرکت غذایی آمریکایی Kralt در این زمینه تحقیقات وسیعی انجام داده است با هدف پیشگامی در کاربرد نانوتکنولوژی در صنایع غذایی است. آنها در پی ساخت غذاهایی با نام Brainy FOOD هستند و بر روی فرضیه های زیر کار می کنند:
- مواد غذایی که قابلیت تغییر رنگ، طعم و یا مواد مغزی خود را در جهت سازگاری با ذائقه و سلامت مصرف کننده را دارا هستند.
غشاهایی که می توانند مولکولهای معینی را عمدتا بر اساس شکل و با هدف حذف سموم موجود در مواد غذایی و با تنظیم طعم آنها، از خود عبور دهند.
بسته بندی هایی که ضمن شناسایی فساد محتویات خود، مصرف کننده را نیز از بروز آن آگاه می کنند.
داروسازی: سیستم های دارو رسانی عبارت است از رساندن دارو در زمان معین و با دز کنترل شده با اهداف دارویی خاص در بدن که از سیستم های نانومتری فعال و غیر فعال استفاده می کند.
این کار بنحو چشمگیری ایمنتر و موثر از از پخش دارو در تمام بدن است.
داروسازی موثر عوارض جانبی ناخواسته را کاهش می دهد و دز دارویی کمتری را مصرف می کند و می تواند باعث دلگرمی بیماران در ادامه رژیم مصرف دارویی صحیح گردد.
در آینده حدود 50% تولید دارو (180 میلیارد دلار) متکی بر N.T خواهد بود.
وسایل نانومتری قادر به رساندن مواد به سلولها می باشند- مثلا DNA می تواند برای ژن درمانی و واکسیناسیون، در داخل سلول قرار گیرد.
مهندسی پزشکی
نانوتکنولوژی راه حل تشخیص سریعتر بیماری از راه درو را ارائه می دهد – نانوتکنولوژی قادر به توسعه محصولات پزشکی طراحی شده بافتی و اعضا مصنوعی است و در این کار با پرورش دادن بافت های خود شخص به عنوان سلولهای یا به روی یک بدنه سه بعدی یا با پروراندن انواع سلولهای دیگر روی یک زیر لایه مناسب انجام می دهد.
همچنین نانوتکنولوژی روشهایی را به منظور تست سازگاری اعضای حیوان و انسان اهدا کننده فراهم می آورد و مواد جدیدی را نیز برای جایگزینی استخوان و دندان ارائه می دهد.
نانوتکنولوژی در حال فراهم آوردن راهی برای پیوند شبکیه چشم حلزونی گوش و اعصاب است و این کار را با شاخت زیر لایه های نانومتری برای ترغیب، رشد، ترسیم و احیا ساخت ها انجام می دهد.
تولید ابزارها:
- امکان ایجاد سیستمهای کامپیوتری مختلف در اثر اختلاف مبانی فیزیک ریاضی و دانستنیهای زیست شناسی –ساخت کامپیوترهای براساس الگومغز، تکنولوژی با دانسیته اطلاعاتی بالا مصرف کمتر، انعطاف پذیری بیشتر
- ساخت نانوتیوسبها،لوله های کربنی با قطر 28 تا 125 نانومتر که نوع چهارم کربن نام گرفته اند (الماس، گرافیت، فولدین و نانولوله های کربنی) با قابلیت ها و خواص جالب از جمله: سختی 100 برابر فولاد-مقاومت در برابر مواد شیمیایی- پایدرای گرمایی بالا- رسانش فوق العاده و منحصر بفرد – رسانش گرمایی. سیلندرهای کوچک گاز- مخزن های ذخیره هیدروژن.
دارای خاصیت مویینگی بالا و قابلیت عبور مایعات و گازها را از خود دارند و می توانند به عنوان قالب هایی برای ساخت سیم هایی با قطر نانومتری استفاده شوند.
آلودگی هوا: وقتی سوخت بطور کامل بسوزد co2 و H20 و انرژی لازم را تولید می کند. اما همیشه پس مانده های از سوخت بصورت دود از اگزوز خارج می وشد و ما هیچگاه یک واکنش سوخت کامل نداریم.
و افزودنی های اضافه شده به سوخت برای بهتر و تمیزتر سوختن آنقدر بزرگ هستند که تمایل به تهنشینی در کف مخزن سوخت دارند.
اکسونیکا یک گروه تحقیقاتی در دانشگاه آکسفرد که در جهت رفع مشکلات آلودگی هوا کار می کند از نانوتکنولوژی برای درهم شکستن افزودنی ها و پخش یکنواخت آنها در سوخت بهره گرفته است.
ماده خرد شده به قدر کافی کوچک تا با سوخت خوب مخلوط شود و به اندازه ای بزرگ است تا موثر باشه.
دوما این افزونی ها قادرند خروجی دودکش ماشین ها را به گازهایی با ضرر کمتر تغییر دهند.
با استفاده از نانو کامپوزیت ها، مصرف سالانه بنزین 1.5 میلیارد لیتر و تولید سالانه co2، 5 میلیارد کیلوگرم کاهش می یابد.
نظامی: در آینده برتری نظامی با کشورهایی است که وسایل نانومجهز باشند.
ریاضیات فازی:
- الگوریتم فازی روشی سیال منعطف برای حل مسائل
- معیار اصلی شناخت علمی و اجتماعی
بخش سوم
بخش سیاست گذاریهای دولت ها در زمینه توسعه نانوتکنولوژی
به هر حال آنچه مسلم است تحول جدیدی در انتظار بشر است و کشورهای صنعتی پیشرو بودن در آن را به عرصه مسابقه ای بدل ساخته اند.
کشور ما تا به حا فاصله زیادی با این کشور ها داشته و باید عزم خود را جزم کند تا این بار بازنده این مسابقه نبود و سهم قابل توجهی از تحقیقات، تولید و بازارهای نانوتکنولوژی را به خود اختصاص دهد.
- ایفای چنین نقشی نیازمند داشتن اهداف روشن، تدوین یک برنامه مشخص انتخاب استراتژی های دست یابی به اهداف می باشد.
- نانوتکنولوژی که از تولد مفهوم آن بیش از چند دهه نمی گذرد طفل با استعدادی است که پله های رشد و ترقی را بسیار سریع تر از تصور پیموده و تا غلبه بر تمام ذهنیت های علمی فاصله ای نمانده است. و در این میان همه کشورها به تکاپو افتاده تا در شکوفایی آن به گونه ای سهیم باشند.
- هدف نانوتکنولوژی ساختن مولکول به مولکول آینده است با فرض اینکه تمام ساختارهای با ثبات شیمیایی از نظر قوانین فیزیک رد نمی شوند. اما اساس منفعت نانوتکنولوژی دقت آن است.
- فن آوری تا به امروز چنین کنترل دقیقی نداشته است و همه فن آوری های کنونی فن آوریهای بزرگی هستند.
- بر اساس آنچه گفته شد یافته های امروز بشر به جایی رسیده است که قدرت تغییر خواص و ویژگیهای دنیای پیرامون خود را دارد و به فضای جدیدی برای زیستن می اندیشد.
- و اگر امروز ما به عنوان عضوی از خانواده بزرگ جامعه بشری به فکر چیدن آینده خود نباشیم به زودی محکوم به زندگی در دنیای دست ساز دیگران خواهیم شد که مطمئنا با خواست و اراده ما نخواهد بود.
- کشور ما به عنوان یک کشور در حال توسعه با مشکلات و موانع اجتماعی، اقتصادی و تولیدی بسیارروبه روست.
- به دلیل اهمیت رشد سریع نانوتکنولوژی ویژگی های خاص آن مثل: عدم نیاز به وسایل و تجهیزات فراوان، سهم به سزای طراحی های نرم افزاری درتولید محصولات آن همچنین وجود دانشمندان ایرانی نانوتکنولوژیست در سطح دنیا.
- ما قادر خواهیم بود در صورت اقدامات سریع و به موقع در ساختن جهان آینده سهیم باشیم.
- ما زمانی صاحب این تکنولوژی می شویم که راهبری و مدیریت آن بر عهده خودمان باشد. اگر چه همکاری دیگر کشورها در این مسیر یاریگر ما خواهد بود.
زمان رسیدن از علم به تکنولوژی 10 تا 15 سال است و این مدت نیازمند یک سرمایه گذاری دولتی است.
- برای پی بردن به میزان اهمیت و ارزشمندی نانو در کشورهای پیشرفته این مقوله بس است که فی المثل رئیس جمهور امریکا- کره جنوبی-رژیم اشغالگر قدس نخست وزیر کانادا و رهبر خلق چین دخالت مستقیم در این امر داشته سخنرانیهای متعدد برلزوم نیاز کشورشان به نانوتکنولوژی ایراد کرده.
- تحقیق در نحوه عملکرد این کشورها کمک شایانی به یافتن روشهای مناسب پیشبرد این فن آوری در کشورمان خواهد داشت از این رو به بردی اجمالی فعالیت برخی دولت های پیشرو در این زمینه می پردازیم.
آمریکا
امریکا به عنوان خاستگاه تحقیقات نانو از شبکه تحقیقاتی عظیم برخوردار است. شورا بر عهده رئیس جمهور و اعضای آن مقامات بلند پایه دولتی امریکا می باشند. حدفاصلی حفظ نقش پیشگامی امریکا در عرصه علوم و تکنولوژی است. در حال حاضر 225 شرکت و 55 دانشگاه در این زمینه فعال هستند وطی آخرین آمار در سال 2002 امریکا 604 میلیون دلار در این زمینه سرمایه گذاری کرده است.
ژاپن رقیب قدرتمند.
نانوتکنولوژی یکی از چهاررکن اصلی برنامه 5 ساله علوم و فن آوری است.
- برنامه ای با افق دراز مدت- سرمایه گذاری فراوان آمادگی زیاد در تحقیقات میان رشته ای در شهر علمی تسوکوبا دنبال می شود و توسط 46 شرکت و 12 دانشگاه مطالعه و بررسی می شود. با مشارکت همه بخشهای مرتبط و تقویت فعالیتهای بین رشته ای مانند کارگاههای آموزشی، گروههای آموزشی، صنعت و دانشگاه و ...
چین با 31.2 میلیون دلار سرمایه گذاری بر روی نیمه هادی ها، مواد منفجره و مواد کاتالیت نانویی کار می کمند.
کره جنوبی سرمایه گذاری بخش خصوصی در تحقیقات نانو به خوبی مشهود است. شرکت سامسونگ در حال حاضر مشغول تحقیق بر روی نانو حافظه ها بوده و همچنین شرکت فوجیستو دیگر پیشتاز صنعت نیمه هادی ها در حال تاسیس در یک مرکز تحقیقاتی نانو درکاوازاکی است.
ایران
مهمترین وظیفه دولت در توسعه نانوتکنولوژی سیاست گذاری و هماهنگ کردن تمام فعالیت ها در راستای اهداف تکنولوژی کشور می باشد.
اما در مورد نانوتکنولوژی بدلیل آنکه اهداف تحقیقاتی آن بسیار پایه ای، دراز مدت و فرا رشته ای است از این رو ریسک های زیادی برای صنعت در به عهده گرفتن سریع رهبری آن وجود دارد و صنعت توانایی سرمایه گذاری بر روی تحقیقات رواز مدت و مخاطره آیند که سالهای متمادی طول خواهد کشید تا به مرحله تولید برسد را ندارد.
لذا در کشور بایستی تحقیقات دولتی و دانشگاهی این خلا را پر کند از این رو نقش دولت در آن فراتر از نقش آن در مورد سایر رشته هاست بررسی عملکرد کشورهای توسعه یافته در مورد N.T را به عنوان یک پروژه بزرگ یارانه ای پذیرفته اند و به بازگشت سریع هزینه های سرمایه گذاری شده در این خصوص نمی اندیشند.
نانوتکنولوژی بحثی نیست که با یک آزمایشگاه یا تیم تحقیقاتی به سرانجام برسد. بلکه برای شکل گیری صحیح ساختار و اجزای متعدد آن وجود یک نهاد هماهنگ کننده که وظایف تمام دستگاههای دولتی و غیر دولتی را تعیین نموده و از انتقال نتایج به صنعت حمایت کند.
سال 1378 بک کمبته وبژه نانوتکنولوژی که شامل سه زیر کمیته علمی-اجرایی و فرهنگی است درکشور تشکیل شد که وظایف آنها به طور اختصار به شرح زیر است.
فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد
تعداد صفحات این مقاله 10 صفحه
پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید
