پایگاه خبری علمی، آموزشی و تحصیلات تکمیلی میگنا - آخرين عناوين نانو تکنولوژی :: نسخه کامل http://migna.ir/Science-and-Medicine/NanoTechnology Wed, 04 Nov 2015 22:56:20 GMT استوديو خبر (سيستم جامع انتشار خبر و اتوماسيون هيئت تحريريه) نسخه 3.0 http://migna.ir/skins/default/fa/{CURRENT_THEME}/ch01_newsfeed_logo.gif تهیه شده توسط پایگاه خبری میگنا http://migna.ir/ 100 70 fa نقل و نشر مطالب با ذکر نام پایگاه خبری میگنا آزاد است. Wed, 04 Nov 2015 22:56:20 GMT نانو تکنولوژی 60 وقتی نانو بوی خطر می‌دهد! http://migna.ir/vdcdx50x.yt0kj6a22y.html به گزارش مهر، زمانی که مواد در مقیاس نانویی قرار می گیرند، از لحاظ خواص شیمیایی، بیولوژیکی و فیزیکی آنها تغیییراتی ایجاد می شود. نانو تکنولوژی دارای مصارف بسیاری است و در حوزه های پزشکی، کشاورزی، مهندسی و ... کاربرد دارد. نانو فناوری می تواند مواد آلودگی را از محیط حذف کرده و از مصرف منابع جلوگیری می کند که می تواند باعث افزایش ذخیره محصولات و همینطور بهتر شدن فرآیندها شود. تغییر و دستکاری در محصولات نانویی باعث می شود تا به محصولاتی با دوام تری دست پیدا کنیم. در صورتی که ممکن است این ذرات کوچک تغییر یافته برای محیط زیست و سلامت انسان ها مضر باشند. موادی که از شکل اولیه خود فاصله گرفته و  به حالت نانویی مبدل می شوند، می توانند سمی و خطرناک باشند. نانو ذرات در عین اینکه می توانند برای بشریت مفید باشند دارای مضرات فراوانی نیز هستند. امروزه بحث جدیدی با عنوان خطرات نانو بر محیط زیست و انسان مطرح شده که محققان هر روز اخبار جدیدی را در این راستا اعلام می کنند. تقسیم بندی نانو نانو ذرات می توانند دارای سه منشا باشند: نانو ذرات طبیعی: از طریق آتش سوزی های گسترده در جنگل یا فوران اتشفشان ها ساخته می شود. نانو ذرات انسانی: نانو ذراتی که در زمان جوشکاری به وجود آمده یا از اگزوز ماشین ها خارج می شوند. نانو ذرات مصنوعی: همانطور که از اسم این بخش برمی آید ساخته دست انسان است. نقش نانو ذرات در ابتلا به بیماری نانو ذرات را به اسم ذرات فناناپذیر می شناسند. ذرات نانو آنقدر کوچک و ریز هستند که نه تنها می توانند به پوست انسان آسیب وارد کنند بلکه به سرعت از طریق پوست جذب بدن شده و مسمومیت های بسیاری را به وجود آورند. مطالعات اخیر نشان می دهد که استفاده از نانو ذرات می تواند به سلول های ریه آسیب وارد کرده یا سرکوب ایمنی بدن و همینطور خطرات بهداشتی را به دنبال خواهد داشت. استفاده از نانو ذرات در کرم های بهداشتی محققان با کمک ذرات نانو، کرم ضد آفتابی را تولید کرده اند که همانند یک فیلتر UV عمل می کند. قرار گرفتن طولانی مدت در معرض تابش خورشید می تواند چروک شدن یا آسیب دیدن پوست را به دنبال داشته باشد. تحقیقات اخیر نشان می دهد که مواد نانویی می توانند ابتلا به سرطان را تحریک کرده و در گاهی موارد نیز عملکرد تولید مثل را دستخوش تغییر کنند. توسعه مواد نانوتکنولوژی در حال حاضر، محققان در حال جایگزینی اکثریت مواد مصرفی یا پوشیدنی انسان ها با فناوری نانوتکنولوژی هستند. در سال های اخیر، محصولات نانوتکنولوژی عبارتند از: لاستیکهای مقاوم، شیشه‌هایی که خودبه خود تمیز می‌شوند، مواد دارویی با ترکیبات نانو ذرات، هد دیسک های لیزری و مغناطیسی، چاپگرها، لباس، تجهیزات و وسایل ورزشی، فیلتر هوا و... با کمک نانو ساخته شده اند.   برخی مضرات نانو برخی فواید نانو  نانو سیلور (نانو ذرات نقره ای) دارای خاصیت آنتی باکتریال بوده که برای عوامل بیماری زا به عنوان سم تلقی شده، در صورتی که برخی میکروب ها مفید هستند. برخی از نانو ذرات در حذف آلاینده های محیط زیست بسیار موثر بوده و نقش اساسی ایفا می کنند. دانشمندان با کمک  ذرات نانو موفق به حذف آلاینده هایی مانند  polychlorinated biphenyls  شدند.   استنشاق نانو ذرات به ریه ها آسیب می رساند و مشکلات مزمن تنفسی را به همراه دارد. دانشمندان نانو حسگرهایی  ساخته اند  که قادر به تشخیص و اندازه گیری آلاینده های محیط زیست هستند.   ]]> اخبار علمی و فناوری Thu, 03 Jul 2014 21:43:38 GMT http://migna.ir/vdcdx50x.yt0kj6a22y.html نانو کاغذ ضد آب و ضد باکتری ساخته شد + عکس http://migna.ir/vdcexv8z.jh8pfi9bbj.html دکتر روبرتو کینوگالاتی در مؤسسه اتالیانو دی تکنولوژیا در ایتالیا و تیم علمی اش تکنولوژی را توسعه داده اند که از طریق آن کاغذهای ضد آب، ضد باکتری، مغناطیسی، فلورسنت و بسیار مقاوم ساخته اند. طی این فرآیند نانو تکنولوژی یک ماتریس پلیمری شکل می گیرد که از طریق راه های مختلف پخش می شود. اجزای نانویی مختلف یک لایه سه بعدی نرم در اطراف فیبرهای کاغذی ایجاد می کند که ویژگی های کاغذ را در راستای کیفیت آن تغییر می دهد. باید این را بگوییم که قطعات نانو اکسید آهن به کاغذ اضافه می شود تا تا به کاغذ خاصیت مغناطیسی ببخشد و اگر نقره به آن افزوده شود کاغذ خاصیت ضد باکتری پیدا خواهد کرد. ]]> اخبار علمی و فناوری Fri, 29 Mar 2013 21:10:10 GMT http://migna.ir/vdcexv8z.jh8pfi9bbj.html نانو تکنولوژی بخشی از آینده نیست؛ بلکه همه آینده است http://migna.ir/vdcjm8ev.uqevyzsffu.html تاریخ علم پدیده های متعدد و فراوانی را در صفحات خود جای داده است. پس از جنگ جهانی دوم اختراعاتی نظیر کامپیوتر و DNA, آنچنان خارق العاده بودند که بعنوان انقلابی ترین دوران در تاریخ علم بشری بشمار می آمده است هم اکنون نیز دستیابی به فناوری های نوینی همچون فناوری اطلاعات و بیوفناوری با جایگاه ویژه, پیشرفتهای چشمگیر علمی  و تکنولوژیکی را بدست آورده است. اما با پیشرفت دانش بشری و نزدیکی به مرزهای حقیقی در علم کوانتوم و پدید آمدن  واژه ای به نام نانو که تاریخچه و شکل گیری این علم به زمانی باز می گردد که ریچارد فیمن (Richard Feynman ) (فیزیکدان آمریکایی متخصص کوانتوم نظری و برنده جایزه نوبل سال 1965میلادی) با سخرانی معروف خود با عنوان (آن پایین فضای بسیاری هست) به بررسی بعد رشد نیافته مواد پرداخت و توجه اندیشمندان را در جهان به این علم جلب و توانمندی تولید مواد, ابزارها و سیستمهای جدید با در دست گرفتن کنترل در سطح ملکولی و اتمی را عنوان نمود تا کنون  که تمامی جهان را فراگرفته است. امروزه نیز پیشرفتهای زیادی در عرصه نانو جهت دقیق کردن تعریف این دانش بوجود آمده است به بیان ساده تر فناوری نانو در جهان از چهل سال پیش تاکنون که نانوتکنولوژی و کاربردهای وسیعی که این فناوری را به عنوان یک زمینه فرارشته ای و فرابخشی مطرح نموده است که می توان به کاربردهای آن در مواد, پزشکی و بهداشت, داروسازی, الکترونیک و کامپیوتر, مهندسی, محیط زیست, بیوفناوری,دفاع, انرژی ,کشاورزی و بسیاری صنایع چون نساجی و فولاد وبرق و... اشاره نمود. که  میتوان این علم و ابعاد آن را فراتر از حال دانست وعنوان کرد که نانو تکنولوژی  بخشی از آینده نیست بلکه همه آینده است .نانو فناوری در عمل به سه شاخه اساسی (نانو فناوری مرطوب ,خشک ومحاسباتی )تقسیم شده که امروزه دو تغییر از نانوفناوری یکی حرکت از بزرگ به کوچک شامل مواردی همچون کوچکتر کردن هر چه بیشتر تراشه های رایانه ای و دیگری حرکت از کوچک به بزرگ به معنای ساخت مواد با کنار یکدیگر قرار دادن تک تک اتم ها یا مولکولها در دست می باشد.ویژگی ودستاوردهای بالقوه ,کاربردها ی  این علم در عرصه های مختلف همچون (دوام پذیری مواد ,هواوفضا ,امنیت ملی ,صنعت ) و موارد فوق که اشاره گردید همگی بر نقش این علم در دستیابی بشر به آینده با بهره مندی از نانو در جهت آسایش را نوید می دهد .صرفنظر از خصایص عمومی و ویژه این فناوری به عنوان یک علم جدید می توان به لزوم استفاده از سیستم های انعطاف پذیر و پویا جهت رشد قوانین و مقررات خاص مراکز تجاری سازی و بازاریابی و سرمایه گذاری در این عرصه نظر به سرعت رشد بالا و حجم کم و ارزش افزوده بالا وفاصله کم تحقیقات تا بازار و بین رشته ای بودن این دانش وبعضا به مواردی همچون عام بودن و کاربرد فناوری نانو در بسیاری از فناوری های دیگر و نقش آن در تحول سایر فناوری ها و مکمل و پایه بودن (نانو فناوری ,رقیب سایر فناوری ها نیست), ایجاد خلاقیت و کار آفرینی, تاثیر بسزایی بر رفاه و زندگی مردم ,امنیت و دفاع ملی و حفاظت محیط زیست ,ایجاد تحول در تمامی دستاوردهای گذشته بشر تحقق یافته اند ,اشاره نمود .همگراسازی رشته های علمی و تخصص های متمایز ,کاربردهای متعدد آن با هزینه های تولید و نگهداری کمتر ,مصرف انرژی پایین ,دوام و طول عمر بیشتر و در نهایت اینکه نانو فناوری معیارها واستانداردهایی را بوجود می آورد که  کشورهایی که در تولید محصولات آن تاخیر داشته باشند نمی توانند جایگاهی مناسب در علم وآینده داشته باشند.همکاری های  تحقیقاتی میان رشته ای ,آموزش خاص وانتقال انگاره ها و ایده ها و افراد به صنعت بخشی از تاثیرات و کاربردهای نانو است که می تواند با تولید مواد ومحصولات صنعتی و تغییر بنیانی که در ساخت مواد وابزارها در آینده مانند امکان سنتز بلوک های ساختمانی نانو با اندازه وترکیب کنترل شده بوجود می آورد انقلابی را در مواد و فرایندهای تولید بوجود  و بسترساز ابزارهای نوین بر پایه اصول ومعماری جدید گردد.افزایش توان درمانی داروها ورهایش دارو Delivery Drug)), تهیه مواد زیست سازگار با کارایی بالا ومقیاس نانومتر در شیمی وفیزیک وزیست وشبیه سازی رایانه ای ودوام پذیری منابع کشاورزی ,آب  با بهره گیری از امکان بازیافت و استفاده مجدد از انرژی را فراهم خواهد نمود . در صنعت الکترونیک می توان به ذخیره سازی اطلاعات و ساخت ابزارهای ابر محاسباتی ,در بعد امنیت ملی ,تسلط اطلاعاتی از طریق نانو الکترونیک بعنوان یک قابلیت مهم نظامی و تلفیق   ابزارهای نانو میکرو مکانیکی جهت کنترل سیستمهای دفاع هسته ای وبسیاری موارد دیگر اشاره داشت در منظر هوا وفضا قابلیتهای علم نانو در ساخت مواد سبک وزن ,پر قدرت ومقاوم در برابر حرارت جهت هواپیماها وراکتها وایستگاهها وسکوها ی فضایی وسیاره ای یا خورشیدی همگی از توسعه نانو ساختارها و موارد کاربرد این علم حکایت دارد .اما اهمیت مطرح شدن این طرح ودانش در بسیاری از کشورها ی توسعه یافته ودر حال توسعه (حدود 40 کشور) و طیف وسیعی از شرکتهای بزرگ جهان که تحقیق وتوسعه در این زمینه را از اولویتهای ملی خود قرار داده و با تعیین بودجه های کلان جهت تحقیقات در زمینه نانوتکنولوژی که با تعیین برنامه های حمایتی در سطح ملی ,تبیین و تدوین واجرای این مهم بصورت شفاف وقطعی و  تشویق وحمایتهای دولتها روبرو گردیده است .لذا ورود سایر کشورها از جمله ایران که اخیرا در این عرصه و تحقیقات نانو رتبه  36جهانی  را کسب نموده است با ذکر دلایلی همچون تاثیر اساسی نانو در رشد وپیشرفت بسیاری از فناوری ها وتاثیر بر امنیت جهانی که می تواند به لحاظ کاربردهای بسیار زیاد آن که هم  موجب ایجاد فرصتها وتهدیدها خواهد شد و نیز  لزوم حضور در بازارهای بسیار بزرگ در آینده, حکایت از ضرورت ورود اجتناب ناپذیر کشورها را به این عرصه دارد . و بیان می دارد نانو تکنولوژی  مساوی آینده است و فناوری اطلاعات وبیوتکنولوژيدو دستاورد مهم قرن بیستم بدون بهره گیری از نانو دچار اختلال خواهند شد . چگونگی تدابیر و تمهیداتی که جهت گسترش اولویتهای مهم تکنولوژی نانو در کشور ما  در سالیان اخیربه منظور بستر سازی شالوده های اقتصادی مبتنی بر دانایی در هنگام تدوین سیاستهای کلی وکلان صورت پذیرفت که می توان به قانون برنامه چهارم توسعه اشاره کرد . صرفنظر از اقدامات زیر ساختی همچون اجرای طرح تکفا جهت گسترش فناوری اطلاعات وارتباطات ,تهیه و ابلاغ سند ملی بیوفناوری   که جهت توسعه علم نانو صورت پذیرفته, اهمیت حمایت از پژوهش های علوم وفناوری نانو در گستره علوم با هدف نیل به توسعه پایدار بیش از پیش مشهود می نماید .لذا امید است با بهره گیری از تحقیقات منطبق با ایده های علمی و بروز جهانی بتوانیم سهم واقعی و جایگاهی شایسته را در دانش جهانی و آینده کسب نماییم . ]]> نانو تکنولوژی Sun, 20 May 2012 16:14:53 GMT http://migna.ir/vdcjm8ev.uqevyzsffu.html نانو در دنیای ما http://migna.ir/vdce.n8vbjh8vw9bij.html نگاهی به کاربردهای فناوری نانو در بخش های مختلفبه طور کلی می توان فناوری نانو را عبارت از کاربرد ذرات در ابعاد نانودانست . یک نانومتر، یک میلیاردم متر است. از دو مسیر به این ابعاد می توان دسترسی پیدا کرد. یک مسیر دسترسی از بالا به پایین و دیگری طراحی و ساخت از پایین به بالا است. در نوع اول، ساختارهای نانو با کمک ابزار و تجهیزات دقیق از خرد کردن ذرات بزرگ تر حاصل می شوند. در طراحی و ساخت از پایین به بالا که عموما آن را فناوری مولکولی نیز می نامند، تولید ساختارها، اتم به اتم و یا مولکول به مولکول تولید و صورت می گیرند. در واقع فناوری نانو ادامه و گسترش روند مینیاتوریزه کردن است و به این طریق تولید مواد، تجهیزات و سامانه هایی با ابعاد نانو انجام می شود. به بیان دیگر با استفاده از این نوع فناوری می توان ساختارهایی با خصوصیات جدید به دست آورد.به عنوان مثال نگداری، بسته بندی و جلوگیری از فساد و تخریب مواد غذایی در مقابل انواع باکتری ها و قارچ ها، و محافظت از آنها در برابر نور و رطوبت، از جمله معضلات اصلی و همیشگی مواد غذایی بوده که امروز به کمک فناوری نانو قابل حل است .امروزه ظروفی که با استفاده از فناوری نانو ساخته می شوند، خواص ضدمیکروبی بالایی در مقابل انواع باکتری ها و قارچ ها دارند. این خواص به دلیل حضور نانوذرات آنتی باکتریال در مواد تشکیل دهنده ظروف می باشد.نگهداری مواد غذایی در ظروفی که با نانوذرات نقره ساخته می شود، از رشد باکتری ها جلوگیری کرده و غذا را به مدت طولانی تری در مقایسه با ظروف معمولی نگهداری می نماید. این ظروف قادر هستند میوه ها، سبزیجات، داروها، نان، پنیر، سس و گوشت را در مدت طولانی تری، بدون تغییر رنگ و مزه و خواص غذایی شان نگداری کنند.افزودن ترکیباتی مانند نانوذرات دی اکسید سیلیس به پوشش های پلاستیکی بسته بندی و ظروف نگداری مواد غذایی، سبب مقاوم شدن آنها در مقابل پارگی شده و نفوذپذیری آنها را در برابر بخار آب، اکسیژن و پرتو فرابنفش کاهش می دهد. از این رو، این بسته های پلاستیکی می تواند غذا را سالم تر و تازه تر محافظت نماید.از طرفی، تولید بسته بندی های هوشمند می تواند ما را از فساد مواد غذایی آگاه سازد. این نوع بسته بندی شامل نانوحسگرهایی ا ست که نسبت به گازهای متصاعد شده از مواد غذایی فاسد، به شدت حساس بوده و تغییر رنگ می دهند. این تغییر رنگ، نشانه ای از فساد مواد غذایی محسوب می شود.از سوی دیگر فناوری نانو در سایر ساختارها نیز قابل استفاده است که از آنها می توان به پارچه ها اشاره کرد. پارچه های ضدلک، ضدآب، ضدچروک، ضدحریق و... همه این رویاها با فناوری نانو محقق شده است. این پارچه ها که با تقلید از طبیعت (برگ لوتوس، پوست سوسک و بال حشرات) بافته می شود، در روی سطح خود ناهمواری های بسیار کوچکی در مقیاس نانو دارد که مانع از چسبیدن گرد و غبار و دیگر آلاینده ها به روی پارچه می شوند.عرضه جوراب هایی که حاوی نانوذرات نقره می باشد، با جلوگیری از رشد انواع باکتری ها و قارچ ها، بوی بد پا را از بین می برد. همچنین، این جوراب، از خارش، سرمازدگی و ترک پاشنه پا، که سبب عفونت در بیماران دیابتی می شود، نیز جلوگیری می کند.توزیع نانوذرات سیلیکا در پارچه ها سبب ضدحریق شدن آن می شود؛ که مصارفی همچون پرده، سرویس های اتاق خواب و ... را می توان برای آن متصور شد.migna.irنانو حتی بر روش های درمان بیماری ها و دارورسانی نیز اثرات مطلوبی گذارده است.در روش های نوین و با کمک فناوری نانو، سعی بر این شده است که دارو مستقیماً و منحصراً به اندام هدف رفته و موجب تخریب بافت های دیگر بدن نگردد. در این روش ها، که بسیار متنوع نیز هست، دارو را توسط نانوذراتی کپسوله می کنند تا از آن، حین عبور از بدن محافظت کنند. و برای اینکه دارو تنها قابل شناسایی برای سلول یا اندام هدف باشد، و به دیگر اندام ها آسیبی نرساند، آن را به گیرنده هایی مجهز می سازند که تنها توسط اندام هدف قابل جذب باشد. این روش ها، می تواند در درمان بیماری هایی همچون سرطان بسیار مفید باشد. با استفاده از نانوذرات مغناطیسی و ایجاد یک میدان مغناطیسی می توان دارو را به صورت هوشمند به بافت مورد نظر رسانده و سبب بهبود بافت، بدون صدمه به بافت های دیگر شد. در یک مثال موردی، محققان اسید فولیک را بر روی نانوذرات مغناطیسی قرار داده و به درون سلول های سرطانی فرستاده ند. سپس با ایجاد یک میدان مغناطیسی قوی، موجب نوسان شدید این نانوذرات شدند. حرارت حاصل از این نوسانات، سبب داغ شدن و بالا رفتن دمای سلول تا بیش از ۴۳ درجه سانتی گراد، و در نهایت، مرگ سلول خواهد شد.نانو همچنین در سایر بخش های صنعتی نیز وارد شده است. به عنوان مثال هم اکنون استفاده از فناوری های نانو در صنعت خودرو سازی به شدت رواج پیدا کرده است .هم اکنون در سرتاسر جهان بحث کاهش مصرف سوخت و بهینه سازی مصرف انرژی مطرح است. از جمله راهکارهای موثر دراین زمینه، کاهش وزن بدنه و تجهیزات خودرو به وسیله نانوکامپوزیت هایی است که وزن کمتر و استحکام بیشتری دارند. کاهش وزن خودروها، سوخت مصرفی آن را نیز کاهش خواهد داد.به هنگام ریزش باران و برف، آثار آلودگی بر شیشه ها و آینه ها، دید راننده را دچار مشکل می کند و همان طور که می دانید بیشترین آمار تصادفات نیز مربوط به روزهای بارانی و برفی است. با به کارگیری سطوح خودتمیزشونده در شیشه ها و آینه های خودرو می توان این مشکل را به آسانی قابل حل نمود. ساخت لاستیک هایی حاوی نانوذرات کربنی که موجب افزایش طول عمر و مقاومت لاستیک در مقابل سایش خواهد شد، جلوگیری از تابش فرابنفش به وسیله ساخت شیشه های حاوی نانوذرات جاذب نور فرابنفش، که موجب محافظت پوست سرنشینان خودرو در مقابل این اشعه خواهدشد، نیز از دیگر کاربردهای فناوری نانو در این حوزه می باشد. ]]> نانو تکنولوژی Sun, 12 Feb 2012 16:58:34 GMT http://migna.ir/vdce.n8vbjh8vw9bij.html تجهیزات اندازه گیری در فناوری نانو http://migna.ir/vdcf.ydviw6dexgiaw.html     پيشرفتهاي سريع اخير در فناوري نانو مربوط به توانايي هاي کسب شده براي اندازه گيري و کنترل ساختارهاي منفرد در مقياس نانو مي باشد. آشنايي با ابزارها و تجهيزات مورد استفاده در اين زمينه مي تواند در درک اين فناوري مفيد واقع شود. ميكروسكوپ الكتروني عبوري Transmission Electron Microscopy ميكروسكوپ الكتروني روبشي Scanning Electron Microscopy اسپكتروسكوپي الكترون اوژه Auger Electron Spectroscopy ميكروسكوپ الكتروني روبشي محيطي Environmental Scanning Electron Microscope طيف سنجي جرمي يون ثانويه Secondary Ion Mass Spectroscopy پراش اشعه –X X-Ray Diffraction کروماتوگرافي مايع با کارايي بالا High Performance Liquid Chromatography طيف سنجي جرمي Mass Spectroscopy طيف سنجي رامان Raman Spectroscopy کروماتوگرافي گازي Gas Chromatography طيف‌سنج زير قرمز IR Spectroscopy رزونانس مغناطيس هسته Nuclear Magneto Resonance ميکروسکوپ نيروي اتمي َAtomic Force Microscope باريکه يوني متمرکز Focused Ion Beam ميكروسكوپ روبشي تونلي Scanning Tunneling Microscopy طيف‌سنجي تبديل فوريه مادون قرمز Fourier Transform Inferred Spectroscopy طيف‌نگاري الکتروني براي آناليز شيميايي Electron Spectroscopy for Chemical Analysis پراكندگي بازگشتي رادرفورد Rutherford Backscattering Spectrometry ميکروسکوپي نوري ميدان نزديک روبشي ]]> نانو تکنولوژی Mon, 05 Dec 2011 09:19:59 GMT http://migna.ir/vdcf.ydviw6dexgiaw.html زنگ نانو 6 http://migna.ir/vdcg.x93rak9twpr4a.html     ماهنامه زنگ نانو، مجموعه‌ای چهار صفحه‌ای است که توسط باشگاه نانو چاپ می‌شود و به استان‌های مختلف فرستاده می‌شود تا در مدارس سراسر کشور پخش شود. محتويات علمی اين ماهنامه به صورتی انتخاب می‌شوند که کوتاه و جالب باشند. آنچه در ادامه می آيد مطالب خواندنی شماره ششم زنگ نانو است.شماره ششمنانوپزشكیاجداد ما در قديم، روزگار سختی را می‌گذراندند. يک سرماخوردگی ساده می‌توانست آنها را از پا در آورد. پيشرفت علم پزشکی و افزايش دانش بشر از ساختمان بدن انسان، بسياری از اين مشکلات را حل کرد. ما اکنون در دنيايی زندگی می‌کنيم که بسياری از بيماری‌ها را می‌شناسيم و می‌توانيم آنها را درمان کنيم. ما به آسانی می‌توانيم از بروز بيماری‌هايی مانند حصبه، آبله و وبا که در قديم باعث مرگ بسياری از انسان‌ها می‌شند جلوگيری کنيم. با اين حال هنوز بيماری‌هايی وجود دارند که از درمان آنها عاجز هستيم. اين مسئله چند دليل دارد. اول اينکه اطلاعات ما از اتفاقاتی که در سطح سلولی و مولکولی بدن انسان رخ می‌دهد، اندک است و ديگر اينکه ابزارهايی که در حال حاضر در اختيار داريم بسيار بزرگ‌تر از سلول و اجزای درون آن هستند. علاوه بر اين ما از موادی استفاده می‌کنيم که سازگاری چندانی با بدن ما ندارند. فناوری‌نانو برای حل اين مشکلات پيشنهادهايی دارد. "نانو پزشکی" حوزه جديدی از پزشکی است که در ترکيب با فناوری‌نانو به‌دست آمده است. اين شاخه جديدِ علم پزشکی، به دنبال آن است که با استفاده از نانومواد، ابزارهای نانومتری و دانش مولکولی از بدن انسان، سلامتی انسان را حفظ کرده و آن را ارتقاء دهد. نانومواد به علت اندازه کوچک، سطح زياد و قابليت جذب و انحلال بالا گزينه‌های مناسبی برای دارورسانی در سيستم‌های زيستی هستند. بعلاوه بسياری از نانومواد، مانند نانولوله‌های کربنی و فولرين‌ها مواد زيست سازگاری هستند که می‌توان از آنها در ساخت اندام‌های مصنوعی و يا کپسوله کردن داروها بهره گرفت. معروف‌ترين و شايد جالب‌ترين ابزارهای نانوپزشکی، نانوروبات‌ها هستند. نانوربات‌ها برای شناسايی محل بيماری و درمان سلول‌های بيمار و تخريب عوامل بيماری‌زا بکار می‌روند. اين ابزارهای نانومتری می‌توانند در بدن به صورت هوشمند عمل کنند و بدون ايجاد عوارض جانبی و واکنش‌های حساسيت‌زا، به درمان بيماری بپردازند. آنها می‌توانند از محل بروز بيماری عکس‌برداری کرده و ميزان بعضی مواد را در خون اندازه‌گيری کنند. در کنار اين ابزارها برای نمايش سلول‌ها، باکتری‌ها، ويروس‌ها و تک مولکول‌های موجود در بدن نيز می‌توان از ميکروسکوپی الکترونی مانند AFM و STM استفاده کرد. پيشرفت فناوری‌نانو در دستيابی به ابزارها و مواد نانومقياس می‌تواند به طور غير مستقيم سبب توسعه نانوپزشکی شود. بنابراين پيش‌بينی می‌شود که با توسعه فناوری‌نانو، به‌ويژه فناوری‌نانو مولکولی، نانوپزشکی نسبت به ساير حوزه‌ها رشد چشمگيرتری داشته باشد، تا جائی‌که محصولات نانوپزشکی حدود 80% بازار جهانی محصولات فناوری‌نانو را به خود اختصاص خواهد داد.نانوربات‌ها، جراحان کوچک در بدنجراحی، روش مستقيمی برای تشخيص و درمان بعضی بيماری‌ها است. هم‌اکنون پزشکان متخصص بسياری وجود دارند که با تکيه بر مهارت خود و استفاده از تجهيزاتی بسيار پيشرفته، جمجمه و سينه بيمار را می‌شکافند و مغز و قلب را جراحی کنند. البته با اينکه روزانه چندين هزار عمل جراحی در سراسر دنيا انجام می‌شود، اما انجام اين جراحی‌ها بدون خطر و مشکل نيست و همواره نگرانی‌هايی در مورد هوشياری بيمار پس از عمل، از بين رفتن سلول‌ها و يا عفونت‌های محل جراحی و ... برای پزشکان و بيماران وجود دارد. وجود اين مشکلات سبب شده‌ که پزشکان همواره به دنبال روش‌های جديدی برای جراحی باشند. روش‌هايی که در آنها، جراحی بدون شکافتن و بريدن بدن بيمار و تنها با استفاده از ابزارهايی بسيار کوچکی انجام ‌شود. در اين جراحی‌ها که اصطلاحاً "غيرتهاجمی" ناميده می‌شوند، از شوک، زخم و درد ناشی از وجود جراحت خبری نيست. "نانوجراحی" روش بسيار جديدی است که توجه بسياری از محققان را به خود جلب نموده است. در اين روش، برای انجام جراحی از قطعات الکترونيکی کوچکی استفاده می‌شود که قابل برنامه‌ريزی هستند و مجهز به دوربين و ابزار جراحی می‌باشند. اين قطعات الکترونيکی کوچک که اندازه‌ای نانومتری دارند، "نانوربات" ناميده می‌شوند. نانوربات‌ها می‌توانند از طريق رگ‌ها وارد بدن شوند، به جستجوی محل آسيب‌ديده بپردازند و به کمک رايانه و جراح ناظر، بيماری را تشخيص دهند. پس از تشخيص دقيق محل بروز مشکل، با هدايت جراح و با استفاده از بازوهای مجهز نانوربا‌ت‌ عمل جراحی انجام می‌شود. اين ربات‌های کوچک نانومتری می‌توانند جراحی‌های دقيقی را نيز در درون سلول (مثل تعويض کروموزوم‌های داخل هسته سلول با کروموزوم‌های جديد) انجام دهند؛ جراحی‌هايی که تا به‌حال هيچ جراح انسانی موفق به انجام آنها نشده‌است. علاوه براين شايد بتوان نانوربات‌هايی را طراحی کرد که از ميان رگ‌ها و مويرگ‌های کوچک عبور کنند و انسدادهای عروقی را برطرف سازند. بايد به خاطر داشته باشيد که نانوربات‌ها با سيستم‌های زيستی بدن سازگارند و می‌توانند اعضای بدن، بافت‌ها و رشته‌های عصبی را پيوند بزنند. طراحی و ساخت نانوربات‌ها، علم پزشکی را دچار تحول عظيمی خواهد نمود. با پيشرفت‌های صورت گرفته در زمينه نانوالکترونيک و پزشکی به نظر می‌رسد که ساخت اين جراحان کوچک نانومتری امکان‌پذير باشد. البته مشکلاتی نيز بر سر اين راه وجود دارد. به عنوان مثال کنترل حرکت يک قطعه کوچک نانومتری که هزاران بار کوچک‌تر از يک سر سوزن است و شناورسازی آن در ميان جريان خون کار ساده‌ای نيست و هم اکنون تحقيقات گسترده‌ای را به خود اختصاص داده است. تامين نيروی حرکتی نانوربات‌ها در بدن نيز از ديگر مسائل مورد توجه محققين می‌باشد.به درمان سرطان امیدوار باشیدبدن ما روزانه در حال ساخت میلیون‌ها سلول است و سلول‌های مسن و قدیمی دائماً با سلول‌های جدید جایگزین می‌شوند. حال وضعیتی را در نظر بگیرید که بدن، بدون اینکه به تولید سلول‌های جدید نیاز داشته باشد، اين سلول‌ها ساخته شوند یا اینکه سلول‌های قدیمی و ناکارآمد بنا به دلایلی منهدم گردند. در این صورت به تجمع این دسته از سلول‌ها (معمولاً به شکل توده یا تومور)، تومور، غده یا بافت سرطانی گفته می‌شود. یکی از مهم‌ترین موانع در درمان سرطان، تشخیص دیرهنگام آن است که باعث می‌شود این غده‌ها دیر شناسایی شده و در نهایت درمان آن غیرممکن گردد. اما اتفاقی که در نتیجه آزمایش بر يک موش سرطانی افتاد، غير از اين بود و به کمک فناوری نانو اين موشِ بيمار بهبود يافت. می‌خواهيد بدانيد چگونه؟ تصور کنيد ذرات کوچکی وجود داشته باشند که بتوانند از همان ابتدا سلول‌های سرطانی را شناسايی کنند و پس از رسيدن به اين توده‌های بزرگ، آنها را متلاشی سازند. اين کار توسط نانوپوسته‌ها انجام می‌گيرد. نانوپوسته‌ها در حقيقت کره‌های توخالی سيليکونی هستند که با طلا پوشش داده شده‌اند. دانشمندان آنتی‌بادی‌هايی را بر روی سطح اين کره‌ها متصل می‌نمايند. وجود اين آنتی‌بادی‌ها سبب می‌شود تا نانوپوسته‌ها بتوانند سلول‌های سرطانی را در بدن بيابند. رگ‌های خونی در اطراف تومورهای سرطانی تراواتر از بافت‌های سالم هستند؛ از اين‌رو اگر اين ذرات وارد جريان خون شوند، به دور تومورها تجمع می‌کنند. لايه طلايی روی نانوپوسته‌ها سبب می‌گردد که تحت تابش اشعه مادون قرمز بسيار داغ شوند و سلول‌های سرطانی را از ميان ببرند (در حاليکه سلول‌های سالم بدون آسيب باقی می‌مانند). با کنترل ضخامت لايه طلا و نوع ليزر تابشی می‌توان ميزان حرارت توليدی را کنترل کرد. کره درونی اين پوسته‌ها را نيز می‌توان با پليمرهای حاوی دارو پر کرد. در اين حالت با تابش ليزر و در اثر داغ شدن طلا، داروی درون پوسته نيز آزاد می‌شود. در رابطه با درمان موش‌های سرطانی هم از همين فرآيند استفاده شد. متخصصان به بدن اين موش‌ها، نانوپوسته‌ها را تزريق کردند. پس از گذشت شش ساعت، با تابش لیزر، نانوپوسته‌ها فعال شده و بعد از ده روز، دیگر اثری از تومور در آنها دیده نشد.ماسک ضدمیکروبی کلوئید نانو نقرهامروزه فناوری نانو و محصولات منحصر بفرد آن بعنوان تنها راه حل رهایی از مواد شیمیایی مضر و خطرناک شناخته شده است. از جمله مهم‌ترین و پرکاربردترین این محصولات می توان به کلوئید نانونقره اشاره کرد. اين ماده اکنون در کشور ما در ابعاد اتمی توليد می‌شود. اندازه مناسب نانوذرات نقره توليدی باعث تاثیرگذاری بیشتر این ماده بر روی میکروارگانیسم‌ها در غلظت‌های پایین آن می‌گردد. تا جایی که ماده مذکور توانایی نابودی 99.9% باکتری‌ها، ویروس‌ها و قارچ‌ها را دارد و در نتيجه امکان استفاده از این ماده به عنوان یک ماده ضدعفونی‌کننده قوی و امن فراهم است. ماسک‌های بهداشتی عمدتاً به دو منظور مورد استفاده قرار می گیرند: اول جلوگیری از ورود ذرات گرد و غبار به بدن انسان، دوم جلوگیری از ورود میکروارگانیسم‌های مضر به بدن انسان. از طرفی دیگر بهترین محیط برای رشد و تکثیر میکروارگانیسم‌ها، هوای مرطوب و دمای مناسب است. لذا اکثر ماسک‌ها (با لایه های متعدد) حداکثر ده دقیقه در مقابل ورود میکروارگانیسم‌ها از خود مقاومت نشان می‌دهند و به محض جذب رطوبت بواسطه تنفس انسان، خود به مکانی جهت رشد و تکثیر میکروارگانیسم‌ها تبدیل می‌شوند که نه تنها باعث از دست رفتن کارایی ماسک می‌شوند، بلکه خود به تشدید بیماری و انتشار باکتری‌ها و ویروس‌های بیماری‌زا نیز کمک می‌کنند. در واقع پس از گذشت زمان ده دقیقه ماسک فقط به وسیله‌ای جهت جلوگیری از ورود گرد و غبار به بدن تبدیل خواهد شد و اثرات دیگر خود را از دست خواهد داد. با توجه به خواص میکروب‌کشی بسیار قوی نانونقره، بهترین راه حل جهت افزایش کارایی ماسک، استفاده از ماسک‌هایی با فیلترهای نانونقره می‌باشد. در این صورت پس از جذب رطوبت توسط فیلتر نانونقره نه تنها کارایی ماسک از دست نمی‌رود بلکه به محض جذب میکروارگانیسم‌ها توسط این فیلتر، تمامی آنها در حضور این فیلتر از بین خواهند رفت. از دیگر خواص استفاده از این ماسک‌ها می‌توان به تنفس راحت، امن و غیرمضر آن اشاره نمود. همچنین دیگر نیاز به استفاده از ماسک‌هایی با تعداد لایه‌های فراوان نخواهد بود. این نوع از ماسک‌ها هیچگونه حساسیتی برای پوست انسان نخواهد داشت. با استفاده از این ماسک‌ها علاوه بر پیشگیری از ابتلا به بیماری‌های واگیردار نظیر انواع آنفولانزا، می‌توان جلوگیری از انتشار بیماری توسط بیماران و بخصوص بیماران مبتلا به بیماری‌های واگیردار را انتظار داشت. این گونه از ماسک‌ها قابلیت استفاده طولانی‌تری را خواهند داشت و با توجه به قیمت بسیار مناسب این گونه محصولات، می‌توان آنها را به سادگی در اختیار اقشار مختلف جامعه قرار داد. از این ماسک به راحتی می‌توان در مدارس، اداره‌ها، محیط‌های بهداشتی و محیط‌های صنعتی استفاده کرد.برچسب نانومتری به جای آمپولبرخی از بیماران دیابتی مجبورند سالانه تا حدود 1500 آمپول حاوی انسولین بزنند. فناوری نانو برچسبی را به این افراد معرفی می‌کند که با استفاده از آن بتوانند بدون هیچ دردی، دارو را به بدنشان تزریق ‌کنند! سطح این برچسب جدید با هزاران سوزن نانومتری پوشیده شده است. این سوزن‌ها به قدری کوچکند که مصرف کننده وجود آنها را اصلاً حس نمی‌کند. برچسب نامبرده بر روی پوست مانند یک چسب زخم، می‌چسبد و سوزن‌های موجود در آن به آسانی و بدون هیچ گونه دردی وارد پوست شده و نانوذرات دارو یا واکسن را آزاد ‌می‌کنند. این واکسن، از طریق سلول‌های پذیرنده‌ی آنتی ژن دریافت و تا غدد لنفاوی حمل می‌شود. در آنجا، در اثر تعامل با لنفوسیت‌ها، آنتی بادی مربوطه ساخته می‌شود. در واقع این آمپول‌های نانومتری می‌توانند ذرات نانومقیاس دارو را به راحتی وارد سیستم ایمنی بدن نمایند و امکان رسانش مولکول‌هایی را فراهم آورند که به طور معمول نمی‌توانند در پوست نفوذ کنند. علاوه بر این، سوزن‌های تعبیه شده در این برچسب جدید از موادی ساخته شده‌اند که با بدن انسان سازگارند (زیست سازگار) و خود به خود در بدن از بین می‌روند (زیست تخریب‌پذیر). این آمپول‌ها را حتی می‌توان بر روی زیورآلات نیز قرار داد و برای تزریق انسولین از آنها بهره برد.دیگر هيچ سربازی دچار بیماری‌های شیمیایی نمی‌شودمتاسفانه سربازان بسياری در جبهه‌های جنگ در معرض مواد شيميايی و گازهای سمی قرار می‌گيرند و معمولا اثرات مخرب اين مواد در بدن آنها تا مدت‌ها باقی می‌ماند. تحقيقات نشان داده است که در اکثر موارد چنانچه اين مواد شيميایی در بدن سربازان به سرعت رديابی و خنثی شوند، می‌توان آنها را از خطر ابتلا به بيماری حفظ نمود. برای اين منظور استفاده از سیستم‌های هوشمند نانومتری در لباس‌های نظامی پيشنهاد می‌شود. اين سيستم هوشمند مجهز به تعداد زيادی حسگر، نانوتراشه و نانوذرات دارو است. این سیستم‌ها به گونه‌ای طراحی شده‌اند که اگر در محلی نشانه‌ای از حمله شیمیایی دیده شود، سیستم هشداردهنده لباس سرباز خود به خود فعال شده و شروع به زنگ زدن می‌کند. چنانچه شواهدی از افزایش ماده شیمیایی در بدن به وجود آید، این سیستم، اول به کنترل عملکرد سیستم‌های بدن و پس از آن به تجزیه و بررسی عناصر شیمیایی و زيستی می‌پردازد. سپس برای دفع مسمومیت شیمیایی ایجاد شده داروی مناسب به داخل جریان خون او تزریق شده و تهدید ناشی از حمله شیمیایی را خنثی می‌کند. با خنثی شدن اثر ماده شیمیایی سرباز نجات می‌يابد. در این شیوه، نانوذرات دارو به شیوه‌ای طراحی شده‌اند که می‌توانند با سرعت مناسب به محل موردنظر برسند و بر روی سایر قسمت‌های بدن کم‌ترین تاثیر را داشته باشند. هوشمندسازی هر يک از اين نانوذرات دارو از طریق اتصال عوامل شناسايی صورت می‌گيرد. وجود همين عوامل، مانع از تاثيرگذاری ذرات دارو بر ساير سلول‌های سالم می‌گردد و دارو تنها در موضعی متوقف می‌شود که مواد شيميايي حضور دارند. علاوه بر تحقيقات انجام شده در راستای حفظ جان سرباز، فناوری نانو برای افزايش دقت و سرعت تجهيزاتی که سرباز حمل می‌کند و همچنين کاهش وزن اين تجهيزات نيز راه حل‌هايی دارد. با این توضیح شاید بهتر باشد، جنگ‌های آينده را جنگ ميان علوم و فناوری‌های برتر بدانیم. nanoclub.ir ]]> نانو تکنولوژی Sun, 27 Nov 2011 07:35:05 GMT http://migna.ir/vdcg.x93rak9twpr4a.html زنگ نانو 5 http://migna.ir/vdcf.mdviw6dm0giaw.html   اهنامه زنگ نانو، مجموعه‌ای چهار صفحه‌ای است که توسط باشگاه نانو چاپ می‌شود و به استان‌های مختلف فرستاده می‌شود تا در مدارس سراسر کشور پخش شود. محتويات علمی اين ماهنامه به صورتی انتخاب می‌شوند که کوتاه و جالب باشند. آنچه در ادامه می آيد مطالب خواندنی شماره پنجم زنگ نانو است.شماره پنجمخاصيت ابرآب‌گريزییک کاغذ بردارید و روی آن قطره‌ای آب بریزید. چه اتفاقی می‌افتد؟ قطره آب بر روی کاغذ پخش می‌شود و بخشی از آن نیز جذب کاغذ می‌گردد. در این حالت می‌گوییم کاغذ تر شده است. حالا سطح کاغذ را با لایه نازکی از شمع بپوشانید و دوباره یک قطره آب روی آن بریزید. این بار قطره آب، بدون آنکه سطح را خیس کند، بصورت کروی روی کاغذ باقی می‌ماند. اگر کاغذ را با زاویه نگه دارید، قطره از روی کاغذ لیز می‌‌خورد. اصطلاحاً در این حالت می‌گوییم سطح کاغذ آب‌گریز شده است. در طبیعت سطوح آب‌گریز بسیاری وجود دارد که یکی از آنها برگ نیلوفر آبی (لوتوس) است. این گیاه در آب گل آلود می‌روید، اما به دلیل آب‌گریز بودن سطح برگ‌هایش، همیشه تمیز است. جالب است بدانید این ویژگی نیلوفر آبی سبب شده که این گیاه در برخی مذاهب و فرهنگ‌های هند و چین و ژاپن به عنوان گیاهی مقدس شناخته شود. در دهه هفتاد میلادی دانشمندی به نام «بارتلات» ساختار این گیاه آبزی را توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد بررسی قرار داد. عکس‌هایی که بارتلات از سطح برگ این گیاه بدست آورد، نشان می‌داد که ویژگی تمییز بودن و تمیز شدنِ استثنایی برگ نیلوفر آبی از ترکیب دو خصوصیت ایجاد شده است؛ خاصیت مومسانی برگ و وجود لایه نازک نانومتری بر روی سطح آن. خاصیت مومسانی همان خاصیتی است که شما با پوشاندن سطح کاغذ با شمع، ایجاد کردید. در چنین حالتی قطرات آب به شكلی قرار می‌گیرند كه سطح تماس كمی با سطح ماده داشته باشند. اما در مورد لایه‌های نازک، تصاویر نشان می‌دادند که سطح برگ نیلوفر آبی با هزاران برآمدگی‌ پوشیده شده‌ است؛ برآمدگی‌های‌ کوچکی که اندازه آنها بین چند میكرومتر تا چند نانومتر است. این برآمدگی‌ها سطح را اَبَر‌آب‌گریز می‌کنند. بر روی این سطح، آب همانند آدمی كه بر روی بستری از میخ دراز كشیده باشد، بر نوك برآمدگی‌ها می‌نشیند. هوای گیرافتاده بین آب و سطح برگ، زاویه‌ی تماس را افزایش می‌دهد. بنابراین قطرات آب به راحتی بر روی سطح می‌غلتند و آلودگی‌های آن را نیز با خود می‌شویند. برای درک اثر این برآمدگی‌ها، می‌توانید کرک‌های روی پوست هلو را در نظر بگیرید که چگونه هنگام شست‌وشو مانع از نفوذ آب به سطح پوست این میوه می‌شوند. پس از کشف علت آب‌گریزی برگ‌های نیلوفر آبی، بارتلات و همکارانش در دانشگاه بُن، قاشقی ساختند که می‌توانست عسل را از ظرفی به ظرف دیگر منتقل کند، بدون آنکه ذره‌ای از آن در قاشق باقی بماند. سطح این قاشق، برآمدگی‌هایی میکروسکوپی از جنس سیلیکون داشت که از چسبیدن عسل به آن جلوگیری می کردند. امروزه با استفاده از این روش محصولات اَبَرآب‌گریز زیادی مانند لباس، ملحفه، چتر، چادرهای مسافرتی و سایبان تولید می‌شوند که همیشه تمییز هستند. این محصولات تر نمی‌شوند و مایعات ریخته شده روی آنها با یک تکان کوچک روی سطح می‌غلتند. به‌عنوان مثال در یک روز بارانی اگر یکی از این چترها را به همراه داشته باشید، خاصیت اَبَرآب‌گریزی چتر مانع از خیس شدن آن می‌شود و هنگامی که به منزل می‌رسید با یک تکان کوچک تمام قطرات از روی چتر جدا می‌شوند و چتر تمییز و خشک را به داخل منزل می‌برید.خاصيت ابرآب‌دوستیعلاوه بر خاصیت آب‌گریزی از پدیده متضاد آن یعنی آب‌دوستی نیز برای ایجاد سطوح «خودتمیزشونده» می‌توان استفاده کرد. اگر سطحی با لایه نازکی از یک ماده اَبَرآب‌دوست (مانند نانوذرات دی اکسید تیتانیوم) پوشیده شود، آب روی آن کاملاً پخش می‌شود. به طوری‌که صفحه نازکی از آب، تمامی سطح را می‌پوشاند. این صفحه با شارش خود به آسانی می‌تواند چرک و آلودگی را از سطح جدا کند. علاوه بر این، خاصیت اَبَرآبدوستی، مانع از مه‌گرفتگی یک سطح می‌گردد. زیرا آب بر روی چنین سطحی به جای آنکه به صورت تعداد بیشماری از قطرات بسیار کوچک (که بوجود آورنده مه هستند) درآید، بر روی آن پخش می‌شود. از آنجا که سطوح با لایه نازکی از نانوذرات پوشیده می‌شوند، وجود این لایه بر شفافیت و رنگ آنها تاثیری ندارد. نانوذره دی اکسید تیتانیوم خاصیت فوتوکاتالیستی نیز دارد. به این معنی که این ماده در برابر نور فرابنفش، خاصیت کاتالیستی پیدا می‌کند و می‌تواند آلودگی‌های سطحی و باکتری‌ها را از بین ببرد. بنابراین با استفاده از این ماده بر سطح محصولات مختلف، می‌توان برای آنها قابلیت خود تمییزشوندگی، گندزدایی و ضدمیکروبی ایجاد کرد. پیش بینی می‌شود که از نانوذرات دی اکسید تیتانیوم به شکل وسیعی در آشپزخانه‌ها، سرویس‌های بهداشتی، منسوجات، شیشه‌ها و نماهای ساختمان استفاده شود. تصور کنید استفاده از چنین موادی در نمای ساختمان‌های بلند که شستشوی آنها ساده نیست، چقدر می‌تواند به تمییزی و زیبایی آنها کمک کند و از هزینه‌های مربوط به شست و شوی آنها کاهش دهد.بال‌های اَبَر‌آب‌دوست و اَبَر‌آب‌گریز سوسک بیابانینوعی سوسک کوچک در صحرای نامیب در افریقای جنوبی زندگی می‌کند که از ترکیب دو اثر اَبَرآب‌گریزی و اَبَرآب‌دوستی برای تامین آب مورد نیاز خود استفاده می کند. قسمت زیادی از پشت این حشره، یک سطح ناهموار، مومسان و اَبَرآب‌گریز است؛ که تعداد فراوانی برآمدگی دارد. این برآمدگی‌ها، آب‌دوست هستند. در زمان‌ کم آبی و خشکی بیابان، این حشره خود را در معرض وزش بادهای مرطوب قرار می‌دهد و به شکلی می‌ایستد که سرش به سمت پایین و پشتش به سمت بالا باشد. در این حالت، نقاط آب‌دوست پشت حشره، ذرات کوچک آب موجود در هوا را جذب می‌کند. با گذشت زمان این ذرات کوچک به هم می‌پیوندند و قطره‌ آب کوچکی را تشکیل می‌دهند. این قطره به سرعت روی نواحی آب‌گریز پشت سوسک می‌غلتد و به درون دهان سوسک می‌چکد. دانشمندان با بررسی این پدیده طبیعی، در حال توسعه ابزارهایی هستند که بتوانند در نواحی خشک آب موجود در هوا را جمع‌آوری کنند.فناوری نانو در ايرانمرور سير تاريخی توسعه فناوری‌نانو در دنيا نشان می‌دهد كه اين فناوری از سال 1379 مورد توجه دولتمردان و مديران کشورهای مختلف قرار گرفته است. در اين سال برخی کشورهای صنعتی و پيشرفته دنيا، برنامه‌های بلندمدتی را برای توسعه فناوری‌نانو در کشورشان تدوين کردند و بودجه‌های هنگفتی را به آن اختصاص دادند. در همان سال پروفسور غلامعلی منصوری، استاد ايرانی دانشگاه ایلینویز در شیکاگو، طی ملاقاتی با مرحوم دکتر محمد تقی ابتکار که در آن زمان مشاور علم و فناوری رئيس جمهور بود، اهمیت و جایگاه فناوری‌نانو و تاثیر آن در آینده علمی و صنعتی دنیا را بیان کرد. دکتر ابتکار پس از اين ملاقات، نامه‌ای به رئيس جمهور وقت نوشت و از او تقاضا کرد که مجموعه‌ای منسجم در ايران راه‌اندازی شود تا بر موضوع فناوری‌نانو تمرکز کند. دکتر ابتکار پيشنهاد کرد که اين مجموعه در دفتر همکاری‌های فناوری رییس جمهور تشکيل شود. رئيس جمهور نيز اين پيشنهاد را پذيرفت و "کمیته مطالعات سیاست نانوتکنولوژی" در سال 1380 در دفتر همکاری‌های فناوری راه اندازی شد. اين مجموعه تا سال 1382 با همین نام به فعالیت خود ادامه داد و در سال 1382 به "ستاد ویژه توسعه فناوری‌نانو" تبدیل شد. بررسی‌های انجام شده در سال‌های اول نشان می‌داد که ايران برای پيشگامی در فناوری‌نانو احتياج به يک برنامه کامل و بلندمدت دارد. برنامه‌ای که بتواند تمامی جنبه‌های توسعه اين فناوری در کشور را در نظر داشته باشد. اين برنامه در نيمه اول سال‌ 1384 آماده شد و با نام "سند راهبرد آينده" به تصويب هيأت دولت رسيد. در اين سند پيش‌بينی شده بود که با اجرای برنامه‌ها، ايران در طول ده سال می‌تواند به 15 کشور برتر دنیا در زمینه فناوری نانو بپیوندد. اين برنامه چهار بخش اصلی دارد:1- افزايش تعداد محققين و پژوهشگران آشنا به فناوری نانو، حمايت از طرح‌‌ها و ايده‌های پژوهشی آنها و ايجاد زمينه اشتغال برای اين افراد2- آموزش و ترويج فناوری‌نانو در میان اقشار مختلف مردم3- تجهیز آزمایشگاه‌های کشور به دستگاه‌های پيشرفته و دقيق و تعريف استاندارد برای روش‌های اندازه‌گيری، مسائل زيست‌محيطی، ايمنی و سلامت و ...4- هدفمند کردن تحقيقات و ايجاد راه‌های مناسب برای توليد محصولات بر پايه فناوری‌نانو.در راستای اجرای این برنامه، آموزش مبانی علوم و فناوری‌نانو به دانش‌آموزان به صورت گسترده‌ای آغاز شد و به دنبال آن باشگاه دانش‌آموزی نانو شکل گرفت؛ تجهيزات آزمايشگاهی مرتبط با فناوری‌نانو که در کشور موجود بودند، شناسايی شدند و به صورت شبکه‌ای با نام "شبکه آزمایشگاهی فناوری‌نانو" در آمدند که به محقيقين سراسر کشور خدمت‌رسانی می‌کرد؛ شرکت‌های ايرانی بسياری نيز با موضوع فناوری‌نانو تاسيس شدند و در سطح بین‌المللی اقدامات موفقيت‌آميز بسياری برای کسب بازار تجاری این فناوری انجام شد. در نتيجه‌ی اين فعاليت‌ها، هم اکنون ایران در زمینه توليد علم نانو (با در نظر گرفتن تعداد و کیفیت مقالات علمی معتبر چاپ شده در مجله‌های خارجی) رتبه پانزدهم دنیا را دارد و در کشورهای منطقه نيز در مقام اول است. اين در حالی است که در سال 1380 کشور ما در رتبه پنجاه و دوم جهانی و سوم کشورهای منطقه قرار داشت. در بخش تولید محصولات فناوری‌نانو، شرکت‌های ایرانی در حال ورود به بازارهای داخلی و بین‌المللی هستند. ما امروز شاهد آن هستيم که محصولات و نانومواد مختلفی در مقياس صنعتی در ايران توليد می‌شوند. نانولوله‌های کربنی، نانوذرات نقره و دی اکسید تیتانیوم مثال‌هايی از اين محصولات هستند. صنايع داخلی‌ای نيز وجود دارند که از اين مواد برای افزايش کیفیت محصولات خود استفاده می‌کنند. از آن جمله می‌توان به تولید قطعات کامپوزیتی با استفاده از نانولوله‌های کربنی در صنایع خودروسازی؛ تولید بسته‌بندی مواد غذایی و میوه با هدف افزایش عمر محصولات، توليد پوشاک ضدباکتری شامل پيراهن، کت و شلوار، تی‌شرت، جوراب و ... با استفاده از نانوذرات نقره و توليد کاشی و سرامیک خودتمییزشونده و لباس‌های ضد آب با افزودن نانوذرات دی اکسید تیتانیوم اشاره کرد.از دیگر دستاوردهای قابل توجه داخلی ساخت تجهیزات آزمایشگاهی مهم به دست محققين و صنعتگران ايرانی است. میکروسکوپ ايرانی STM با نام "نما"، مغناطيس‌سنج و دستگاه‌های کروماتوگرافی گازی از مهم‌ترين اين دستگاه‌ها هستند. در حال حاضر میکروسکوپ "نما" علاوه بر اينکه در اختيار مراکز تحقيقاتی داخلی قرار گرفته، به کشور مالزی نیز صادر می‌شود. چندی پيش نيز رئيس‌جمهور اين ميکروسکوپ را به هوگو چاوز، رئيس جمهور ونزوئلا هديه داد. بر اساس تحليل‌های جهانی، ايران تاکنون مسیر رشد فناوری نانو را به خوبی سپری کرده‌است و انتظار می‌رود تا سال 1393 بتواند به جایگاه مناسبی در میان کشورهای دنیا دست پیدا کند. توسعه فناوری‌نانو در ايران با هدف "توليد ثروت" و "بهبود کيفيت زندگی مردم" همچنان دنبال می‌شود.در داستان‌های تخیلی هری پاتر به دنبال فناوری نانو بگردید!هری پاتر یک داستان پر ماجرا است که در ما انگیزه ورود به دنیای خیالی را ایجاد می‌کند. تصور کنید که شما هم ‌بتوانید روزی هری پاتر شده و با لباس‌های جادویی او ناپدید شوید. تعجب نکنید. این بار ما شما را از دنیای خیال، به واقعیت‌ها نزدیک می‌کنیم. کلاه‌ نامرئی‌کننده هری پاتر ارمغانی از فناوری نانو است که در آن لایه بسیار نازکی از ذرات طلای کلوئیدی در سطح کلاه باعث ناپديد شدن هر چيزی که در پشت آن قرار بگيرد، می‌شود. دلیل آن هم ساده است، همان طور که می‌دانید این انعکاس نور است که مشاهده اجسام را برای ما امکان‌پذیر می‌سازد، لذا این ذرات با جلوگیری از انعکاس نور، سطح جسمی را که آغشته به محلول حاوی اين نانوذرات است از نظرها ناپدید می‌کنند. و یا پارچه‌هایی وجود دارند که در داخل آنها دانه‌های کوچکی نظیر رشته تسبیح کار گذاشته می‌شوند و می‌توانند صحنه‌ای را که بر روی آن تابیده می‌شود منعکس و جسمی را که این پارچه بر آن پوشانده شده نظیر بدن آفتاب‌پرست به رنگ محیط درآورند و به این ترتیب آن را نامرئی ‌کنند. پس شما هم می‌توانید روزی شنل و کلاه هری پاتر را بپوشید. مجموعه داستان‌های هری پاتر و دنیای رویایی آن، برای بسیاری از كودكان، نوجوانان و حتی بزرگسالان جذاب است و كمتر كسی وجود دارد كه این داستان‌ها را نخوانده و یا از آنها نشنیده باشد. بخش‌های جالب توجه در این داستان‌ها، جنبه جادویی آن است كه برخی از آنها را می‌توان با كمك علوم مختلف تشریح نمود و یا حتی نمونه‌هایی از آن را در طبیعت یافت. مثل همین شنل هری پاتر که قابلیت مخفی کردن هر چیز را مشابه پوست بدن آفتاب‌پرست دارد. اكنون گروهی از دانشجویان و محققان دانشگاه هوستون آمریكا در حال تهیه برنامه‌ای هستند كه با استفاده از مجموعه داستان‌‌های هری پاتر موضوعات فناوری نانو را در سطح مدارس ابتدایی و متوسطه آموزش دهند. باشگاه نانو   ]]> نانو تکنولوژی Fri, 25 Nov 2011 08:27:15 GMT http://migna.ir/vdcf.mdviw6dm0giaw.html زنگ نانو 4 http://migna.ir/vdce.x8pbjh8xz9bij.html ماهنامه زنگ نانو، مجموعه‌ای چهار صفحه‌ای است که توسط باشگاه نانو چاپ می‌شود و به استان‌های مختلف فرستاده می‌شود تا در مدارس سراسر کشور پخش شود. محتويات علمی اين ماهنامه به صورتی انتخاب می‌شوند که کوتاه و جالب باشند. آنچه در ادامه می آيد مطالب خواندنی شماره چهارم زنگ نانو است.شماره چهارمنانو، دنیای اعجاب‌انگیز موادیک جسم جامد را در نظر بگیرید. آن را خرد کنید؛ خیلی خرد، تا حدی که از آن خردتر نشود. حال این دانه‌های ریز را با جسم اولیه مقایسه کنید. این دانه‌ها هنوز هم خواص اولیه را دارند. به نظر شما اگر به خرد کردن ذرات اين ماده‌ تا مقیاس نانو ادامه دهيم، آيا باز هم خواص اولیه خود را حفظ می‌کند؟ برای يافتن پاسخ اين سوال، بهتر است چند مثال را بررسی کنیم. تغيير رنگ حتما بارها خرده‌های یک شیشه شکسته شده را دیده‌اید. ذرات حاصل از شکستن یک شیشه هر قدر هم کوچک باشند، باز به بی‌رنگی و شفافیت شیشه اولیه هستند. اما این قاعده در مقیاس نانو صادق نیست. یعنی موادی وجود دارند که رنگ ذرات چند نانومتری آنها، با رنگ ذرات بزرگ‌ترشان متفاوت است. طلا و نقره شناخته شده‌ترین نمونه‌های این مواد هستند. به عنوان مثال اگر نانوذرات طلا در اندازه‌های مختلف را مورد بررسی قرار دهیم، متوجه می‌شویم که این ماده در محدوده اندازه 30 تا 500 نانومتر به رنگ آبی ارغوانی، 3 تا 30 نانومتر قرمز رنگ و با اندازه کمتر از 1 نانومتر نارنجی است. ذرات طلا در اندازه‌های کوچک‌تر از یک نانومتر، بی‌رنگ هستند. تغيير شفافيت شفافیت، یک خاصیت فیزیکی است و میزان توانایی یک ماده را در عبور دادن نور مرئی نشان می‌دهد. یک پرتو نور در برخورد با سطح ماده می‌تواند از آن عبور کند، جذب آن گردد یا بازتاب شود. مواد مختلف بسته به عملکردشان در برابر تابش نور، می‌توانند کاربردهای فراوانی داشته باشند. به عنوان مثال اکسید روی و اکسید تیتانیوم، نور ماورای بنفش را کاملاً جذب می‌کنند و نور مرئی را بازتاب می‌کنند. این مواد که به رنگ سفید دیده می‌شوند، گزینه‌های بسیار مناسبی برای کرم‌های ضد آفتاب هستند. البته افراد بسیاری رنگ سفیدی را که این کرم‌ها بر روی پوست ایجاد می‌کنند، دوست ندارند. خوشبختانه این مشکل را می‌توان با کوچک کردن اندازه ذرات این مواد حل کرد. نانوذرات اکسید روی و اکسید تیتانیوم، با وجود اینکه نور ماورای بنفش را کاملا جذب می‌کنند، اما برخلاف ذرات بزرگ‌تر کاملا شفاف هستند. این امر ناشی از عبور نور مرئی از این ذرات نیست، بلکه به سبب آن است که اندازه نانوذرات اکسید روی و اکسید تیتانیوم کوچک‌تر از طول موج نور مرئی (400-700 نانومتر) هستند و از این ‌رو این ذرات توانایی بازتابش نور مرئی را ندارند. تغيير خواص مغناطیسی کمی براده آهن را در یک لیوان آب حل کنید و آن را خوب به هم بزنید. قبل از اینکه براده‌ها ته‌نشین شوند، یک آهن‌ربا را به لیوان نزدیک کنید. چه اتفاقی می‌افتد؟ آیا مخلوط آب و براده نسبت به میدان مغناطیسی آهن‌ربا عکس‌العملی نشان می‌دهد؟ اگر این آزمایش را خیلی خوب انجام داده باشید، بهترین نتیجه حاصل، جذب ذرات براده توسط آهن‌ربا است. اما اگر همین آزمایش را توسط ذرات نانومتری آهن (یا کبالت) تکرار کنیم، نتیجه متفاوت خواهد بود. سیال مغناطیسی (یا فروفلوید) مایعی است متشکل از نانوذرات فرومغناطیس (مانند آهن و کبالت) که در آب یا یک حلال آلی معلق شده‌اند. این مایع در حضور یک آهن‌ربا (یک میدان مغناطیسی) خاصیت مغنایسی بسیار قوی از خود نشان می‌دهد، به نحوی که با حرکت آهن‌ربا در اطراف این مایع می‌توان آن را به شکل‌های سه‌بعدی زیبایی درآورد. تغيير واکنش‌پذيری واکنش‌پذیری یا تمایل یک ماده برای واکنش با سایر مواد، از جمله مهم‌ترین خواص شیمیایی است. بیشتر ما صحنه شعله‌ور شدن سدیم، لیتیم یا پتاسیم را در تماس با آب دیده‌ایم همه اینها عناصری هستند که به شدت واکنش‌پذیرند. اما در مقابل با انداختن یک انگشتر طلا در یک لیوان آب اتفاقی نمی‌افتد و یا پنجره‌های آلومینیومی بدون هرگونه مشکلی در مجاورت هوا استفاده می‌شوند. اما همین مواد در مقیاس نانو رفتار متفاوتی از خود نشان می‌دهند. واکنش‌پذیری مواد در مقیاس نانو افزایش چشمگیری پیدا می‌کند. در این مقیاس ذرات طلا نه تنها واکنش‌پذیری بالایی دارند، بلکه برای افزایش سرعت واکنش مواد دیگر (به عنوان کاتالیزگر) نیز استفاده می‌شوند. نانوذرات آلومینیوم در هوا آتش می‌گیرند و می‌توان از آنها به عنوان سوخت موشک استفاده کرد. افزایش واکنش‌پذیری مواد در این مقیاس، امکان ساخت کاتالیزگرهای بسیار قوی‌تری را برای ما فراهم کرده است. تا آنجا که پیش‌بینی می‌شود بتوانیم با استفاده از نانوکاتالیزگرها واکنش‌های بازگشت‌ناپذیر بسیاری را (مانند تشکیل گازهای سمی NO و CO) در دما و فشار محیط برگشت‌پذیر کنیم.موارد بالا تنها مثال‌های محدودی از تغییر ویژگی‌های یک ماده در مقیاس نانو را نشان می‌دهند. نقطه ذوب، خواص حرارتی، الکتریکی، مکانیکی و ده‌ها خاصیت فیزیکی و شیمیایی شناخته شده دیگر نیز در این مقیاس تغییر می‌کنند. گویا دیگر نمی‌توانیم بدون در نظر گرفتن اندازه ذرات یک ماده، آن را از روی خواصش شناسایی کنیم. برای حل این مشکل پیشنهاد داده‌اند که یک بُعد دیگر به جدول تناولی مندلیف اضافه شود. بدین معنی که برای مشخص کردن خواص یک عنصر، علاوه بر اینکه باید نام عنصر و جایگاه آن در جدول مندلیف مشخص شود، لازم است که معلوم گردد خواص عنصر در چه ابعادی مدنظرمان است. مقياس نانو متفاوت استنانوذرات به‌طور گسترده‌ای در بسياری از محصولات مبتنی بر فناوری‌نانو استفاده می‌شوند و بسياری از محصولاتی که در حال حاضر به بازار آمده‌اند، با کمک نانوذرات خواص ويژه‌ای يافته‌اند. آيا می‌دانيد دليل تاثيرگذاری بسيار زياد اين ذرات نانومتری چيست؟ کاهش اندازه ذرات و گذر از مقیاس میکرو به نانو، تغییر برخی از خواص فیزیکی و شیمیایی را در بر دارد. یکی از عوامل مهمی که بر تغییر خواص نانومواد تأثیرگذار است، افزایش نسبت سطح مواد به حجم آنها است. برای درک این موضوع یک مکعب کاغذی را در نظر بگیرید که طول ضلع آن 1/25 سانتی متر است. اگر 6 وجه این مکعب از هم جدا و بر روی یک موزائیک کنار هم چیده شود، تنها 9/375 سانتی متر مربع از سطح موزائيک با وجه‌های این مکعب پوشیده می‌شود. حال اگر به اندازه حجم این مکعب، 8 مکعب جدید با طول ضلعی برابر نصف مکعب اول (یعنی 0/625 سانتی متر) تهیه گردد، می‌بينيد که مساحت بدست آمده توسط این مکعب‌ها، 18/75 سانتی متر مربع از سطح موزائیک را می‌پوشاند. اگر کار تقسیم اضلاع 24 بار تکرار شود، با مساحت مکعب‌هایی كه بدست می‌آید می‌توان سطح یک زمین فوتبال را پوشاند!! در این مرحله طول مکعب‌ها 1 نانومتر است. با کاهش اندازه ذره، سطح افزايش می‌یابد و این امر باعث می‌شود که اتم‌های بیشتری بر روی سطح قرار گيرند. به‌عنوان مثال در یک ذره با اندازه 30 نانومتر، 5% از اتم‌ها بر روی سطح قرار دارند، در حالیکه در یک ذره 3 نانومتری، 50% از اتم‌های تشکیل‌دهنده، اتم‌های سطحی هستند. افزایش تعداد اتم‌های سطحی ذرات تشکیل دهنده یک ماده، باعث افزایش خاصیت واکنش‌پذیری آن می‌شود و استفاده از این مواد را برای تهیه کاتالیزورها مناسب می‌سازد. از سوی ديگر افزايش سطح سبب می‌شود که ميزان نيروهای بين مولکولی افزايش يابد و به اين ترتيب می‌توان نانوکامپوزیت‌های مقاومی با قابلیت هدایت حرارتی و الکتریکی بالا تولید کرد. در پايان بايد به اين نکته اشاره کنيم که علاوه بر افزايش سطح، عوامل ديگری مانند بروز پديده‌های کوانتومی هم سبب تغيير رفتار نانومواد می‌شود. این رفتارها بیشتر بر خواص نوری و مغناطیسی نانوذرات تأثیرگذار است.فناوری‌نانو، يك هنر باستانیفناوری‌نانو یک فناوری جدید نيست. آنچه جدید است درک ما از چگونگی کنار هم قرار دادن اتم‌ها و مولکول‌ها با هدف ایجاد موادی با خصوصیات جدید در مقیاس نانومتر است. در گذشته مردم با وجود آنکه اطلاعی از رفتارهای اتمی و تاثیر آن بر خصوصیات مواد نداشتند، محصولاتی را تولید می‌کردند که در ساخت آنها از ویژگی‌های نانومواد استفاده ‌شده ‌است. شیشه‌های رنگی یکی از این دستاوردهای هنری است. بیش از هزار سال پیش، هنرمندان کشف کرده بودند که می‌توانند شیشه‌های رنگی مختلفی را از مخلوط کردن مقدار کمی از ذرات طلا یا نقره با شیشه‌های مذاب بوجود آورند. هم اکنون نیز در برخی کشورهای دنيا، پنجره‌هایی به يادگار مانده که شیشه‌های رنگی آنها با اين روش ساخته شده‌ است. کلیسای جامع کارتریس در فرانسه، دارای 176 پنجره با شیشه‌های رنگی درخشان است که در اکثر آنها از عنصر طلا استفاده شده است. این پنجره‌ها از قرن سیزدهم بجا مانده‌اند. دانشمندان ساختار این شیشه‌های باستانی را با میکروسکوپ‌های قوی الکترونی بررسی کرده‌اند و دريافته‌اند که ذرات ریز نانومتری طلا و نقره، عامل رنگی بودن این شیشه‌ها هستند. در این شیشه‌ها ذرات ریز طلا با اندازه 25 نانومتر، رنگ قرمز و ذرات ریز نقره با اندازه 100 نانومتر، رنگ زرد را ايجاد کرده‌اند. هنرمندان شیشه‌گر قرن سیزدهم علت اصلی این واقعیت را نمی‌دانستند، اما این نانوذرات فلزی را با روش‌های مختلف ایجاد می‌کردند و با انجام فرآیندهای حرارتی، سیلیکا را با این ذرات مخلوط می‌نمودند. پس از سرد شدن، رنگ‌های مورد نظر بر روی شيشه ظاهر می‌شدند.ژاکت فلزی، ارمغان دیگری از فناوری نانوژاکت کتانی فلزی و لباس زنانه طلایی يکی از محصولات جديدی هستند که وارد بازار شده‌اند و با با کمک فناوری نانو تولید می‌شوند. این ژاکت‌ها می‌توانند شما را در برابر نفوذ سرما، ويروس آنفولانزا و انواع باکتری‌ها حفظ کنند و نیازی به شست‌وشو هم ندارند. این لباس‌ها با تجزیه آلودگی‌های محیطی می‌توانند از شخص در برابر دود و آلاینده‌های هوا محافظت نمایند. این ژاکت و لباس زنانه در ظاهر معمولی به نظر می‌رسند؛ اما اگر الیاف سازنده آنها را زير یک میکروسکوپ نگاه کنيد، متوجه می‌شويد که یک دسته از نانوذرات ساکن در اطراف الیاف وجود دارند که علاوه بر قابلیت‌های گفته شده، برای الياف رنگ هم ايجاد می‌کنند. برای تولید چنين لباسی، پارچه‌ آن‌را در محلولی از نانوذرات فلزی غوطه‌ور می‌کنند تا پوششی از نانوذرات بر روی الیاف پارچه ايجاد شود. قسمت بالایی لباس که با نانوذرات نقره پوشیده شده است، از غوطه‌ور کردن الیاف کتانی با بار مثبت داخل محلول نانوذرات نقره با بار منفی بدست می‌آید. آنچه در فرآیند تولید بایستی در نظر گرفته شود، این است که قطر نانوذرات باید بین 10 تا 20 نانومتر باشد و از کلوخه شدن آنها نیز جلوگیری شود. خاصیت ذاتی میکروب کشی نقره که در مقیاس نانو تقویت می‌شود، امکان از بین بردن بسیاری از باکتری‌ها و ویروس‌های مضر بدن را در لباس فراهم می‌کند؛ در نتیجه نیاز به شستن آن را نیز کاهش خواهد داد. در ژاکت کتانی، آستین‌ها، جیب‌ها و کلاه دارای الیاف کتانی است که با نانوذرات پالادیوم (بین پنج تا ده نانومتر) روکش داده شده است. برای ایجاد این مواد، نانوبلورهای پالادیوم با بار منفی را روی الیاف کتانی با بار مثبت قرار می‌دهند. با استفاده از الیاف کتانی بدست آمده، ژاکتی تولید شده است که توانایی اکسید کردن دوده را دارند. این خاصیت باعث می‌شود که شخص در برابر تركیبات شیمیایی و گازهای مضر هوا محافظت شود. شخصی كه این ژاکت را به تن دارد، اگر دست‌هایش را به آستین‌ها یا جیب‌هايش بمالد حس سرما می‌کند که اين امر در اثر وجود نانوذرات پالادیوم است.نحوه استفاده از پوشش‌های نانومتری در صنايع مختلف با دیگری متفاوت است و یكی از سخت‌ترین شیوه‌های استفاده از آنها در صنعت نساجی است. کِرِِِم‌های محافظ پوست با قدرت نفوذ بالابا نگاهی به محصولات برتر فناوری نانو در سال‌های 2003 تا 2005 می‌بینیم که این فناوری در ميان شرکت‌های آرایشی_بهداشتی نيز بازار خوبی يافته است. به عنوان مثال شرکت ال. اورال که یکی از بزرگ‌ترین شرکت‌های تولید کننده مواد آرایشی در جهان است، به کمک فناوری نانو کِرِم‌های ضدچروکی را تولید کرده‌است که به‌راحتی در پوست نفوذ می‌کنند. وجود ساختارهای نانومتری در این کرم ها، اثربخشی آن را بر روی پوست افزایش داده است. حتماً تا به حال از کپسول‌های دارویی، مانند کپسول‌های آنتی‌بیوتیک‌ها را استفاده کرده‌اید. روش کار این کرم‌ها بسیار شبیه به کپسول‌های آنتی‌بیوتیک است. با اين تفاوت که در این کرم‌ها، ویتامین A را داخل کپسول‌های پلیمری در ابعاد 200 نانومتر قرار می‌دهند. این کپسول‌ها در حقیقت مثل اسفنج عمل می‌کنند و کرم را در خود نگه می‌دارند. هنگاميکه کرم بر روی پوست مالیده می‌شود، این کپسول‌ها در داخل منافذ پوست حل می‌شوند و ویتامین A را در آنجا آزاد می‌کنند. بر اساس آمار گرفته‌شده 80 درصد کسانی که از این کرم‌های ضدچروک استفاده کرده‌اند، اثر آن را بسیار عالی دانسته‌اند و همچنین 75 درصد آنها می‌گویند كه این كرم خاصیت ویژه‌ای در مقاوم نمودن پوست دارد. باشگاه نانو ]]> نانو تکنولوژی Fri, 25 Nov 2011 08:16:28 GMT http://migna.ir/vdce.x8pbjh8xz9bij.html زنگ نانو 3 http://migna.ir/vdcd.s092yt0sza26y.html ماهنامه زنگ نانو، مجموعه‌ای چهار صفحه‌ای است که توسط باشگاه نانو چاپ می‌شود و به استان‌های مختلف فرستاده می‌شود تا در مدارس سراسر کشور پخش شود. محتويات علمی اين ماهنامه به صورتی انتخاب می‌شوند که کوتاه و جالب باشند. آنچه در ادامه می آيد مطالب خواندنی شماره سوم زنگ نانو است.شماره سومريچارد فاينمنریچارد فاینمن در شهر نیویورک متولد شد. او پس از گذراندن دوره دبيرستان، برای تحصیل در رشته فيزيک به دانشگاه MIT رفت. فاینمن پیش از آنکه تحصيلات خود را در مقطع دکتری به پايان برساند، به عنوان يکی از اعضای پروژه بسيار معروف «من هتن» انتخاب شد. پروژه‌ای معروف در تاريخ علم بشر که منجر به ساخت بمب اتمی شد. پس از این موفقیت، فاينمن به عضويت انجمن علم و فناوری کالیفرنیا درآمد و از آن پس یکی از دانشمندان برجسته اين انجمن محسوب می‌‌گرديد.فاينمن علاقه بسياری به آموزش علوم داشت. او دوست داشت که قوانین غیرقابل فهم فیزیک کوانتوم را به شکلی جالب و جذاب برای مردم عادی و دانشجویان بیان کند. اولين ايده‌های مربوط به علوم و فناوری‌نانو توسط فاينمن در سال 1959 بيان شد. او ابتدا مقاله‌ای درباره قابليت‌هاي فناوری‌نانو در آينده نوشت و سپس در نشست علمی که توسط انجمن فیزیک آمریکا برگزار شده‌بود، اين ايده را در سخنرانی با عنوان «فضاهای بسیاری در سطوح پایین وجود دارد» برای همه بيان کرد. در اين سخنرانی، فاينمن ايده خود را چنين توضيح داد: "تردیدی وجود ندارد که در نوک یک سوزن آنقدر جا هست که بتوان تمام دایره‌المعاف 24 جلدی بریتانیکا (که یکی از منابع مهم انگلیسی بشمار می‌رود) را در آن جا داد. برای این کار کافی است که صفحات این دایره‌المعارف را 25000 مرتبه مچاله کنیم". او معتقد بود که به لحاظ قوانین فیزیکی این کار قابل انجام است. همين سخنرانی بود كه فاينمن را به عنوان پايه‌گذار فناوری نانو معرفی كرد. البته فاينمن هرگز از واژه «فناوری نانو» تا آن زمان استفاده نکرده بود. این کلمه‌ای بود که 6 سال بعد یک دانشمند ژاپنی به نام نوریو تانیگوچی برای اولین بار از آن استفاده نمود. در سال 1988، فاينمن چندی پیش از مرگش اقدام مهم ديگری کرد. او کسی بود که به همه مردم نشان داد که چه چیزی باعث سقوط شاتل فضائی چلنجر گرديده‌است.سفینه فضائی چلنجر فضاپيمای معروفی بود که 73 ثانیه پس از به پرواز، در 28 ژانویه 1986 به‌علت وجود یک واشر معیوب سقوط کرد. فاینمن تاكید داشت که نمی‌بایست در چنان صبح سردی سفینه چلنجر پرتاب می‌شد؛ چون دمای بسیار پائین هوای آن روز باعث شده بود تا واشرهای موجود در بدنه سفینه انعطاف خود را از دست بدهند. او به هنگام اعلام این مطلب با انداختن یك لاستیك حلقوی به داخل یك لیوان آبِ سرد، منظور خود را نشان داد. اين کار نمايش او به همه نشان داد که اگر یك لاستیك حلقوی خیلی سرد ‌شود، شکننده خواهد شد. در سال 2005، تمبر یادبودی جهت تجلیل از ریچارد فایتمن توسط پست ایالات متحده چاپ شد.   رویکردهای ساخت نانو مواد در فناوری‌نانودر تولید بسیاری از محصولات مبتنی بر فناوری‌نانو، بطور گسترده‌ای از مواد نانومقیاس استفاده می‌شود. این مواد که اصطلاحاً «نانومواد» نامیده می‌شوند، موادی هستند که حداقل یک بُعد نانومتری (در محدوده 1-100 نانومتر) دارند. معمولاً نانومواد یا بصورت ذراتی با اندازه‌ی چند نانومتر هستند و یا در ساختار آنها از حفرات یا اجزای نانومتری استفاده شده است. محققان برای تولید نانومواد دو رویکرد (يا دو سبک) دارند: رویکرد از بالا به پایین و رویکرد از پایین به بالا. در رویکرد از بالا به پایین، حجم بزرگی از مواد به کمک شکلی از انرژی (مانند انرژی مکانیکی، انرژی شیمیایی یا انواع دیگری از انرژی) خرد شده و ذرات کوچک نانومتری تشکيل می‌شوند. به عنوان مثال آسیاب‌های مکانيکی وجود دارد که می‌توانند ذرات را تا حد و اندازه نانومتر خرد کنند. در مقابل در رویکرد از پایین به بالا، اتم‌ها و مولکول‌ها با روش‌های شيميايی و يا ابزارهای فيزيکی (همچون میکروسکوپ نیروی اتمی) در کنار هم چیده می‌شوند تا یک ساختار مولکولی بزرگ‌تر بدست آید. در دهه 1980 دانشمند ديگری به نام اریک درکسلر به ميدان فناوری‌نانو آمد. شايد بتوان گفت که درکسلر پس از ریچارد فاینمن، کسی است که بيشترين نقش را در معرفی فناوری‌نانو به مردم داشته‌است. او تعريف خاصی از فناوری‌نانو داشت و هدف نهایی این فناوری را دستیابی به ابزارها و سیستم‌های مولکولی با استفاده از روش‌های ساخت از پایین به بالا می‌دانست. درکسلر معتقد بود که محققان ابتدا به سمت استفاده از روش‌های از بالا به پایین می‌روند. او پيش‌بينی می‌کرد که از سال 2000 ميلادی به بعد محققان، نانومواد (مانند نانوذرات پلیمری، فلزی، سرامیکی و ...) و نانوابزارهای (مانند نانوحسگرها و ...) بسیاری با بهره گیری از روش‌های از بالا به پایین ساخته می‌شود. به اعتقاد دركسلر از سال 2015 به بعد، دانشمندان از فناوری‌نانو به سوی تولید نانوسیستم‌های مولکولی می‌روند و برای اين کار از ساخت و سازهای مولکولی و چینش اتم‌ها و مولکول‌ها استفاده می‌کنند. براساس چنین روندی آیا می‌توانید تصور کنید که در آینده‌ای نه چندان دور با پیشرفت فناوری نانو، زنگی بشر چقدر متحول خواهد شد؟! مشاهده اتم‌هاهمه ما می‌دانيم که نمی‌توانیم اتم‌ها را با چشم غیرمسلح ببینیم. میکروسکوپ‌های نوری ساده‌ای که در مدرسه داریم هم، ابزار مناسبی برای دیدن اتم‌ها نیستند. برای ديدن مقياس نانو باید بگویم حتی میکروسکوپ‌های نوری پیشرفته نیز توانمندی خود را از دست می‌دهند و کارایی چندانی ندارند. آنها در اين مقياس با محدودیت در قدرت تفکیک مواجه می‌شوند. از اين‌رو محققان به سمت بهره‌گیری از باریکه‌های الکترونی گرایش پیدا کرده‌اند و از آنها به جای پرتوهای نوری استفاده می‌کنند. اين مسئله سبب ابداع اولین میکروسکوپ الکترونی در اوایل دهه هفتاد میلادی در سوئیس شد. علت برتری میکروسکوپ‌های الکترونی بر نمونه‌های نوری مشابه این است که الکترون‌ها به واسطه طول موج کوتاه‌تری که نسبت به نور مرئی دارند، راحت‌تر شتاب می‌گیرند. آنها به خوبی بر روی نمونه متمرکز می‌شوند و می‌توانند بزرگنمایی در حدود یک میلیون برابر و قدرت تفکیکی حدود 7/0 آنگستروم داشته باشند. علاوه بر این، در میکروسکوپ‌های الکترونی با آنالیز پرتو ایکسی که در اثر برهم کنش بین الکترون‌های شتابدار با نمونه تولید می‌شود، می‌توان اطلاعاتی درباره اجزا و ترکیبات عناصر تشکیل دهنده جسم به‌دست آورد. امروزه انواع گوناگونی میکروسکوپ الکترونی وجود دارند که به کمک آنها می‌توان اطلاعات مفیدی در مورد ساختار، شکل و اندازه، ترکیب و آرایش مولکولی اجسام کسب کرد. از جمله این میکروسکوپ‌ها عبارتند از: میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM): طرح اصلی و اساس عملکرد این میکروسکوپ، مشابه میکروسکوپ‌های نوری است با این تفاوت که به جای پرتوی نور در آن از الکترون استفاده می‌شود. وضوح تصویر در میکروسکوپ الکترونی عبوری هزار برابر بیشتر از یک میکروسکوپ نوری است. این میکروسکوپ به کاربر اجازه می‌دهد که بتواند ساختار داخلی مواد (حتی ساختار داخلی مواد زیستی مثل آنتی‌ژن‌‌ها درون سلولی) را بررسی کند. میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM): میكروسكوپ نیروی اتمی یک سوزن بسیار ریز دارد. در اثر حرکت سوزن بر روی سطح و مطالعه برهم‌کنش میان اتم‌های سطح و سوزن، اطلاعاتی از سطح به‌دست می‌آید. كار این میكروسكوپ نشان‌دادن ناصافی‌های روی سطوح و اندازه‌گیری عمق آنهاست. میکروسکوپ نیروی اتمی می‌تواند با اندازه‌گیری نیروی بین اتم‌ها در نقاط مختلف سطح، محل اتم‌ها را نیز مشخص کند. میکروسکوپ تونل‌زنی روبشی (STM): در این میکروسکوپ‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌، زمانی‌‌‌‌‌‌‌‌‌که نوک سوزن دستگاه در مجاورت سطح رسانا و در فاصله یک نانومتری از آن حرکت می‌‌‌‌‌‌‌‌‌کند، بر اثر یک پدیده کوانتومی، به نام "تونل زنی"، جریانی از الکترون‌‌ها میان سطح و نوک سوزن برقرار می‌شود. اگر فاصله سوزن نسبت به یک نقطه مشخص از سطح ثابت باشد، با حرکت بر روی سطح و با توجه به پستی و بلندی‌های آن، شدت جریان تونلی تغییر می‌کند. با ثبت این داده‌‌ها به کمک کامپیوتر، می‌توان از سطح جسم تصویری سه بعدی تهیه نمود. تصاوير ميکروسکوپی رنگی هستند يا سياه و سفيد؟ دانشمندان موسسه IBM با استفاده از میکروسکوپ نیروی اتمی موفق به نوشتن نام موسسه خود با اتم‌های گاز بی اثر گزنون شده‌اند. اما آنچه در مورد این تصویر جلب توجه می‌کند، رنگی بودن آن است. زیرا در مقیاس اتمی هیچ رنگی وجود ندارد چرا که اتم‌ها کوچک‌تر از طول موج نورهایی هستند که ما به عنوان رنگ‌ می‌بینیم. پس این بخش‌های رنگی که در این تصاویر میکروسکوپی دیده می‌شود، چگونه بدست آمده‌اند؟ در واقع هر کدام از این تصاویر مربوط به یک منطقه یا زمان خاص است که برای منظور خاصی رنگ شده‌اند.نانوفوتبالآیا به ورزش فوتبال علاقمند هستید؟ طرفدار چه تیمی هستيد؟ آبی يا قرمز؟ يکی از دوستان شما به نام "شاهين براتی" که از علاقمندان به ورزش فوتبال است برای ما مطلبی درباره نانوفوتبال ارسال کرده‌است که شايد خواندن آن برايتان جالب باشد. تعجب نکنید! مسابقات نانوفوتبال هم مثل فوتبال معمولی هر سال برگزار می‌شود. با این تفاوت که فوتبالیست‌های ما در این مسابقات نانوربات‌ها هستند. این فوتبالیست‌ها قدی در حدود ده تا چند صد نانومتر دارند و وزن آنها بسيار کم است. آنها معمولاً با قرارگيری در يک ميدان الکترومغناطيسی يا موجی شکل حرکت می‌کنند. زمين اين بازی مربعی به ضلع 5/3 ميليمتر است و برای تماشای آن، بايد از میکروسکوپ‌هايی استفاده کرد که قابلیت نمایش بازی را بر روی مانیتور دارند. نکته جالب اینجاست که نانوفوتبالیست‌ها هم بايد پيش از انجام مسابقه تمرین داشته باشند. تمرین این نانوربات‌های بی‌زبان، خیلی بیشتر از فوتبالیست‌های معمولی است. مربی این ورزشکاران، یک مسابقه دوی میلی‌متری بین آنها برگزار می‌کند که در آن، هر کدام از ربات‌ها باید در كوتاه‌ترین زمان ممکن فاصله بین دو دروازه (در عرض میدان بازی) را طی کند. در تمرينی ديگر ربات‌ها بايد بتوانند در مدت سه دقیقه با دریبل زدن، نانوتوپ‌ها را به داخل دروازه شوت کنند. این نانوفوتبالیست‌ها، برای اینکه استخدام شوند باید اسکی‌بازان خوبی هم باشند. چون یکی دیگر از توانمندی‌هایی که در آنها سنجیده می‌شود این است که بتوانند با اسکی مسیر بین دروازه‌ها را که با موانع پلیمری مسدود شده است، به سرعت طی کنند. اين مسابقات برای آشنا نمودن عموم مردم با فناوری‌نانو برگزار می‌شود و هدف نهايی آن، استفاده از نانوربات‌‌ها در مباحث پزشکی جهت رساندن دارو به سلول هدف است.   باشگاه نانو ]]> نانو تکنولوژی Fri, 25 Nov 2011 08:08:32 GMT http://migna.ir/vdcd.s092yt0sza26y.html زنگ نانو 2 http://migna.ir/vdcj.8emfuqetasfzu.html   ماهنامه زنگ نانو، مجموعه‌ای چهار صفحه‌ای است که توسط باشگاه نانو چاپ می‌شود و به استان‌های مختلف فرستاده می‌شود تا در مدارس سراسر کشور پخش شود. محتويات علمی اين ماهنامه به صورتی انتخاب می‌شوند که کوتاه و جالب باشند. آنچه در ادامه می آيد مطالب خواندنی شماره دوم زنگ نانو است.شماره دومنانولوله‌های کربنیآیا تاکنون این نام را شنیده‌اید؟ می‌دانید نانولوله‌های کربنی چه موادی هستند؟ چه خواصی دارند؟ به چه روش‌هایی تولید می‌شوند؟ چه کاربردهایی دارند؟ با مطالعه آنچه دوستانتان «ثمره شجاعی» و «وحیده رحیمی» از تهران درباره نانولوله‌های کربنی نوشته‌اند، می‌توانيد پاسخ اين سوال‌ها را بيابيد.كشف نانولوله‌های کربنی یكی از اتفاقات مهم حوزه فناوری‌نانو است. نانولوله‌های کربنی اولین بار توسط «سومیو ایجیما» در سال 1991 و به‌صورت کاملاً اتفاقی کشف شدند. ایجیما در حال مطالعه سطوح الکترودهای کربنی با استفاده از روش تخلیه قوس الکتریکی بود که با نانولوله‌های کربنی مواجه شد.در یک نانولوله کربنی، اتم‌های کربن در ساختاری استوانه‌ای‌ شکل، آرایش یافته‌اند؛ یعنی اين ماده یک لوله توخالی است که جنس دیواره‌اش از اتم‌های کربن است. آرایش اتم‌های کربن در دیواره این ساختار استوانه‌ای، دقیقاً مشابه آرایش کربن در صفحات گرافن است. در گرافن، شش‌ضلعی‌های منظم کربنی در کنار یکدیگر قرار می‌گيرند و يک صفحه را تشکيل می‌دهند. انبوهی از این صفحه‌های کربنی از طریق پیوندهای ضعیف واندروالس به هم پیوند می‌خورند و گرافیت را تشکیل به‌وجود می‌آورند. در نانولوله‌های کربنی صفحات گرافن لوله می‌شوند و استوانه‌هایی با قطر چند نانومتر تولید می‌کنند. نانولوله‌های کربنی دو نوع هستند: نانولوله‌های تك‌دیواره‌ و چنددیواره‌. نانولوله تك‌دیواره از یک دیواره‌ استوانه‌ای گرافنی به قطر 1 تا 2 نانومتر تشکیل شده است. حالا اگر اين نانولوله‌های تک ديواره را با فاصله 3-4 نانومتر، درون هم قرار دهيم و قطر استوانه‌های خارجی را بزرگتر کنيم، يک نانولوله چنددیواره تشکيل می‌شود. قطر خارجی نانولوله‌های چنددیواره 2 تا 25 نانومتر و قطر داخلی آن در حدود 1 تا 8 نانومتر است. طول متوسط نانولوله‌ها می‌تواند تا چندین میكرون باشد.روش‌های تولید نانولوله‌های کربنیدانشمندان برای تولید نانولوله‌های کربنی از روش‌های مختلفی چون قوس الكتریكی، رسوب‌گذاری بخار شیمیایی و تبخیر لیزری استفاده ‌می‌کنند. با استفاده از این روش‌‌ها، امروزه تولید این مواد در برخی از کشورها به حد نيمه‌صنعتی رسیده‌است. پژوهشگاه صنعت نفت ايران می‌تواند با روش رسوب‌گذاری بخار شیمیایی، روزانه چند کیلوگرم نانولوله‌ کربنی توليد کند.مشخصات نانولوله‌های کربنیساختار توخالی نانولوله‌های کربنی، باعث شده که اين مواد بسيار سبک باشند؛ به طوریکه چگالی نانولوله‌های چنددیواره‌ 8/1 و نانولوله‌های تك‌دیواره‌ 8/0 گرم بر سانتی‌متر مکعب است. نانولوله‌های کربنی بسيار مستحکم هستند، سطح ویژه بالايی دارند و خصوصیات الكتریكی و الكترونیكی آنها منحصربه‌فرد است. نانولوله‌ها 100 برابر از فولاد محكم‌ترند، در حالی كه وزنشان یك‌ششم وزن فولاد است. اين مواد مقاومت خوبی در برابر مواد شیمیایی دارند و از پایداری گرمایی بالایی برخوردارند. از آنجايی که الکترون‌ها می‌توانند در در راستای محور نانولوله‌های کربنی (محور استوانه) متقل شوند، اين مواد در راستای محور خود رسانا هستند؛ هم رسانای الکتريسيته و هم رسانای گرما. نانولوله‌های کربنی از لحاظ شيميايی فعال هستند، بنابراين می‌توانند كاتالیزورهای خوبی باشند. آنها خاصیت مویینگی بالایی دارند و می‌توانند گازها و مایعات را در خود جای دهند. داشتن خواص متنوع و منحصربه‌فرد سبب شده نانولوله‌های کربنی كاربردهای بی‌شماری داشته باشند.(اين تصوير به شما نشان می دهد که چگونه از يک صفحه گرافن، يک نانولوله کربنی تشکيل می شود).با آسانسور به فضا برویمآیا غیر از سفینه‌های فضاپیما، راه دیگری برای رفتن به فضا وجود دارد؟ آسانسور چطور است!؟ دانشمندان مدت‌هاست كه به ساخت آسانسورهایی می‌اندیشند که از یک طرف به ماه و از طرف دیگر به زمین منتهی شوند. با استفاده از این آسانسورها می‌توان تنها با فشار دادن یک دکمه، به ماه سفر کرد و یا هر وسيله و شيئی را به آنجا فرستاد! دانشمندان می‌گويند این آسانسورها وزن زیادی خواهند داشت و برای جابه‌جایی آنها نیازمند یک کابل بسیار بسیار قوی هستیم؛ کابلی که بتواند این دستگاه را تا هزاران کيلومتر بالاتر از سطح زمين حمل کند. دانشمندان برای حل این مشکل در فكر استفاده از نانولوله‌های کربنی هستند؛ نسبت طول به عرض بالا (بيش از 1000 برابر) و استحکام فراوان (100 بار محکم‌تر از فولاد) باعث شده که اين مواد گزینه‌ی مناسبی برای این منظور باشند. بنابراین، يکی از گام‌های مهم در ساخت آسانسورهای فضایی، تولید کابل‌هایی از جنس نانولوله‌های کربنی است که طول زیادی داشته باشد و بتواند در فاصله میان ماه و کره زمین قرار گیرد. فكر می‌كنید چنین چیزی ممكن است؟ اگر ساخت آسانسورهای فضایی به واقعیت بپیوندد، روزی خواهد رسید که سفرهای فضایی، تبدیل به سفری معمولی می‌شود و شايد هر کس ‌بتواند به فضا سفر کند.     فناوری نانو چیست؟ «جهان مادی ما از اتم ساخته شده است» این ادعایی بود که دموکراتوس- فیلسوف یونانی- 2400 سال پیش آن را بر زبان آورد. 200 سال بعد لوکریتوس رومی، فرضیه او را بدین گونه بیان کرد:« جهان از فضاهای بی نهایت و تعداد نامتناهی از ذرات ریز تجزیه‌ناپذیر یعنی همان اتم‌ها ساخته شده است. تنوع اتم‌ها تنها در شکل و اندازه و جرم آنهاست.» علی‌رغم ارزشی که این اطلاعات داشت، ولی در آن زمان چیزی جز فرضیه محض نبودند. با گسترش دانش بشر، ایده درخشان دموکراتوس بسیار تغییر کرد. او اطلاعات بسيار زيادی در مورد اتم‌ها و مولکول‌ها کسب کرد اما تا پيش از دهه 1980 هيچ‌گاه نتوانست آنها را مشاهده کند. در اين دهه بشر میکروسکوپ جدیدی ساخت که به کمک آن توانست وارد دنيای اتم‌ها و مولکول‌ها شود؛ این توانمندی او را مصمم‌تر نمود تا دانش خود را در ارتباط با اتم‌ها و مولکول‌‌ها- واحدهای تشکیل‌دهنده مواد- افزایش دهد و به بررسی ساختار و چیدمان اتمی مواد بپردازد و این داستان مقدمه‌ای شد برای شکل‌گيری و توسعه فناوری نانو. در چند دهه اخیر، مطالعات بسیاری پیرامون پدیده‌ها و تغییر خواص مواد در مقیاس نانو صورت گرفته است. نتيجه اين مطالعات در محدوده دانش نانو (يا علوم نانو) قرار می‌گيرد. آنچه که "دانسته‌های" ما از پديده‌های نانومقياس را تبديل به "محصول" می‌کند و به زندگی روزمره ما وارد می‌کند، فناوری‌نانو است. به عنوان مثال دانش نانو به ما می‌گويد که نانوذرات طلا در اندازه‌های مختلف به رنگ‌های مختلف دیده شوند و چرايی اين موضوع را برای ما شرح می‌دهد. او برای ما توضيح می‌دهد که چگونه وجود یک لایه نانومتری بر سطح برگ نیلوفر آبی این امکان را فراهم می‌آورد که آب به سرعت و سهولت از سطح آن لیز بخورد. دانش‌نانو می‌داند چرا ذرات آلومینیوم در مقیاس نانو دارای خاصیت انفجاری زیادی هستند و ... ؛ فناوری‌نانو از رنگارنگی نانوذرات طلا برای تشخيص سرطان استفاده می‌کند، با استفاده از لایه‌های نانومتری لباس‌‌های خودتمییزشونده می‌سازد و از نانوذرات آلومینیوم برای سوخت راکت موشک استفاده می‌کند. تبدیل دانسته‌های علمی به محصولات جدید و پیشرفته، مهم‌ترین هدف فناوری‌نانو است.بازگرداندن بینایی موش کور با استفاده از فناوری نانوآیا تا به حال به زخم‌های روی بدن خود توجه کرده‌اید؟ وقتی قسمتی از بدن زخم می‌شود، رشته‌های عصبی موجود در بدن، از هم فاصله گرفته و در محل زخم حالت دَلَمه ایجاد می‌کنند. دلمه روى زخم یکى از عواملى است که مانع از اتصال دوباره دو رشته‌هاى عصبى قطع‌شده مى‌شود. محققان هنگ‌‌کنگى و آمریکایى به‌منظور برطرف نمودن این مشکل، به فکر استفاده از امکاناتى افتادند که فناورى‌نانو در علوم زیستى و مقیاس مولکولى ارائه مى‌دهد. این گروه، با قطع اعصاب بینایى یک همستر (نوعى موش صحرایى) ابتدا موش را کور کردند و سپس با تزریق محلولى حاوى نانوذرات به رشته‌هاى قطع‌شده اعصاب بینایى، امکان رشد دوباره اين اعصاب را فراهم کردند. آنها موفق شدند که با اين روش بینایى جانور را بازگردانند. محلول تزریقی، حاوى پپتیدهاى مصنوعى بود و اندازه هر یک از آنها به گونه‌اى تنظیم شده بود که از پنج نانومتر تجاوز نکند. پپتیدها با رسیدن به بخش‌هاى جراحت‌دیده، به‌صورت خودجوش یک ساختار داربست‌مانند و ضربدرى از رشته‌هاى نانومترى ایجاد مى‌کنند تا از این طریق، بین بخش‌هاى قطع‌شده پلى بوجود آورند. دانشمندان مشاهده کردند که رشته‌هاى قطع‌شده اعصاب بینایى، با استفاده از این داربست نانومتری، دوباره شروع به بازسازى و اتصال مجدد می‌کند و از بروز حالت دلمه بر روى زخم جلوگیرى می‌نمايد. دانشمندان این کار را بر روی موش‌های پیر و جوان انجام دادند و به اين نتيجه رسيدند که پس از تزریق دارو رشته‌هاى عصبى هم در مغز همسترهاى جوان (که به‌صورت عادى در حال رشد و تولید رشته‌هاى جدید هستند) و هم در مغز همسترهاى بزرگ‌سال (که رشد آنها متوقف شده) فعال می‌شوند و شروع به تولید رشته‌هاى جدید می‌کنند.نتيجه حیرت‌آور اين پژوهش نشان می‌دهد که نانومواد مى‌توانند مستقیماً خود رشته‌هاى عصبى را فعال کنند و آنها را وادار به رشد کنند. علاوه بر این در این آزمایش مشاهده شده که پپتیدهای موجود در بدن، به‌وسیله اجزاى بدن همستر به مواد بى‌خطرى تجزیه شده و سه تا چهار هفته پس از تزریق از طریق ادرار جانور از بدن او خارج مى‌شوند. محققان امیدوارند در مرحله بعدى بتوانند این شیوه را بر روى انسان نیز آزمايش کنند. هدف نهایى این روش آن است که بتوان از آن براى اتصال رشته‌هاى عصبى قطع‌شده بر اثر سکته مغزى یا جراحت‌هاى وارده به سر استفاده شود.  پای مارمولک و نوارچسب‌های قویحتماً بارها حرکت وارونه مارمولک بر روی سقف را دیده‌اید. به نظر شما اندام‌های حرکتی این جانور چگونه طراحی شده‌اند که به‌راحتی می‌توانند به سطوح مختلف بچسبند؟ دست و پاهای مارمولک از هزاران موی نازک نانومتری پوشیده شده‌اند که به‌طور نامنظمی بر روی سطح آن قرار گرفته‌اند. فاصله اندک این موها با سطح، سبب می‌گردد که نیروی جاذبه قوی‌ای میان آنها برقرار گردد. میزان این نیرو به حدی است که حیوان می‌تواند به‌آسانی روی سقف حرکت کند. دانشمندان با الهام از پای مارمولک، چسب‌های بسیار قدرتمندی ساخته‌اند که این چسب‌ها تحمل وزنی برابر 100کیلوگرم را دارند. این چسب‌ها از لحاظ ظاهری مشابه نوارچسب‌های معمولی هستند. همان‌طور که ما برای چسباندن عکس‌های کاغذی بر روی دیوار می‌توانیم از چسب‌های نواری استفاده کنیم، با استفاده از این چسب‌های جديد می‌توان چسب‌هايی توليد کرد که می‌توانند LCDهای بزرگ به دیوار متصل ‌كنند، بدون آنكه هیچ‌ اثری بر روی دیوار باقی بگذارند. برای ساخت این نوارچسب‌ها، دانشمندان از صفحات حاوی نانولوله‌های کربنی استفاده کرده‌اند که با اتصال رشته‌های مجعد کربن به سطح آنها، سطوح چسبنده‌ای ایجاد می‌شود. عملکرد این سطح کاملاً شبیه عملکرد پرزهای ظریفی است که بر روی پای مارمولک وجود دارد. وقتی این رشته‌های مجعد را به سطحی بچسبانیم، نانولوله‌ها با سطح هم‌ردیف شده و اتصال بسیار محکمی را ایجاد می‌کنند. نیرویی که حتی 10 بار قوی‌تر از نیروی جاذبه پای مارمولک است. شاید بعدها بتوانیم با استفاده از این چسب‌ها در اتصالات الکتریکی بی‌نیاز از جوشکاری شویم.   باشگاه نانو ]]> نانو تکنولوژی Fri, 25 Nov 2011 08:02:29 GMT http://migna.ir/vdcj.8emfuqetasfzu.html زنگ نانو 1 http://migna.ir/vdch.in-t23nxmftd2.html ماهنامه زنگ نانو، مجموعه‌ای چهار صفحه‌ای است که توسط باشگاه نانو چاپ می‌شود و به استان‌های مختلف فرستاده می‌شود تا در مدارس سراسر کشور پخش شود. محتويات علمی اين ماهنامه به صورتی انتخاب می‌شوند که کوتاه و جالب باشند. انتشار اين ماهنامه از مهرماه سال جاری آغاز شده و تاکنون دو شماره آن به چاپ رسيده است. از اين پس با انتشار هر شماره زنگ نانو، مطالب خواندنی آن‌را بر روی سايت قرار خواهيم داد.شماره اولنانو چقدر کوچک است؟نانو یک میلیاردم متر است. ما در زندگی روزمره خیلی با این مقیاس کوچک مواجه نیستیم. اجسام و موجودات اطراف ما بیشتر در مقیاس متر و سانتی‌متر و نهایتاً میلی‌متر هستند. یک میلی‌متر همان طور که می‌دانید یک هزارم متر است؛ یعتی به اندازه‌ی یکی از تقسیم‌بندی‌های کوچک خط‌‌‌ کش شما، که بسیار کوچک است. حال می‌توانید تصور کنید یک میلیونیومِ یک میلی‌متر چقدر کوچک می‌شود؟ برای درک بهتر این مقیاس، فرض کنید 100 میلیون بار از اندازه‌ی فعلی‌تان کوچک‌تر شوید. در این صورت فکر می‌کنید اگر در فضایی مثل فضای اتاقتان قرار بگیرید و به اطرافتان بنگرید چه می‌بینید؟ مطمئناً آنچه شما می‌بینید صندلی، میز، کتاب، کامپیوتر و یا حتی اعضای خانواده نیستند، بلکه اجزای سازنده‌ی آنها مانند اتم‌ها، مولکول‌‌ها و سلول‌‌ها را می‌بینید. در آن فضا که شما اندازه‌ای حدود 12 تا 20 نانومتر را دارید، اتم‌ها در برابرتان همچون تیله‌های بازی هستند. مولکول‌های آب اندازه‌ی کف دستتان را دارند. پروتئین‌‌ها به اندازه‌ی دستانتان هستند. رشته‌های DNAی سلول‌‌ها را می‌توانید به دور انگشتانتان بپیچید. اگر کمی هدفمند عمل کنید می‌توانید اتم‌‌ها را به گونه‌ای جابه‌جا کنید و به هم بچسبانید تا ساختارهای جدیدی به دست آید (همان‌طورکه قطعات لگو را کنار هم می‌چینید تا ساختاری را ایجاد کنید). پس از آن با برگشتن به اندازه‌ی طبیعی خود می‌توانید با استفاده از ساختاری که خود ساخته‌اید، مواد جدیدی با خواص فوق‌العاده و کاربری ویژه بسازید؛ مثل داروهای مؤثری که تاکنون وجود نداشته‌اند، تراشه‌های کامپیوتری کوچکِ خیلی سریع، چوب‌هایی که در معرض آتش نمی‌سوزند و ... امروزه پیشرفت علم ساخت مواد جدید در مقیاس نانومتر را به کمک «فناوری نانو» امکان‌پذیر كرده‌است.   نانو در طبیعتاگر خوب به طبیعت نگاه کنیم، گیاهان و حیوانات بسیاری در اطرافمان می‌بینیم که ویژگی‌های خاصی دارند و ما در حالت طبیعی انتظار وجود چنین خواصی را در آنها نداریم. دانشمندان با بررسی این موجودات پی به وجود ساختارهای نانومقیاس در آنها برده‌اند! به‌عنوان مثال در سطح چشم‌های بید تعداد زیادی برآمدگی ریز وجود دارد که به‌صورت شش‌ضلعی‌های مجزای نانومتری کنار هم قرارگرفته‌اند. از آنجا که شبکه‌ی این برآمدگی‌ها بسیار کوچک‌تر از طول موج نور مرئی (350-800 نانومتر) است، سطح چشم بید عکس‌العمل خیلی کمی را نسبت به نور مرئی نشان می‌دهد و می‌تواند نور بیشتری را جذب کند. بید می‌تواند در شرایط تاریک و کم نور به‌ سبب جذب نور بالایی كه دارد، بهتر از انسان ببیند. در آزمایشگاه، دانشمندان از نانوساختارهای ساخته‌ی دست انسان مشابه چشم‌های بید، برای کنترل جذب تابش‌های فروسرخ در یک نمونه منبع انرژی (پیل ولتایی- حرارتی) برای افزایش بازدهی آنها استفاده می‌کنند. بر روی سطح بال پروانه، شبکه‌های نانومقیاس چندلایه‌ای وجود دارد. این ساختارها نور را فیلتر و یک طول موج مشخص را بیشتر منعکس می‌کنند؛ بنابراین ما می‌توانیم تنها یک رنگ درخشان را ببینیم؛ مثلاً بال‌های جنس نر یک گونه پروانه به نام «Morpho Rhetenor» به رنگ آبی درخشان دیده می‌شود، این در حالی است كه ماده‌ی سازنده‌ی بال به واقع آبی نیست. در حقیقت، نانوساختارهای روی بال پروانه هم‌اندازه‌ی طول موج نور مرئی هستند و به‌علت چند لایه بودن آنها، تداخل نوری رخ می‌دهد. این تداخل نوری برای طول موج‌های حدود 450 نانومتر (طول موج نور آبی) فزاینده و برای طول موج‌های دیگر، مخرب است. بنابراین نوری که از سطح بال پروانه در اثر تداخل ساطع شده و به چشم ما می‌رسد دارای طول موج نور آبی است و ما می‌توانیم رنگ درخشان آبی را ببینیم. در بسیاری از تجهیزات علمی آزمایشگاه، از مشابه چنین پدیده‌ای برای تحلیل رنگ نور استفاده می‌شود. نوعی گل به نام گل قدیفه در ارتفاعات کوه آلپ ـ که تابش نور فرا بنفش بسیار زیاد است ـ رشد می‌کند. سطح این گل‌ با نوعی از رشته‌های توخالی پوشیده‌ شده‌است که ساختار نانومتری (100 تا 200 نانومتر) دارند. این نانوساختارها، قادر به جذب نور فرابنفش هستند که طول موج آن تقریباً برابر این رشته‌ها است؛ اما نورهای مرئی را منعکس می‌سازند. بنابراین، این پدیده سبب سفید دیده شدن رنگ گل می‌شود. جذب نور فرابنفش به‌وسیله‌ی این رشته‌ها، مانع از آسیب دیدن سلول‌های گل در برابر این تابش با انرژی بالا می‌شود. افزایش خاصیت ضدمیکروبی نقره در مقیاس نانو(برگرفته از متن ارسالی دانش‌آموز مهسا سادات حسينی نقوی از تهران)امروزه محصولات بسیاری با استفاده از فناوری نانو و به‌کارگیری نانوذرات نقره وارد بازار شده‌اند. ظروف نگهداری غذا، صابون، یخچال، ماشین لباس‌شویی، فرش و موکت، چسب زخم، باندهای پانسمان و... محصولاتی هستند که با استفاده از نانوذرات نقره خاصیت ضدمیکروبی یافته‌اند. داستان خاصیت ضدمیکروبی نقره، داستان جديدی نیست بلکه از دیرباز از این خاصیت نقره استفاده می‌شده است؛ برای مثال در جنگ‌ها برای ترمیم زخم‌های سربازان روی زخم سکه‌ای از جنس نقره قرار می‌دادند، سپس محل زخم را می‌بستند و یا برای نگهداری مواد غذایی از ظروف نقره‌ای استفاده می‌کردند. آنها علت شایع نشدن بیماری‌های مسری در مناطق اعیان‌نشین را به استفاده از ظروف نقره نسبت می‌دهند. واکنش‌دهی نقره در ابعاد بزرگ‌، کم است؛ اما زمانی‌که ابعاد آن به کوچکی نانومتر درمی‌آيد، خاصیت میکروب‌‌کشی آن بیش از 99 درصد افزایش می‌یابد، به حدی که می‌توان از آن حتی در بهبود جراحات و عفونت‌‌ها استفاده کرد. امروزه به مدد فناوری نانو ساخت ذرات نقره در ابعاد نانو میسر شده‌‌است‌. در این ابعاد، نانوذرات‌ نقره به ما این امكان را می‌دهد تا با كمترین غلظت، خاصیت ضد میكروبی بسیار قوی را از فلز نقره به دست آوریم. در میان ساز و كار‌های متعددی كه در آنها از نانونقره استفاده می‌شود، دو ساز و كار یونی و کاتالیستی شناخته شده‌تر هستند.در ساز و كار یونی نانوذرات نقره فلزی به مرور زمان یون‌های +Ag را از خود ساطع می‌كنند‌‌. این یون‌ها طی واكنش جانشینی، باندهای-HS را در جداره‌ی میكروارگانیسم به باندهای -AgS تبدیل می‌كنند كه نتیجه‌ی آن واكنش از بین رفتن میكروارگانیسم است. در ساز و كار كاتالیستی هم نانوذرات نقره روی پایه‌های نیمه‌‌هادی مانند TiO2 یا SiO2 قرار می‌گیرد. در این حالت بر روی پایه‌های نیمه‌‌هادی حفره‌هايی با بار مثبت و بخش‌های متراکمی از الکترون‌‌ها شکل می‌گيرد. در این وضعیت ذره مانند یك پیل الكتروشیمیایی عمل كرده، با اكسید كردن اتم O2 یون‌ O-2 و با هیدرولیز H2O، یون -OH را تولید می‌كنند. اين يون‌ها هر دو از بنیان‌های فعال در گروه اكسیژن فعال هستند و از قوی‌ترین عاملان ضدمیكروب نیز به شمار می‌آیند و باعث از بين رفتن ميکروب‌‌ها می‌شوند. رد پای نانو از بازی گلف و تنیس تا مدال طلای المپیک(برگرفته از متن ارسالی دانش‌آموز پوريا قادری از سمنان)گلف و تنیس ورزش‌هایی هستند که از گذشته در معرض فناوری‌های جدید بوده‌اند و امروزه نیز فناوری نانو بر آنها تأثیر گذاشته‌ است. در دنیای ورزش‌های رقابتی کوچک‌ترین تغییر در تجهیزات می‌تواند تغییرات چشمگيری در شکست‌ها و پیروزی‌ها ایجاد کند. به همین دلیل بسیاری از سازندگان لوازم ورزشی مطرح جهان مانند ویلسون و یا یونیکس سرمایه‌گذاری عظیمی برای بهره‌گیری از فناوری نانو در تولیدات خود کرده‌اند؛ مثلاً هم‌‌اکنون چوب‌های گلف، راکت‌های تنیس و راکت‌های بدمین‌تنی به بازار آمده‌اند که به ساختار آنها نانوذراتی چون دی‌‌اکسید سیلیکون و یا نوعی نانولوله‌های کربنی افزوده شده‌است ( در شماره‌های بعدی زنگ نانو با این مواد بیشتر آشنا خواهید شد). وجود این ذرات سبب سبک‌تر شدن و در عین حال بالا رفتن استحکام اين لوازم ورزشی شده‌‌است.در دیگر ورزش‌ها نیز کاربرد و نقش مؤثر فناوری‌نانو بسیار محسوس است. شاید برایتان جالب باشد که بدانید یک شناگر امریکایی به نام «میکائیل فیلیپس»، در المپیک 2008 توانست 8 مدال طلا به همراه شکستن 7 رکورد جهانی در مسابقات شنا به کمک فناوری نانو کسب نماید. او در این مسابقات از لباس شنای بسیار سبک و لغزنده‌ای که با فناوری نانو ساخته شده بود، استفاده کرد. تار و پودهای سبک لباس شنای او تنها 2 درصد از آب را جذب نمود؛ در حالی که در لباس‌های دیگر تا 50 درصد جذب آب صورت می‌گرفت! این لباس و دیگر لباس‌هایی كه در ساخت آنها از فناوری نانو استفاده شده‌‌است، نه تنها برای شناگرها بلکه برای دونده‌ها یا دوچرخه‌‌سواران نیز می‌تواند مفید باشد. NANOCLUB.IR ]]> نانو تکنولوژی Fri, 25 Nov 2011 07:56:07 GMT http://migna.ir/vdch.in-t23nxmftd2.html نانو چیست ؟ فناوری و علوم نانو چگونه شکل گرفت ؟ http://migna.ir/vdci.zawct1ay5bc2t.html نانو از نگاه لغوی ، کلمه نانو به معنای یک میلیاردم (9-10 ) است و در اصل از یک واژه یونانی به معنای کوتوله گرفته شده است. ]1 مقدمه علم نانو (Nano - science) و فناوری متکی بر آن یا به اختصار ، فناوری نانو (Nano - technology) در کنار علوم و فناوریهای مرتبط با زیست شناسی و ژنتیک مولکولی ، علوم و فناوری اطلاعات ، مولفه‌های انقلاب سوم علمی - صنعتی عصر جدید را تشکیل می‌دهند. این انقلاب ادامه منطقی انقلابهای علمی اول و دوم است که منجر به پیدایش علوم و فناوریهای مقیاسهای ماکرو و میکرو گشتند. انقلاب سوم و بویژه مولفه‌های علوم و فناوری مقیاس نانو در آن برای اولین بار در تاریخ جوامع بشری امکان دستکاری و دخالت عمدی و اختیاری در خواص و سازماندهی ماده فیزیکی و اساسی‌ترین سطوح آن ، یعنی مقیاسهای زیر اتمی و مولکولی را فراهم خواهد آورد. 1-2  تاریخچه ی نانو در طول تاريخ بشر از زمان يونان باستان، مردم و به‌خصوص دانشمندان آن دوره بر اين باور بودند كه مواد را مي‌توان آنقدر به اجزاء كوچك تقسيم كرد تا به ذراتي رسيد كه خردناشدني هستند و اين ذرات بنيان مواد را تشكيل مي‌دهند، شايد بتوان دموكريتوس فيلسوف يوناني را پدر فناوري و علوم نانو دانست چرا كه در حدود 400 سال قبل از ميلاد مسيح او اولين كسي بود كه واژة اتم را كه به معني تقسيم‌نشدني در زبان يوناني است براي توصيف ذرات سازنده مواد به كار برد. با تحقيقات و آزمايش‌هاي بسيار، دانشمندان تاكنون 108 نوع اتم و تعداد زيادي ايزوتوپ كشف كرده‌اند. آنها همچنين پي برده اند كه اتم‌ها از ذرات كوچكتري مانند كوارك‌ها و لپتون‌ها تشكيل شده‌اند. با اين حال اين كشف‌ها در تاريخ پيدايش اين فناوري پيچيده زياد مهم نيست.  نقطه شروع و توسعه اوليه فناوري نانو به طور دقيق مشخص نيست. شايد بتوان گفت كه اولين نانوتكنولوژيست‌ها شيشه‌گران قرون وسطايي بوده‌اند كه از قالب‌هاي قديمي(Medieal forges) براي شكل‌دادن شيشه‌هايشان استفاده مي‌كرده‌اند. البته اين شيشه‌گران نمي‌دانستند كه چرا با اضافه‌كردن طلا به شيشه رنگ آن تغيير مي‌كند. در آن زمان براي ساخت شيشه‌هاي كليساهاي قرون وسطايي از ذرات نانومتري طلا استفاده مي‌‌شده است و با اين كار شيشه‌هاي رنگي بسيار جذابي بدست مي‌آمده است. اين قبيل شيشه‌ها هم‌اكنون در بين شيشه‌هاي بسيار قديمي يافت مي‌شوند. رنگ به‌وجودآمده در اين شيشه‌ها برپايه اين حقيقت استوار است كه مواد با ابعاد نانو داراي همان خواص مواد با ابعاد ميكرو نمي‌باشند. در واقع يافتن مثالهايي براي استفاده از نانو ذرات فلزي چندان سخت نيست.رنگدانه‌هاي تزييني جام مشهور ليكرگوس در روم باستان ( قرن چهارم بعد از ميلاد) نمونه‌اي از آنهاست. اين جام هنوز در موزه بريتانيا قرار دارد و بسته به جهت نور تابيده به آن رنگ هاي متفاوتي دارد. نور انعكاس يافته از آن سبز است ولي اگر نوري از درون آن بتابد، به رنگ قرمز ديده مي‌شود. آناليز اين شيشه حكايت از وجود مقادير بسيار اندكي از بلورهاي فلزي ريز700 (nm) دارد ، كه حاوي نقره و طلا با نسبت مولي تقريبا 14 به 1 است حضور اين نانوبلورها باعث رنگ ويژه جام ليكرگوس گشته است.  در سال1959 ريچارد فاينمن مقاله‌اي را دربارة قابليت‌هاي فناوري نانو در آينده منتشر ساخت. باوجود موقعيت‌هايي كه توسط بسياري تا آن زمان كسب‌شده بود، ريچارد. پي. فاينمن را به عنوان پايه گذار اين علم مي‌شناسند. فاينمن كه بعدها جايزه نوبل را در فيزيك دريافت كرد درآن سال در يك مهماني شام كه توسط انجمن فيزيك آمريكا برگزار شده بود، سخنراني كرد و ايده فناوري نانو را براي عموم مردم آشكار ساخت. عنوان سخنراني وي «فضاي زيادي در سطوح پايين وجود دارد» بود. سخنراني او شامل اين مطلب بود كه مي‌توان تمام دايره‌المعارف بريتانيكا را بر روي يك سنجاق نگارش كرد.يعني ابعاد آن به اندازه25000/1ابعاد واقعيش كوچك مي شود. او همچنين از دوتايي‌كردن اتم‌ها براي كاهش ابعاد كامپيوترها سخن گفت (در آن زمان ابعاد كامپيوترها بسيار بزرگتر از ابعاد كنوني بودند اما او احتمال مي‌داد كه ابعاد آنها را بتوان حتي از ابعاد كامپيوترهاي كنوني نيز كوچك تر كرد. او همچنين در آن سخنراني توسعه بيشتر فناوري نانو را پيش‌بيني نمود. نقش نانو ساختارها در فناوری نانو علم نانو ایجاد دانشهای بنیادی برای اعمال کنترل کامل بر ساختار و عملکرد ماده فیزیکی در مقاسهای اتمی و مولکولی را هدف خود برای اعمال کنترل کامل بر ساختار و عملکرد ماده فیزیکی در مقیاسهای اتمی و مولکولی را قرار داده است و فناوری نانو نوید می‌دهد که این دانشها در آینده‌ای نه چندان دور در قالب مهندسی در آیند. از طریق فناوری نانو خواهیم توانست با جایگذاری تک اتمها و تک مولکولها در کنار یکدیگر از پایین به بالا ساختارهای نوینی را که به نانو ساختارها (nano - structures) موسوم‌اند. و دارای خواص و عملکردهای کاملا نوین می‌باشند بوجود آوریم. با استفاده از این ساختارها دستگاهها ، ادوات و قطعات فوق ریزی که در مقیاسهای طولی و زمانی بسیار تقلیل یافته فعالیت می‌کنند، تولید نماییم. نانو ساختارها سنگ بنای فناوری نانو هستند. از نظر اندازه در فاصله بین ساختارهای مولکولی و ساختارهای میکرونی قرار دارند. از تعداد قابل شمارشی از اتمها تشکیل می‌شوند و نسبت سطح به حجم آنها بسیار بالاست. شکل جدیدی از ماده فیزیکی‌اند که برای درک خواص آنها بویژه خواص الکترونی و مقیاسی آنها باید به مفاهیم بسیار پیشرفته مکانیک کوانتومی دستگاههای بس ذره‌ای متوسل شد. از آنجایی که خواص مواد قویا به اندازه اجزا تشکیل دهنده آنها یا ریز دانه‌های آنها وابسته است. موادی که ریز دانه‌های آنها در مقیاس نانو طراحی می‌شوند از کیفیتهای نوینی برخورد دارند که در مواد معمولی موجود نیستند. نانو ساختارها در همه زمینه‌ها به چشم می‌خورند. چه در دستگاههای زنده و چه غیر زنده. وجود نانو ساختارهای زیستی از قبیل آنزیمها ، گواه بر این واقعیت است که طبیعت خود بهترین شکل فناوری مقیاس نانو را بوجود آورده است. علوم سنتی یعنی فیزیک ، شیمی ، ریاضیات ، ژنتیک ، علم مواد ، مهندسی پزشکی ، که در مقیاسهای ماکرو و میکرو حوزه‌های فعالیت مجزا و مستقلی هستند، در مقیاس نانو به سمت اصول ، ساختارها و ابزارهای واحدی گرایش می‌یابند. انواع رویکردهای نانو تکنولوژِی در نتیجه ، علوم فناوری نانو عمیقا میان رشته‌ای بوده و دستاوردهای بس شگرفی برای بشریت خواهند داشت و افقهای کاملا جدیدی را برای پیشرفت و بهروزی جوامع و مبارزه موثر با بیماریها و گرسنگی خواهند گشود. رسیدن به مقیاس نانو از طریق رویکرد از پایین به بالا یکی از گزینه‌های علم و فناوری نانو است. رویکرد دیگر در علم فناوری نانو ، رویکرد از بالا یه پایین ، یا بیرون کشیدن نانو ساختارها از درون ساختارهای بزرگتر است. این رویکرد به نام برنامه کوچک سازی (miniaturization program) مشهور گشته است و همراه با رویکرد اول ، بسترهای اساسی برای پیشرفت برنامه عظیم جهانی علوم فناوری نانو هستند. علوم فناوری نانو ، همراه با فناوری زیسی متکی بر ژنتیک مولکولی که در برنامه بزرگ ژنوم انسانی متجلی گشته است. و فناوری اطلاعات که با پیشرفت عظیم قدرت محاسباتی رایانه‌ها ، در شکل ابر رایانه‌ها سکوهای گرافیک محاسباتی و رایانه‌های فردی ، جهش‌وار به پیش می‌رود. مبانی علم و فناوری قرن بیست و یکم را تشکیل می‌دهند و سیمای پیشرفت جوامع بشری را تا حداقل پنجاه سال آینده ترسیم می‌کنند. فناوری نانو در آینده نه چندان دور واقعیت این است که بشر در آستانه بزرگترین تحول و دگرگونی تاریخ خود قرار دارد و این تحول همه چیز را در همه عرصه‌های زندگی بشر ، بطور انقلابی دگرگون خواهد ساخت. فناوری نانو ، جهان را در آستانه بزرگترین انقلاب تاریخ قرار داده است. در سایه انقلاب فناوری نانو توانمندیهای تازه‌ای در تولید و کاربرد ابزار میکرو الکترونیک یکی پس از دیگری پدیدار خواهد شد. با استفاده از این فناوری ابزار و وسایل لازم با بهره گیری از روشهای ساخت مولکولی مشابه با آنچه در اندام انسانی روی می‌دهد تولید می‌شوند. پیامدهای فناوری نانو با توجه به این نکته که این فناوری می‌تواند در نقطه تلاقی دانش اطلاعات و دانش زیستی عمل نماید کاملا حیرت انگیز خواهد بود. رایانه‌های مولکولی با اجزا ارگانیک و زنده در تماس و ارتباط خواهند بود. انسانها در 25 سال آینده وسایل اطلاع رسانی شخص خود را در حالی با خود حمل خواهند کرد که آن را به نوعی پوشیده‌اند و نیروی لازم برای آن را از انرژی جنبشی ناشی از راه رفتن خود تامین می‌کنند. محط کار ما بطور مجازی و مطابق نیاز و سلیقه ما همه جا همراه خواهد بود و مردم همه دنیا با حجم زیادی از اطلاعات در هر زمان و مکان قابل دسترسی خواهند بود. هنگام سفر نیز خودروهای رایانه‌ای و هوشمند خود راننده در ارتباط شبکه‌ای با پایگاههای مرکزی بوده و دسترسی دائمی به آخرین اطلاعات مورد نیاز امکان پذیر خواهند نمود و قبل از رسیدن به خانه و لوازم منزل و محیط خانه را با برنامه ریزی و ارتباط با یکدیگر مطابق دلخواه ما آماده خواهند کرد. در زمینه فناوری میکرو الکترومکانیکها (MEMS) ما به وسایلی دست پیدا خواهیم کرد که در آنها حسگرها و فرستنده‌ها و گیرنده‌ها در حداقل اندازه خود بوده و با چنین وسایلی زندگی ما به شدت متحول خواهد شد. به عنوان نمونه هنگام بیماری پزشکان همزمان با ما و یا حتی زودتر از ما از آن آگاه خواهند شد. در زمینه فناوری زیستی امکان همانند سازی انسان و سایر موجودات زنده گزینش جنسیت و حتی صفات خاص در نوزادان فراهم شده و امکان درمان بسیاری از بیماریهای حاد و مزمن حسی عصبی با فناوری کشت سلولی مقدور خواهد شد. نانو تکنولوژی در ایران برای کشور در حال توسعه ایستایی نظیر کشور ما نیز گزینش استراتژی فرا صنعتی علاوه بر حیاتی و اجتناب ناپذیر بودن آن ، این حسن را نیز دارد که توجه جامعه را از مسائلی انحرافی و مشکلات کاذبی نظیر منازعه کهنه و نخ نما شده 250 ساله طرفداران سنتگرایی و مدرنیسم ، آن هم از نوع سطحی و عوامانه و کپی برداری شده‌اش که مربوط به مناسبات سپری شده سرمایه داری تا جز (نه تجاری) و صنعتی هستند. به یک هدف مشترک سرنوشت ساز و حیاتی ملی معطوف خواهد کرد که می‌تواند و باید همه مردم را در داخل و خارج کشور حول یک محور مشترک گرد آورد و عزم ملی برای پیشرفت و توسعه پایدار را شکل دهد، زیرا در دنیای امروزی بویژه در کشور با سابقه‌ای مثل ایران با پشتوانه یک تمدن ده هزار ساله و با آن سوبق درخشان علمی هیچکس حداقل در حرف ، مخالف علم و فناوری و ترقی و پیشرفت نیست و یا جرات ابراز آن را ندارد. کمتر کشوری در جهان است که نیروی انسانی مستعد و شرایط و امکانات مناسب برای پیشرفت و توسعه را همانند کشور ما به یکجا داشته باشد. شاید با قرار دادن هدف شفاف و روشنی در برابر جامعه ، مردم انگیزه کافی برای جنبش و حرکت پیدا کند و اقتصاد بیمار مبتنی بر دلالی جای خود را به یک اقتصاد دانش‌ محور بدهد، مردمی که در پیدایش تمدن کشاورزی نقش برجسته‌ای داشتند و دستاوردهای آن را در سیاهترین دوره تاریخی غرب (قرون وسطی) در زیر سم ستوران قبایل وحشی مهاجم حفظ کردند و آنرا به تمدن صنعتی تحویل دادند. اینکه این شایستگی را دارند که در ایجاد و پی ریزی یک دوره تاریخی جدید نقش برجسته‌ای ایفا کنند و از مردم هوشمند ایران غیر از این نیز انتظار نمی‌رود و تنها در اینصورت است که می‌توان انتظار داشت. نه فقط در عرصه علم بلکه در همه جنبه‌های تمدن و فرهنگ همانند دوره میترائیسم تا قرنهای اول تمدن اسلامی که سراسر مناطق شناخته شده زمین از ژاپن و چین تا انگلستان و از زنگبار تا اسکاندیناوی از تمدن ما تاثیر پذیرفتند و این بار نیز به جای انفعال و تاثیر پذیری در سراسر جهان تاثیر گذار باشیم و مهر خود را بر پای تمدن فراصنعتی بکوبیم. چشم انداز علم نانو تکنولوژی انقلاب جهانی تکونولوژی با تغییرات اجتماعی ، اقتصادی ، سیاسی و فردی در سراسر جهان همراه است. همچون انقلابهای کشاورزی و صنعتی در گذشته ، این انقلاب تکنولوژی نیز از پتانسیل دگرگون سازی کیفیت زندگی و طول عمر ، متحول سازی کار و صنعت ، تغییر و تبدیل ثروت ، جابجایی قدرت در سطح ملتها و در درون ملتها و افزایش تنش و تعارض برخوردار است. پیامدهای انقلاب یاد شده بر سلامی بشر شاید شگفت آورترین آنها باشد. چرا که خط شکنیهای علمی کیفیت و طول زندگی انسان را به مراتب بهتر خواهند کرد. بیوتکنولوژی نیز ما را قادر خواهد ساخت ارگانیزمهای زنده از جمله خودمان را شناسایی نموده ، چگونگی فعالیتشان را درک کنیم، آنها را دستکاری کرده ، بهبود بخشیده و تحت کنترل در آوریم. تکنولوژی اطلاعات امروزه بویژه در کشورهای توسعه یافته تحولات انقلابی برای زندگی ما به ارمغان آورده و خود عامل توان آفرین عمده‌ای برای سایر روندها به شمار می‌رود. تکنولوژی مواد ، تولید محصولات ، قطعات و سیستمهای ارزانتر ، هوشمندتر ، چند منظوره سازگار با محیط زیست ، ماندگارتر و سفارشی‌تر از مسیر خواهد ساخت. علاوه بر این مواد هوشمند ، ساخت و تولید چالاک و نانو تکنولوژی ، تولید وسایل را متحول ساخته و توانمندیهای آنها را بهبود بخشید. انقلاب تکنولوژی از حیث اثرات جهانی یکسان عمل نخواهد کرد و بسته به میزان استقبال از آن سرمایه گذاری و مسائل متعددی همچون بیواخلاق ، حریم خصوصی ، نابرابری اقتصادی ، تهاجم فرهنگی و واکنشهای اجتماعی تنشهای متفاوتی ایفا خواهد نمود. اما راه بازگشتی وجود ندارد، چون برخی جوامع فرصت را غنیمت شمرده ، از انقلاب یاد شده سود برده و محیط زندگی همه جوامع را دستخوش تغییر خواهد کرد.     برخي از رويدادهاي مهم تاريخي در شكل گيري فناوري و علوم نانو: تاريخ رويدادهاي مهم در زمينه فناوري نانو :              1857 مايكل فارادي محلول كلوئيدي طلا را كشف كرد.                        1905 تشريح رفتار محلول‌هاي كلوئيدي توسط آلبرت انيشتين                 1932 ايجاد لايه‌هاي اتمي به ضخامت يك مولكول توسط لنگموير (Langmuir)1959 فاينمن ايده " فضاي زياد در سطوح پايين " را براي كار با مواد در مقياس نانو مطرح كرد.  1974 براي اولين بار واژه فناوري نانو توسط نوريو تانيگوچي بر زبانها جاري شد1981 IBM دستگاهي اختراع كرد كه به كمك آن مي‌توان اتم‌ها را تك تك جا‌به‌جا كرد.    1985 كشف ساختار جديدي از كربن C60    1990 شركت IBM توانايي كنترل نحوه قرارگيري اتم‌ها را نمايش گذاشت.     1991 كشف نانو لوله‌هاي كربني                                     1993 توليد اولين نقاط كوانتومي با كيفيت بالا                        1997 ساخت اولين نانو ترانزيستور                        2000 ساخت اولين موتور DNA                     2001 ساخت يك مدل آزمايشگاهي سلول سوخت با استفاده از نانو لوله             2002 شلوارهاي ضدلك به بازار آمد                            2003 توليد نمونه‌هاي آزمايشگاهي نانوسلول‌هاي خورشيدي          2004 تحقيق و توسعه براي پيشرفت در عرصه فناوري‌نانو ادامه دارد.]2[    1-3  فناوری نانو فناوري‌نانو واژه‌اي است كلي كه به تمام فناوري‌هاي پيشرفته در عرصه كار با مقياس نانو اطلاق مي‌شود. معمولاً منظور از مقياس نانوابعادي در حدود 1 تا 100نانو متر مي‌باشد (1نانومتر يك ميليارديم متر است)  www.migna.ir اولين جرقه فناوري نانو (البته در آن زمان هنوز به اين نام شناخته نشده بود) در سال 1959 زده شد. در اين سال ريچارد فاينمن طي يك سخنراني با عنوان «فضاي زيادي در سطوح پايين وجود دارد» ايده فناوري نانو را مطرح ساخت. وي اين نظريه را ارائه داد كه در آينده‌اي نزديك مي‌توانيم مولكول‌ها و اتم‌ها را به صورت مستقيم دستكاري كنيم. واژه فناوري نانو اولين بار توسط نوريوتاينگوچي استاد دانشگاه علوم توكيو در سال 1974 بر زبانها جاري شد. او اين واژه را براي توصيف ساخت مواد (وسايل) دقيقي كه تلورانس ابعادي آنها در حد نانومتر مي‌باشد، به كار برد. در سال 1986 اين واژه توسط كي اريك دركسلر در كتابي تحت عنوان : «موتور آفرينش: آغاز دوران فناوري‌نانو» بازآفريني و تعريف مجدد شد. وي اين واژه را به شكل عميق‌تري در رساله دكتراي خود مورد بررسي قرار داده و بعدها آنرا در كتابي تحت عنوان «نانوسيستم‌ها ماشين‌هاي مولكولي چگونگي ساخت و محاسبات آنها» توسعه داد. تفاوت اصلي فناوري نانو با فناوري‌هاي ديگر در مقياس مواد و ساختارهايي است كه در اين فناوري مورد استفاده قرار مي‌گيرند. البته تنها كوچك بودن اندازه مد نظر نيست؛ بلكه زماني كه اندازه مواد دراين مقياس قرار مي‌گيرد، خصوصيات ذاتي آنها از جمله رنگ، استحكام، مقاومت خوردگي و ... تغيير مي‌يابد. در حقيقت اگر بخواهيم تفاوت اين فناوري را با فناوري‌هاي ديگر به صورت قابل ارزيابي بيان نماييم، مي‌توانيم وجود "عناصر پايه" را به عنوان يك معيار ذكر كنيم. عناصر پايه در حقيقت همان عناصر نانومقياسي هستند كه خواص آنها در حالت نانومقياس با خواص‌شان در مقياس بزرگتر فرق مي‌كند. ]3[   1-4 نانو تكنولوژي نانوتکنولوژی مجموعه‌ای است از فناوری هایی که به صورت انفرادی یا با هم در جهت بکارگیری و یا درک بهتر علوم مورد استفاده قرار می‌گیرند.]4[  نانو تكنولوژي= علوم طبیعت > فیزیک > فیزیک نوین > مکانیک کوانتومیمهندسی و فن‌آوریعلوم طبیعت > شیمی > شیمی آلی > شیمی پلیمر فناوری نانو ، چنانکه از نام آن برمی‌آید با اجسامی به ابعاد نانومتر سروکار دارد. فناوری نانو در سه سطح قابل بررسی است: مواد ، ابزارها و سیستمها. در حال حاضر در سطح مواد ، پیشرفتهای بیشتری نسبت به دو سطح دیگر حاصل شده است. موادی را که در فناوری نانو بکار می‌روند، نانو ذره نیز می‌نامند. برای آنکه تصوری از ریزی نانو ذره‌ها داشته باشیم بهتر است آن را با ابعاد سلول مقایسه کنیم. اندازه متوسط سلول یوکاریوتی 10 میکرومتر است. اندازه متوسط یک پروتئین 5 نانومتر است که با ابعاد ریزترین جسم ساخت بشر قابل مقایسه است. بنابراین می‌توان با بکارگیری نانو ذره‌ها نوعی مامور مخفی به درون سلول فرستاد و به کمک آن از بعضی رازهای نهفته در سلول پرده برداری کرد. این ذرات آنقدر ریزند که تداخل عمده‌ای در کار سلول بوجود نمی‌آورند. پیشرفت در زمینه نانو فناوری نیازمند درک وقایع زیستی در سطح نانوهاست. از میان خواص فیزیکی وابسته به اندازه ذرات نانو ، خواص نوری (Optical) و مغناطیسی این ذرات ، بیشترین کاربردهای زیستی را دارند. استفاده از فناوری نانو در علوم زیستی به تولد گرایش جدیدی از این فناوری منجر شده است یعنی نانوبیوتکنولوژی. کاربردهای نانو ذره‌ها در زیست شناسی و پزشکی عبارتند از: نشانگرهای زیستی فلورسنت ، ترابری دارو و ژن ، تشخیص زیستی پاتوژنها ، تشخیص پروتئینها ، جستجو در ساختار DNA ، مهندسی بافت ، تخریب تومور از طریق گرمادهی به آن و بهبود تباین (کنتراست).   1-5  تقسیم بندی نانو مواد 1-5-1 نانو مواد صفر بعدی   در تعاریف متداول ، برای نقطه ، بعدی در نظر نمی گیرند؛زیرا طول و پهنا و ضخامت ندارد.در مورد یک نانو ماده نیز در صورتی که بتوان آن را درون مکعب گفته شده قرار داد و نوع که تمام ابعاد ماده اندازه ی کمتر از 100 نانو متر داشته باشد،آن را نانو ماده صفر بعدی می نامیم.این نانو مواد به شکل های مختلفی همچون کروی،خوشه ای نامنظم و کپسولی وجود دارند.از نانو مواد صفر بعدی می توان فولرن ها ، نانوپودرها ، درخت سان ها و نانو نقاط کوانتومی را نام برد.]5[ 1-5-1-1  فولرن فولرن یکی از دگرشکل‌های مصنوعی عنصر کربن است.که از گرما دادن به گرافیت ساخته می‌شود. به جهت شباهت شکل آن به توپ فوتبال، به آن باکی بال (BuckyBall) نیز می‌گویند. فولرن خود انواع گوناگون و متعددی دارد و می‌تواند به صورت کره، بیضی‌گون، یا استوانه باشد. «کروتو» و «کرل» را به عنوان کاشفان فولرن می‌شناسند. در سال ۱۹۹۰ ولفگانک  و دانوالد هافمن  و همکارانش توصیفی از نخستین روش عملیC60 ارائه دادند. واژهٔ فولرن از نام «باکمینستر فولر» که طراح گنبدهای ژئودزیک بود گرفته‌شده‌است.] 6و7[    1-5-1-2 نانو پودر پودر‌ها ذرات ريزي هستند كه از خُرد كردن قطعات جامد و بزرگ، يا ته‌نشين شدن ذرات جامدِ معلق در محلول‌ها به دست مي‌آيند. بنابراين، نانوپودرها را ميتوان مجموعه‌ي از ذرات دانست كه اندازه‌ي آنها كمتر از 100 نانومتر است. (اگر يك متر را يك ميليارد قسمت كنيم، به يك نانومتر ميرسيم. طبق تعريف، ساختار نانومتري ساختاري است كه اندازه‌ي آن كمتر از 100 نانومتر باشد.)]5[  1-5-1-3 درخت سان ها درخت‌سان‌ها مولكول‌هايي بزرگ و پيچيده‌اند، كه ساختار شيميايي كاملاً تعريف‌شد‌ه‌اي دارند. از نقطه نظر شيمي، درخت‌سان‌ها ماكرومولكول‌هاي نسبتاً كامل و يكنواختي (هم‌اندازه و هم‌شكل) هستند كه داراي معماري سه‌بعدي منظم و به‌شدت شاخه‌شاخه مي‌باشند. آنها از سه بخش اصلي هسته، شاخه‌ها و گروه‌هاي انتهايي تشكيل شده‌اند. درخت‌سان‌ها در يك روال تكراري از مراحل واكنشي به دست مي‌آيند و هربار تكرار، منجر به توليد درخت‌سان‌ نسل بعدي مي‌شود. خلق درخت‌سان‌ها با استفاده از واكنش‌هاي شيميايي به‌دقت طراحي‌شده، يكي از بهترين مثال‌ها براي سنتز سلسله‌ مراتبي كنترل‌شده - راهكاري براي خلق «پايين‌به بالا» سيستم‌هاي پيچيده به شمار مي‌رود. در هر لايه جديد، «نسل» جديدي پديد مي‌آيد و تعداد مكان هاي فعال (موسوم به گروه‌هاي انتهايي) دو برابر مي‌شود. وزن مولكولي درخت‌سان‌ نيز تقريباً دو برابر مي‌شود. يكي از جذاب‌ترين جنبه‌هاي فناوري‌هاي مبتني بر درخت‌سان‌ها اين است كه مي‌توان به راحتي و به دقت اندازه، تركيب و فعاليت شيميايي آن ها را كنترل كرد.]8[      1-5-1-4  نانو نقاط کوانتومی نقاط کوانتومي، به خاطر کوچک بودنشان، دستة منحصربه‌فردي از نيمه‌رساناها به شمار مي‌روند. پهناي آنها، بين 2 تا 10 نانومتر، يعني معادل کنار هم قرار گرفتن 10 تا 50 اتم است. در اين ابعاد کوچک، مواد رفتار متفاوتي دارند و اين رفتار متفاوت قابليت‌هاي بي‌سابقه‌اي در کاربردهاي علمي و فني به نقاط کوانتومي مي‌بخشد. ]9[      1-5-1-5  نانو ذرات   یک نانوذره ،ذره‌ای است که ابعاد آن در حدود0 ۱ تا ۱۰۰ نانومتر باشد. نانوذرات علاوه ‌بر نوع فلزی، عایقها و نیمه هادی‌ها، نانوذرات ترکیبی نظیر ساختارهای هسته ‌لایه را نیز در بر می‌گیرند. همچنین نانوکره‌ها، نانومیله‌ها، و نانوفنجان‌ها تنها اشکالی از نانو ذرات در نظر گرفته می‌شوند. ]10[   1-5-2 نانو مواد یک بعدی   برخی از اجسامی که در اطراف ماقرار دارند همچون یک خط راست یا خمیده هستند.این مواد در یک بعد،اندازه ای بیشتر از دو بعد دیگر دارند.ابعاد برخی از نانومواد نیز به گونه ای است که تنها در یک راستا اندازه ای بزرگ تر از اندازه ضلع مکعب گفته شده (100 نانو متر ) دارند.این نانو مواد را با عنوان نانومواد یک بعدی می شناسیم. می توان از نانو مواد یک بعدی نانو سیم ها ، نانو لوله ها را نام برد. ]5[   1-5-2-1 نانو سیم نانوسیم نانوساختاری با قطری در مقیاس نانومتر )۹-۱۰ متر) است. همچنین می‌توان نانوسیم‌ها را به‌عنوان ساختارهایی با ضخامت یا قطری در اندازهٔ ده‌ها نانومتر یا کم‌تر، و طولی نامشخص تعریف کرد. اثرات مکانیک کوانتومی، در این مقیاس‌ها اهمیت می‌یابد - و همین منجر به ابداع واژهٔ سیم کوانتومی شده است.  انواع بسیار مختلفی از نانوسیم‌ها وجود دارند، شامل فلزی (مثل نیکل، پلاتین، طلا)، نیمه‌رسانا (مثل سیلیسیم، ایندیوم فسفاید، نیترید گالیوم و ...)، و نارسانا (مثل سیلیس، تیتانیا). نانوسیم‌های مولکولی از واحدهای مولکولی تکرارشوندهٔ آلی (مثل دی‌ان‌ای( یا معدنی (مثل( Mo6S9-xIx تشکیل شده‌اند. 1-5-2-2 نانو لوله نانو لوله ها از کنار هم قرار گرفتن اتم ها در یک ساختار استوانه ای شکل تو خالی پدید می آیند. این ساختارها می توانند از کنار هم قرار گرفتن اتم های یک نوع عنصر و گاهی نیز چند نوع عنصر تشکیل شوند؛مانند نانولوله های کربن .نانو لوله ها خواص منحصر به فردی دارند و از نظر رفتار الکتریکی ،فیزیکی،شیمیایی،نوری و مکانیکی بسیار متفاوت از دیگر مواد هستند و کاربردهای بالقوی بسیاری برای آنها در نظر گرفته شده است. ]5[   1-5-3  نانو مواد دو بعدی    گروهی از نانو مواد مانند صفحاتی گسترده با ضخامت حدود چند نانو متر هستند و در دو راستا اندازه های بزرگتر از 100 نانومتر دارند که آنها را در دسته نانو مواد دو بعدی قرار می دهیم . نانو روکش ها و نانولایه ها و صفحات گرافن در این دسته قرار دارند. ]5[   1-5-3-1 نانو روکش ها پوششی با ضخامت نانو متری یا پوششی که از مواد نانومتری در آن استفاده شود . نانو روکش به مادهای گفته میشود که در مقیاس نانو ساخته شده و به عنوان روکش، پوشاننده یا محافظ برای دیگر مواد به کار می رود.  زمینه هایی که از نانو روکش ها استفاده میشود: الکترونیک ، مواد غذایی ، وسایل نقلیه و غیره.]5[ www.migna.ir   1-5-3-2 صفحات گرافن صفحات گرافن (با ضخانتی به اندازه قطر یک اتم کربن و کمتر از 1 نانو متر) نیز که به تازگی تولید شده اند ، نوعی دیگر از نانو مواد دوبعدی هستند.البته صفحات گرافن قبل از این نیز شناخته شده بودند و می دانستیم که گرافیت (کربن) از کنار هم قرار گرفتن صفحات گرافن تشکیل شده است.اما تولید تک صفحات گرافن به تازگی و در سال 2007 صورت گرفته است.اتم های کربن در این ساختار با پیوند بسیار محکم کوالانسی به یکدیگر چسبیده اند.از این رو ، این ماده استحکام بسیار بالایی دارد.]11[   1-5-4 نانو مواد سه بعدی دسته ای دیگر از مواد وجود دارند که در هر سه بعد اندازه هایی بیش از 100 نانو متر دارند این نانو مواد در هر سه راستا بزرگ تر از ابعاد مکعب گفته شده هستند.از نانو مواد سه بعدی می توان نانو کامپوزیت  و مواد نانو حفره ای را نام برد. ]5[   1-5-4-1 نانو کامپوزیت       مواد نانوکامپوزیتی به آن دسته از موادی اطلاق می‌شود که فاز تقویت‌کننده آن دارای ابعادی در مقیاس یک تا صد نانومتر باشد که شامل نانوکامپوزیت‌های پلیمرـ سرامیک، پلیمرـفلز، سرامیک ـفلز و سرامیک ـ سرامیک هستند. تقویت‌کننده نانومتری به‌دلیل داشتن ابعاد بسیار کوچک و سطح بسیار بالا در مقایسه با تقویت‌کننده‌های معمولی در سطح بارگذاری کمتر باعث بهبود خواص مورد نظر شده و جایگزین خوبی برای کامپوزیت‌های معمولی هستند؛ چراکه کارآیی بهتر و وزن کمتری ‌دارند. محصولات تهیه‌شده از نانوکامپوزیت‌های پلیمری قابلیت استفاده در صنایع شیمیایی، خودروسازی، ساختمان، نظامی، پزشکی، لوازم خانگی، ورزشی، کشاورزی و الکترونیکی را داشته و استفاده از آن‌ها در این صنایع، کاهش مصرف سوخت و انرژی، افزایش مقاومت و ایمنی در برابر زلزله و آتش‌سوزی، افزایش عمر سازه‌ها، کاهش خسارات ناشی از زمان نگهداری مواد غذایی و محصولات کشاورزی‌،‌ کاهش خسارات ناشی از خوردگی و به‌طور خلاصه، استفاده بهینه از منابع موجود را می‌تواند به‌همراه داشته‌باشد .]12-15[   1-5-4-2 نانو حفره ها         مواد نانوحفره اي ساختارهاي متخلخلي هستند كه اندازه حفرات آنها كمتر از 100 نانومتر مي با شد. اين تركيبات درمنابع طبيعي و سيستم هاي بيولوژيكي به فراواني يافت مي شوند. اندازه و نظم حفرات كنترل كننده خواص مواد نانوحفره اي است . در سال هاي اخيرسعي شده است تا با كنترل و دقت بالا مواد نانوحفره اي با اندازه حفرات مشخص توليد شود . مواد نانوحفره اي به دودسته عمده مواد نانوحفره اي توده اي و غشاهاي نانوحفره اي تقسيم مي شوند  1- مواد نانوحفره اي توده اي: با افزايش سطح اين مواد خواص كاتاليستي ، جذب و جذب سطحي بهبود مي يابد . زئوليت ها يك نوع ماده ي نانوحفره اي توده اي به حساب مي آيند. سطح اين مواد در حدود صدها متر مربع بر گرم است .2- غشاهاي نانوحفره اي: يكي از كاربردهاي اين مواد استفاده از آنها به عنوان غربال هاي مولكولي است. كنترل حفرات اين تركيبات يكي از چالشهايي است كه كارايي اين مواد را تعيين مي كند. راه هاي زيادي براي ساخت مواد نانوحفره اي وجود دارد؛ در يكي از روش ها به طور انتخابي موادي را از يك جامد استخراج كرده، كه در اثر آن حفراتي در ابعاد نانو ايجاد مي گردد، در روش ديگر مخلوطي از پليمر ها را با حرارت دادن جامد نانوحفره اي تبديل مي كنند، در اين فرايند يكي از پليمرها تجزيه شده و خارج مي شود]16[   1-6 نانو ذرات نقره  نانو سیلور یا همان نانو ذرات نقره ، یکی از پر کاربرد ترین ذرات در حوزه نانو پس از نانو لوله های کربن است، که هر روزه بر کاربرد آن در دنیای نانو افزوده می شود.   نانوذرات نقره عمدتاً، به‌دلیل خواص فیزیکی و شیمیایی ویژه‌ای که از خود نشان می‌دهند در مصارف الکترونیکی، نوری، دارویی و بهداشتی و کاتالیتیکی کاربرد فراوان دارند. یکی از دلایل کاربرد گسترده این ذرات ، به دلیل خاصیت آنتی باکتریال این ذرات است و در واقع نانوذرات  نقره برای عوامل بیماری‌زا یک سم تلقی می‌شوند و ‌برای بدن انسان، غذاها و بافت‌ها بی‌ضررند. این در حالی است که نقره به خودی خود فاقد و یا خیلی کمتر این خاصیت است. این خاصیت دوگانه ذرات نانو در مقایسه با ذرات ماکروی نقره به دلیل اثر افزایش سطح در نتیجه افزایش واکنش پذیری ماده و پیروی ماده از فیزیک و شیمی کوانتم در حالت نانو است.    نقره در ابعاد بزرگتر، فلزی با خاصیت واکنش دهی کم می باشد، ولی زمانی که به ابعاد کوچک در حد نانومتر تبدیل می شود خاصیت میکروب کشی آن بیش از 99 درصد افزایش می یابد، به حدی که می توان از آن جهت بهبود جراحات و عفونت ها استفاده کرد. نقره در ابعاد نانو بر متابولیسم، تنفس و تولید مثل میکروارگانیسم اثر می گذارد. تاکنون بیش از 650 نوع باکتری شناخته شده را از بین برده است.  هر چند این فناوری به تازگی مورد توجه زیادی قرار گرفته و رونق بسیاری پیدا کرده ، اما از آن در طب قدیم استفاده می شده بدون آنکه دلیل تاثیر آن شناخته شود و حتی در جنگ برای کنترل عفونت زخم سربازان از سکه های نقره استفاده می شده است .  دانشمندان مکانیسم های متفاوتی را برای تبیین اثرگذاری نقره بر میکروب ها یافته اند. به دلیل همین تعداد مکانیسم ها است که میکروب ها نمی توانند نسبت به نقره سازگار شوند و یا مقاومت پیدا کنند.امروزه به مدد فناوری نانو ساخت ذرات نقره در ابعاد نانو میسر گشته است ذرات نانو نقره به ما این امکان را می دهند که با کمترین غلظت خاصیت ضد میکروبی بسیار قوی را از فلز نقره شاهد باشیم.در میان مکانیسم های متعددی که از فلز نانو نقره شناخته شده است ، دو مکانیسم بصورت بارز در نظر گرفته می شود که به شرح زیر است.]4[    1-6-1 خصوصیات نانو ذرات نقره  1-تاثیر بسیار زیاد 2-تاثیر سریع 3- غیر سمی 4-غیر محرک برای بدن 5- غیر حساسیت زا 6- قابلیت تحمل شرایط مختلف (پایداری زیاد) 7- آب دوست بودن 8- سازگاری با محیط زیست 9- مقاوم در برابر حرارت 10-عدم ایجاد و افزایش مقاومت و سازگاری در میکروارگانیسم.]4[    1-6-2 دو مکانیسم عمده نانو نقره ها 1- مکانیسم کاتالیستی : تولید اکسیژن فعال توسط نقره، این مکانیسم بیشتر درمورد کامپوزیت های نانو نقره ای صدق می کند که روی پایه های نیمه هادی مانند TiO2 یا SiO2 قرار گرفته می شود. در این وضعیت ذره مانند یک پیل الکتروشیمیایی عمل می کند و با اکسید کردن اتم اکسیژن، یون اکسیژن و با هیدرولیزکردن آب، یون OH- را تولید می کند که هر دو از بنیان های فعال و از قوی ترین عاملین ضد میکربی نیز می باشند.www.migna.ir 2- مکانیسم یونی: دگرگون ساختن میکروارگانیسم به وسیله تبدیل پیوند های SH ــ به SAg ــ   دراین مکانیسم ذرات نانونقره فلزی به مرور زمان یونهای نقره از خود ساطع می کنند. این یون ها طی واکنش جانشینی، باندهایSH-  را در جداره میکروارگانیسم به باندهای -SAgتبدیل می کنند، که نتیجه ای واکنش تلف شدن میکروارگانیسم است .]4[   1-6-3 سنتز نانو ذرات نقره 1-6-3-1 سنتز نانو ذرات نقره توسط احياكننده هاي شيميايي رايج ترين روش سنت نانو ذرات نقره احياي شيميايي محلول نمك هاي نقره توسط عوامل احياكننده نظير NABH4 ،سيترات و آسكوربات است.]4[                                        تصوير TEM نقره سنتز شده با روش احياي شيميايي 1-6-3-2 سنتز نوري نانو ذرات نقره از روش سنتز نوري ،اغلب براي نشاندن يون نقره بر روي ماده اي ديگر و ايجاد كامپوزيت استفاده مي شود. با اين روش ، بيشتر تاثير نقره بر روي خواص كامپوزيت تهيه شده مطالعه مي شود.]4[      تصوير TEM نقره سنتز شده با روش سنتز نوري 1-6-3-3 سنتز اكسيد نقره روش جالبي كه آقايان ديويد و چمانوف به كار بردند ، احياي نقره از اكسيد نقره توسط دمش گاز هيدروژن است. از مزاياي اين روش قابليت صنعتي شدن و همين طور قدرت بالاي كنترل اندازه ذرات به هر مقدار دلخواه مي باشد.   1-6-3-4 سنتز نقره به روش تولن در سالهاي اخير استفاده از روش تولن براي سنتز نانو ذرات نقره به خاطر ك مرحله اي بودن و همين طور قابليت كنترل اندازه ذرات افزايش يافته است.اساس روش تولن احياي محلول آمونياكي نمك نقره توسط گلوكز است . روش تولن ،قادر به تهيه فيلمي از نانوذرات نقره با برد 50 تا 200 نانومتر و هيدروسل هايي با ذرات 20تا0 نانومتر مي باشد.   1-6-4 كاربرد نانو ذرات نقره  1-در ظروف غذا براي افزايش طول عمر مواد داخل آن 2-در جورابهاي ضدبو  3-در تجهيزات پزشكي 4-براي دستمال هاي تميز كننده و ... . .]4 تجهیزات 2-4-1 میکروسکوپ الكتروني روبشيSEM        در ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) مانند ميكروسكوپ الكتروني عبوري (TEM)، يك پرتو الكتروني به نمونه مي‌تابد. منبع الكتروني (تفنگ الكتروني) معمولاً از نوع انتشار ترمويونيكي فيلامان يا رشته تنگستني است اما استفاده از منابع گسيل ميدان براي قدرت تفكيك بالاتر، افزايش يافته است. منبع الكتروني (تفنگ الكتروني) معمولاً از نوع انتشار ترمويونيكي فيلامان يا رشته تنگستني است اما استفاده از منابع گسیل ميدان براي قدرت تفكيك بالاتر، افزايش يافته است معمولاً الكترون‌ها بينKeV1-30 شتاب داده مي‌شوند. سپس دو يا سه عدسي متمركزكننده پرتو الكتروني را كوچك مي‌كنند، تا حدي كه در موقع برخورد با نمونه قطر آن حدوداً بين   10- 2 نانومتر است.    2-4-1-1 استفاده‌‌هاي عمومي 1- تصويرگرفتن از سطوح در بزرگنمايي 10 تا 100،000 برابر با قدرت تفكيك در حد 3 تا 100 نانومتر (بسته به نمونه)                         2- در صورت تجهيز به آشكارساز back Scattered ميكروسكوپ‌ها قادر به انجام امور زير خواهند بود: a) مشاهده مرزدانه، در نمونه‌هاي حكاكي ‌نشده، b) مشاهده حوزه‌ها (domains) در مواد فرومغناطيس، c) ارزيابي جهت كريستالوگرافي دانه‌ها با قطرهايي به كوچكي 2 تا 10 ميكرومتر، d) تصويرنمودن فاز دوم روي سطوح حكاكي‌نشده (در صورتي كه متوسط عدد اتمي فاز دوم، متفاوت از زمينه باشد.) با اصلاح مناسب ميكروسكوپ مي‌توان از آن براي كنترل كيفيت و بررسي عيوب قطعات نيمه‌هادي استفاده نمود. ]16[ 2-4-2 دستگاه اسپکتوفوتومتر UV-VIS      از دستگاه اسپکتروفتومتر uv – vis برای انجام تجزیه های کیفی و کمی یک یا چند گونه خاص  در  یک مخلوط و همچنین برای تعیین نقطه هم ارزی تیتراسیونها و اندازه گیری ثابت های تعادل واکنش ها بکار می رود . یکی از خصوصیات سیالات است که میزان مقاومت آنها در مقابل جاری شدن می باشد. ]17[    2-5-2 دستگاه XRD         ناحیه پرتو x در طیف الکترومغاطیس در محدوده بین پرتوγ  و پرتو فرابنفش قرار دارد.با استفاده از این ناحیه طیفی می توان اطلاعاتی در خصوص ساختار,جنس ماده و نیز تعیین مقادیر عناصر به دست آورد.از این رو روش های پرتوx در شیمی تجزیه کاربرد زیادی دارد.[18]       اگر یک دسته الکترون سریع و پر انرژی به یک هدف فلزی در یک لوله تخلیه برخورد کند,الکترون ها در این برخورد سرعت خود را از دست داده و قسمتی از انرژی جنبشی آنها به پرتو x تبدیل می گردد.÷رتو حاصل که به صورت یک طیف پیوسته ظاهر می شود دارای حداقل طول موج و یا حداکثر فرکانس است که به حداکثر انرژی الکترون ها وابسته بوده و از رابطه زیر پیروی می کند: که در آن V ولتاژ سرعت دهنده در طول لوله,e بار الکترون,h  ثابت پلانک,v فرکانس و C سرعت نور است.طول موج ماگزیمم در طیف پیوسته 5/1 برابر طول موج مینیمم است و طول موج ها بر حسب Ao هستند . [19]www.migna.ir 2-5-2-1 تولیدخطوط طیفی پرتو X :         با افزایش پتانسیل می توان انرژی الکترون ها را به حدی رساند که قادر باشد یک الکترون را از تراز انرزی k اتم هدف خارج کند.در نتیجه الکترون تراز L جای خالی این الکترون را پر می کند و یک فوتون پرتو X  خارج می گردد.بدین ترتیب طیف پیوسته پرتو X شامل یک خط طیفی یا خط ویژه عنصر مربوطه خواهد بود که آن را Ka می نامند.انرژی این خط ویژه توسط معادله زیر تعیین می گردد:  EKa =EL - EK        سایر جهش های الکترونی از تراز بالاتر,مانند جهش M به K,موجب پیدایش خط طیفی دیگری مانند Kβ می شود.[20]    2-5-2-2 پراش پرتو X :          با روش پراش پرتو X طول موج های مختلف را می توان جدا ساخته و اندازه گیری نمود.چون طول موجهای پرتو X با فواصل بین اتم ها در موارد بلوری برابر است,بنابراین مواد بلوری برای پرتو X می توانند نقش توری پراش را ایفا کنند.در شکل زیر بخشی ازتابش پرتو X به سطح بلور توسط اتم های اولین لایه پخش شده است و قسمت دیگر آن توسط لایه دوم پخش شده است و قسمت دیگر آن توسط لایه دوم ÷خش می گردد و الی آخر.   شکل پراش پرتو Xتوسط یک بلور طبق رابطه براگ پدیده بازتابش و پخش تداخل سازنده طول موج ها به شرح زیر بیان می شود:          رابطه اصلی براگ گویای این مطلب است که تقویت پرتو بازتابش شده از دو سطح مختلف بلورها زمانی حاصل می شود که اختلاف دو مسیر برای دو تابش نورانی برابر مضرب کاملی از طول موج باشد.[21] 2-5-2-3 روش های پراش پرتو X    گردآوری از : زینب نصرالهی - سایت میگنا    www.migna.ir منابع :  1- مقدمه ای بر نانو فناوری؛رامین رحمانی اهرنجانی ، علی قربان پورآرانی ، مریم شکروی ؛نشر کتاب دانشگاهی ؛13882- سایت آفرینش WWW.AFARINESH-DAILY.COM3-  سایت انجمن علمی فیزیک دانشگاه شهید باهنر کرمان WWW.PHYSICKS.BLOGFA.COM 4- سایت باشگاه دانش آموزی نانو WWW.NANOCLUB.COM5- نانو از نو ؛اسماعیل کلانتری ، امیر دارستانی فراهانی ،عباس مرادی ؛ باشگاه دانش آموزی نانو با همکاری انتشارات آتنا ؛ پاییز 13886- سنتز خواص مکانیکی و کاربردهای نانو لوله های کربنی ؛ دکتر انوشیروان فرشیدیان فر ، مهندس حمید دلیر ، مهندس سارا شایان ؛ انتشارات فردوسی ( مشهد ) ؛13877- درآمدی بر نانو فناوری خشک ؛ گروه علمی دانشجویی نانو فناوری دانشگاه کاشان ؛ نشر آراسته ؛ چاپ اول ؛ پاییز 13848- مقاله ی در آمدی بر درخت سان ها ؛ تیم ها رپرکریستینا رومن ،پاول ها هالیستر ( نویسندگان) ؛ مرتضی مغربی ( مترجم )9- مقاله ی نقاط کوانتومی و روش های ساخت و کاربرد ؛ مهندس محمدرضا فروغی ( نویسنده) 10-  سایت ویکی پدیا WWW.WIKIPEDIA.COMWWW.KOPA.MIHANBLOG.COM-1112-H.Fischer,.“polymer anocomposites fundamental research to specific applications”. Mater. Sci. Eng:C, 23 (2002) 763.13-E.T.hostenson,C.Li,T. W. Chou, “nanocomposites in context”, Composite Sci. Tech. 65 (2005) 491.14-Bala’zsi, Z. Ko’nya, F. We’ber, L. P. Biro’ and P. Arato’, “preparation and characterization of carbon nanotube reinfarced silicon nitride composites”, Mater. Sci. Eng:C, 23 (2003) 1133.15- فتح الله کریم زاده، احسان قاسمعلی، سامان سالمی زاده، "نانومواد؛ خواص، تولید و کاربرد"، جهاد دانشگاهی واحد صنعتی اصفهان               ]]> نانو تکنولوژی Thu, 03 Nov 2011 16:50:38 GMT http://migna.ir/vdci.zawct1ay5bc2t.html آیافناوری نانو برای سلامتی مضر است؟ http://migna.ir/vdcc.4qia2bq14la82.html فناوري‌هاي نانو در زمينه‌هاي گوناگوني همچون توسعه داروها، آلودگي‌زدايي آب‌ها، فناوري‌هاي ارتباطي و اطلاعاتي توليد مواد مستحكم‌تر و سبك‌تر داراي مزاياي بالقوه مي‌باشند. در حال حاضر شركت‌هاي زيادي نانوذرات را به شكل پودر، اسپري و پوشش توليد مي‌‌كنند كه كاربردهاي زيادي در قسمت‌هاي مختلف اتومبيل، راكت‌هاي تنيس، عينك‌هاي آفتابي ضدخش، پارچه‌هاي ضدلك، پنجره‌هاي خود تميزكن و صفحات خورشيدي دارند.  اما اثرات افزايش بيش از حد توليد و استفاده از نانومواد در سلامت كاركنان و مصرف كننده‌ها، سلامت عمومي و محيط زيست بايد به دقت مورد توجه قرار گيرد. از آنجايي كه فرآيند رشد و واكنش‌هاي شيميايي كاتاليستي در سطح اتفاق مي‌افتند، يك مقدار مشخصي از ماده در مقياس نانومتري بسيار فعال‌تر از همان مقدار ماده با ابعاد بزرگ‌تر مي‌باشد. اين ويژگي‌ها ممكن است بر روي سلامتي و محيط زيست اثرات منفي داشته و منجر به سميت زياد نانوذرات شوند.   همزمان با توسعه دانش ما در مورد مواد در مقياس‌نانو و افزايش توانايي كار كردن با ساختارها در اين مقياس، فناوري‌نانو رفته رفته گسترش يافته و سرمايه‌گذاري جهاني در اين زمينه نيز افزايش مي‌يابد. فناوري‌هاي نانو در زمينه‌هاي گوناگوني همچون توسعه داروها، آلودگي‌زدايي آب‌ها، فناوري‌هاي ارتباطي و اطلاعاتي توليد مواد مستحكم‌تر و سبك‌تر داراي مزاياي بالقوه مي‌باشند. در حال حاضر شركت‌هاي زيادي نانوذرات را به شكل پودر، اسپري و پوشش توليد مي‌‌كنند كه كاربردهاي زيادي در قسمت‌هاي مختلف اتومبيل، راكت‌هاي تنيس، عينك‌هاي آفتابي ضدخش، پارچه‌هاي ضدلك، پنجره‌هاي خود تميزكن و صفحات خورشيدي دارند. تعداد اين شركت‌ها روز به روز در حال افزايش است.  محدوده اندازه ذراتي كه چنين علاقه‌مندي را به خود جلب كرده است، عموما كمتر از 100 نانومتر است. براي داشتن تصوري از اين مقياس لازم به ذكر است كه موي انسان داراي قطر 10000 تا 50000 نانومتر، يك سلول قرمز خوني داراي قطر حدود 5000 نانومتر و ابعاد يك ويروس بين 10 تا 100 نانومتر است. با كاهش اندازه ذرات، نسبت تعداد اتم‌هاي سطحي به اتم‌هاي داخلي افزايش مي‌يابد. به عنوان مثال درصد اتم‌هاي سطحي يك ذره با اندازه 30 نانومتر، 5 درصد است، در حالي كه اين نسبت براي يك ذره با اندازه 3 نانومتر، 50 درصد مي‌باشد.  بنابراين نانوذرات در مقايسه با ذرات بزرگ‌تر نسبت سطح به وزن بسيار بزرگ‌تري دارند. با كاهش اندازه ذرات به يك دهم نانومتر يا كمتر، اثرات كوانتومي پديدار مي‌شوند و اين اثرات، مي‌تـوانـند به مقـدار زيــادي ويـژگي‌هـاي نــوري، مغـناطيسي و الكتـريكي مواد را تغيير دهند. از طريق پي‌گيري ساختار مواد در مقياس نانو، امكان طراحي و ساخت مواد جديد با ويژگي‌هاي كاملا نو به وجود مي‌آيد. تنها با كاهش اندازه و ثابت نگهداشتن نوع ماده، ويژگي‌هاي اساسي از قبيل هدايت الكتريكي، رنگ، استحكام و نقطه ذوب ماده (كه معمولا براي هر ماده مقدار ثابتي از آنها را در نظر مي‌گيريم) مي‌تواند تغيير كند.  در حال حاضر نانوذراتي كه به طور ناخواسته، از طريق فرآيندهاي احتراق انجام شده جهت توليد انرژي يا در اتومبيل‌ها، فرآيندهاي خوردگي مكانيكي و يا فرآيندهاي صنعتي معمول به وجود مي‌آيند، بيش از توليد صنعتي نانوذرات بر محيط زيست و زندگي انسان تاثير مي‌گذارند. اما اثرات افزايش بيش از حد توليد و استفاده از نانومواد در سلامت كاركنان و مصرف كننده‌ها، سلامت عمومي و محيط زيست بايد به دقت مورد توجه قرار گيرد. از آنجايي كه فرآيند رشد و واكنش‌هاي شيميايي كاتاليستي در سطح اتفاق مي‌افتند، يك مقدار مشخصي از ماده در مقياس نانومتري بسيار فعال‌تر از همان مقدار ماده با ابعاد بزرگ‌تر مي‌باشد. اين ويژگي‌ها ممكن است بر روي سلامتي و محيط زيست اثرات منفي داشته و منجر به سميت زياد نانوذرات شوند.  تنفس نانوذرات  خطرات احتمالي نانوذراتي كه در هوا پخش شده‌اند، يعني آئروسل‌ها از اهميت بيشتري برخوردارند. اين قضيه به دليل تحرك بالاي آنها و امكان جذب آنها از طريق ريه، كه راحت‌ترين مسير ورود به بدن مي‌باشد، اهميت پيدا مي‌كند. اندازه ذرات تا حدزيادي تعيين‌كننده محل نشست اين ذرات در دستگاه تنفسي مي‌باشد. به خاطر راحت‌تر شدن كار، دستگاه تنفسي را به سه قسمت ناحيه‌اي و كاركردي تقسيم مي‌‌كنيم:  1- مسير‌هاي هوايي بالايي،  2- ناحيه نايژه‌ها، كه هر دوي آنها به وسيله لايه موكوس حفاظت مي‌شوند. در اينجا ذرات بزرگ‌تر، از طريق نشستن بر روي ديواره مسير هوايي، از هواي ورودي به ريه جدا مي‌شوند. حركات مژه‌هاي اين قسمت، خلط را به سوي گلو بالا برده و از آنجا يا در اثر سرفه خارج و يا بلعيده مي‌شوند. ذرات كوچكتر (كوچكتر از 2.5 ميكرومتر) و نانوذرات ممكن است وارد كيسه‌هاي هوايي شوند، كه ناحيه مبادله گاز در ريه مي‌باشند. جهت تسهيل جذب اكسيژن و دفع دي‌اكسيد كربن، تمام غشاها و سلول‌ها در اين قسمت از ريه، نازك و آسيب‌پذير بوده و هيچ‌گونه لايه حفاظتي ندارند. تنها مكانيسم حفاظتي در اين قسمت از طريق ماكروفاژها مي‌باشد.  3- ماكروفاژها سلول‌هاي بزرگي هستند كه اشياي خارجي را بلعيده و از طريق جابه‌جا كردن آنها، به عنوان مثال به سوي گره‌هاي لنفاوي، آنها را از كيسه‌هاي هوايي خارج مي‌كنند. نانوذرات تا حد زيادي از اين سيستم حفاظتي رها شده و مي‌توانند وارد بافت‌هاي تنفسي گردند. ذرات و الياف باقي‌مانـده مي‌تواننـد با بافت‌هاي مخاطي ريوي بر هم كنش داده و منجر به ايجاد التهاب شديد، زخم و از بين رفتن بافت‌هاي ريوي گردند. اين وضعيت ريه‌ها شبيه حالت به وجود آمده در بيماري‌هايي همچون بيماري باكتريايي ذات‌الريه، يا بيماري‌هاي ريوي صنعتي مهلك همانند سيليكوسيس يا آزبستوسيس مي‌باشد.  سيليكوسيس و آزبستوسيس  با وجودي كه بيماري‌هاي سيليكوسيس و آزبستوسيس از طريق نانوموادي كه به روش تكنيكي توليد شده‌اند به وجود نمي‌‌آيند، اما منشا ايجاد اين بيماري‌ها، تنفس موادي شبيه نانوذرات است كه اطلاعات قديمي در مورد اثرات زيان‌بخش آنها بر روي سلامتي وجود دارد. سيليكوسيس زماني ايجاد مي‌شود كه گرد و غبار حاوي سيليس به مدت طولاتي به درون ريه تنفس شود. سيليس بلوري براي سطح بيروني ريه سمي مي‌باشد. زماني كه سيليس بلوري در تماس با ريه قرار مي‌گيرد اثرات التهابي شديدي به وجود مي‌آيد. در مدت زمان طولاني اين التهاب باعث مي‌شود تا بافت ريه به طور برگشت‌ناپذيري آسيب‌ديده و ضخيم شود كه اين پديده به نام فيبروسيس ناميده مي‌شود.  سيليس بلوري عموما در ماسه‌سنگ، گرانيت، سنگ لوح، زغال سنگ و ماسه سيليسي خالص وجود دارد. بنابراين افرادي همچون كارگران كارخانه‌هاي ذوب فلزات، سفال‌گران و كارگراني كه با ماسه كار مي‌كنند، در معرض خطر قرار دارند. سيليس بلوري از سوي سازمان بهداشت جهاني به عنوان يك ماده سرطانزا معرفي شده است.  الياف پنبه نسوز داراي طول چند ميكرومتر مي‌باشند و در نتيجه جزء نانومواد قرار نمي‌گيرند. با اين‌ حال جزء ذرات و الياف مجموعه امراض شغلي قرار مي‌گيرند. پنبه نسوز يك فيبر معدني طبيعي است كه در بيش از 3000 ماده ساختماني و محصول توليد شده به كار گرفته شده است. تمام انواع پنبه نسوز تمايل به خرد شدن به الياف بسيار ريز دارند.  به دليل كوچك بودن، اين الياف پس از پخش شدن در هوا ممكن است به مدت چند ساعت يا حتي چند روز معلق بمانند. الياف پنبه نسوز تخريب‌پذير نبوده و در طبيعت پايدار مي‌باشند. اين الياف در مقابل مواد شيميايي پايدار هستند، تبخير نمي‌شوند، در آب حل نمي‌شوند و در طول زمان تجزيه نمي‌گردند. پنبه نسوز موجب ايجاد سرطان ريه و مزوتليوما مي‌شود كه نوعي تومور خطرناك غشايي است كه ريه را مي‌پوشاند .  آلودگي ذره‌اي هوا در مشاغل ديگري همچون توليد و فرآوري كربن سياه و الياف مصنوعي نيز موجب ايجاد نگراني مي‌شود.  آلودگي ذره‌اي هوا  آلودگي هوا مخلوط كمپلكسي از تركيبات مختلف در فاز گاز، مايع و جامد است. خود مواد ذره‌اي مخلوطي ناهمگن از ذرات معلق هستند كه تركيب شيميايي و اندازه آنها متفاوت است. در مطالعات اپيدمي‌شناسي، انواع مختلفي از آلودگي‌هاي ذره‌اي هواي معـرفي شـده‌اند كـه از آن جمـله ميـتـوان بـه TPS (مجموع مواد معلق) و PM 10 (مواد ذره‌اي با قطر موثر آئروديناميك كمتر از 10 ميكرومتر) اشاره كرد. در سال‌هاي اخير مطالعات زيادي در زمينه مواد ذره‌اي ريز PM 2.5 (ذراتي با قطر آئروديناميك كمتر از 2.5 ميكرومتر) و فوق ريز (ذرات با قطر كمتر از 100 نانومتر) انجام گرفته است.  با وجودي كه ميزان خالص آلودگي‌ ذره‌اي هواي شهري (يعني مقدار PM 2.5)، با كم شدن نشر ذرات از صنايع و مراكز توليد انرژي كاهش يافته است، غلظت ذرات فوق‌ريز ناشي از ترافيك افزايش يافته است. هر چند غلظت اين ذرات كوچك معمولاً مهمتر است اما سهم آنها معمولاً پايينتر از غلظت كل است. بنابراين اندازه‌‌گيري توزيع اندازه ذرات تا چند نانومتر ، براي توصيف ذرات پخش‌شده از ترافيك ضروري است.  با توسعه روش‌هاي اندازه‌گيري آثار روشن‌تري از ذرات با اندازه كوچك‌تر مشاهده گرديد. با اين‌حال، بسياري از مطالعات هنوز ادامه دارند و تعداد بسيار كمي از آنها تاكنون به نتيجه رسيده‌اند. پيشنهاد شده است كه اثرات زيان‌آور آلودگي ذره‌اي هوا به طور عمده به غلظت ذرات كوچك‌تر از 100 نانومتر ارتباط دارد و به غلظت جرمي ذرات بزر‌گ‌تر بستگي چنداني ندارد. بنابراين معقول به نظر مي‌رسد كه اطلاعات به دست آمده از اپيدمي‌شناسي محيطي را با داده‌هاي حاصل از مطالعات سم‌شناسي انجام گرفته بر روي حيوانات و يا ساير داده‌هاي تجربي تركيب نماييم.  مطالعات اپيدمي‌شناسي زيادي ثابت كرده‌اند كه ارتباط مستقيمي بين افزايش مقطعي مواد ذره‌اي و افزايش بيماري و مرگ و مير ناشي از نارسايي‌هاي قلبي و عروقي وجود دارد. بيماران مسن‌تري كه سابقه بيماري‌هاي قلبي و يا تنفسي دارند و همچنين بيماران ديابتي، در معرض خطر بيشتري قرار دارند.  مدارك تجربي، مكانيسم‌هاي بيولوژيكي محتملي همچون تحريك دستگاه تنفسي و فشار اكسيدي جهازي را نشان مي‌دهند. در نتيجه اين تحريك‌ها، مجموعه‌اي از پاسخ‌هاي زيستي همانند موارد زير ممكن است ايجاد شوند:  تغيير جريان خون به نحوي كه موجب ايجاد انعقاد در قسمتي از رگ‌هاي خوني گردد، به هم خوردن آهنگ ضربان قلب، عملكرد نادرست و بحراني رگ‌ها، ناپايداري پلاكت‌هاي خوني، و در طولاني مدت توسعه تصلب شرايين، التهاب مزاجي و ريوي ناشي از ذرات، تصلب شرايين تسريع شده و عملكرد تغيير يافته ارادي قلب.  اين موارد ممكن است بخشي از عوامل زيستي باشند كه آلودگي ذره‌اي هوا را به مرگ و مير ناشي از بيماري‌هاي قلبي ارتباط مي‌دهند. همچنين نشان داده شده است كه نشست ذرات در كيسه‌هاي هوايي شش‌ها منجر به فعال شدن توليد سيتوكين به وسيله ماكروفاژها و سلول‌هاي اپيتليال كيسه‌هاي هوايي گشته و موجب التهاب سلول‌ها مي‌شود. در نمونه‌هايي كه به طور تصادفي از ميان بزرگسالان سالم در معرض آلودگي ذره‌اي هوا انتخاب شده بودند، افزايش ويسكوزيته پلاسما، فيبرينوژن و پروتئين فعال C مشاهده گرديد.  خلاصه و چشم‌انداز بحث  در مجموع مدارك بسيار زيادي حاصل از مطالعات اپيدمي‌شناسي وجود دارد كه اثرات زيان‌آور ذرات فوق‌ريز را بر روي سلامتي نشان مي‌دهند. همچنين از مدت‌ها پيش مدارك زيادي مبني بر زيان‌آور بودن تنفس ذرات قابل تنفس در محيط‌هاي كاري وجود دارد. به طور كامل مشخص نيست كه اين مسائل به نانومواد ساخت بشر مربوط است يا نه. با اين حال منطقي آن است تا زماني كه بر اساس مطالعات بيشتر اپيدمي‌شناسي، همچنين مطالعات انجام شده بر روي حيوانات، اثرات زيان‌آور اين نانومواد كاملا مشخص نشده است، از اين داده‌ها چشم‌پوشي نكنيم.  در حال حاضر هيچ قانوني در مورد توليد و كاربرد نانومواد براي سلامتي كاركنان و مصرف‌كنندگان و همچنين براي مسائل زيست‌محيطي وجود ندارد. همچنين در زمينه قانون‌گذاري براي مواد شيميايي، هيچ گزينه‌اي براي اندازه ذرات در هنگام ثبت يك ماده مدنظر قرار نمي‌گيرد.  پيش از انجام هرگونه قانون‌گذاري در زمينه نانومواد، بايد اطلاعات بسيار زيادي راجع به اثرات فرآيندها و محصولات نانو، بر روي سلامتي انسان و همچنين محيط زيست به دست آيد. اما حتي با در نظر گرفتن عدم قطعيت علمي موجود، شواهد كافي براي انجام اقدامات پيشگيرانه در محيط‌هاي كاري و بسته وجود دارد.  منبع: سايت www.nano.ir   ]]> نانو تکنولوژی Wed, 02 Mar 2011 14:22:50 GMT http://migna.ir/vdcc.4qia2bq14la82.html نانوسیم چیست؟ http://migna.ir/vdce.n8wbjh8we9bij.html   شاید هنوز ساخت تراشه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های کامپیوتری که برای ایجاد سرعت محاسباتی بالا به جای جریان الکتریسیته از نور استفاده می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌کنند، تشخیص انواع سرطان و سایر بیماریهای پیچیده فقط با گرفتن یک قطره خون، بهبود و اصلاح کارت‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های هوشمند و نمایشگرهای LCD ؛ تنها یک رویا برایمان باشد و این مسائل را غیر واقعی جلوه دهد اما محققین آینده قادر خواهند بود تمام این رویاها را به حقیقت تبدیل کنند و دنیایی جدید از ارتباطات و تکنولوژی را بواسطه معجزه نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها به ارمغان آورند. تا کنون با نانوساختارهای مختلفی از جمله نانولوله‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های کربنی، نانوذرات و نانوکامپوزیت آشنا شده‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌اید؛ یکی دیگر از نانوساختارهایی که امروزه مطالعات و تحقیقات بسیاری را به خود اختصاص داده است نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها است. عموماً سیم به ساختاری گفته می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌شود که در یک جهت (جهت طولی) گسترش داده شده باشد و در دو جهت دیگر بسیار محدود شده باشد. یک خصوصیت اساسی از این ساختارها که دارای دو خروجی می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌باشند رسانایی الکتریکی می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌باشد. با اعمال اختلاف پتانسیل الکتریکی در دو انتهای این ساختارها و در امتداد طولی شان انتقال بار الکتریکی اتفاق می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌افتد. ساخت سیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌هایی در ابعاد نانومتری هم از جهت تکنولوژیکی و هم از جهت علمی بسیار مورد علاقه می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌باشد، زیرا در ابعاد نانومتری خواص غیر معمولی از خود بروز می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌دهند. نسبت طول به قطر نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها بسیار بالا می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌باشد. ( L>>D )  مثال‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌هایی از کاربرد نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها عبارتند از: وسایل مغناطیسی، سنسورهای شیمیایی و بیولوژیکی، نشانگرهای بیولوژیکی و اتصالات داخلی در نانوالکترونیک مانند اتصال دو قطعه ابر رسانای آلومینیومی که توسط نانوسیم نقره صورت می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌گیرد. انواع نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها: 1. نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های فلزی: این نانوساختارها به دلیل خواص ویژ‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ای که دارند نویدبخش کارایی زیادی در قطعات الکترونیکی‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌اند. توسعه الکترونیک و قدرت یافتن در این زمینه بستگی به پیشرفت مداوم در کوچک کردن اجزاء الکترونیکی است. با این حال قوانین مکانیک کوانتومی، محدودیت‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ تکنیک‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های ساخت و افزایش هزینه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های تولید ما را در کوچکتر کردن تکنولوژی‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های مرسوم و متداول محدود خواهد کرد. تحقیق فراوان در مورد تکنولوژی‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های جایگزین علاقه فراوانی را متمرکز مواد در مقیاس نانو در سال‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های اخیر کرده است. نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های فلزی بخاطر خصوصیات منحصر به فردشان که منجر به کاربرد گوناگون آنها می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌شود، یکی از جذاب‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ترین مواد می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌باشند. نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها میتوانند در رایانه و سایر دستگاههای محاسبه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌گر کاربرد داشته باشند. برای دستیابی به قطعات الکترونیکی نانومقیاس پیچیده، به سیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های نانومقیاس نیاز داریم. علاوه بر این، خود نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها هم می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌توانند مبنای اجزای الکترونیکی همچون حافظه باشند.  2. نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های آلی: این نوع از نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها، همانطور که از نامشان پیداست، از ترکیبات آلی به‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌دست می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌آیند.  علاوه بر مواد فلزی و نیمه رسانا، ساخت نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها از مواد آلی هم امکان‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌پذیر است. به تازگی، ماده‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ای بنام «الیگوفنیلین وینیلین» برای این منظور در نظر گرفته شده است. ویژگی این سیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها (نظیر رسانایی و مقاومت و هدایت گرمایی) به ساختار مونومر و طرز آرایش آن بستگی دارد. 3. نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های هادی و نیمه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌هادی: ساختار شیمیایی این ترکیبات باعث بوجود آمدن خواص جالب توجهی میشود. آینده نانوتکنولوژی به توانایی محققین در دستیابی به فنون ساماندهی اجزای مولکولی و دستیابی به ساختارهای نانومتری بستگی دارد. محققین اکنون توانسته‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌اند با تقلید از طبیعت به ساماندهی پروتئین‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های حاصل از خمیر مایه برای تولید نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های هادی دست یابند. ساماندهی اجزای زنده در طبیعت، بهترین و قدیمی‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ترین نمونه ساخت «پائین به بالا» است و لذا می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌توان از آن برای فهم و نیز یافتن روش‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌هائی برای ساخت ادوات الکترونیکی و میکرومتری استفاده کرد. تا کنون از فنون ساخت «بالا به پائین» استفاده می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌شد که این فنون در مقیاس نانومتری اغلب پر زحمت و هزینه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌بر است و تجاری‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌سازی نانوتکنولوژی به روشهای آسان و مقرون به صرفه نیاز دارد که بهترین الگوی آن هم طبیعت پیرامون ماست؛ فقط کافی است کمی چشمانمان را باز کنیم و با دقت بیشتری اطرافمان را بنگریم.  4. نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های سیلیکونی: این نوع از نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها سمی نیست و به سلولها آسیبی نمی‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌رسانند. این نوع از نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها بیشترین کاربرد خود را در عرصه پزشکی مانند تشخیص نشانه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های سرطان، رشد سلول‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های بنیادی و ... نشان داده است که در ادامه به آن می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌پردازیم.            نمونه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ای از نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های سیلیکونی روشهای ساخت نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها: 1. تکنیک‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های لیتوگرافی • لیتوگرافی نوری: در این روش از تغییرات شیمیایی در یک ماده سخت شونده در اثر نور استفاده میشود. از یک سری ماسک‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های نوری برای تعریف مناطق فعال شونده در اثر نور استفاده میشود. یکی از محدودیت‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های این تکنیک محدوده پراش موج نوری است. طول موج نوری که در حاضر در صنایع استفاده میشود در حدود nm 248میباشد ولی با طراحی‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های دقیق مالک و به کارگیری بسیار دقیق پلیمرهای سخت‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌شونده میتوان به ابعاد کمتر nm 100 هم رسید. • لیتوگرافی با اشعه الکترونی: در این روش عمدتا از یک پلیمر سخت‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌شونده و قرار دادن آن بر یک پایه استفاده میشود. آنگاه یک اشعه الکترونی با انرژی بالا بر روی سطح تابیده میشود با تابش اشعه الکترونی طرح مورد نظر شکل داده میشود. پس از یونیزه شدن ماده و حل شدن پلیمر توسط حلال‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های شیمیایی طرح مورد نظر برای ساخت نانو سیم حاصل میشود. • لیتوگرافی با پراب روش: لیتوگرافی با استفاده از پراب روشیپ برای ساخت نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های زیر nm100 بکار میروند. پراب‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های الکترونی مانند میکروسکوپ نیروی اتمی(AFM) و یا میکروسکوپ روش تونلی (STM) از انتخاب‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های این روش برای ساخت نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها میباشد. از مزایای روشهای لیتوگرافی انعطاف این روش‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها در الگوسازی برای نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها میباشد. بعبارت دیگر با این روشها میتوان به نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها هر شکل قابل ترسیم را داد.  2. رسوب الکتروشیمیایی در حفرات: روشهای الکتروشیمیایی بطور گسترده‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ای برای ساخت نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها استفاده میشود. یک الگوی مناسب باید حفراتی یکنواخت و بلند داشته باشد، قطر حفرات در این نوع الگو از چند نانومتر تا nm 20 میتواند داشته باشد.  فناوری نانو ، نوید کنترل خواص جدیدی از مواد را می دهد که زائیده ابعاد نانو مقیاس ذرات است ، همین خواص باعث شد شرکتهای خصوصی ، دولتها و سرمایه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌گذاریهای خطرپذیر جهان در سال 2005 حدود 15میلیارد دلار در این فناوری سرمایه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌گذاری کنند، همچنین براساس پیش‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌بینی‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های صورت گرفته بازار کالاهای تولیدی مبتنی بر این فناوری در سال 2015 به رقم 6.2 میلیارد دلار میرسد. تولید این محصولات نیازمند نانومواد ،اندازه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌گیری و فناوریهای ساخت است. صنعت الکترونیک در تجاری سازی فناوری نانو پیشگام است. نانوالکترونیک شامل نیمه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌هادی‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های کمتر از nm 90 ،اشکال جدیدی از حافظه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های دارای نیمه هادی ، حافظه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های اطلاعاتی نانوالکترومکانیکی، نمایشگرهای آلی ، نمایشگرهای نشر میدانی،نانو لوله‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های کربنی، حسگرهای مختلف و پاره‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ای از ادواتی که اکنون در حال ساخت برای به کارگیری در ابزارآلات الکترونیکی میشود. طبق برآورد بازار تجهیزات نانوالکترونیک در سال 2005 نزدیک 60 میلیارد دلار بوده و به نظر می رسد تا سال 2010 به 250میلیارد دلار برسد. بازار نانومواد ونانوابزار مورد استفاده در تولید این تجهیزات 108میلیارد دلار بوده که از این رقم 10درصد آن مربوط به نانومواد ،ابزارها، تجهیزاتی مانند لیتوگرافی ماورابنفش دور، لیتوگرافی چاپ نانو ،کاتالیستها و نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها است.   کاربردهای نانوسیم: کاربرد نانوسیم در تشخیص بیماریها: از نانوسیم هایی که از مواد مورداستفاده در تراشه رایانه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های امروزی مثل سیلیکون و نیترید گالیون ساخته شده است میتوان برای تشخیص بیماریها استفاده کرد . شاید بپرسید ابزار رایانه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها چه ارتباطی به تشخیص بیماری و بدن انسان دارد ، بدن انسان نیز همانند یک رایانه باید حسگرهایی داشته باشد که بتواند در صورت بروز مشکل و خطا و یا وجود مواد سمی به ابزارهای هشداردهنده خارجی اخطار دهد و درصدد رفع آن برآید همانند یک رایانه که اگر مسیری اشتباه را در آن اجرا کنید و یا ویروسی در آن پیدا شود پیغام (ERROR) میدهد اما این کار چگونه امکان پذیر است؟! دانشمندان موفق شدند نانوسیمهای انعطاف‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌پذیر و طویلی را تولید کنند که طولهای متغیر این نانوسیمها بین 1 تا nm100 و یا حتی در میلیمتر میباشد و از لحاظ مقایسه حدود هزار مرتبه باریکتر از موی انسان است. بلندی ، انعطاف‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌پذیری و استحکام این نانوسیمها خصوصیات ویژه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ای را به آن می بخشد . به عنوان مثال نازک بودن وطویل بودن باعث افزایش سطح آن میشود . لذا از این ساختارها می توان در طراحی حسگرهای بسیار سریع و حساس استفاده کرد. این نانوسیم ها توانایی تولید اشعه ماورای بنفش نامرئی را دارد ، نور از یک انتها وارد نانوسیم شده و از انتهای دیگر شروع به تابیدن میکند. نانوسیمها بدون هیچ اتلافی این نور را به طور موثری عبور میدهد. و در مسیر خود اگر به یک عامل بیماری‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌زا یا ماده سمی برخورد کند نانوسیم شروع به تابیدن میکند و سیستم هشدار دهنده بسیار سریعی را ایجاد میکند و این میتواند بیماری را زودتر وسریعتر از هر آزمایشی تشخیص دهد.  استفاده از نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها در رگ‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های خونی برای تحریک اعصاب مغزی: همیشه انتقال فرستنده‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های کوچک به درون رگ‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها و هدایت آنها بطرف محل‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های موردنظر را در فیلم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های تخیلی دیده بودیم اما هیچ باور نمی‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌کردیم که روزی این را در واقعیت ببینیم.! محققین توانسته‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌اند نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌هایی از جنس پلاتین که ضخامت آن 100 برابر نازکتر و ظریفتر از موی انسان است را ابداع کنند. آنها این نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها را به داخل رگ‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های خونی می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌فرستند و توسط دوربین کوچکی آنها را بطرف اعصاب مغزی هدایت می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌کنند. این روش برای کمک به یافتن علل مختلف و پیدایش بیماری‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های عصبی از جمله پارکینسون بسیار مفید است. در گذشته برای یافتن علل مختلف پیدایش بیماریهای قلبی و عصبی، بدن را در هر نقطه می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌شکافتند تا علت بیماری را بیابند، اما امروزه با گسترش فن‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌آوری نانوتکنولوژی هر وسیله‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ای را می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌توان بصورت ظریف، نازک و حساس، اختراع و ابداع کرد و حتی آن را به درون ظریف‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ترین رگ نیز فرستاد. تنها مشکلی که محققان را کمی دچار سردرگمی کرده است تعدد رگهای خونی و سیستم گردش خون و عصب های فراوان در محدوده مغز است که فرستادن این نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها را کمی دشوار کرده است اما محققین درصدد یافتن راهی برای حل آن وساختن نانوسیمهای دقیق‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌تر هستند. استفاده از نانوسیمهای سیلیکونی برای هدفمند کردن رشد سلولهای بنیادین : تولید و رشد بافتها و سلولهای مورد نیاز برای بیماران نیازمند اهدافی است که دانشمندان در عرصه پزشکی همواره به دنبال آن هستند، از جمله ابزاری که میتواند این هدف را تحقق بخشد نانوسیم های سیلیکونی است. نانوسیم ها همچون تختی از میخها هستند که به صف شده‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌اند و قابلیت تغییر شکل و رشد را دارند ، برای این منظور از طیفی وسیعی از تحریکات مکانیکی و شیمیایی بعنوان فاکتور رشد استفاده می کنند اما به تازگی توانسته‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌اند از محرکهای الکتریسیته نیز استفاده کنند و امیدوارند که استفاده از پالسهای الکتریکی در سلولها با استفاده از آرایه رسانای نانوسیمها در آینده‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ای نزدیک بعنوان شیوه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ای ارزشمند برای تحت تاثیر قرار دادن سلولهای بنیادین بکار روند. منبع: nanoclub.ir ]]> نانو تکنولوژی Mon, 07 Feb 2011 17:01:03 GMT http://migna.ir/vdce.n8wbjh8we9bij.html