اشتراک گذاری, , گوگل پلاس, پینترست,

پرینت

پست شده در:

نانو تکنولوژی موج چهارم انقلاب صنعتی

1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars 2 رای (با یه رای مهمونمون کن)

QR:  نانو تکنولوژی موج چهارم انقلاب صنعتی
تبلیغات:

نانو تکنولوژی یعنی فناوری یک میلیاردم متر یا تکنولوژی اتمها . در زبان یونانی نانو ریشه یونانی “نانس”به معنای کوتوله و معادل یک میلیاردم  می باشد برای درک این موضوعاگر از اندازه ی ۵/۱ متر،شروع کنیم به کوچک شدن و هزار بارکوچک شویم، به حدود ۱ میلی متر(اندازه تار مو) میرسیم و اگر ۱۰۰ بار دیگر کوچک شویم،این بار به حدود ۱۰ میکرومتر (اندازه گلبول قرمز) میرسیم؛ اگر ۱۰ بار دیگر کوچک شویم، به حدود ۱ میکرومتر(اندازه ی هسته سلول) میرسیم؛ اگر۱۰ مرتبه دیگر کوچک شویم به اندازه ی ۱۰۰ نانو متر میرسیم (اندازه رشته های کروموزوم) و اگر این بار ۱۰ برابر کوچک شویم به ۱۰ نانو متر (اندازه ی رشته های دی ان ای) میرسیم؛ بار دیگر ۱۰ مرتبه کوچک میشویم ؛ اکنون ما به اندازه ی اتمهای ۱ نانومتری کربن رسیده ایم!

اندازه ی مواد مختلف بر حسب نانو

تبلیغات:

اندازه ذرات در فن‌آوری نانو بسیار مهم است، چرا که در مقیاس نانویی، ابعاد ماده در خصوصیات آن بسیار تأثیرگذار است و خواص فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی تک تک اتم‌ها و مولکول‌ها با خواص توده ماده متفاوت است. این اندازه در مواد مختلف متفاوت است، اما به طور معمول مواد نانو به موادی که حداقل یکی از ابعاد آن‌ها کوچک تر از ۱۰۰ نانو متر باشد گفته می شود.

تاریخچه ی نانو تکنولوژی:

در حدود ۴۰۰ سال پیش از میلاد مسیح، دموکریتوس فیلسوف یونانی، برای اولین بار واژه اتم را که در زبان یونانی به معنی تقسیم نشدنی است، برای توصیف ذرات سازنده مواد به کار برد. از این رو شاید بتوان او را پدر فناوری و علوم نانو دانست.

برای اولین بار ریچارد فاینمن برنده جایزه نوبل فیزیک پتانسیل نانو علم را در یک سخنرانی تکان‌ دهنده با نام “درپایین اتاقهای زیادی وجود دارد”، مطرح کرد. فاینمن اصرار داشت، که دانشمندان ساخت وسائلی را ، که برای کار در مقیاس اتمی لازم است، شروع کنند. این موضوع مسکوت ماند، تا اینکه اریک درکسلر (دانشجوی تحصیلات تکمیلیMIT) ندای فاینمن را شنید و یک قالب ‌کاری برای مطالعه “وسایلی که توانایی حرکت دادن اشیاء مولکولی و مکان آنها را با دقت اتمی دارند” ایجاد کرد، که در سپتامبر ۱۹۸۱ در مقاله‌ای با نام “پروتئین راهی برای تولید انبوه مولکولی ایجاد می‌کند” آن را ارائه داد.

تبلیغات:  

درکسلر آن را با کتابی بنام “موتورهای خلقت” دنبال کرد و توسعه مفهوم نانو تکنولوژی را همانند یک کوشش علمی ادامه داد. اولین نشانه‌های ثبت ‌شده از این مفهوم نانو تکنولوژی تغییر مکان دادن اشیا مولکولی ، در سال ۱۹۸۹ بود، موقعی که دانشمندی در مرکز تحقیقات آلمادن IBM اتمهای منفرد گزنون را روی صفحه نیکل حرکت داد، تا نام IBM را روی سطح نیکل نقش کند.

قرار دادن اتم های گزنون بر روی صفحه ی نیکل

تعریف اندازه ی نانو:

قطر یک مولکول دی‌ان‌ای دو رشته‌ای نزدیک به ۲ نانومتراست.

کوچک‌ترین باکتری ۲۰۰ نانومتر است.

اگر بخواهیم برای دریافتن مفهوم اندازهٔ یک نانومتر نسبت به متر سنجشی انجام دهیم می‌توانیم اندازهٔ آن را مانند اندازهٔ یک تیله به کرهٔ زمین بدانیم.

یا به شکلی دیگر یک نانومتر اندازهٔ رشد ریش یک انسان در طول زمانی است که برای بلند کردن تیغ از صورتش باید بگذرد.

نانو تکنولوژی چگونه کار میکند؟

زمانی که مواد در مقیاس نانو مطالعه و بررسی می شوند، واکنش ها و رفتار اتمها در مقایسه با حالتی که مطالعه در سطح مولکولی انجام می شوند کاملا متفاوت است؛ چرا که در این قلمرو خصوصیات فیزیکی مواد تغییر می کند. این درست مانند این است که توپی را در محفظه ای بیندازید و توپ دیگری را از آن محفظه بیرون آورید! تفاوت در قلمرو نانو به اندازه ای است که حتی رنگ، نقطه ذوب، خصوصیات شیمیایی و غیره مواد در خارج از این محدوده کاملا متفاوت است.
در فناوری نانو، برای ساخت، دو روش در نظر گرفته می شود: روش ساخت پایین به بالا و روش ساخت بالا به پایین. در روش ساخت پایین به بالا، وسایل و مواد از سطح مولکولی بر اساس اصول شیمی مولکولی ساخته می شوند. درست مانند یک دیوار که از روی هم گذاشتن آجر به آجر ساخته می شود.
در روش ساخت بالا به پایین، اشیاء نانویی بدون کنترل اتمی در مقادیر بزرگتر ساخته می شوند. به این طریق که در ساخت آنها از تجهیزات پیشرفته این فناوری مانند میکروسکوپ اتمی و میکروسکوپ تونلی پیمایشی استفاده می شود تا فرایند دستکاری و ایجاد پدیده ها و خصوصیات جدید در اشیاء نانویی، امکان یابد.

به عنوان مثال گرافیت و الماس هر دو از اتم های کربن درست شده اند اما چه چیزی آن ها را متفاوت میسازد؟گرافیت آنقدر نرم است که بر روی صفحه ی کاغذ کشیده میشود اما الماس سخت ترین ماده ی جهان است.گرافیت هادی جریان الکتریسیته است اما الماس جریان الکتریسیته را از خود عبور نمیدهد.گرافیت مات است اما الماس معمولا شفاف است

این تفاوت ها همه و همه به دلیل نوع چینش اتم های کربن در مقیاس نانو است.

مقایسه ی نوع چینش اتم های الماس و گرافیت

وضعیت جهانی نانوتکنولوژی

از فناوری نانو به عنوان “رنسانس فناوری” و “روان کننده جریان سرمایه گذاری” یاد می‌شود. ورود محصولات متکی بر این فناوری جهشی بس عظیم در رفاه و کیفیت زندگی و توانائیهای دفاعی و زیست محیطی به همراه خواهد داشت و موجب بروز جابجائیهای بزرگ اقتصادی خواهد شد. هم اکنون بخشهای دولتی و خصوصی کشورهای مختلف جهان شامل ژاپن ، آمریکا ، اتحادیه اروپا ، چین ، هند ، تایوان ، کره جنوبی ، استرالیا ، اسرائیل و روسیه در رقابتی تنگاتنگ بر سر کسب پیشتازی جهانی در لااقل یک حوزه از این فناوری به سر می‌برند.

نانو

هم اکنون روی هم رفته حدود ۳۰ کشور دنیا در زمینه فناوری نانو دارای “برنامه ملی” یا درحال تدوین آن هستند، وطی پنچ سال گذشته بودجه تحقیق و توسعه در امر فناوری نانو را به ۳٫۵ برابر افزایش داده‌اند. کشورهای ژاپن و آمریکا نیز فناوری نانو را اولین اولویت کشور خود در زمینه فناوری اعلام کرده اند.

کاربرد نانوتکنولوژی در صنعت الکترونیک:

ذخیره‌سازی اطلاعات در مقیاس فوق‌ العاده کوچک، با استفاده از این فناوری می‌توان ظرفیت ذخیره سازی اطلاعات را در حد ۱۰۰۰ برابر یا بیشتر افزایش دهد و نهایتاً به ساخت ابزارهای ابرمحاسباتی به کوچکی یک ساعت مچی منتهی شود.

ظرفیت نهایی ذخیره اطلاعات به حدود یک ترابیت در هر اینچ ربع برسد، و این امر موجب می‌شود که ذخیره‌ سازی ۵۰ عدد DVD یا بیشتر در یک هارد دیسک با ابعاد یک کارت اعتباری شود.

مواد الکترونیکی نانو

ساخت تراشه‌ها در اندازه­های فوق­العاده کوچک به عنوان مثال در اندازه­های ۳۲ تا ۹۰ نانو متر، تولید دیسک‌های نوری ۱۰۰ گیگا بایتی در اندازه­های کوچک نیز می­باشد.

 

برخی از موادی که با تکنولوژی نانو درست شده اند:

ساخت گوشی تلفن همراه با تکنولوژی نانو:

مرکز تحقیقات نوکیا با همکاری مرکز علوم نانوی دانشگاه کمبریج انگلیس نوعی از گوشی‌های نسل آینده را با استفاده از فن آوری نانو خواهند ساخت. از ویژگی‌های این گوشی تلفن همراه این است که می توان آن را سه‌بار تا کرد، همچنین انرژی مورد استفاده این گوشی از نور خورشید تامین می‌شود.

این گوشی براساس نیازهای مختلف، اشکال مختلفی به خود می‌گیرد که در این میان می‌توان به حالت پهن برای ارسال پیام و حالت خمیده برای بستن به مچ دست و حمل آن اشاره کرد. در حال حاضر دانشمندان در آزمایشگاه‌های مجهز در حال آزمایش قابلیت ارتجاع و حالت انعطاف پذیری مواد سازنده این گوشی هستند.
همچنین موارد بکار رفته در این گوشی ویژگی پاک کنندگی خودکار دارند که آلودگی‌ها و اثرات انگشت را از سطح خود پاک می‌کند.
یکی از محققان دانشگاه کمبریج می‌گوید هدف از این تحقیقات ساخت ترکیباتی است که از لحاظ انعطاف پذیری ویژگی‌های پوست انسان را داشته باشند.
پیش بینی می‌شود در صورت موفقیت دانشمندان برای ساخت این نوع گوشی، اولین گوشی ساخته شده در سال ۲۰۱۸ رونمایی شود.

روکش های ضد خراش ، ضد خوردگی برای خودروها :

ساخت روکش های ضدخراش یا بادوام زیاد در مقابل تابش فرابنفش برای خودروها از جمله زمینه هایی است که کاربرد فناوری نانو در آن افزایش قابل توجه عملکرد محصول را به دنبال خواهد داشت و در همین زمینه تلاشهای مستمری به منظور شناخت راه های جلوگیری از صدمات ناشی از عوامل طبیعی نظیر برف و باران، رسوبات اسیدی و نمکی، تابش ماوراء بنفش خورشید، رطوبت و همچنین لب پریدگی ، رنگ رفتگی و خراش در صنعت خودرو صورت می گیرد.
شناخت عملکردهای جدید روکش ها که به واسطه استفاده از نانومواد به دست آمده ، امکان توسعه کاربردهای جدید را فراهم کرده است. مزیت ویژه نانوروکش ها این است که امکان تنظیم مستقل سختی و ویژگی های سایشی روکش را با ترکیب کردن عناصر و ساخت لایه های نانومتری فراهم می آورد. اصلاح رنگ ها به وسیله نانومتری کردن ساختار آنها منجر به بهبود خواص فیزیکی و شیمیایی آنها شده ، مقاومت شیمیایی و مقاومت در برابر ضربه و خراش را در آنها بالا می برد.شرکت نیسان اولین شرکتی است که مدل های خود را با رنگ های ساخته شده از مواد خودتعمیرکننده پوشش داده است.
5
شرکت تولیدی Daimler Chrysler رنگ جدیدی موسوم به “نانورنگ” را به بازار ارائه نموده است که مقاومت به خراش آن، حداقل سه برابر رنگ‌های معمولی است.
شرکت فوق، چهارسال برای دسترسی به رنگ جدید تحقیق نموده و شرکت مرسدس بنز، اولین سازنده اتومبیل است که از آن استفاده خواهد نمود. قیمت این رنگ‌ نسبت به انواع قبلی تفاوتی نخواهد داشت. رنگ‌های اتومبیل معمولی، پوشش براقی دارند که از زنجیره‌های کربنی طولانی ساخته شده است. اما “نانورنگ” از ذرات سرامیکی، معدنی ساخته شده است که می‌توانند به شدت متراکم شده و مقاومت رنگ در مقابل خراش را بسیار بالا ببرند.

سپر محافظتی کیف و کفش:

این سپر کیف و کفش را از هر گونه مایعات مانند آب، آبمیوه، شکلات، قهوه، چربی و… دور میکند به طوری که مایعات به کیف و کفش نمیچسبند

منابع:ویکی پدیای فارسی,سایت ستاد ویژه توسعه فناوری نانو,مرکز تحقیقاتی و فناوری اتوماسیون صنعتی ایران,دانشنامه ی رشد,عصر ایران,شبکه ی فیزیک هوپا,دنیای فناوری

تبلیغات:

حمایت از ما

نوشتن مطالب و انتشار اونا یکم سخته از طرفی نگه داری سایت هم هزینه هایی داره(هزینه ی خرید دامنه،هاست،هزینه ی طراحی و...) اگه براتون امکان داره لطفا با پرداخت خودتون مقدار کمی در هزینه های سایت سهیم باشید تا ما هم بتونیم براتون مطالب مفید منتشر کنیم حمایت از ما

نوشته شده توسط علی پژوهی

علی پژوهی هستم متولد سال 1380 مدیر و تنها نوسنده ی نیونش(البته فعلا)

204 posts

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

*

code