جمعه, ۱۳ اسفند ۱۳۸۹، ۰۳:۵۹ ق.ظ
آشنایی با فن آوری نانو
نانوتکنولوژی مطالعه ذرات در مقیاس اتمی برای کنترل آنهاست. هدف اصلی اکثر تحقیقات نانوتکنولوژی شکل‌دهی ترکیبات جدید یا ایجاد تغییراتی در مواد موجود است. نانوتکنولوژی در الکترونیک، زیست‌شناسی، ژنتیک، هوانوردی و حتی در مطالعات انرژی بکار برده میشود.
o nano کلمه‌ای یونانی به معنی کوچک است و برای تعیین مقدار یک میلیاردیم یا 9- 10 یک کمیت استفاده میشود. چون یک اتم تقریباً" 10 نانومتر است، این اصلاح برای مطالعه عمومی روی ذرات اتمی و مولکولی بکاربرده میشود.
(روی ادامه مطلب کلیک کنید)
مقدمه
در نیم قرن گذشته شاهد حضور حدود پنج فناوری عمده بودیم، که باعث پیشرفت های عظیم اقتصادی در کشورهای سرمایه گذار و ایجاد فاصله شدید بین کشورهای جهان شد. متأسفانه در کشور ما بدلیل فقدان جرات علمی و عدم تصمیم گیری بموقع ، به این فرصتها پس از گذشت سالیان طلائی آن بها داده می شد که البته سودی هم برای ما به ارمغان نمی آورد، همچون فنآوری الکترونیک و کامپیوتر در دو سه دهه گذشته که امروزه علیرغم توانائی دانشگاهی و داشتن تجهیزات آن، هیچگونه حضور تجاری در بازارهای چند صد میلیاردی آن نداریم. فناوری نانو جدیدترین این فرصتها ست، که کشور ما باید برای حضور یا عدم حضور درآن خیلی سریع تصمیم خود را اتخاذ کند. علم و فناوری نانو ( نانو علم و نانو تکنولوژی) توانائی بدست گرفتن کنترل ماده در ابعاد نانومتری (ملکولی) و بهره برداری از خواص و پدیده های این بعد در مواد، ابزارها و سیستم های نوین است. این تعریف ساده خود دربرگیرنده معانی زیادی است. به عنوان مثال فناوری نانو با طبیعت فرا رشته ای خود، در آینده در برگیرنده همه ی فناوریهای امروزین خواهد بود و به جای رقابت با فن آوری های موجود، مسیر رشد آنها را در دست گرفته و آنها را به صورت « یک حرف از علم» یکپارچه خواهد کرد. میلیونها سال است که در طبیعت ساختارهای بسیار پیچیده با ظرافت نانومتری ( ملکولی ) - مثل یک درخت یا یک میکروب - ساخته می شود. علم بشری اینک در آستانه چنگ اندازی به این عرصه است، تا ساختارهائی بی نظیر بسازد که در طبیعت نیز یافت نمی شوند. فناوری نانو کاربردهای را به منصه ظهور می رساند که بشر از انجام آن به کلی عاجز بوده است و پیامدهائی را در جامعه برجا می گذارد که بشر تصور آنها را هم نکرده است. به عنوان مثال: o ساخت مواد بسیار سبک و محکم برای مصارف مرسوم یا نو o ورشکستگی صنایع قدیمی همچون فولاد با ورود تجاری مواد نو o کاهش یافتن شدید تقاضا برای سوخت های فسیلی o همه گیر شدن ابر کامپیوترهای بسیار قوی، کوچک و کم مصرف o سلاحهای سبک تر، کوچکتر، هوشمند تر، دوربردتر، ارزانتر و نامرئی تر برای رادار o شناسائی فوری کلیه خصوصیات ژنتیکی و اخلاقی و استعدادهای ابتلا به بیماری o ارسال دقیق دارو به آدرس های مورد نظر در بدن و افزایش طول عمر o از بین بردن کامل عوامل خطرناک جنگ شیمیائی و میکروبی o از بین بردن کامل ناچیز ترین آلاینده های شهری و صنعتی o سطوح و لباسهای همیشه تمیز و هوشمند o تولید انبوه مواد و ابزارهائی که تا قبل از این عملی و اقتصادی نبوده اند ، o و بسیاری از موارد غیر قابل پیش بینی دیگر!
نانوتکنولوژی چست؟ o نانوتکنولوژی مطالعه ذرات در مقیاس اتمی برای کنترل آنهاست. هدف اصلی اکثر تحقیقات نانوتکنولوژی شکل‌دهی ترکیبات جدید یا ایجاد تغییراتی در مواد موجود است. نانوتکنولوژی در الکترونیک، زیست‌شناسی، ژنتیک، هوانوردی و حتی در مطالعات انرژی بکار برده میشود. o nano کلمه‌ای یونانی به معنی کوچک است و برای تعیین مقدار یک میلیاردیم یا 9- 10 یک کمیت استفاده میشود. چون یک اتم تقریباً" 10 نانومتر است، این اصلاح برای مطالعه عمومی روی ذرات اتمی و مولکولی بکاربرده میشود. o تفاوت بین نانوعلم و نانوتکنولوژی چیست؟ o نانو علم صرفا" تحقیق است ولی نانوتکنولوژی کاربرد تحقیقات برای حل مسائل و ساخت مواد جدید است. o نانوتکنولوژی از کجا آمده است؟ o برای اولین بار ریچارد فینمن برنده جایزه نوبل فیزیک پتانسیل نانوعلم را در یک سخنرانی تکان‌دهنده با نام " درپایین اتاقهای زیادی وجود دارد"، مطرح کرد . فینمن 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 فینمن را شنید و یک قالب‌کاری برای مطالعه "وسایلی که توانایی حرکت دادن اشیاء مولکولی و مکان آنها را با دقت اتمی دارند" ایجاد کرد، که در سپتامبر 1981 در مقاله‌ای با نام " پروتئین راهی برای تولیدانبوه مولکولی ایجاد میکند" آن را ارائه داد. درکسلر آن را با کتابی بنام " موتورهای خلقت" دنبال کرد و توسعه مفهوم نانوتکنولوژی را همانند یک کوشش علمی ادامه داد. اولین نشانه های ثبت‌شده از این مفهوم نانوتکنولوژی تغییر مکان دادن اشیا مولکولی، در سال 1989 بود، موقعی که دانشمندی در مرکز تحقیقات آلمادنIBM اتمهای منفردگزنون را روی صفحه نیکل حرکت داد، تا نام IBM را روی سطح نیکل نقش کند.
شاخه های فناوری نانو
هنگامی که درباره نانوفناوری شروع به جستجو و مطالعه کنید، به موضوعات و مواد مختلفی بر می خورید مانند:"نانولوله ها، شبیه سازی مولکولی، نانوداروها، سلول های سوختی، کاتالیزورها، نانوذرات و..." بنابراین ممکن است نانوفناوری رشته ای کاملا گسترده به نظر آید که موضوعات آن ربط چندانی به هم ندارند. به طور کلی مطالعات نانوفناوری را می توان به سه دسته تقسیم کرد. اگرچه روشهای تحقیقاتی در آن ها بایکدیگر متفاوت است، اما این سه شاخه کاملا به یکدیگر مرتبط هستند و پیشرفت در یکی از شاخه ها می تواند در شاخه های دیگر نیز کاملا موثر باشد. این سه شاخه عبارتند از: 1 - نانوتکنولوژی مرطوب: این شاخه به مطالعه سیستم های زنده ای می پردازد که اساسا در محیطهای آبی وجود دارند. در این شاخه ساختمان مواد ژنتیکی، غشاءها و سایر ترکیبات سلولی در مقیاس نانومتر مورد مطالعه قرار می گیرد. پژوهشگران موفق شده اند ساختارهای زیستی فراوانی تولید کنند که نحوه عملکرد آنها در مقیاس نانویی کنترل می شود. این شاخه دربرگیرنده علوم پزشکی،دارویی و به طور کلی علوم و روشهای مرتبط با زیست فناوری است. 2- نانوتکنولوژی خشک: این شاخه از علوم پایه شیمی و فیزیک مشتق می شود و به مطالعه تشکیل ساختارهای کربنی، سیلیکون و مواد غیر آلی و فلزی می پردازد. نکته قابل توجه اینست که الکترونهای آزاد که در فناوری مرطوب موجب انتقال مواد و انجام واکنشها می گردند، در فناوری خشک خصوصیات فیزیکی ماده را پدید می آورند. در نانوتکنولوژی خشک کاربرد مواد نانویی در الکترونیک، مغناطیس و ابزارهای نوری مورد مطالعه قرار می گیرد. برای مثال طراحی و ساختن میکروسکوپ هایی که بتوان با استفاده از آنها مواد را در ابعاد نانومتر دید. 3 - نانوتکنولوژی محاسبه ای: در بسیاری از مواقع ابزار آزمایشگاهی موجود برای انجام برخی از آزمایشها در مقیاس نانومتر مناسب نیستند و یا آنکه انجام این آزمایشها بسیار گران تمام می شود. در این حالت از رایانه ها برای شبیه سازی فرآیندها و واکنش های اتم ها و مولکول ها استفاده می شود. شناختی که به وسیله محاسبه به دست می آید، باعث می شود که زمان پیشرفت نانوتکنولوژی خشک به چند دهه کاهش یابد و البته تأثیر مهمی در نانوتکنولوژی مرطوب نیز خواهد داشت.
از خودآرایی کمی بیشتر بدانیم
خودآرایی روش ساختی است که در آن اجزاء مختلف (چه به صورت تک به تک و چه به صورت متصل به هم) به صورت خود به خودی ساختار به هم پیوسته منظمی را تشکیل میدهند، اما این روش ساخت تنها در مقیاس نانو کاربرد ندارد بلکه در مقیاسهای بسیار بزرگتر هم به کار می‌رود (مثال آهنرباها و سایر مثالهای جلسه قبل که یادتان هست). شکل 1 نمونه‌های دیگری را به همراه مقیاس آنها نمایش میدهد. البته میشود گفت که ابتدا این روش ساخت در مقیاس نانو مشاهده و درک شد و پس از آن مانند بسیاری دیگر از فعالیتهای بشر که سعی در شبیه‌سازی و استفاده از روشهای طبیعی را دارند، شبیه‌سازی و در مقیاسهای بزرگتر پیاده‌سازی شد. یکی از طرحهای تحقیقاتی در این زمینه که بسیار جالب توجه است و برای بررسی بر روی ساختارهای خود آرا راه‌اندازی شده است، طرحی است در دانشگاه واشنگتن به نام اجزاء خود سازمان‌ده قابل برنامه ریزی که در شکل 2 یکی از اجزاء آن که به عنوان شبیه‌سازی یک ساختار مثلثی استفاده شده است را می‌بینید (برای آشنایی بیشتر حتما یک سری به سایت این تحقیق بزنید).
نمونه‌هایی از خودآرایی در ابعاد میلی‌متر
خودآرایی از لحاظ علمی جذاب و از دیدگاه فناوری مهم است. چون:1- در زندگی ما مهم است. سلولها به طرز حیرت‌آوری از مواد پیچیده‌ای نظیر بافتهای چربی، پروتئینها، ساختارهای اسیدی و بسیاری موارد دیگر که توسط خودآرایی ساخته میشوند تشکیل یافته‌اند.2- خودآرایی روشی برای ساخت موادی با ساختارهای منظم نظیر کریستالهای مولکولی، کریستالهای مایع و نیمه کریستالها است و این ساختارهای منظم بسیار پر کاربردند.3- کاربردهای بسیاری در مواد با سایزهای بزرگتر دارند و امکان استفاده از آن در مواد دیگر و همچنین کاربرد آن در مبحث مواد چگال نیز وجود دارد.4- به نظر می‌آید این روش یکی از پرکاربردترین روشهای ساخت در مقیاس نانو است.با توجه به این موارد میتوان گفت که خودآرایی در زمینه‌های بسیاری نظیر شیمی، فیزیک، بیولوژی، علم مواد، نانوتکنولوژی و ساخت بسیار پرکاربرد و مهم است.اصول خودآرایی مولکولیهمانطور که گفتیم تاریخچه خودآرایی مربوط به مطالعات بر روی مولکولها میشود. موفقیت آمیز بودن خودآرایی در یک سیستم مولکولی به پنج مشخصه سیستم مربوط است:1- اجزای سیستم: یک سیستم خودآرا از گروههای مولکولی و یا بخشهایی از درشت-مولکولها تشکیل شده است که با یکدیگر در تعاملند. این مولکولها یا درشت-مولکولها می‌توانند یکسان و یا متفاوت باشند و تعامل بین آنها منجر به تغییر از یک حالت با سازماندهی کمتر (مانند محلول) به یک حالت منظمتر (مانند کریستال) میشود.2- تعامل بین آنها: خودآرایی هنگامی رخ میدهد که مولکولها به تعادلی در بین نیروهای جاذبه و دافعه مولکولی می‌رسند که این نیروها ضعیف و از نوع غیر کووالانسی (مانند نیروهای آبگریزی) هستند.3- بازگشت‌پذیری (یا انطباق پذیری): در خودآرایی برای اینکه ساختارهای منظم به وجود آید
اجزاء یکی از قسمتهای طرح دانشگاه واشنگتن
می‌بایست تجمع مولکولی بازگشت‌پذیر بوده و اجزا بتوانند جای خود را در ساختار ایجاد شده اولیه تغییر داده و تنظیم کنند. به همین خاطر مقاومت قیدهای بین اجزا باید در حدود نیروهایی باشد که میخواهد آنها را از هم جدا کند. به عنوان مثال فرآیندی که در آن مولکولها به طور بازگشت‌ناپذیر به یکدیگر می‌چسبند به جای کریستال به ما شیشه میدهد
)!
اثر بازگشت‌پذیری در تولید کریستال
4- محیط: خودآرایی مولکولی معمولا در یک محلول و یا رابطی که امکان حرکت را به اجزا میدهد اتفاق می‌افتد و تعامل اجزا با محیط بر روی سرعت فرایند تاثیر زیادی دارد.5- جابجایی جرم: برای اینکخه خودآرایی رخ دهد مولکولها باید در حرکت باشند.روشهای بسیاری وجود دارد که این خصوصیات در آنها به طرز مناسبی کنار یکدیگر قرار گرفته‌اند و به همین خاطر است که محصولاتی که به روش خود آرا ساخته شده باشند بسیار متنوع هستند. این محصولات را میتوان در دسته‌بندیهای دو بعدی و سه بعدی، تک لایه یا چند لایه، نانو تا میکرو و بزرگتر و ... تقسیم بندی کرد.می‌خواستیم در این جلسه یکی از روشهای خودآرایی را ارائه کنیم اما چون انتخاب یک روش کمی سخت بود در نهایت تصمیم گرفتیم که در جلسه آینده که کاربردهای مواد خودآرا را بیان می‌کنیم در هر مورد نام روش استفاده شده و خلاصه‌ای از نحوه عمل آنها را بگوییم. اما به عنوان پایان این جلسه شکلی از نحوه تشکیل یک ساختار خود آرای تک لایه را بدون توضیحی در متن (البته خود شکل و توضیحاتی که در آن آورده‌ایم گویاست) ارائه می‌کنیم. نحوه تشکیل ساختار خودآرای تک لایه
محصولات تکنولوژی نانو
سال 2005سالی است که محصولات واقعی بسیاری با این دانش جدید- نانوفناوری- تولید و به بازار عرضه شده‌اند. به طوری که گزارش امسال Nanotech Product Guide – که توسط سایت‌هایی که در حوزه فناوری های نوین تحقیق و پژوهش میکنند تهیه شده است - پر از کالاهای مصرفی مفید و جالب توجه است که افراد را شوکه میکند. در این گزارش نیز مانند گزارش‌های سال 2003و 2004، محصولاتی که ارتباط بسیار کمی با فناوری نانو داشته و فقط در اول راه بازار بوده و یا هنوز در ابتدای مرحله تجاری شدن هستند نیامده است.معیارهای انتخاب این محصولات تهیه شده در گزارش Nanotech Product Guide از دیدگاه این نویسنده به طور مختصر به شرح زیر است:1- در این گزارش محصولاتی انتخاب شده‌اند که مدت زمانی از تجاری شدن آنها گذشته باشد. بنابراین محصولاتی که هنوز در مرحله آزمایش بوده و یا به طور انبوه و فراوان تولید نشده‌اند جزء این دسته نیستند. 2- میزان توجه و سرمایه گذاری این شرکت‌ها به فناوری نانو و نیز محصولاتی که با این فناوری مد نظر است
3- معیار آخر نیز میزان موفقیت در فروش محصولات تولیدی است که این شرکت ها از طریق بکار بردن این فناوری بدست آورده‌اند. به عبارت دیگر کاربرد این فناوری در محصولات تولیدی، موجب بهبود قابل توجهی در فرآیند یا کالای تولید شده بوده که در نهایت مشتری را ترغیب به خرید آن نموده است. دستاورد این گزارش: نتیجه این گزارش حاکی از آن است که این 10 محصول برتر معرفی شده در سال2005، نشان از پیشرفت قابل توجه در صنایع ورزشی، آرایشی و پوشاک دارد. این پیشرفت‌ها بیشتر در سنتزنانوکپسول‌سازی و صنایع غذایی نیز هست که به تازگی رخ داده است.همانگونه که در پایین به آن اشاره خواهد شد، این فناوری را می توانید در نمونه محصولاتی نظیر شکلات‌های طعم‌دار، آدامس‌ها و نیز تعداد قابل توجهی از محصولات بدون چربی نیز مشاهده نمایید .در این گزارش تاکید میشود که استفاده از فناوری نانو همچنان رو به رشد است و شرکت‌های بیوتکنولوژی در بخش توسعه داروهای مولکولی کوچک از آن بهره برده و استفاده خواهند نمود که شاید بتوان گفت در آغاز راه هستیم و باید منتظر پیشامدهای جدید و حیرت آوری باشیم.این 10 محصول نانویی ذکر شده در این گزارش شامل موارد زیر هستند که عبارتند از : 1- دستگاه ضبط و پخش iPod Nano با ظرفیتGB4 و GB8 به اندازه و ضخامت یک مداد: این دستگاه محصولی جدید از شرکت کامپیوتری اپل (Apple) است. این محصول با ورود به بازار مورد استقبال و توجه ویژه‌ای از سوی مشتریان قرار گرفت.قابلیت‌های این دستگاه:این دستگاه با ظرفیت های GB4 و GB8 در بازار موجود میباشد. این دستگاه از تراشه‌های حافظه‌ای تولید شده توسط شرکت‌های سامسونگ و توشیبا استفاده نموده است.عمر باتری‌های آن بدون شارژ مجدد بیش از 24 ساعت است.این دستگاه می‌تواند 2000 آهنگ و 25،000 هزار عدد عکس را در حافظه خویش ذخیره نماید. دستگاه ضبط و پخش IPod Nano شرکت اپل به قیمت 199 دلار در بازار موجود است.نکته دیگر آنکه شرکت سامسونگ نیز در حال حاضر بزرگ‌ترین تولید کننده تراشه‌های حافظه فلش DRAM و NAND در جهان میباشد. روش و استراتژی این شرکت نیز جالب توجه است. به همین منظور از روشهای تولید نیمه‌رسانا (نبمه هادی) استفاده کرده و دقتی زیر 100 نانومتر دارد. در واقع همین دقت 100 نانومتری است که امکان ساخت حافظه فلش 4 گیگابایتی NAND از نوع iPod Nano را فراهم کرده است.2- روغن فعال کانولا(Canola) : این ماده قبلاً مصرف خوراکی نداشته و برای اولین بار در سال 1957-1956 در کانادا از دانه کلزا برای مصارف خوراکی تولید شد.این ماده در واقع نوعی روغن خوراکی است که با ماده گیاهی به نام فیتوسترول ترکیب شده و باعث جذب کلسترول خون و در نتیجه کاهش خطر ابتلا به بیماری‌های قلبی میشود. ساختارهای نانو مقیاس شرکت NutraLease باعث تشکیل مایعی می شوند که باعث بهبود جذب Phytochemicals و همچنین کاهش آن تا 14 درصد کلسترول LDL میشود.نوع سالم‌تری از روغن کانولا توسط شرکت NutraLease تولید شده و برای این کار از کپسول‌های 30 نانومتری استفاده شده که به دلیل کوچکی زیاد قادرند از طریق پوست به داخل بافت‌ها نفوذ کرده و به این ترتیب غذارسانی زیستی بهتری صورت پذیرد. اخیراً و به تازگی یک شرکت دیگر نیز به نام شرکت صنعتی شِمِن(Indutries Shemen ) با الگوبرداری و استفاده ازفرآیندشرکت NutraLease – که در بالا به اختصار اشاره شد- سعی در تولید روغن فعال کانولا با فناوری نانو را دارد تا با رقابت با شرکت NutraLease بتوانند جایی در بازار بدست آورد و سهمی در تجارت برای خویش ایجاد نماید.اما اگر علاقمند به شنیدن داستان روغن کانولا و روند تولید آن در جهان و همچنین در ایران هستید مطالعه این قسمت را به شما توصیه می‌کنیممحصول سوم جذاب‌تر از محصول فوق است و مورد علاقه همه بچه‌ها است.3- آدامس‌های شکلاتی:محصولی جدید از شرکت صنایع غذایی OLala است. همان طور که می‌دانیم تاکنون کره کاکائو نتوانسته جای پلیمرهای مورد استفاده در آدامس که باعث خاصیت کشسانی آن میشود را بگیرد. در واقع این چربی‌ها باعث از هم گسیختگی آدامس و کش نیامدن آن میشود. اما این بار شرکت OLaLa در شیکاگو راه حلی برای رفع این مشکل ارائه کرده و با استفاده از بلورهای نانومقیاس توانسته است باعث اصلاح شکل سطح آدامس شده و آدامس را به صورت یک بافت کرمی با طعم شکلات در آورد. بعد از این موفقیت بزرگ، هم اکنون این شرکت انواع مختلفی از این شکلات‌ها را با مزه‌ها و طعم‌های متفاوت تولید میکند.آدامس‌های شکلاتی که به این روش تولید شده‌اند در بازار به قیمت‌های مختلف عرضه میشوند. قیمت یک بسته 12 تایی این شکلات حدود 20 دلار و قیمت یک جعبه آن حدود 157 دلار اشت که شامل 144عدد شکلات است به همراه اشانتیون می باشد.4- کرم صورت فولرینی:این کرم محصولی از شرکت Zelensاست. این کرم همان طور که از نامش پیداست حاوی فولرین C60 است و دارای خواص آنتی‌اکسیدان بسیار قوی و قابل توجهی است؛ سازنده و مخترع این داروی آرایشی- بهداشتی یک دانشمند پژوهشگر انگلیسی به نام دکتر مارکو لنز (Dr.Marko Lens) است؛ که درجه دکترای جراحی پلاستیک و بازسازی پوست خود را از دانشگاه هاروارد و کالج رویال انگلستان اخذ نموده است.ایشان دارای سابقه تحقیق و پژوهشهای بنیادین بوده و مقالات زیادی در حوزه سرطان پوست، ترمیم و بازسازی چروک پوست صورت را تالیف نموده است. به ادعای دکتر لنز و همچنین مسئولان شرکت Zelens، این اولین محصولی است که در آن از توانایی‌های فولرین در صنایع آرایشی استفاده شده است.به همین جهت این شرکت برای محصول خود مبلغی معادل 150 پوند (250 دلاری) که تقریباً برابر با 240 هزار تومان میباشد را در نظر گرفته است تا هزینه‌های این تحقیقات پوشش داده شود. البته میتوان با در نظر گرفتن رقبای جدید و ورود شرکت‌های دیگر به این عرصه، پیش بینی نمود که قیمت این محصول نیز در آینده شکسته شده و کاهش یابد. 5- چوب بیسبال ساخته شده بر اساس نانولوله کربنی (CNT Bat) :محصولی از شرکت استون اسپرتس (Easton Sports)است. این شرکت- استون اسپرت- واقع در Van Nuys کالیفرنیا با همکاری شرکت Zyvex واقع در تگزاس آمریکا توانست چوب بیسبال CNT را تولید کند.شرکت Zyvex در تگزاس نانو لوله‌های کربنی مورد نیاز شرکت استون اسپرتس را تولید میکند و به کالیفرنیا می‌فرستد.علاقمندان برای اطلاعات بیشتر می‌توانند به آدرس الکترونیکی این شرکت http://baseball.eastonsports.com مراجعه نمایند.علت تولید این چوب های بیسبال توسط شرکت استون اسپرتس چه بود؟در چوب‌های بیسبال فعلی، با فیبرکربنی، فاصله بین الیاف را تنها رزین پر کرده است و این مسأله باعث تضعیف قدرت این چوب‌ها میشود. لذا شرکت استون با پخش کردن نانو لوله‌های کربنی تولید شده شرکت Zyvex روی رزین پایه به رفع این مشکل پرداخت.نتیجه حاصله، چوب بیسبالی شده است که تمامی بازیکنان در هر سنی که باشند می‌توانند بیشترین انعطاف، قابلیت پاسخ و همچنین قدرت ضربه بیشتری را با ضربه‌زدن به محل مورد نظر به دست آورده و در نتیجه به حداکثر عملکرد خود در مدت قانونی بازی دست یابند. هزینه پایه برای استفاده از این فناوری از 175 دلار آغاز و بسته به نوع و جنس افزایش می‌یابد. 6- لباسهای عرقگیر ضد رطوبت:محصولی از شرکت نانوتکس(Nano Tex) بوده که این شرکت در سال‌های گذشته با تولید پارچه‌های ضد چروک و ضد لکه و همچنین تولید ملحفه های خشک‌تر و راحت‌تر در فهرست ده شرکت برتر قرار گرفت، امسال با فهرست متنوع زیادی از لباس‌ها و پارچه‌هایی ضد مایعات، ضد الکتریسیته ساکن و ضدلک ظاهر شده است.این محصولات جدید به دلیل داشتن ردیفی منحصر به فرد از مو‌های ظریف و کوچک، ضمن نشان دادن چنین ویژگی هایی از خود، فرد را نیز آزار نمی‌دهند.این شرکت در آینده‌ای نزدیک در نظر دارد با تولید راحت ترین لباسهای عرقگیر کشباف و نخی که از رزین برای بهبود خواص آن استفاده شده و مبتنی بر فناوری به ثبت رسیده جذب رطوبت است، فعالیت خود را گسترش دهد. با این کار ضمن حفظ راحتی مصرف کننده با جذب رطوبت در حداقل زمان ممکن که ده بار سریع‌تر از الیاف نخیِ رزینیِ امروزی میباشد، بدن وی را هم خشک نگه می‌دارد.یک شرکت ایرانی نیز به نام پوشاک گراد چندی است در تبلیغات تلویزیونی خویش ادعای فروش این نوع محصولات را در ایران میکند.7-جوراب‌های محافظ سرما مبتنی بر فناوری نانو: این جوراب‌ها محصول شرکت Arc Outdoors است؛ که در حال حاضر جوراب‌های پلی‌استری محافظ سرما (Arctic Sheild) را تولید مینماید. تولیدات شرکت Arc Outdoors واقع در اوکلاهاما در فروشگاه‌ها به فروش می‌رسد. در ضمن در الیاف این جوراب‌ها از ذرات 19 نانومتری نقره استفاده شده است.خاصیت نقره وکاربردهای نانویی آن: نقره از قدیم به دلیل خواص ضدمیکروبی خود شناخته شده بود، اما هیچگاه به خوبی به پلیمرها متصل نمی‌شد و در صورت لزوم، آن را به صورت اسپری مورد استفاده قرار می‌دادند؛ و یا مستقیماً به صورت نخ فلزی همراه الیاف مورد استفاده در ساخت جوراب قرار داده و می‌بافتند که چندان برای مصرف کننده راحت نبود.همچنین شرکت نانو هاریزنس(NanoHorizons) با توسعه فرآیندی منحصر به فرد توانست این مشکل را برطرف کنند.هم‌اکنون محصول آن با نام ترکیب پلی‌استری E47 (E47Polyester Master Compound) عرضه میشود و با استفاده از آن میتوان الیافی مصنوعی و راحت برای بافت جوراب و با مقاومت دائمی در برابر بوی بد ساخت.8و9– افزودنی‌های NanoGuard و شیشه‌های خودتمیز شونده: افزودنی‌های NanoGuard که محصول اتحادیه رنگ Behr Kitchen & Bath و حاصل کار شرکت کالیفرنیایی Behr واقع در Santa Ana میباشد و هم اکنون در همه جا قابل دسترسی است. این شرکت با اضافه کردن افزودنی‌هایی در ابعاد نانو، چگالی بیشتری برای حامل‌های آبی پلاستیک آکریلیک فراهم آورد. با خشک شدن این حامل‌ها، این افزودنی‌های NanoGuard موجب ایجاد لایه نازکی میشود که سخت‌تر، مقاوم‌تر و ضد آب و کپک و لک و چربی (گریس) است پوشاندن شیشه‌های جدید (Sic) Activ تولیدی Pilkington، با مقدار کمی از فیلم نانومتری حساس به نور (photoactive) ، موجب میشود تا سطح آن به نحو مؤثری تمیز شود؛ به این ترتیب که تابش نور خورشید به آن باعث واکنش شیمیایی این فیلم با کثیفی‌های آلی نشسته بر سطح شیشه میشود. و در صورت بارش باران یا گرفتن شلنگ آب بر آن قطرات آب به طور یکنواخت و هموار روی سطح شیشه پخش میشود. 10- هوای تمیز با تصفیه‌کننده‌هایNanoBreeze: بخش اصلی و فعال تصفیه کننده‌های هوای NanoBreeze شرکت Salem و فناوریهای NanoTwin مبتنی برN.H، را نوعی نانولوله ثبت شده تشکیل میدهد؛ که خود این لوله به حد کافی برای انجام این کار بزرگ است اما آن را داخل حلقه فایبرگلاسِ پوشیده شده با لایه‌ای از بلورهای دی‌اکسید تیتانیوم، با ابعاد 40 نانومتر قرار میدهند. این نانولوله با تابش پرتوهای UV موجب باردار شدن این بلورها میشود؛ در نتیجه عوامل اکسید کننده قوی ایجاد میشوند به طوری که با چرخش هوا در سطح این لوله، کثیفی‌ها و آلودگی‌های موجود در هوا از بین خواهند رفت.
کاربرد فناوری‌نانو درصنایع فضایی
به گزارش پایگاه اینترنتی فناوری نانو، حفاظت در برابر تابش از کاربردهای اساسی فناوری نانو در سفرهای فضایی است . به گفته دانشمندان ناسا، خطر قرار گرفتن در معرض تابشهای فضایی مهمترین عامل محدودکننده طول مدت سفرهای فضایی است و لذا هم اکنون تحقیقات فراوانی به‌طور خاص در این زمینه در حال انجام است. طراحان سفینه‌های فضایی به این منظور و نیز رفع مشکلاتی مانند بی‌وزنی و دوام ساختار، به‌دنبال موادی هستند که بتواند به آنها در توسعه و ساخت روکش چند کاره بدنه سفینه‌های فضایی( نانو حسگرهایی که بتواند حفاظت موثری در برابر تابشهای فضایی ایجاد کرده و ذخیره انرژی خوبی هم داشته باشد) کمک کند. به اعقتاد دانشمندان نانو مواد پیشرفته‌ای مانند نانولوله‌های ایزوتوپی غنی شده با بور می‌تواند برای این منظور کاملا مناسب باشد. تابشهای فضایی به لحاظ کمی کاملا با آنچه بشر در روی زمین با آن مواجه است تفاوت دارد. یک فضانورد به محض خروج از میدان مغناطیسی و اتمسفر محافظ زمین، در معرض تابشهای یونیزه‌کننده ای به‌صورت ذرات اتمی باردار قرار می‌گیرد که با سرعتی نزدیک به سرعت نور حرکت میکنند. این ذرات پر انرژی (اچ ضد یی (HZEدارای بار زیادی بوده و بیشترین خطر را برای انسان در فضا دارند. قرار گرفتن طولانی مدت در برابر این تابشها موجب آسیب دیدن دی ان‌ای DNA و بروز سرطان میشود. بور ۱۰یکی از مواد محافظی است که دانشمندان مشغول بررسی قابلیت آن هستند. در واقع دانشمندان از دهه ۱۹۳۰نسبت به توانایی این ماده در به دام اندازی نوترون‌ها آگاهی داشتند و در شمارشگر "گایگر" از آن به عنوان محافظ تابش و نیز لایه محافظ راکتورهای هسته‌ای استفاده می‌کردند. نانولوله‌های بور به‌دلیل داشتن ساختاری مشابه با نانولوله‌های شناخته شده کربنی‌ها بسیاری از خواص عالی آنها را داشته و حتی نسبت به آنها از برخی خواص بهتری مانند پایداری شیمیایی بالا، مقاوت اکسیداسیون بالا در دماهای بالا برخوردارند و یک نیمه هادی پایدار با شکاف باندی پهن به شمار می‌آیند. به همین دلیل میتوان آنها را به‌صورت روان‌کننده جامد در کاربردهای دما بالا یا محیطهای خورنده‌ای مانند باتری ها، پیل‌های سوختی، ابر خازن‌ها و ماشینهای پر سرعت به کار برد. محققان برای اولین بار موفق شدند ترکیبی با بازدهی بالا و به مقدار زیاد از این نانولوله‌ها را با استفاده از روش آسیاب توپی یا فرآیند گداخت تولید کنند. آنها در مقاله خود با عنوان" غنی‌سازی نانولوله‌ها با ایزوتوپ نیترید بور "۱۰به نقش ویژه آسیاب توپی پرانرژی در کاهش دمای نیتراسیون، که در نهایت به رشد لوله‌های نازک استوانه‌ای منجر میشود، اشاره کرده‌اند. از جمله کاربردهای ویژه این ماده میتوان به حفاظت در برابر تابش، مواد چندکاره برای ذخیره انرژی، حفاظت محیط زیست، صنایع هسته‌ای، حسگرها و نیز بدنه خارجی سفینه‌های فضایی، کاربردهای نوترون در پزشکی و تشخیص و درمان سرطان اشاره کرد. چندین سال قبل ناسا از محققان خواسته بود تا نمونه نانولوله‌هایی را بسازند تا به‌طور آزمایشی در ایستگاه‌های فضایی مورد استفاده قرار گیرد و هم‌اکنون محققان در حال مذاکره برای کاربردهای احتمالی آنها در ماموریت‌های فضایی و نیز کاربردهای احتمالی نانولوله‌های بور ۱۰هستند. در حال حاضر آزمایش‌های تابشی روی این نانولوله‌ها در حال انجام است. از نانولوله‌های بور ۱۰میتوان نه تنها درصنایع فضایی، بلکه در موارد متعدد دیگری مانند حفاظهای تابشی محکم، ارزان و سبک استفاده کرد.
نتیجه گیزی
اتم به نظر ساده و ابتدایی هیدروژن در طی میلیاردها سال با قابلیت نهفته در خود توانسته است میلیونها نوع آرایش مختلف را در هستی بوجود آورد . بشر از بوجود آوردن اساس ماده عاجز است . ولی در برنامه ریزیهای جدید و یافتن اشکال دیگری از آنچه در طبیعت وجود دارد ، پیش خواهد رفت . طبیعت را خواهد شناخت و به اصطلاح ، قفلهای شگفت آور آن را باز خواهد کرد . احتمالا انسان در شرایط مناسبتری از درجه حرارت و فشار که درتشکیل طبیعی مواد مختلف از هیدروژن لازم است ، بتواند اتمهای مورد نباز خود را تولید کند ، سیارات دیگری را در نهایت در اختیار بگیرد و بعید نیست که نواده های دوردست ما بتوانند در نیمه های راه ابدیت در اکثر نقاط جهان هستی و کهکشانها سکنی گزینند. به احتمال زیاد قبل از پایان هزاره سوم انسانها در بدن خود انواع لوازم مصنوعی و دیجیتالی راخواهند داشت. . از بیماری ، پیری ، درد ستون فقرات ، کم حافظه ای و... رنج نخواهند برد .قابلیت فهم و تحلیل اطلاعات در مغز آنها در مقایسه با امروز بی نهایت خواهد شد . در هزاره های آینده انسانهای طبیعی مانند امروز احتمالا برای مطالعات پژوهشی نگهداری شده و به نمونه های آزمایشگاهی و بطور حتم قابل احترام تبدیل خواهند شد و مردمان آینده از اینهمه درد و ناراحتی که اجداد آنها در هزاره های قبل کشیده اند ، متعجب و متاثر خواهند بود . اکنون جا دارد همگام با تحولات جدید در مهندسی و علوم ، دانشگاهها و مراکز تحقیقاتی بطور جدی به پژوهشهای تکنولوژی مادون ریز مشغول شوند تا حداقل ما هم بتوانیم مرزهای دانش روز را به نسلهای آینده تحویل دهیم و در تشکلهای جدید هستی سهمی داشته باشیم . باشد هرچه زودتر به خود آییم و عمق شکوهمند و معجزه آسای اندیشه بشررا دریابیم و از کوتاه بینی و افکار فرسوده موروثی فاصله بگیریم .
