نانو تکنولوژی(مقالات مرتبط)

[Behzad AZ]

خواص فيبركربن

فيبر كربن متشكل از مواد غير ايزوتراپي است!اين بدين معناست كه تمامي فيبرها داراي نقته تلاقي در يك جهت از فشارهستند و اگر عملي غير از اين باشد نتيجه عكس خواهد داشت.براي مثال و درك بهتر بايد بگويم كه چوب ايزوتراپ نيست يعني پس از حس كردن نيروي زياد از هم متلاشي مي شود اما آلومينيوم و مس اينگونه نيستند و در خود جمع مي شوند و بايد بگويم كه فيبر كربن 3 برابر محكمتر و 4برابر سبك تر از فولاد است! از فيبر كربن براي تقويت مواد پلاستيكي استفاده مي شود.اين مواد به مناسبت سبكي ، استحكام ، صلابت و مقاومت خود در قبال خستگي وسايل قابل توجه است كه يك نوع استفاده از آن در خودرو و نيز در تيونيگ خودروها مورد استفاده قرار مي گيرد.
تراكم و چگالي انبساط نيرو در فيبر كربن و فولاد نير در مقا يسه در جدول زير و برتري فيبر كربن كاملا مشخص مي باشد:
قدرت انبساط چگالي قدرت ويژه
فيبركربن 3.50 1.75 2.00
فولاد 1.30 7.90 0.17

توليد فيبركربن
بطورعادي فيبر كربن از پليمري به نام PAN توليد مي شود كه در صنايع مورد استفاده دارد. پيش ازانجام عمل بهينه سازي كه سبب بروز فعل و انفعال " آ مونواكسيد" بين محلول آمونياك و پروپن مي شود نتيجه توليد " اكريل لونيتريك " است كه مبدل به " پلي اكريل لونيتيريك " مي گردد . بعد ار انجام اين مراحل است كه كارخانه مشغول به توليد فيبركربن مي شود. مرحله نخست كار, منبسط نمودن اين پليمر مي باشد كه در راستاي توليد محصول است كه سرانجام آن , تبديل به محور يا قطب فيبر شود.پس از انجام آن , پليمر در هوايي 200 تا 300 درجه سانتي گراد " اكسيد زدايي " شده كه در اين فرايند هيدروزن از آن جدا و مولكولهاي اكسيژن به آن اضافه شده و سبب شكل دهي ساختمان " هگزاگونال"مي شوند كه تصوير انرا در پايين مشاهده مي نماييد.
حالا زنجيره هاي سفيد پليمر با انجام عمل كربن زدايي تصفيه شده و به رنگ سياه تغيير داده مي شوند.اين درگيرشدن سبب حرارت دادن پليمر تا دماي 2500 درجه سانتيگراد توسط نيتروژن خالص مي شود كه باعث خارج نمودن ناپاكي ها از پليمر و دسترسي به 92 تا 100% كربن خالص مي گردد كه تفاوت اين8%وابستگي مستقيم به كيفيت فيبرها دارد. حال مرحله پاياني فرارسيده و آن بافتن رگه هاي فيبر به ورقه ها و سپس جاسازي آنه در صمغهاي " اپوكسي " مي باشد كه عموما با لفظ " آهار" يا چسب زدن بيان مي شود و در پايان توليد ورقه هاي از فيبركربن مشكي است كه با آن مي توان محصولات متعددي راساخت .
تيمهاي فرمول 1
عموم تيمهاي فرمول1 از اشباع نمودن صمغهاي اپوكسي و لايه هاي طبقه بندي شده شانه عسلي آلومينيوم كه بصورت ساندويچي ميان 2 لايه از فيبركربن قرار مي گيرد استفاده مي نمايند.اين شاسي معمولا نخستين مرحله از توليد يك خودرو است و مراحل ديگري آنراتكميل مي كنند.شاسي اصلي هميشه متشكل از 8 پنل يا لايه است . بنابراين نخستين مرحله توليد شامل ساخت يك نقشه جامد براي آشنايي با ساخت قطعات ديگر است و مدل اصلي , توليدشده از10 لايه دربرگيرنده فيبر كربن با " صمغ اشباع " شده كه در بالاي هرالگو قالب اصلي را توليد مي نمايند.همچنين توليد كالبد اصلي هم شامل مراحلي همچون : درگير و پرنمودن نمودن فضاهاي خالي و انباشتن توده هاي گرم بروي يكديگر مي گردد و حال , كالبد اصلي آماده استفاده كردن است .
فاز بعدي ساخت قطعات واقعي خودرو است كه از تكه قطعات آلومينيوم و فيبر كربن اشباع شده تشكيل شده و با دقت كم نظيري درداخل قالبها ريخته مي شوند. بدين وسيله است كه ورقه هاي حياتي فيبركربن در يك جهت براي توليد جسمي با استحكام مثال زدني قرار مي گيرند و براي مثال مجموع 5 لايه از فيبركربن پوسته بيروني شاسي را تشكيل مي دهند . مرحله بعدي تقويت و بهينه سازي فيبركربن در يك زودپزبخار است كه اين عمل فيبركربن را عريان در مقبل گرما قرار داده و انرا با مواد ديگر كه مورد نياز است همگرا مي كند.در طول اين عمل " صمغ " با فيبركربن لقاح داده شده و يكبارديگر پوسته بيروني تقويت و سپس سرد شد و بعد لايه هاي آلومينيومي شانه عسلي با صمغ به پوسته بيروني چسبانده شده تا بتوانند با قراردادن مواد دركنار يكديگر از آنها محافضت نمايند . پس از آن قاب شاسي به زود پز بخار براي استحكام بيشتر برگردانده مي شوند. پس از خارج نمودن از زود پز و سرد نمودن مجد د, يك لايه متشكل از ورقه هاي اشباع شده فيبركربن بروي لايه اصلي و زنده بدنه قرار مي گيرند و براي قرار گرفتن در بار آخر در زودپز آماده مي شوند و بعد از ان آماده توليد محصول مي گردند.
شايان ذكر است هر ورقه فيبركربن از 48 لايه تشكيل شده كه به يكديگر دوخته مي شوند.هركدام از اين تكه ها سپس بريده و به شكل دلخواه درآمده ودر2بخش Tشكل جاسازي مي شوند و توسط تارهايي به هسته اصلي پليستر الحاق مي شوند.مرحله بعدي هم بافتن اين لايه توسط ماشين مخصوص بافندگي است كه از 25000 مغز تشكيل شده . اين تكنولوژي تولد كننده راقادر مي ساز دكه به اندازه نيار ضخامت و يا نازكي هر لايه را خودش تعيين كند. در برخي ديگر ازمراحل توليد نيز يك كامپيوتر مراحل پرزداركردن را كنترل مي كند .

تكنولوژي كنوني فيبركربن
براي نخستين بار در توليد سوپر جي تي ها اين كارخانه مرسدس بنز بود كه با همياري شريكش مكلارن در سري مسابقات فرمول يك اقدام به استفاده از تكنولوژي CFRP در ساخت سوپراسپرتSLR گرفت. دكتر " رودولف شونبرگ" مدير بخش كسترش ايمني در خودروهاي سواري كمپاني مرسدس بنز در اينباره مي گويد:شما نمي توانيد از سازندگان سوپراسپرتها توقع داشته باشيد كه براي حفظ جان مشتريانشان از كلاه ايمني و يا سيتمهاي pre-safe ويا neck pro در خودروهايشان استفاده كنندو به همين دليل بود كه ما پاي مواد فيبركربن درپروسه توليد خودروهاي سواري راباز نموديم.براي مثال در ساختمان جلويي SLR از 2مخروط كامپوزيتي استفاده كرده ايم كه هركدام حدود 620 ميلي متر طول و 3.4 كيلوگرم وزن دارند و همين مشخصات براي دفع نيروي حاصل از تصادفات درجلو كافي است و اين شاسي قابليتي دارد تا نيروي وارده از عقب و جلو را در نقاط مختلف تقسيم نمايد.
اما مرسدس بنز اخيرا نمونه اي جديد با نام SLR كابريولت روداستر را عرضه نموده كه همانند همان تكنولوژي هاي نمونه كوپه در آن وجود دارد. اين رود استر خوش تراش و زيبا در عقب و جلو داراي 1پوسته حلزون شكل از جنس فيبركربن است و ساير نقاطي همچون درهاي پروانه اي , درپوش ,ستون A داخلي با لايه هاي فولاد تقويت شده , فريم پهن بدنه , بال عقب و بخش عظيمي از دوردرها نيز ازفيبركربن تهييه شده اند كه چنين شاسي را قادر مي سازد 50 درصد بيش ازخودروهاي معمولي وزن را تحمل كند ونكته جالب در خصوص همين درهاي پروا نه اي آن است كه از تكنولوژيSLR افسا نه اي سال 1955 در ساخت آن استفاده شد.
متخصصين بخش ايمني دايملركرايسلر در ابتدا بروي جنس بخشهايي از هواپيما نظير ملخ , سبكان هدايت و بالچه هاي تعادلي در هنگام فرود تحقيقاتي بعمل آوردند و به اين نتيجه رسيدند كه فيبركربن 50 % از فولاد و30% از آلومينيوم مقاومتراست و با اين اوصاف مي توانستند خودرويي توليد كنند كه در كنار مقاومت و ايمني بسيار سبك بوده و البته داراي هندلينگ مثال زدني , دارا بودن پايداري استثنايي بروي زمين و مصرف سوخت كمتري باشد.با استفاده از اين تكنولوژي مهندسين مرسدس بنز و مكلارن توانستند ميزان نيروي فشار آورنده به سقف SLRكابريو را تا ميزان چشمگيري كاهش دهند و سفقي توليد نمودند كه داراي 2 فاكتور سبكي و و استحكام بود و اين مزيت SLR كابريو را قادرمي سازد كه داراي يك Soft Top ايمن باشد. كه تنها توسط يك شاسي در كنسول وسط در عرض 10 ثانيه باز شود و با چنين قاليتهايي راننده مي تواند باسقف باز مرز سرعت 300 كيلومتررادرهم شكند. شايان توجه است كه سقف SLR كابريو در جلونيز داراي يك قوس آلومينيومي است كه هنگام باز بودن كابريو آنرا در شرايط ايمني نگاه مي دارد.
در بخش عقب SLR نيز 2 لايه داخلي از ورقه هاي روي هم رفته فيبركربن كه بصورت ستبر يكديگررا قطع نموده اند و قادرهستند به ميزان چشمگيري نيروي حاصله از ضربات را جذب نمايند استفاده شده كه دركنار انها 2 لايه آلمينيومي محكم در درها هم ديده مي شود. البته جنس ديواره حائل ميان موتور با اطلاق ( Firewall ) از فيبركربن نمي باشد.همچنين نكته قابل توجه در خصوص اين محصول جديد مرسدس بنز انجام تست آيرو استاتيكس و آيروديناميك درتونل باد است كه نقاطي همچون سقف , اسپويلرهاي شكاف دهنده هوا , دفيوزرها وششهاي كنار درها مورد آزمايش قرارگرفته و سبب بروز تعادل مناسب در اكسلها و ايجاد نيروي مناسب down Force در اكسلهاي عقب و جلو شده است كه نتيجه پاياني كار دسترسي به ميزان cd 0.367باسقف بسته و 0.4078 با سقف باز شده است و اين سور اسپرت را در كنارقدرت و توان مثال زدني حركتيش از نظر ايمني يك محصول سرآمد و باكيفيت فوق العاده در سراسرجهان معرفي نموده كه اگرچه همانند فرراري , بوگاتي , لمبو , كونيخ و يا آسكاري در تعداد كميابتوليد نشده اما همانند يك اطلاقك ضد ضربه است كه هر هزارم ثانيه از جان سرنشين را بيمه مي كند.


تقسيم بندي الياف فيبر كربن:
در حال حاظر سه نوع منبع براي توليد اين الياف وجود دارد
1- الياف ساخته شده از گياهان يا سلولزي
2- الياف كربن ساخته شده از قير
3- الياف كربن ساخته شده از پلي اكريل نيتريل
به دليل ساختمان مولكولي و اتمي و همچنبين توليد مدول كششي قابل توجه با ساير انواع الياف نوع سوم از اهميت بيشتري برخوردار بوده و كاربردهاي متعددي دارد.
با مقايسه سريع بين خواص اين الياف و فولاد مي توان به اهميت اين مواد پي برد :
فيبر كربن استاندارد:
مقاومت كششي : 3.5 پاسگال
مدول كششي : 230 پاسگال
چگالي : 1.75 g/cm
فولاد با مقاومت زياد :
مقاومت كششي: 1.3 GPa
مدول كششي: 210 GPa
چگالي : 7.87 g/cm
با توجه به جدول واضح است كه الياف كربن مقاومت كششي بالاتري نسبت به فولاد دارند در حالي كه وزن تقريبا آن را دارا مي باشند . به همين دليل امروزه در صنايع مختلفي به ويژه خودروسازي سعي مي شود از الياف به جاي فلزات استفاده شود.
چند نمونه از محصولاتي كه در ساخت آنها از الياف فيبر كربن استفاده شده است :
كمپاني معروف Lamborghini در يكي از محصولات بسيار زيباي خود كه داراي طراحي بدنه كاملا جديدي مي باشد از كامپوزيت فيبر كربن ((CFC استفاده كرده است . اجزاي بيروني خودرو با اين نوع كامپوزيت و همينطور فولاد كار شده كه كاملا با يكديگر مقاوم شده است
كمپاني BMW در برخي از محصولات خود در قسمت ورودي هوا از الياف فيبر كربن استفاده كرده است مه علاوه بر زيبايي از استحكام بسيار خوبي برخوردار مي باشد .
صندلي هاي بسيار سبك وزن با ساختار فيبر كربن مجهز به كمربندهايي با شش نقطه اتصال ساخت كمپاني معروف sparco همراه با بارها ( لوله هاي واژگوني و تصادف ) علاوه بر خود نمايي ايمني راننده را تضمين مي كند .
file:///C:/DOCUME%7E1/Kavir/LOCALS%7E1/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image001.gif
استفاده از فيبر كربن در ساخت رينگهاي خودرو كه باعث شده است وزن خودرو به صورت محصوصي كاهش پيدا كند و نيز علاوه بر سبك بودن بسيار مقاوم نسبت به ذربه مي باشد .در مسابقات اتومبيلراني به دليل اين كه هر چه خودرو از وزن كمتري برخوردار باشد مي تواند سريعتر حركت كند و امتياز بيشتري را كسب كنند از اين نوع رينگها استفاده مي كنند .

در بدنه خودرو به خصوص در صنايع تيونيگ خودرو تيونرها در قسمتهاي مختلف اتومبيل از الياف فيبر كربن استفاده مي كنند به دليل شكل پذيري بيشتر نسبت به مواد فلزي و مقاومت بالا.
از اين الياف در داخل خودرو نيز استفاده مي شود قسمتهايي كه بيشتر در دسترس استفاده قرار مي گيرد مانند فرمان ، كنسول مياني ،در قسمت ركاب از داخل خودرو و ... كه نماي بسيار زيبايي به داخل خودرو مي دهد .
لامبورگيني و سبك شدن
Gallardo LP 570-4 Spyder يكي از تاز هترين محصولات لامبورگينيا ست كه قرارا ست ا ز سال 2011 به توليدا نبوه برسد. ا ين خودرو دو مشخصه سبكي وزن و ساختار آيروديناميكي را يكجا به همراه دارد. در محصول جديد لامبورگيني كه نسخه به روز شده ايا ز يك خط توليد با عمر چند ساله است به لطف بهر هگيري از تازه ترين دستاوردهاي علم مواد از تركيبات مخصوصي براي ساخت بدنه خودرو استفاده شده است كه وزن آن را تا 65 كيلوگرم نسبت به نسخه قبلي كاهش داده و به 1485 كيلوگرم رسانده است. معمولا در خودروهايي كه رو باز به شمار مي آيند وزن خودرو قابل توجه است، ا ما در اين محصول جديد تلاش چشمگيري براي رفع اين نقيصه شده است. بهره گيريا ز مواد ساخته شدها ز فيبركربني دربخشهاي زياديا ز قسم تهاي داخلي و خارجي خودرو موجب شده تا برخي حتي آن راب ه عنوان يكيا ز سبك وزن ترين خودروهاي اسپرت و سرعتي جهان به شمار آورند. معمولا در خودروهاي اسپرت به كارگيري مواد ساخته شدها ز فيبر كربني بيشتر از ساير خودروها به شمار مي آيد چون سبكي وزن خودرو موجب مي شود سطح مانوردهي آن به طرز قابل توجهي افزايش يابد. در عين حال توليد آلاينده دي اكسيدكربن نيز در اين خودرو در سطح بسيار پاييني قرار دارد. 5 /2 موتور اين خودرو 10 سيلندري است كه با گنجايش ليتر توان قابل توجه 570 ا سب بخار را توليد مي كند.ا ين توان براي حركت شتابان خودرو و عقب نماندن در كورس رقابت با خودروهاي رقيب كافي است.
قبولي در امتحان صفر تا100
از روزي كها ستارت طرحي4 LP 570- زده شد قرار بود شتابا وليه چشمگيري براي آن تعريف شود. معمولا براي خودروهاي اسپرت روباز طي كردن صفر تا100 كيلومتر بر ساعت در كمتر از چهار ثانيه يك موفقيت / زمان 9 LP 570- خوب به شمار م يآيد حال آنكه 3.4 ثانيه را درا ختيار دارد كها زا ين نظر مي توان آن را خودروي برنده در ا متحان صفر تا 100 عنوان كرد. در ا ين خودرو حداكثر سرعت نيز رقمي چشمگير است. 324 كيلومتر بر ساعت ركورديا ست كه در آزمايشات مختلف به ثبت رسيدها ست كه تقريبا مي توان آن را همطراز بسياريا ز خودروهاي رقيب در نظر گرفت.
در محصول جديد لامبورگيني حتيب ه سبكي تايرها نيز توجه شده است. تايرهايي كه براي اين خودرو در نظر گرفته شدها ست محصول شركت پيرلي هستند. پسا ز بررس يهاي فراوان تايرهاي مختص خودروهاي اسپرت زير اين خودرو بسته شده تا آنها نيز Pirelli P Zero Corsa در سب كتر كردن وزن نهايي خودرو سهم داشته باشند. بايد پذيرفت در تمامي خودروهاي ساخت لامبورگيني قدرت قابل توجه موتور و عملكرد دقيق، دو مشخصه بارز بايد تمركز صورت LP 570- به شمار م يآيند،ا ما در 4 گرفته بر روي جوهره زبان طراحي را نيز بها ين فاكتورها اضافه كرد. بدنه خودرو ساختاري كشيده و عاريا ز هر گونه زوائد و دكوربند يهاست. به عبارت ديگر خبريا ز خطوط زوائد و دكوربند يهاست. به عبارت ديگر خبريا ز خطوط نيز در بدنه ديده م يشود نشانا زا بتكارعملي براي كاهش مصرف سوخت و در عين حال افزايش ساختار آيروديناميكي خودرو دارد.
سپر سه بعدي
در سرعتهاي بالا كاستن از مقاومت شديد هوا تنها ابزار ممكنب راي دستيابيب ه حداكثر سرعت و در عين حال كاستن از مصرف سوخت است. مهندسان لامبورگيني براي اين منظور در مركز Lamborghini's Centro Stile دست بها نجام يك سري آزمايشات پيشرفته زدند كه در آن تونل باد نقش يك كانون مركزي را داشت. آنها درا ين تونل سپر جلويي لامبورگيني جديد را كه ساختاري سه بعدي و ذوزنق هاي دارد بارها مورد بررسي قرار دادند. وجود حفر ههاي بزرگ در اين سپر موجب م يشود تا جريان هوا با كمترين مقاومت وارد بخش موتور شده و در عين حال به خنك سازي آن نيز كمك كند سري به قسمتهاي داخلي خودرو م يزنيم درا ين بخش وسيع نيز ردپاي فيبر كربني ديده م يشود. مهندسان لامبورگينيا ز پن لهاي در گرفته تا پوشش اطراف كنسول ميان دو صندلي،ا ز فيبر كربني براي ساخت قسمتهاي مختلفا ستفاده كرد هاند تاب دين ترتيب گرمب ه گرم از وزنن هايي خودرو كاسته شود. صندل يهاي خودرون يزا زا ين ابتكار عمل ب ينصيب نبود هاند به طوري كه باا ستفادها زا ين مواد نه تنها احتمال تعريق پشت بدن راننده و سرنشين بسيار كم م يشود بلكه باز هم به كاستنا ز وزن نهايي خودرو كمك م يشود. با بهر هگيريا ز تاز هترين دستاوردهاي علم مواد، به جاي استفاده از چرم براي پوشش صندل يها از ماد هاي موسوم به Alcantara ا ستفاده شدها ست كه نه تنها وزن بسيار كمي دارد بلكه طول عمر مفيد چشمگيري نيز داشته و در عين حال به زيبايي فضاي داخلي خودرو كمك م يكند. البته تلاش براي دستيابي به خودرويي با وزن بسيار كم به معناي آن نبوده است كه توجهي به برخي نكات و امكانات مورد نياز درون خودرو نشود. در همين راستا سيست مهاي تهويه مطبوع هوا و شيشها لكتريكي خودرو همچون بسياري از بخ شهاي ديگر سر جاي خود قرار دارند. استفاده از عنصر گران قيمت تيتانيوم در ساخت پي چها و بخ شهاييا ز سيستم نگه دارنده چر خها باا ين نگرشا نجام شدها ست كه خودرو نه تنهاا ستحكام بيشتري پيدا كند بلكه با وزن كمتري در جاده به حركت خود ادامه دهد. در نگاه كلي م يتوان Gallardo LP 570-4 Spyder را تلاشي براي رسيدن به سبكي و شتاب مضاعف دانست

[Behzad AZ]

كشف ساختارهاي قفسي در خوشه هاي طلا

شناسايي C60 و فولرين‌هاي بزرگتر تلاش براي دستيابي و شناسايي ساختارهاي قفسه‌اي مشابه از عناصر ديگر را افزايش داده است. محققان دانشگاه Nebraska Lincoln (UNL) و دانشگاه واشينگتن (WSU) ادعا مي‌كنند مدارك تئوري و تجربي دال بر وجود ساختارهاي پايداري از طلا در اختيار دارند.
اين كشف هنگام بررسي چگونگي تبديل ساختار Au13 مسطح به Au20 چهاروجهي صورت گرفت. X.C. Zeng. از UNL مي‌گويد: ما فقط مي‌خواستيم بدانيم چه زماني اين ساختار مسطح شروع به تغيير شكل به ساختار توده‌اي مي‌كند.
اطلاعات تجربي اين پروژه در آزمايشگاه ملي Pacific Northwest به دست آمد. محققان wsu از يك منبع تبخير ليزري براي توليد خوشه‌هاي طلا با 15 الي 19 اتم طلا استفاده كردند. آنها طيف فوتوالكترون (PES) اين خوشه‌ها را در 226nm (4/661ev) و 193nm 6/424ev)( اندازه گرفتند.
اين محققان با تركيب محاسبات شيمي كوانتوم با يك روش جستجوي كامپيوتري قدرتمند، پايدارترين حالت‌هاي خوشه‌هاي آنيوني ‌Au را در محدوده 15 تا 19 اتم شناسايي كردند. داده‌هاي تئوري PES براي پايدارترين ساختارها شامل يك ساختار براي حالت5;n=19ساختار براي حالت n=16 و n=15 و 6 ساختار براي حالت n=17 و n=18مي‌باشد.
اين مطالعه تئوري نشان مي‌دهد كه تقريب اً يكي از كم انرژي‌ترين خوشه‌ها با 16، 17 يا 18 اتم Au بايد ساختار قفس توخالي داشته باشد. اين ساختارها مطابقت خوبي با داده‌هاي تجربي PES داشتند. فضاي خالي درون قفس Au حدود 6 آنگستروم تخمين زده مي‌شود كه براي پذيرفتن يك اتم خارجي كافي است.
اين امر مي‌تواند باعث پايداري اين ساختارها شود كه ممكن است در اثر تماس با سطح يك ماده ديگر تغيير شكل پيدا كنند. تمام اطلاعات تئوري و تجربي كه تاكنون به دست آمد بر اين فرض استوارند كه هيچ كدام از خوشه‌ها به يكديگر متصل نبوده و همگي در خلأ قرار دارند.
در برگرفتن يك اتم خارجي توسط قفس طلا مي‌تواند در توليد كاتاليست‌هاي سوختي در آينده مورد استفاده قرار گيرد. قفس‌هاي خالي خوشه‌هاي طلا نيز مي‌توانند به عنوان يك سيستم جديد رهاسازي و حمل عوامل دارويي در خون بكار روند.
نتايج كار اين محققان در Proc. Natl. Acad. Sci. USA, (2006) 103. 8326 به چاپ رسيده است.

[Behzad AZ]

تقليد از طبيعت توسط نانو لوله ها

دانشمندان موسسه California Nanosystems در دانشگاه كاليفرنيا (UCLA) با استفاده از ترانزيستورهاي اثر ميدان (FETs) ساخته شده از نانولوله هاي كربني تك جداره (SWNT) عامل دار شده توسط مشتقات روي پورفيرين، سيستمي را توسعه داده اند كه مي تواند به طور مستقيم انتقال الكترون القاء شده توسط نور را درون يك سيستم دهنده-گيرنده تشخيص دهد. اين تحقيق مي تواند مبنايي براي كاربردهايي همچون فتوسنتز مصنوعي و منابع جديد انرژي همانند پيل هاي خورشيدي باشد.
تبديل مستقيم تغييرات محيطي به پالس هاي الكتريكي مكانيسم اصلي سيستم حسي بدن مي باشد و كار اين محققان، قدمي در مسير ايجاد يك ابزار پيچيده مبتني بر اين اصل مي باشد. اين محققان پورفيرين (يك مولكول جاذب نور كه موجب آغاز واكنش نوآرايي بار در گياهان مي شود) را با يك ترانزيستور تركيب نمودند. كانال رساناي ترانزيستور توسط شبكه اي از نانولوله هاي كربني ايجاد مي شود. اين سيستم بخشي از فرآيند طبيعي فتوسنتز، يا به صورت دقيق تر، استفاده از مواد جاذب نور براي آغاز انتقال الكترون را تقليد مي كند. با اين حال، بر خلاف فرآيند فتوسنتز، جذب نور در اين سيستم به جاي آغاز فرآيند انتقال الكترون ها از پورفيرين، موجب شروع فرآيند انتقال حفرات مي گردد. با اندازه گيري پاسخ الكترونيكي به عنوان تابعي از طول موج و شدت نور، و مقايسه آن با طيف جذب نوري پورفيرين مي توان فرآيند نوآرايي الكتروني را به طور مستقيم تشخيص داد.
George Gruner از UCLA مي گويد: «با استفاده از ترانزيستور (مثلاً به جاي ماده عايق) مي توان به طور مستقيم انتقال بار القا شده توسط نور از ماده به ابزار الكترونيكي را اندازه گيري كرد. آزمايشات ما مدرك مستقيمي بر اين امر ارائه مي دهد. اين كار امكان حسگري نوري و همچنين توليد انواع مختلفي از ابزارهاي اپتوالكترونيكي مبتني بر فرآيند شناخته شده انتقال بار را نشان مي دهد. به عنوان مثال مي توان اين كار را اولين گام توليد چشم مصنوعي به حساب آورد».
محققان همچنين نشان دادند كه اين ترانزيستورها را مي توان روي هر بستري (حتي يك بستر زيست سازگار) توليد نموده و آنقدر كوچك هستند كه مي توان آرايه اي متشكل از تعداد زيادي ترازيستور توليد نمود.

[Behzad AZ]

پرتوهاي رنگي به نانوذرات شكل مي‌دهند (http://khabaronline.ir/news-44827.aspx)

پژوهشگران در روشي ساده‌تر از روش تغييرات حرارتي، توانستند با تاباندن پرتوهاي رنگي نور به محلول نقره، نانوذرات نقره را به شكل ميله، مثلث، 6ضلعي، 12ضلعي و دايره درآورند و ذرات يك‌دست‌تري بدست آورند.
ابوالفضل كريمي: چه تعداد شيمي‌دان لازم است تا رنگ لامپ ال.اي.دي را تغيير بدهيم ؟دو نفر! اما دو نفر از همين شيمي‌دان‌ها نشان داده‌اند كه مي‌توان با انتخاب رنگ، شكل نانوذرات محلول نقره را تغيير داد.
به گزارش نيوساينتيست، كوين استمپلكوسكي و جوآن اسكايانو از دانشگاه اوتاوا واقع در كانادا توانسته‌اند با تاباندن نورهاي سبز، قرمز، نارنجي، بنفش و آبي به محلول يون نقره، ذرات نقره را به ترتيب به شكل‌هاي شش ضلعي، ميله‌اي، مثلثي، كروي يا دوازده وجهي درآورند.
انتخاب شكل نانوذرات بسيار مهم است، زيرا به اين وسيله مي‌توان خصوصيات آنها را تغيير داد. براي مثال نانوذرات نقره براي ساخت پارچه‌هاي ضد باكتري به كار مي‌رود و ذرات مثلثي شكل، كشنده‌ترين نوع را تشكيل مي‌دهند.
تغيير شكل ساده
استمپلكوسكي و اسكايانو از محلول نيترات نقره با دو ماده افزودني استفاده كردند. يكي از آنها شكل‌دهي ذره را آغاز مي‌كند، در حالي‌كه ديگري از بزرگ‌شدن بيش از حد آنها جلوگيري مي‌كند.
اين ذرات با استفاده از نور فرابنفش به وجود مي‌آيند كه باعث مي‌شود ذرات كوچك نقره كه هر كدام 3 نانومتر از يكديگر فاصله دارند، در محلول ته‌نشين شوند. تغيير دادن رنگ ال.اي.دي به يك فركانس مشخص براي 24 ساعت باعث مي‌شود اين نانوذرات به شكل دلخواه و با فاصله بين 50 تا 200 نانومتر از يكديگر در بيايند.
http://khabaronline.ir/images/2010/2/nano.gif.jpg
اما چرا تابش نور بايد منجر به تغيير شكل اين نانوذرات شود؟ نورهاي رنگي، ميدان الكترومغناطيسي در اطراف ذرات نقره به وجود مي‌آورند كه باعث مي‌شود آن‌ها به نزديك‌ترين همسايه خود بچسبند.
استامپلكوسكي در اين باره گفت: «نور باعث شكل‌دهي ذراتي مي‌شود كه طول‌موج مشخصي دريافت مي‌كنند و اين پروسه تا زماني كه همه ذرات اين نور جذب شده را به اشتراك بگذارند، ادامه پيدا خواهد كرد».
هر رنگ خاص، ميدان الكترومغناطيسي خاصي را القا مي‌كند كه باعث مي‌شود نانوذرات به يك شكل مشخص در كنار يكديگر قرار بگيرند. اين بدان دليل است كه انرژي نوراني جذب شده به گرما تبديل مي‌شود و اين ذرات را به شكل معيني در جاي خود تثبيت مي‌كند. از آن‌جاكه ذرات، نور را در فركانس معيني جذب مي‌كنند، رنگ محلول نيز تغيير مي‌كند؛ براي مثال 12 ضلعي‌ها نور آبي را جذب مي‌كنند و درنتيجه، محلول به رنگ زرد پرتغالي (يعني مكمل آن) درمي‌آيد.
استمپلكوسكي مي‌گويد: «روش فعلي براي شكل دادن به نانوذرات نقره، گرم كردن آنها در يك دماي مشخص است. اما تغيير دادن ناگهاني دماي محلول دشوار است و اين روش باعث به وجود آمدن مخلوطي از شكل‌هاي گوناگون مي‌شود. اين درحالي است كه تغيير پرتوهاي رنگي آسان‌تر است و مي‌تواند نتيجه يكنواخت‌تري به ما بدهد».
تيم جورج شاتز از دانشگاه نورث‌وسترن در ايلي‌نوي آمريكا، اولين شخصي بود كه نشان داد نور مي‌تواند باعث تغيير رشد ذرات نقره شود. اما او مي‌گويد: «اين موضوع كه شما مي‌توانيد با استفاده از اين روش شكل ذرات را تغيير دهيد، بسيار هيجان‌انگيز است. نانوذراتي كه شكل و ابعاد دقيقي داشته باشند، در سنجش و تشخيص پزشكي مورد توجهند».
جان كلي، نور-شيمي‌دان در ترينيتي كالج دوبلين واقع در ايرلند كه در زمينه نانوذرات نقره نيز فعاليت مي‌كند، در اين باره گفت: «به دليل اين‌كه اين روش با نور كار مي‌كند، مي‌توان آن را در دماي اتاق يا حتي پايين‌تر به كار برد».

[Behzad AZ]

آناليز شكست( Failure analysis)



آناليز شكست و پيشگيري از آن ، كار مهمي است كه براي تمام سازه هاي مهندسي ضروري مي باشد . يكي از رشته هاي مهندسي كه نقش بسيار مهمي در آناليز و تحليل شكست دارد مهندسي مواد است . خواه يك قطعه يا جزء در هنگام كار كردن شكسته شود . و يا در هنگام توليد ( در طي پروسه ي ساخت ) ، در هر مورد بايد علت شكست براي پي بردن به نحوه ي جلوگيري از اتفاق دوباره در آينده ، تعيين گردد . يكي ديگر از موارد مورد بررسي تعيين نحوه ي به كارگيري از وسايل ، اجزاء و ساختارها مي باشد كه بايد مورد بررسي و مطالعه قرار گيرد .
يكي از مثال هاي بسيار محسوس از كاربرد آناليز شكست در صنايع هوايي مي باشد . سوانح هوايي در ذهن افكار عمومي مي ماند كه علت آن از دست رفتن غير عادي جان افراد زيادي به طور آني و آسيب روحي بسيار زيادي است كه اين نوع خاص از حوادث دارد .
در 19 دسامبر 2005 ، همين كه يك هواپيماي دريايي با نام Grumman G73T Turbo Mallard از ساحل ميامي در فلوريدا عبور كرد ، منفجر شد و اين سقوط هنگامي اتفاق افتاد كه هواپيما در حال بلند شدن بود.
هواپيما حامل پانزده مسافر ، 3 كودك و دو خدمه بود . در هنگام وقوع حادثه ، انفجاري اتفاق افتاد و هواپيما آتش گرفت و بال سمت راست هواپيما ، پيش از برخورد هواپيما با سطح آب از آن جدا شد . آزمايشات انجام گرفته بر روي لاشه ي هواپيما نشان داد كه ترك هاي ناشي از خستگي در بال راست هواپيما موجب بروز حادثه شد . اما علت حادثه هنوز در دست بررسي مي باشد . به هر حال شكست در ساختار هواپيما كه در ابتدا با خستگي شروع شد مورد شك است .
يكي ديگر از سوانح هوايي فاجعه ي پرواز 800 خطوط هوايي Trans world Air lines بود ( اين شركت يكي از گسترده ترين شركت هاي هوايي در ايالات متحده ي آمريكاست ) اين اتفاق هنگامي رخ داد كه يك هواپيماي بويينگ 747 در Long Island ( ايسلندي كه متعلق به ايالت نيويورك آمريكاست ) در حال پرواز بود . تلاش هاي گسترده اي براي پيدا كردن علت اين تصادف انجام شد ولي تا كنون علت خاصي براي وقوع اين فاجعه پيدا نشده است ؛ اما محتمل ترين علت اين حادثه فرسودگي سيم هاي سنسور مخزن سوخت اين هواپيما پيش بيني مي شود .
بسياري از مردم عكس هايي از حادثه ي بازسازي شده ديدند .
بازسازي حادثه يك مرحله اصلي در بررسي سوانح هوايي مي باشد . بررسي سوانح هوايي به صورت كلاسيك با بررسي بر روي سوانح هوايي De Havilland Comet در ابتداي دهه ي 1950 آغاز شد .
Comet اولين خط هوايي بود كه از جت هاي تجاري استفاده كرد . بسياري از Comet ها در ساختمان نشان شكستگي پيدا مي كردند كه اين امر به خاطر عيوب طراحي بود . تلاش هاي انجام گرفته منجر به آگاهي از علت اين سوانح هوايي شد . آناليز متالورژيكي شكست نقش تعيين كننده اي در فهميدن مكانيزم و توالي شكست داشت و سرانجام باعث شناخت علت سوانح هوايي شد .

http://www.rasekhoon.net/_WebsiteData/Article/ArticleImages/1/1388/ordibehesht/13/984148%20%281%29.jpg
تازه ترين سوانح هوايي كه باعث ايجاد پيامدهاي اساسي شد شامل : پرواز 261 خطوط هوايي آلاسكا ( Alaska Air lines ) است كه در اين حادثه يك هواپيماي بويينگ McDonnell Douglas MD-83 در اقيانوس آرام سقوط كرد . اين هواپيما عازم كاليفورنيا بود و در 31 ژانويه ي 2000 سقوط كرد .
همچنين پرواز 587 خطوط هوايي آمريكا American Air lines ، كه در اين حادثه يك هواپيماي ايرباس A-300 در ابتداي كوپينز جنوبي Southern Queens در مجاورت شهر نيويورك و در 12 نوامبر 2001 سقوط كرد . در شكل 1 عكس هايي از سقوط هواپيماها و يا انهدام آنها را مي بينيد .
يكي ديگر از مثالهاي مورد بررسي سوانح در بخش حمل و نقل ريلي مي باشد . كه در اين حادثه كه در سوم ژوئن 1998 اتفاق افتاد ، يك قطار سريع السير در كشور آلمان از ريل خارج شد . قطار در حال طي مسير ميان مونيخ و هامبورگ بود كه قبل از ساعت 11 صبح در Eschede كه در 35 مايلي شمال هانوفر واقع است از خط خارج شد . بر اساس گزارش به دست آمده تعدادي از مسافران قطار پيش از واژگوني قطار صداي تغ تغ كردن قطعه اي از قطار را شنيده بودند . با بررسي هاي انجام گرفته علت تغ تغ كردن ها مشخص شد . مأمورين تحقيق مي گويند كه يكي از چرخهاي قطار پيش از واژگوني شكسته بوده . البته اين محتمل ترين علت شناخته شد .
آناليز شكست به تحقيقات درزمينه ي سوانح قطارها و هواپيماها محدود نمي شود . در اينجا من اميدوارم كه بتوانم در مورد معناي آناليز شكست توضيحاتي بدهم .
آناليز شكست (Failure analysis)گاهي اوقات با نام جلوگيري از شكست ( Failure Prevention) ناميده مي شود . اين واژه در صنعت الكترونيك با نام Reliability Physics نام گذاري شده است . از آنجايي كه مهندسين مواد نقش عمده اي در پروسه ي آناليز شكست ايفا مي كنند . مطالعه در زمينه ي مهندسي و علم مواد دري است كه به سوي دنياي آناليز شكست باز مي گردد .
شكست خط لوله ي گاز طبيعي در ونزوئلا ( Venezuelan Natural Gass Pipeline Rupture ) :

در دسامبر 1993 يك لوله ي گاز طبيعي در كنار بزرگراهي در ونزوئلا تركيد . ( شكل 2 الف ) احتراق سريع گازهاي پخش شد ه باعث پديد آمدن چنان جهنمي شد كه حداقل 50 نفر در آن حادثه كشته شدند . مهندسين انجمن آناليز شكست با متخصصين خود در زمينه هاي مواد ، احتراق و مكانيزم شكست براي بررسي علت و چگونگي وقوع اين حادثه به ونزوئلا سفر كردند تا بتوانند علت وقوع چنين حادثه اي را پيدا كنند .

http://www.rasekhoon.net/_WebsiteData/Article/ArticleImages/1/1388/ordibehesht/13/984148%20%282%29.jpg
البته لازم به ذكر است كه علت وقوع چنين حادثه اي مي تواند بدي طراحي ، مواد اوليه ي نامرغوب در تهيه ي لوله ها و يا پروسه ي معيوب اتصال لوله ها به وسيله ي جوش و يا حتي خوردگي در بخشي از اين لوله باشد . همچنين در شكل 2 ب شكست در نردبان ماشين آتش نشاني هوريل ( Heverill fire department) را مي بينيد . شكستن نردبان هرگز يك واقعه ي غير عادي نيست و مانند حادثه ي خط لوله ي گاز طبيعي در ونزوئلا مي توانند به دليل عواملي همچون : اشتباهات طراحي ، استفاده از مواد نامرغوب و يا به علت روش توليد باشد . يكي از عوامل ديگر كه بر شكست قطعات موثر است ، شكست بر اساس پديده اي به نام خستگي ( Fatigue) مي باشد .
خستگي يك طريقه ي ايجاد شكستگي در قطعات است . كه در مواد به كار رفته در ساختار ماشين ها ، در جاهايي كه بارگذاري مداوم داريم اتفاق مي افتد . هنگامي كه در مورد خستگي فكر مي كنند واقعاً به يك نردبان هوايي ، يك ميله ي متحرك در اتومبيل و يا يك بال هواپيما احتياج پيدا مي كنيد . در اين مقاله شما مي توانيد بفهميد كه يك نفر چگونه مي تواند شكست ناشي از خستگي را از انواع ديگر شكست ها تشخيص دهد . براي آناليز شكست در ساختار قطعات ، ما نيازمند تست هاي مكانيكي هستيم . براي مثال بياييد در مورد احتمال شكست بر اساس پديده ي خستگي در يك فنر مورد استفاده در درب يك گاراژ صحبت كنيم . براي پيش بيني عمر يك چنين فنري ، بايد بدانيم كه هنگام قرارگيري اين فنر در درب گاراژ چه مقدار نيرو بر آن اعمال مي شود . همچنين بايد تعداد دفعاتي كه اين نيرو مثلاً در مدت يك سال بر قطعه وارد مي شود . را بدانيم با استفاده از روش هاي تحليلي و روش هاي مدل سازي كامپيوتري مي توان به سوال خودمان پاسخ دهيم و پيش بيني كنيم كه خستگي در اين فنر پس از گذشت چند دفعه و يا سيكل اتفاق مي افتد . با مقايسه ي نتايج حاصل از مدل سازي با نتايج حاصل از آزمون خستگي مي توان درستي روش مدل سازي را بررسي كرد . تست خستگي با آزمون كشش تك محوري و بر روي نمونه ي فنر انجام مي شود . ( در شكل 3 )

http://www.rasekhoon.net/_WebsiteData/Article/ArticleImages/1/1388/ordibehesht/13/984148%20%283%29.jpg
يك نمونه سيستم براي تست مواد ساختماني نشان داده شده است . اين دستگاه مخصوص خستگي است كه براي نيروهاي كوچك و كاربردهايي كه خستگي دوره اي ( ديناميك ) است ، ساخته شده است .
همچنين اين دستگاه در دو حالت كشش و فشار كار مي كند . اين سيستم بر اساس گزارش داده شده براي آزمايشات بيومكانيك بر روي مواد استخواني مورد استفاده در صنعت پزشكي در مدرسه ي پزشكي هاروارد ( Harvard Medical School) طراحي و ساخته شده است .
در بخش هاي قبلي امكان وقوع شكستگي در ساختمان يك نردبان به وسيله ي پديده ي خستگي اشاره شد . حال چگونه كسي مي تواند بگويد كه شكستگي به وجود آمده به علت خستگي رخ داده و به علت ساير مكانيزم هاي ترد شدن فلزات نيست ؟
جواب به سوال بالا اين است كه بايد قطعه را فراكتوگرافي ( Fractography) كنيم .

http://www.rasekhoon.net/_WebsiteData/Article/ArticleImages/1/1388/ordibehesht/13/984148%20%284%29.jpg
فراكتوگرافي يك بررسي مقطع شكست با يك ميكروسكوپ است . كه تا پيش از ظهور ميكروسكوپ هاي الكتروني ( TEM,SEM) انجام فراكتوگرافي بسيار مشكل بود . در شكل 4 يك سطح مقطع شكست كه با SEM تصويربرداري شده را مي بينيد ( بزرگنمايي تقريباً 5000x است ) . در اين تصوير ترك هاي موازي نمايش داده شده است كه اين خطوط به خطوط خستگي معروف اند و مشخصه ي رشد ترك هاي حاصل از خستگي در يك ماده ي نرم ( داكتيل ) .
حال به سانحه ي هوايي Grumman G73T Turbo Mallard كه در بالا بدان اشاره شد بر مي گرديم . پس از انجام آزمايشات فراكتوگرافي بر روي لاشه ي هواپيما مامورين متوجه ايجاد خستگي بر روي ديرك عقبي بال سمت راست هواپيما شدند ؛ كه همين خستگي موجب شكسته شدن ديرك و جدايش بال هواپيما شد .
بازرسي قطعات غير فلزي ( Inspection of Non-Metallic Components) :

اكنون بياييد بر روي قطعه اي غير فلزي كه يك مهندس مواد بايد آن را براي بهينه سازي كارايي تحليل و بررسي كند ، متمركز شويم . براي مثال : معمولي ترين نوع از واشرهايي كه در موقعيت هاي ديناميكي كاربرد دارند ، واشرهاي تهيه شده از مواد آلي هستند . ( مثلاً واشر شافت متحرك ) . در حالي كه قيمت اين واشرها مينيمم است ، برخي از خواص اين لاستيك ها نيز بسيار خوب است . و اين امر باعث كاربرد وسيع اين نوع واشر در صنايع مختلف شده است .

http://www.rasekhoon.net/_WebsiteData/Article/ArticleImages/1/1388/ordibehesht/13/984148%20%285%29.jpg
در كنار تمام خصوصيات اين نوع از واشرها ، يك تركيدگي زود هنگام ، مي تواند بهترين برنامه ريزي كاري را نيز خراب كند . شكل 5 دو تصوير از ايجاد ترك در مواد پليمري نشان داده شده است .
در شكل 5 الف يك پيغام مهم در مورد هر آناليز شكست آورده شده است . كه اين پيام بررسي دقيق نمونه با چشم غير مسلح و يا با ذره بين با بزرگنمايي 5x يا 10x است . نكته ي مهم در مورد مواد پليمري اين است كه هر شكست و تركي از سطح جسم پليمري شروع مي شود . در شكل 5 ب يك نوع خاص از مكانيزم هاي شكست نشان داده شده است . ضمناً هنگامي كه سرعت دستگاه ( شافت متحرك ) افزايش يابد دماي لبه هاي واشر افزايش يافته ، كه يكي از نتايج دماي بالا خشكي و نتيجه ي ديگر شكنندگي لبه هاي واشر است . كشيدن لبه هاي واشر ممكن است ترك هاي به وجود آمده در قطعه را بهتر آشكار كند . نشانه ي ديگر اين تخريب ( ايجاد ترك ها ) يك لايه ي نازك حلقوي است كه درطول لبه واشر تشكيل مي شود . درحقيقت افزايش دما موج تخريب مواد نرم كننده موجود در لاستيك شده و ترك ايجاد مي كنند . اطلاعات ارائه شده در بالا مانند كليدي در پي بردن به خراب شدگي واشر به ما كمك مي كنند . البته در بررسي عمر واشرها توجه به محيطي كه واشرها در حال كارند ، نيز بايد توجه كرد .
آناليز شكست در وسايل ( Failure Analysis of Devices) :

اكنون بياييد بحث را عوض كنيم و در مورد روش هاي آناليز شكست در وسايل جامد صحبت كنيم .
وسايل الكترونيكي ، مغناطيسي و اپتيكي نيز مي توانند شكسته شوند . ما براي افزايش ضريب قابليت اطمينان و يا ايجاد تغييرات در پروسه ي توليد ، نيازمند آگاهي از علت شكست ، نحوه ي شكست و مقدار آن هستيم . در اينجا مثال هايي آورده شده است كه به شما در مورد فيزيك قابليت اطمينان ( Reliability physics ) ويا آناليز شكست در وسايل اطلاعاتي مي دهد .
ميكروسكوپ هاي پروبي روبشي ( SPM ) و ميكروسكوپ هاي نيروي اتمي ( AFM ) در آناليز شكست قطعات و وسايل كاربرد دارد . مثلاً در بررسي يك مدار مجتمع ، ما مي توانيم با گرفتن عكس هايي از سطح مدار به وسيله ي AFM، عيوب موجود بر روي IC را شناسايي و با بزرگنمايي مناسب علت آن را پيش بيني و رفع كنيم . ميكروسكوپ نيروي الكتروني ( Electron Force Microscopy) نيز مي توانند در تحليل علت وقوع يك خرابي كوچك در ساختار IC به ما كمك كنند كه با استفاده از تصاوير واضح ايجادي به وسيله ي اين دو تكنيك ، حتي اشتباهات توليد نيز قابل رديابي است . همچنين با پي بردن به جزئيات مدارهاي مجتمع توليدي با عكس ها و تصاوير حاصل از اين ميكروسكوپ ها ، مي توان تكنولوژي مدارهاي مجتمع را به آساني در جهان منتقل كرد . و به آساني هر كس به مطالعه ي شكست در قطعات بپردازد و احتمالات و پي آمدن هاي وجود انواع شكست در قطعات را مورد بررسي قرار دهد . همچنين آزمون هاي غير مخرب ديگري براي تحليل شكست در قطعات ميكروالكترونيكي موجود است . كه از جمله ي اين آزمون ها مي توان به موارد زير اشاره كرد :
1 ـ ميكروسكوپ اكوستيك روبشي نوع (c ( C-SAM
2 ـ ميكروسكوپ مادون قرمز روبشي ( SIR)
اميدوارم كه با اطلاعات داده شده در اين مقاله توانسته باشيم براي پيشرفت روش هاي تحليل و تحقيق در شكست مواد گامي هر چند ناچيز برداريم و افقي جديد در جهت تحقيقات در سطح كشور عزيزمان ايران باز كرده باشيم .

[Behzad AZ]

فاطمه محمدي‌نژاد: در كتاب‌هاي فيزيك و شيمي، غالبا تصاويري از اتم‌ها با حدس و گمان ترسيم مي‌شود. در اين تصاوير معمولا هسته اتم در محاصره مدارهاي الكتروني ترسيم شده، اما اين شكل‌ها بيشتر براساس احتمال يافتن اتم در نقطه‌اي خاص در اطراف اتم رسم شده تا شكل واقعي اتم.

به گزارش ساينتيفيك‌امريكن، محققان موفق شده‌اند با تهيه تصاويري واقعي از مدارهاي الكتروني، نشان دهند كه اين مدارها از يك جهت واقعا شبيه تصاوير چاپ شده در كتاب‌ها هستند.

ايگور ميخائيلوفسكي و همكارانش در موسسه فيزيك و فناوري خاركوف اوكراين، با استفاده از يك شيوه‌ تصويرپردازي قديمي به نام ريزبيني گسيل ميداني، شكل اين مدارها را در اتم‌هاي كربن به تصوير كشيده‌اند.

http://www.khabaronline.ir/images/position1/2009/12/the-shape-of-atoms_2.jpg
براي اين تصويربرداري، محققان زنجيره‌اي از اتم‌هاي كربن را توليد و آن را از يك قلم گرافيتي آويزان كردند. سپس آن را در مقابل صفحه آشكارساز قرار دادند. وقتي پتانسيل الكتريكي چند هزار ولتي بين گرافيت و صفحه آشكارساز برقرار شد، الكترون‌ها يكي‌يكي ميان گرافيت و حلقه كربن جريان يافتند و در نهايت، ميدان الكتريكي، آن‌ها را به سمت آخرين اتم حلقه كشاند. دانشمندان از روي نقاطي كه الكترون‌ها روي صفحه به جا گذاشته بودند، توانستند مكان‌هايي را كه الكترون‌ها مدار خود را در آخرين اتم ترك كرده بودند شناسايي كنند. قسمت‌هايي كه تراكم بيشتري داشتند، از امكان بيشتري براي تابش الكترون برخوردار بودند. تلفيق اطلاعات بدست آمده از الكترون‌هاي بسيار، شكلي ابرمانند را ترسيم كرد.
ميخائيلوفسكي در اين رابطه گفت:« ما واقعا تصوير يك اتم واحد را در اختيار داريم.»

با اين حال اين تصاوير تنها مدارهاي بيروني‌اي را نشان مي‌دهند كه مدارهاي داخلي و هسته را دربر گرفته‌اند. با تغيير شدت جريان، گروه قادر خواهد بود نيروي خارجي‌ترين الكترون آخرين اتم را از سطح پايين به سطحي بالاتر برساند. در نتيجه شكل مدار از كروي به دمبل تغيير پيدا خواهد كرد.

http://khabaronline.ir/images/2009/12/the-shape-of-atoms_1.jpg


يكي ديگر از مشاهدات گروه اين بود كه الكترون‌ها خود به خود از يك وضعيت به حالت ديگر تغيير پيدا مي‌كردند. دليل اين اتفاق از نظر ميخائيلوفسكي نامعلوم است. همچنين اشكال غريب كه تحت تاثير ناخالصي‌هايي از اتم‌هاي ديگر مانند هيدروژن بود نيز در اين آزمايش ديده شد.

دانشمندان پيش از اين نيز با استفاده از ابزارهايي چون ميكروسكوپ الكتروني فراگسيل يا ميكروسكوپ‌هاي تصويربرداري تونلي (اس.تي.ام) استفاده كرده بودند. ميكروسكوپ الكتروني فراگسيل الكترون‌ها را به سمت هدف شليك مي‌كند و با تحليل ميزان انحراف آن‌ها، ساختار هدف را آشكار مي‌كند. ميكروسكوپ‌هاي اس.تي.ام نيز با اندازه‌گيري تغييرات جزيي فاصله، سطح نمونه را لمس مي‌كند.

اما اغلب اتم‌ها شكلي غير از گلوله دارند. از سوي ديگر در روش ريزبيني گسيل ميداني، الكترون‌ها از جسمي كه تحت تصويربرداري است، خارج مي‌شوند. الكس زتل از دانشگاه كاليفرنيا در بركلي معتقد است اين تفاوت ممكن است انحرافات يا تفاسير غلط را در مورد علائم كاهش دهد. وي مي‌گويد: «اين مسئله درست مثل اين است كه يك كلمه را درست از زبان سخن‌گو بشنويم، نه يك مترجم يا مفسر.»

اين شيوه، علاوه بر تاييد تصاوير كتاب‌ها، مي‌تواند خصوصيات اتم‌هاي كربن را نيز كه تاكنون كاملا ناشناخته مانده‌اند، مشخص كند. فيزيك‌دانان گمان مي‌كنند اين اتم‌ها، رساناهاي قدرتمند با ساختاري مستحكم باشند و در آينده در كامپيوترهاي مقياس اتمي آينده مورد استفاده قرار گيرند.

[Behzad AZ]

نقش فناوري نانو در توسعة صنعت مغناطيس


يكي از حوزه هايي كه انتظار مي رود فناوري نانو اثر فراواني بر پيشرفت آن داشته باشد، مغناطيس ها و مواد مغناطيسي است. با ورود نانوفناوري به علم و صنعت مغناطيس، بهبود زيادي دركيفيت مغناطيس ها ايجاد شده است و مغناطيس هايي با ابعاد كوچك و نيروي مغناطيسي بزرگ ساخته شده اند.




مغناطيس‌هاي كوچك و مثال موتور ساعت مچي



نانوفناوري با قابليت ها و توانايي هايي كه دارد، نقش مهمي را در توسعه و پيشرفت علوم و صنايع ايفا خواهد كرد و كارهايي را انجام خواهد داد كه قبلاً انجام آن ممكن نبوده است؛ به عنوان مثال، شما مي‌خواهيد موتوري را براي يك ساعت مچي طراحي نماييد، طبعاً اين موتور كوچك خواهد بود و اندازة اجزاي آن نيز كوچك‌تر خواهد شد و نمي‌توان از مغناطيس‌هاي معمولي و بزرگ براي ساخت آن استفاده كرد. براي ساخت اين موتور بايد از مغناطيس‌هاي قوي و كوچك استفاده نمود. اما ساختن اين مغناطيس‌هاي كوچك با فناوري معمولي ممكن نيست و احتياج به فناوري پيشرفته‌تري دارد. يكي از توانايي‌هايي كه نانوفناوري ايجاد مي‌نمايد، قابليت ساختن مغناطيس‌هاي كوچك است. در بعضي از پودرهاي مغناطيسي، كيفيت مغناطيسي با كاهش ابعاد ذره‌هاي پودر بهبود مي‌يابد. فريت‌هاي مغناطيسي كه مواد مغناطيسي سراميكي هستند از اين دسته‌اند. اين فريت‌ها شامل مغناطيس‌هاي سخت (مغناطيس‌هاي دايمي) و مغناطيس‌هاي نرم (مغناطيس‌هاي موقتي) هستند. در اين فريت‌ها، با كاهش ابعاد ذره‌هاي پودر تا ابعاد 500 تا 100 نانومتر، مي‌توان به مغناطيس‌هايي با كيفيت بسيار خوب دست يافت.
در بعضي از پودرهاي مغناطيسي، كيفيت مغناطيسي با كاهش ابعاد ذره‌هاي پودر بهبود مي‌يابد. فريت‌هاي مغناطيسي كه مواد مغناطيسي سراميكي هستند از ين دسته‌اند. ين فريت‌ها شامل مغناطيس‌هاي سخت (مغناطيس‌هاي ديمي) و مغناطيس‌هاي نرم (مغناطيس‌هاي موقتي) هستند. در ين فريت‌ها، با كاهش ابعاد ذره‌هاي پودر تا ابعاد 500 تا 100 نانومتر، مي‌توان به مغناطيس‌هاي با كيفيت بسيار خوب دست يافت.

كاربردهاي نانومغناطيس‌ها


امروزه نانومغناطيس‌‌ها همچون ساير مغناطيس‌ها گسترة كاربرد وسيعي دارند. يكي از كاربردهاي اصلي نانومغناطيس‌ها، استفاده از آنها در محيط‌هاي ذخيره‌سازي اطلاعات (Recording media) است. صفحه‌هاي مغناطيسي ذخيره‌سازي اطلاعات، مثالي از اين محيط‌ها هستند. سطح اين صفحه‌ها از جنس ذره‌هاي مغناطيسي است. اين ذره‌ها بايد بسيار ريز و داراي دانه‌بندي يكنواخت باشند. با استفاده از نانوفناوري امكان ساخت اين ذره‌‌ها فراهم شده است.كاربرد ديگر نانو مغناطيس‌ها در ساخت موتورهاي الكتريكي كوچك است. هنگامي كه اين موتورها كاربردهايي ظريف و حساس دارند، مغناطيس‌هاي استفاده شده در آنها با فناوري نانو ساخته مي‌شود.
نانومغناطيس‌ها در صنايع الكتروفتوكپي نيز استفاده مي‌شود. جوهرهاي استفاده شده در اين صنايع، داراي پودرهاي نانومغناطيس هستند.
از زمينه‌هاي جديد براي كاربرد نانوذره‌هاي مغناطيسي، توليد مايع‌ها و سيال‌هاي مغناطيسي است. اين مواد در براده‌برداري از سطوح و تصفيه آب مطرح هستند. صنايع پزشكي و بيولوژي يكي از زمينه‌هاي بزرگ براي استفاده از نانومغناطيس‌ها هستند كه در آنها نانوفناوري و زيست‌فناوري با هم تلاقي پيدا مي‌كنند. علاوه بر اين موارد، نانومغناطيس‌‌ها در صنايع نظامي، رايانه،‌ برق و خودرو نيز كاربرد دارند.
در بسياري از كاربردهايي كه ذكر گرديد،‌ محصولات نانومغناطيس‌ها وارد بازار شده‌اند.‌ متأسفانه در كشور ما به علت ضعف صنعت مغناطيس و عدم آشنايي توليدكننده‌ها با فناوري نانو،‌ توليد نانومغناطيس‌ها مطرح نيست.
http://img.tebyan.net/big/1386/07/652201615723522418710611723120678229157244107.jpg
انقلاب نانوفناوري در صنعت مغناطيس


امروزه بيشترين استفاده از نانومغناطيس‌ها به توليد نانوپودرهاي مغناطيسي مربوط مي‌شود. البته در كنار اين پودرها،‌ قطعه‌هاي مغناطيسي هم مورد استفاده هستند،‌ اما چون با كاهش ابعاد ذره‌هاي پودر، كيفيت قطعه‌هاي مغناطيسي هم بهبود مي‌يابد، بيشتر روي پودرها تكيه مي‌شود. ساخته‌شدن پودرهاي مغناطيسي در ابعاد نانو مي‌تواند انقلابي در صنعت مغناطيس ايجاد نمايد.
راهكارهاي توسعه تحقيقات نانو مغناطيس در كشور


براي توسعة صنعت نانومغناطيس در كشور بايد مشكلات توسعة فناوري نانو حل شود. براي برطرف‌كردن برخي از اين مشكلات، بايد تعريف مناسبي از جايگاه تحقيقات در دانشگاه‌ها ارايه شود. در حال حاضر بودجه‌هاي تحقيقاتي بين وزرات‌خانه‌هاي مختلف توزيع مي‌شود و دانشگاه‌ها براي كسب بودجه براي تحقيقات مجبور به مراجعه به اين وزارت‌خانه‌ها هستند. مبحث نانوفناوري، مبحثي است كه در چند سال اخير مطرح شده است و حتي در كشورهاي پيشرفته هم موضوعي نو شمرده مي‌شود؛ براي پيشرفت در اين فناوري بايد به دانشگاه ها مراجعه نمود چون دانشگاه‌ها در صف مقدم علمي كشور هستند و براي پرداختن به مباحث علمي روز دنيا بيشترين صلاحيت علمي را دارند.
از طرف ديگر فعاليت هاي ستاد نانوفناوري بايد پايدار و هدفمند باشد. تصميم هاي اين ستاد بايد به صورت متمركز باشد و از اعمال سليقه در آنها و تعدد مراكز تصميم‌گيري دوري شود. اولويت‌ها در اين مركز مشخص شود و بودجه‌ها و كمك‌هاي تعيين‌شده از جانب اين مركز به طور مناسبي توزيع گردد. به اين شكل متخصصان و پژوهشگران دلگرم مي‌شوند و در نتيجه نانوفناوري در كشور پيشرفت مي‌نمايد.
علاوه بر آنچه گفته شد براي پيشبرد صحيح فناوري نانو بايد تمامي اطلاعات مربوط به آن را تا حد ممكن گردآوري كرده و در اختيار افراد توانايي قرار داد كه بتوانند آينده را ترسيم و برنامه‌اي مشخص براي آينده فناوري نانو در كشور ارايه نمايند.

[Behzad AZ]

1. الكترونيك و فناوري اطلاعات

انقلاب اطلاعات، جهان پيرامون ما را به شيوۀ گسترده اي تحت تاثير قرار داده است و هوده هاي آن از اثرات انقلاب صنعتي نيز پيشي گرفته است. كليد توسعه و پيشرفت در فناوري اطلاعات، دستيابي به رايانه هايي با توان بيشتر، حجم كوچك تر و قيمت ارزان تر است. در ادامه به كاربردهاي بيشتري از اين فناوري در الكترونيك و كامپيوتر مي پردازيم.

2.1 ذخيره سازي و حافظه ها
با استفاده از اين فناوري مي توان ظرفيت ذخيره سازي اطلاعات را در حد هزار برابر يا بيشتر افزايش داد. ذخيره سازي اطلاعات مبحثي بسيار مهم و ضروري است كه مي تواند به روش هاي مختلفي انجام شود. هم اكنون ظرفيت ديسك هاي مغناطيسي رايانه ها با استفاده از قانون مور افزايش يافته است و بازاري در حدود چهل ميليارد دلار را در اختيار دارد.

2.1 ساخت ماشين هاي شبيه سازنده
نانو كامپيوتر و نانو اسمبلر، دو مفهوم جديدي هستند كه در "علم نانو" مطرح مي شوند. ساخت نانو اسمبلر در واقع يك هدف نهايي و مهم در نانو تكنولوژي است. نانو اسمبلر در واقع امكان تهيۀ ماشين يا مكانيك ساختاري شبيه خودش را به وجود مي آورد. زماني كه يك نانو اسمبلر كامل در دسترس باشد تقريباً همه چيز ممكن مي شود و اين مهمترين و بزرگترين خواسته دانشمندان نانو تكنولوژي است. كدام ساده تر است؛ تهيه كپي از ماشين، يا تهيۀ ماشيني كه خودش را كپي كند؟ در مقياس ماكرو مولكولي ساختن يك كپي خيلي ساده تر از ساختن ماشيني است كه بتواند خودش را كپي كند اما در تراز مولكولي اين مساله واژگونه است؛ يعني ساختن ماشيني كه بتواند خود را كپي كند كار را براي ما بارها ساده تر از ساختن ماشين ديگر مي كند و اين مهم ترين كاربرد نانو اسمبلر مي باشد. به اين ترتيب ساختن اتوماتيك محصولات بدون نيروي كار سنتي، همانند عمل كپي در ماشين هاي زيراكس، آسان مي شود.

3.1 نيمه هادي ها؛ اساس صنعت الكترونيك كنوني
مطابق قانون مور، نعداد ترانزيستور ها در يك مدار الكترونيكي، در هر 12 تا 24 ماه دو برابر مي شود. به اين معني كه مدارها با گذر زمان فشرده و پيچيده تر خواهند شد. اگر چه اين قانون در دهه هاي گذشته راست بود، اما فناوري ليتوگرافي با محدوديت براي كوچك تر كردن عناصر است؛ به طوري كه پيش بيني مي شود صنعت نيمه هادي در 10 سال آينده به مرز كوچك سازي برسد. به اين ترتيب نياز است كه فناوري جديدي وارد عمل شود تا كوچك سازي مدارها را انجام دهد. از دهۀ 1920 دانشمندان دريافتند كه ويژگي هاي مواد مانند استحكام و قابليت هدايت الكتريكي با ساختار اتمي و مولكولي آنها تعيين مي شود. بعد ها دانش فوق منجر به ساخت مواد نيمه هادي شد كه پايۀ صنعت الكترونيك كنوني است. در صنعت كامپيوتر، قابليت نانو ماشين ها براي كوچك كردن ترانزيستورها رو تراشه هاي سيليكوني مي تواند انقلابي در اين زمينه بوجود آورد. به اين ترتيب نياز است كه فناوري نو و تازه اي بكارگرفته شود تا كوچك سازي مدارها را انجام دهد.

4.3.1 ابر خازن هاي الكتروشيميايي
ابر خازنها داراي ظرفيت بالايي مي باشند و به صورت بالقوه قابل استفاده در قطعه هاي الكترونيكي هستند. اين ابر خازن ها داراي دو الكترود هستند كه به وسيلۀ يك مادۀ عايق كه در قطعه هاي الكترو شيميايي داراي رسانايي يوني مي باشد، از هم جدا مي شوند. ظرفيت يك ابر خازن شيميايي نسبت واژگونه با بار روي الكترود، و شمارگر بار در الكتروليت دارد. از ابر خازن هاي نانو لوله، براي ذخيرۀ انرژي استفاده مي شود. به طور كلي گفته مي شود كه توجه بيشتر در اين مورد، با ذخيرۀ بار فرق مي كند.



2. الكترونيك مولكولي

2.1 نانو تيوب هاي كربني در نانو الكترونيك
نانو تيوب هاي كربني داراي كاربردهاي بسيار در زمينۀ نانو الكترونيك و همچنين نانو كامپيوترها دارند. از كاربردهاي بي شمار نانو لوله ها مي توان به كارگيري به عنوان عايق، رسانا و نيمه رسانا و يا نيمه هادي استفاده كرد.

2.1.2 خواص رسانايي الكتريكي در نانو تيوب ها
نانو لوله ها بسته به بردار كايرالشان رسانندگي متفاوتي از خود نشان مي دهند. البته رسانايي آنها به قطر نانو لوله ها نيز بستگي دارد؛ به اين صورت كه نانو لوله هايي با قطر كوچك، رسانا يا نيمه رسانا هستند. نانو لوله هاي تك ديواره با بردارهاي كايرال متفاوت، ويژگي هاي متفاوت با يكديگر دارند. از جمله فعاليت اُپتيكي، استحكام مكانيكي و هدايت الكتريكي آن ها با هم فرق دارد. از انواع نانو لوله ها از نگر رسانايي، نانو تيوب هاي زيگزاگ، آرميچر و نا متقارن هستند. همه ي ساختارهاي ممكن نانو لوله تك ديواره با بردارهاي كايرال با انتقال يافتن دو محدوده اي كه در شكل نشان داده شده است مي تواند شكل گيرد، كه n و m صحيح اند و در نانو لوله هاي زيگزاگ، θ<30 يا m≤n مي باشد. جهت محور نانو لوله عمود بر بردار كايرال است. Ch در نانو لوله هاي كربني از na1+ma2 به دست مي آيد كه a1 و a2 بردارهاي شبكه و كوچكترين قطرهاي شش ضلعي نانو لوله ها هستند و m و n اعدادي صحيح اند. بردار كايرال با بردار Ch = na1+ma2 و زاويۀ كايرال با محور زيگزاگ تعريف مي شود.

2.4.1 انواع نانو لوله ها از نگر رسانايي
اگر زاويۀ 0=θ يا n,0 ، نانو لوله از نوع زيگزاگ خواهد بود. در صورتي كه (n-m)/3 شماري صحيح باشد نانو لوله از نوع فلزي است. در غير اين صورت از نوع نيمه هادي است.
در صورتي كه 30=θ يا n≤m باشد، نانو لوله از نوع آرميچر خواهد بود. نانو لوله هاي آرميچر همه از نوع فلزي هستند.
در غير از اين دو حالت فوق، نانو لوله از نوع متقارن يا كايرال است كه داراي خواص رسانايي بسيار كمي مي باشد. n≠m , n≠0

2.2 الكترونيك مولكولي با نانو لوله ها
مثال هايي از كاربرد بالقوۀ نانو لوله ها به عنوان قطعه هاي گسيلندۀ ميداني را مي توان نمايش دهنده هاي صفحات تخت، لوله هاي تخليۀ گاز در شبكه هاي مخابراتي، تفنگ هاي الكتروني براي ميكروسكوپ الكتروني، سوزن هاي ميكروسكوپ اتمي روبشي و تقويت كننده هاي ميكرو موج نام برد.

3.2سيستم هاي نانو الكترو مكانيكي (NEMS)
سيستم هاي ميكروالكترومكانيكي (MEMS) عمدتاً مانند ويفرهاي سيليكوني به روش فتوليتوگرافي ساخته مي شوند. اين سيستم ها در ابزارهايي مانند سنسورها، پمپ ها و روتورها استفاده مي شوند. در حال حاضر، MEMS يك صنعت 11 ميليارد دلاري است. در اين زمينه حركت از مقياس ميكرو به سمت نانو، امكانات و قابليت هاي جديدي را براي سيستم هاي الكترومكانيكي ايجاد مي كند. با وجود اين، فقدان انگيزه هاي كافي اقتصادي براي كوچك كردن ماشين ها تا مقياس نانو، باعث شده است كه تكامل سيستم هاي نانو الكترومكانيكي از روند آرامي برخوردار باشد.
يكي از اهداف نانو فناوري پيشرفت در زمينۀ الكترونيك و علوم كامپيوتر، براي ساخت حافظه ها و تراشه ها با قابليت بيشتر، و هزينۀ كمتر است. همان طور كه در بالا توضيح داده شد، دستيابي به اهداف در اين زمينه نقص هاي بسياري در ماشين ها را برطرف خواهد كرد. به خصوص حافظه ها و اسمبلرها، كه انقلاب عظيمي در صنعت الكترونيك، در حوزۀ فناوري نانو خواهد بود.

[Behzad AZ]

محاسبه انتقال گرما در سطوح نانومقياس
http://www.hupaa.com/upload/thumb/thumb_4285912.jpg دانشمندان با استفاده از یک نانونوک، با منبع گرمایی نانومقیاس، توانسته‌اند یک سطح موضعی را بدون تماس با آن گرم کنند؛ این کشف راهی به سوی ساخت ابزارهای گرمایی ذخیره اطلاعات و نانودماسنج‌ها خواهد بود.
همه ساله نیاز بشر به ذخیره اطلاعات بیشتر و بیشتر می‌شود




(http://www.hupaa.com/list.php?name=article_nano)
(http://www.hupaa.com/list.php?name=article_nano)
دانشمندان با استفاده از يك نانونوك، با منبع گرمايي نانومقياس، توانسته‌اند يك سطح موضعي را بدون تماس با آن گرم كنند؛ اين كشف راهي به سوي ساخت ابزارهاي گرمايي ذخيره اطلاعات و نانودماسنج‌ها خواهد بود.
همه ساله نياز بشر به ذخيره اطلاعات بيشتر و بيشتر مي‌شود. درك چگونگي انتقال گرما در مقياس نانو لازمه كاربرد اين فناوري تأثيرگذار در ذخيره اطلاعات است. دانشمندان سراسر جهان سعي دارند تا فناوري‌هاي جايگزيني براي سيستم‌هاي ذخيره اطلاعات كنوني بيابند تا پاسخگوي نياز روزافزون جوامع امروزي به ذخيره اطلاعات باشد؛ فناوري گرمايي ذخيره اطلاعات از جمله گزينه‌هايي است كه به آن رسيده‌اند.
در اين روش، با استفاده از يك ليزر، ديسك مورد نظر براي ذخيره اطلاعات را گرم كرده و به اين ترتيب فرايند ثبت مغناطيسي پايدار مي‌شود، به طوري كه نوشتن داده‌ها روي آن آسان‌تر شده، پس از خنك شدن آن مي‌توان داده‌ها را مجدداً بازيابي نمود. با استفاده از اين روش، مشكل بحراني حد ابرپارامغناطيسي كه دستگاه‌هاي ضبط مغناطيسي با آن مواجه‌اند، برطرف مي‌شود.
در روش‌هاي كنوني دانشمندان بيت‌هاي اطلاعاتي را كه در دماي اتاق كار مي‌كنند، تا اندازه معيني كوچك مي‌كنند، اما اين بيت‌ها با اين كار از لحاظ مغناطيسي ناپايدار شده، از محل خود خارج مي‌شوند، در نتيجه اطلاعات روي آنها پاك مي‌شود.
بررسي‌هاي اخير دانشمندان فرانسوي درباره انتقال گرما بين نوك و سطح به پيشرفت مهمي در زمينه ذخيره گرمايي اطلاعات و ديگر كاربردها منجر شده است. آنها گرمايي را كه بيشتر از طريق هوا و به شيوه رسانش، بين نوك سيليكوني و يك سطح انتقال مي‌يابد، محاسبه كردند.
Pierre-Olivier Chapuis از محققان اين گروه مي‌گويد: ”انتقال گرما در سطح ماكروسكوپي به خوبي شناخته شده است (وقتي برخورد مولكول‌ها در حالت تعادل موضعي ترموديناميكي باشد با تابع پخش فوريه بيان مي‌شود). همچنين انتقال گرما را مي‌توان در يك نظام بالستيك خالص (وقتي كه هيچ برخوردي بين مولكول‌ها وجود ندارد) محاسبه نمود. اما محاسبه انتقال گرما در نظام مياني، وقتي كه مولكول‌ها با هم برخورد دارند، همچنان يك چالش به شمار مي‌آيد.“
دانشمندان در آزمايش خود از يك نوك داراي منبع گرمايي به ابعاد 20 nm كه در فاصله بين صفر تا 50 نانومتري بالاي سطح قرار مي‌گيرد، استفاده كرده‌اند.
مولكول‌هاي هواي بين نوك و سطح، در تماس با اين نوك داغ، گرم شده و روي سطح ديسك قرار مي‌گيرند و گاهي هم قبل از آن با ديگر مولكول‌ها برخورد مي‌كنند. اين محققان براي اولين بار با استفاده از قانون بولتزمن درباره حركت گازها، توانستند توزيع گرمايي در اين مقياس و نيز سطوح شارگرمايي را تعيين كنند. آنها نشان دادند كه انتقال و انتشار گرما از نوك به سطح در مدت چند ده پيكوثانيه و بدون آن كه تماس بين نوك و سطح برقرار شود، انجام مي‌گيرد. آنها همچنين دريافتند كه در فاصله كمتر از 10 nm اين نوك داغ مي‌تواند ضمن حفظ شكل، ناحيه‌اي به پهناي 35 nm را گرم كند و در بيشتر از اين فاصله، شكل از بين رفته و لكه گرمايي به طور قابل توجهي افزايش مي‌يابد.

http://cph-theory.persiangig.com/1731-1.gif

با اين روش كه پيش‌بيني مي‌شود تا سال دو هزار و ده به بازار راه يابد، مي‌توان چگالي اطلاعاتي معادل تريليون‌ها بيت (ترابايت) را دريك اينچ مربع جا داده و چگالي جريان را هم كمتر نمود. از اين روش همچنين مي‌توان در ميكروسكوپ‌هاي گرمايي پيمايشي كه مانند يك نانودماسنج، گرما و رسانش گرمايي در مقياس نانو را حس مي‌كنند، استفاده نمود. در اين روش اطلاع از سطح شار گرمايي، براي تشخيص اين كه آيا به دماي بحراني (مانند نقطه ذوب) رسيده‌ايم يا نه، بسيار مهم است.
به گفته اين محققان در اين روش با كاهش گرماي منبع، مي‌توان به بررسي دقيق‌تر نمونه نسبت به آنچه هم‌اكنون انجام مي‌شود، پرداخت.
اين محققان نتايج كار خود را در مجله Nanotechnology به چاپ رسانده‌اند.

[Behzad AZ]

فيزيكدانان دانشگاه تورنتو موفق شدند براي اولين بار تكنيكي را براي فشردن نور ابداع كنند.

به گزارش سرويس «علمي» خبرگزاري دانشجويان ايران (ايسنا)، اين دانشمند‌ان تكنيك جديدي را ابداع كرده‌اند كه به كمك آن مي‌توان نور را به اندازه كوآنتوم هاي بنيادي محدود كرد.

به گفته دانشمند‌ان، اين يافته راه را براي كاربردهاي بالقوه در اندازه‌گيري‌هاي فوق‌العاده دقيق و حساس، ساخت نسل آينده ساعت‌هاي اتمي، انجام محاسبات كوانتومي به شيوه‌هاي نوين و بالاخره اساسي‌ترين درك انسان از كائنات، هموار خواهد كرد.

كريستر شالم، راب آدامسون و آفرايم اشتنبرگ، فيزيكدانان دپارتمان فيزيك و مركز اطلاعات كوانتومي و كنترل كوانتوم در دانشگاه تورنتوي كانادا اين تحقيق را به انجام رسانده‌اند.

دكتر كريستر شالم درباره اين دستاورد استثنايي مي‌گويد: علم اندازه‌گيري دقيق در واقع قلب تمام علوم آزمايشي است. هر چه بتوانيم چيزي را دقيق‌تر اندازه‌گيري و سنجش كنيم، مي‌توانيم اطلاعات بهتري درباره آن به دست بياوريم.

در جهان كوانتوم، جايي كه اجرام و اشيا به كوچكترين اندازه خود مي‌رسند، دقت در اندازه‌گيري بسيار اهميت پيدا مي‌كند. بر همين اساس نور يكي از دقيق ترين ابزار اندازه‌گيري در دانش فيزيك محسوب مي‌شود، اما در جهان فن‌آوري مدرن كوآنتومي محدوديت‌هاي خود را نيز دارد. كوچكترين ذره نور يك فوتون است و آنقدر كوچك است كه يك لامپ معمولي در يك تريليون ثانيه ميلياردها فوتون آزاد مي‌كند، به رغم ماهيت عجيب و غير قابل تصور اين ذرات كوچك، فن‌آوري‌هاي پيشرفته كوانتومي براي ذخيره و اصلاح اطلاعات به فوتونهاي منفرد و مجزا وابسته است؛ بنابراين با دستيابي به فن‌آوري فشردن نور مي‌توان به اطلاعات جديد و بسيار متفاوت و مفيدي براي ادامه تحقيقات در عرصه علوم مختلف دست پيدا كرد.

[Behzad AZ]

دانشمندان ايتاليايي موفق به توليد نانوروبشگر اپتيكي براي شناسايي سريع شكر در غذا با قابليت كنترل قند در غذاي افراد ديابتي شدند.
به گزارش سرويس فن‌آوري خبرگزاري دانشجويان ايران(ايسنا)، دانشمندان ايتاليايي با استفاده از قدرت آنتي‌اكسيداني غذا براي توليد نانوذرات طلا از محلولي با طلاي سه ظرفيت جهت توسعه يك حسگر قند تغيير رنگ دهنده مبتني بر غشاهاي نانواليافي نايلون بهره برده‌اند.
اين غشاءها با استفاده از الكتروريسندگي توليد شده و با يون‌هاي طلاي سه ظرفيتي اشباع شده‌اند.
اين حقيقت كه انرژي موجود در غذا مي‌تواند موجب احيا شدن يون‌هاي طلا به نانوذرات طلا شود، قبلا به اثبات رسيده است.
اخيرا از اين يافته‌ها براي احياي شكر نيز استفاده شده است.
دانشمندان دانشگاه ميلان مشاهده كرده‌اند كه در محيط قليايي (هيدروكسيد سديم 1/0 مولار)، آلدوز و كتوز مي‌توانند به عنوان تركيب احيا كننده عمل كنند.
اين محققان سطح غشاهاي نانواليافي الكتروريسيده را با يون‌هاي طلاي سه ظرفيتي اشباع كردند.
الكتروريسندگي امكان توليد سريع و كم هزينه غشاهاي محكم و ارزان را فراهم مي‌كند. الياف در هم پيچيده حاصل داراي مساحت بالايي بوده و قابليت تثبيت مقادير بالايي از محلول طلاي سه ظرفيتي را دارند.
رشد نانوذرات باعث مي‌شود غشاي شفاف در عرض يك دقيقه به رنگ بنفش درآيد. نقطه حاصل نشان‌دهنده حضور قند احيا كننده است.
اين گروه تحقيقاتي بر اين باورند كه چنين نانوروبشگر اپتيكي مي‌تواند نقش مهمي در كنترل قند (به‌عنوان مثال در نوشيدني‌ها و غذاهاي ديابتي) ايفا كند.
نتايج اين كار تحقيقاتي در مجله Nanotechnology منتشر شده است.

[Behzad AZ]

محققان دانشگاه صنعتي شريف با حل عددي جريان و انتقال حرارت درون ميكرو و نانومجاري كوتاه، به راهكاري مفيد براي پيش‌بيني عملكرد ميكرو و نانوتجهيزات دست يافتند.
به گزارش سرويس پژوهشي خبرگزاري دانشجويان ايران(ايسنا)، دكتر شيدوش وكيلي‌پور، دانش‌اموخته دكتري مهندسي هوافضاي دانشگاه صنعتي شريف و مجري طرح خاطرنشان كرد: با گسترش روزافزون سرعت پردازش و حجم حافظه رايانه‌ها، شبيه‌سازي‌هاي عددي، جايگاه ويژه‌اي در صنايع گوناگون به دست آورده است. امروزه مدل‌سازي عددي توانسته بسياري از هزينه‌هاي انجام آزمايش‌هاي تجربي را در صنايع مختلف كاهش دهد. انجام آزمايش و اندازه‌گيري در ابعاد ميكرو و نانو علاوه‌بر داشتن هزينه‌هاي هنگفت، در اغلب موارد غير ممكن است. حل عددي جريان و انتقال حرارت در ابعاد ريز، راه‌كاري مفيد براي پيش‌بيني عملكرد ميكرو و نانوتجهيزات در شرايط دست‌نيافتني در سطح آزمايشگاهي خواهد بود.
وي درباره ميكرو و نانومجرا‌هاي كوتاه گفت: «ميكرو و نانومجرا‌هاي كوتاه از جمله تجهيزاتي هستند كه به وفور در ميكرو و نانوسامانه‌هاي الكتريكي- مكانيكي به كار برده مي‌شوند. هم‌چنين به دليل طول كوتاه اين تجهيزات، نواحيِ در حال توسعه سرعت و دما در نزديكي دهانه ورودي، در عملكرد و بازده هيدروليكي و حرارتي ميكرو و نانومجرا‌هاي كوتاه، نقشي اساسي دارند. از اين رو، حل صحيح عددي ميدان‌هاي سرعت و دما در اين نواحي براي پيش‌بيني عملكرد ميكرو و نانومجراهاي كوتاه لازم است.»
وكيلي پورافزود: «هدف اصلي پژوهش، به دست آوردن نوعي شرط مرزي ورودي براي حل عددي ميدان‌هاي سرعت و دما با دقت مناسب درون ميكرو و نانومجرا‌هاي كوتاه، به‌خصوص در نواحي در حال توسعه، است.»
به گفته وي، روش عددي كه در اين پژوهش استفاده شده، از مزاياي هر دو روش اجزاي محدود و حجم محدود به خوبي بهره مي‌گيرد؛ از اين رو، به كمك توانمندي روش عددي حاضر و با استفاده از روش بقايي، جريان ورودي درون مجرا از دور دست مدل‌سازي مي‌شود. بدين ترتيب، نواحي در حال توسعه سرعتي و دمايي، تحت اثر شرايط صحيح‌تر به وجود آمده در مقطع ورودي مجرا (از نقطه نظر فيزيكي) با صحت بيشتري حل عددي مي‌شوند.
نتايج اين پژوهش مي‌تواند در طراحي و بهينه‌سازي ميكرو و نانوتجهيزات پزشكي ومهندسي كه از عبور سيال، درون مجاري استفاده مي‌كنند، مؤثر واقع شود.
به گزارش ستاد ويژه توسعه فن‌آوري نانو، جزئيات اين پژوهش كه به‌عنوان بخشي از پايان‌نامه دكتري شيدوش وكيلي‌پور و با همكاري دكتر مسعود دربندي انجام شده، در مجله (Journal of Heat Transfer (ASME(جلد 131، صفحات 044505-044501، سال 2009) منتشر شده است.

[Behzad AZ]

كاربردهاي پزشكي فناوري ‌نانو
اگر مي‌شد بخشي از يك سلول را كه شكسته و آسيب ديده است جدا كرد و آن را با يك ماشين بيولوژيكي مينياتوري تعويض كرد چه مي‌شد؟ يا اينكه چه مي‌شد اگر بشر مي‌توانست ماشين‌هاي بسيار كوچكي در حد و اندازه مولكول‌ها بسازد تا به وسيله آنها داروها دقيقا در جايي كه بايد به بافت‌هاي بدن تحويل داده شود؟ اينها سناريوي فيلم‌هاي علمي تخيلي‌ 30يا 40سال پيش نيستند بلكه تحقيقاتي هستند كه همين امروز دانشمندان روي آنها كار مي‌كنند و درصورتي كه به نتيجه برسند انقلابي در علم پزشكي و شيوه زندگي بشر ايجاد خواهند كرد؛ اينها امكاناتي هستند كه پزشكي نانو مي‌خواهد در اختيار بشر قرار بدهد.
پزشكي نانو در واقع كاربرد فناوري نانو در پيشگيري و درمان بيماري‌ها در بدن انسان است. اين دانش در حالت تكامل اين ظرفيت بالقوه را دارد كه علم پزشكي را كاملا دگرگون كند.
كاربردهاي ثبت شده و آزمايشگاهي پزشكي نانو، آزمايش‌هاي تشخيصي، شيمي‌درماني، پمپ‌هاي انسولين، تزريق‌هاي بدون سوزن، فعاليت‌هاي كمكي در بخش شنوايي، سنسورهاي مختلف پزشكي و سيستم تحويل دارو در بافت‌هاي بدن هستند.
يكي از مشكلاتي كه در حال حاضر در اين بخش پيش روي محققان قرار گرفته است، درك اثرات ذرات نانو بر محيط‌هاي زيستي در بدن و ميزان سمي بودن آنها درون بدن است. دولت‌هاي مختلف در سراسر جهان كارهاي زيادي در اين بخش انجام داده‌اند و تا سال 2006 حدود 130 نوع دارو و سيستم تحويل دارو در بدن به ثبت رسيده كه در آنها از فناوري نانو استفاده شده است.
انتظار مي‌رود در آينده نزديك فناوري نانو در بخش‌هاي مختلف پزشكي مانند بخش تحويل دارو به بافت‌هاي بدن، انواع و اقسام درمان‌ها و تصويربرداري‌هاي بسيار پر پيشرفته، انقلابي در علم پزشكي ايجاد كند.
سيستم تحويل دارو به بافت‌هاي بدن: در اين بخش محققان به دسترسي بيولوژيكي بافت‌ها به انواع داروها توجه مي‌كنند. منظور از دسترسي بيولوژيكي در اينجا ميزان حضور مولكول‌هاي خاصي از دارو است، با توجه به اينكه آيا آنها در بافت‌هاي خاص بدن مورد نياز هستند و اينكه دقيقا در كجا بيشترين كارايي را خواهند داشت. اين اهداف با استفاده از هدف‌يابي مولكولي به وسيله اجزايي كه مهندسي نانو در آنها وجود دارد، قابل تحقق است.
سرطان: قابليت‌هاي اجزاي نانو در بخش تومورشناسي يكي از رؤياهايي است كه سال‌هاي سال محققان در آرزوي آن بوده‌اند. استفاده از اين اجزا در تصوير‌برداري‌هاي پيشرفته مي‌تواند تصاويري استثنايي از مناطقي كه تومور در آنها ايجاد شده است، ارائه دهد. سايز اين اجزا همچنين به محققان اين امكان را داده است كه آنها را تا حد امكان به تومورها نزديك كنند و اطلاعات كافي از آنها به دست آورند. در تازه‌ترين تحقيقات محققان روي نانوذراتي كار مي‌كنند كه علاوه بر استفاده در عكسبرداري، از آنها مي‌توان براي درمان مستقيم تومورها استفاده كرد.
تصويربرداري: تعقيب جريان‌ها در بافت‌‌ها به پزشكان اين امكان را مي‌دهد كه ببينند جريان دارو به چه صورتي در بافت هدف انجام مي‌گيرد. تعقيب بخشي از سلول‌ها در بدن سخت است و به همين خاطر دانشمندان آنها را رنگ مي‌كنند. اما مشكل اينجاست كه سلول‌هايي كه بايد تحت تابش طول‌موج‌هاي مختلف از خود نور بتابانند، هميشه يكنواخت عمل نمي‌كنند و اين تصويربرداري‌ها را با مشكل روبه‌رو مي‌كند. دانشمندان با استفاده از برخي ذرات نانو كه به راحتي به فركانس‌هاي مختلف واكنش‌هاي تعريف شده مي‌دهند، مي‌توانند اين مشكل را حل كنند.
فناوري‌نانوي مولكولي يكي از زيرمجموعه‌هاي فناوري نانو است كه در آن به سازه‌هاي مولكولي توجه مي‌شود؛ ماشين‌هايي كه مي‌توانند ماده را در بخش‌هاي اتمي و مولكولي بازتعريف كنند. اين بخش از فناوري نانو كاملا نظري است و به‌نظر سال‌ها طول مي‌كشد تا به مرحله كاربرد برسد.
نانو روبات‌ها: نانوروبات‌ها وقتي كه به مرحله كاربردي برسند دنياي علم پزشكي را دگرگون خواهند كرد. با كاربردي شدن اين اجزا، نانوداروها با استفاده از آنها مي‌توانند وارد بدن شوند، بخش‌هاي آسيب ديده را شناسايي يا درمان كنند. در اين بخش به تازگي محققان در دانشگاه كارنگي ملون توانسته‌اند نانوموتوري توليد كنند كه به راحتي درون رگ‌هاي انسان حركت مي‌كند. اين اتفاق را مي‌توان نقطه عطفي در بخش پيشرفت نانوموتورها دانست.نانوروبات‌ها هنگام كار در بدن مي‌توانند توسط تصويربرداري ام‌آرآي ديده شوند. اين نانوربات‌ها ابتدا به بدن يك فرد تزريق مي‌شوند و پس از آن به بافتي كه براي آن تعريف شده است، مي‌روند.
ماشين‌هاي تعمير سلول: دكترها با استفاده از جراحي و داروها تنها بافت‌ها را تحريك مي‌كنند كه خود را التيام دهند. با استفاده از ماشين‌هاي سلولي اين روند با دستورات مستقيم ديگر همراه خواهند بود. در اين حالت با تزريق سوزن‌هاي خاصي كه باعث كشته شدن سلول‌ها نخواهند شد، ماشين‌هاي سلولي به سلول تزريق مي‌شوند. در اين صورت نانوماشين‌ها مي‌توانند با توجه به اين واقعيت كه سلول‌ها به مولكول‌هاي خارجي واكنش نشان مي‌دهند باعث ايجاد تغييراتي در كاركرد سلول‌هاي بيمار شوند و آنها را مستقيما براي بهبود تحريك كنند.

[Behzad AZ]

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 رنگهاي 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 كوچكتر كرد. او همچنين در آن سخنراني توسعه بيشتر فناوري نانو را پيش‌بيني نمود.
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 شد
1981 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
فن آوري نانو چيست؟
فناوري‌نانو واژه‌اي است كلي كه به تمام فناوري‌هاي پيشرفته در عرصه كار با مقياس نانو اطلاق مي‌شود. معمولاً منظور از مقياس نانوابعادي در حدود 1nm تا 100nm مي‌باشد. (1 نانومتر يك ميليارديم متر است).
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 مسقيم 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.
اولين و مهمترين عنصر پايه، نانوذره است. منظور از نانوذره، همانگونه كه از نام آن مشخص است، ذراتي با ابعاد نانومتري در هر سه بعد مي‌باشد. نانوذرات مي‌توانند از مواد مختلفي تشكيل شوند، مانند نانوذرات فلزي، سراميكي، ... .


دومين عنصر پايه، نانوكپسول است. همان طوري كه از اسم آن مشخص است، كپسول‌هاي هستند كه قطر نانومتري دارند و مي‌توان مواد مورد نظر را درون آنها قرار داد و كپسوله كرد. سال‌هاست كه نانوكپسول‌ها در طبيعت توليد مي‌شوند؛ مولكول‌هاي موسوم به فسفوليپيدها كه يك سر آنها آبگريز و سر ديگر آنها آبدوست است، وقتي در محيط آبي قرار مي‌گيرند، خود به خود كپسول‌هايي را تشكيل مي‌دهند كه قسمت‌هاي آبگريز مولكول در درون آنها واقع مي‌شود و از تماس با آب محافظت مي‌شود. حالت برعكس نيز قابل تصور است.

عنصر پايه بعدي نانولوله كربني است. اين عنصر پايه در سال 1991 در شركت NEC كشف شدند و در حقيقت لوله‌هايي از گرافيت مي‌باشند. اگر صفحات گرافيت را پيچيده و به شكل لوله در بياوريم، به نانولوله‌هاي كربني مي‌رسيم. اين نانولوله‌ها داراي اشكال و اندازه‌هاي مختلفي هستند و مي‌توانند تك ديواره يا چند ديواره باشند. اين لوله‌ها خواص بسيار جالبي دارند كه منجر به ايجاد كاربردهاي جالب توجهي از آنها مي‌شود.


در حقيقت كاربرد فناوري نانو از كاربرد عناصر پايه نشأت مي‌گيرد. هر كدام از اين عناصر پايه، ويژگي‌هاي خاصي دارند كه استفاده از آنها در زمينه‌هاي مختلف، موجب ايجاد خواص جالبي مي‌گردد. مثلاً از جمله كاربردهاي نانوذرات مي‌توان به دارورساني هدفمند و ساده، بانداژهاي بي‌نياز از تجديد، شناسايي زود هنگام و بي‌ضرر سلول‌هاي سرطاني، و تجزيه آلاينده‌هاي محيط زيست اشاره كرد. همچنين نانولوله‌هاي كربني داراي كاربردهاي متنوعي مي‌باشند كه موارد زير را مي‌توان ذكر كرد:
• تصوير برداري زيستي دقيق
• حسگرهاي شيميايي و زيستي قابل اطمينان و داراي عمر طولاني
• شناسايي و جداسازي كاملاً اختصاصي DNA
• ژن‌درماني كه از طريق انتقال ژن به درون سلول توسط نانولوله‌ها صورت مي‌پذيرد.
• از بين بردن باكتري‌ها
اينها تنها مواردي از كاربردهاي بسيار زيادي هستند كه براي عناصر پايه قابل تصور مي‌باشند. كاربرد اين عناصر پايه در صنايع مختلف، در درخت ديگري به نام «درخت صنعت» آورده شده است كه با مراجعه به گروه مطالعاتي آينده‌انديشي، بخش درخت صنعت، مي‌توانيد آن را مشاهده كنيد.
در نهايت «درخت فناوري نانو» معرفي مي‌گردد كه فناوري نانو را به شكل يك زنجيره از رويكرد ساخت عناصر پايه تا كاربرد آنها، در يك درخت چهار سطحي نمايش مي‌دهد. با مراجعه به گروه مطالعاتي آينده‌انديشي، بخش درخت فناوري، مي‌توانيد آن را مشاهده كنيد.
دكتر ريچارد فيليپس فاينمن در 11 مي سال 1918 در منهتن نيويورك چشم به جهان گشود. فاينمن در طول سال‌هاي تحصيلش بر روي رياضيات و علوم بسيار مطالعه مي‌كرد زيرا پدرش مي‌خواست كه او يك معلم فيزيك شود. وي همچنين براي آزمايش در زمينه الكتريسيته يك آزمايشگاه در خانه‌اش برپا كرد. فاينمن از نمادهاي رياضياتي خودش براي توابع Sin، Cos، tanو F(x) استفاده مي‌كرد.
فاينمن در دبيرستان فار راك اوي (Far Rock away) به تحصيل پرداخت و در سال آخر دبيرستان برنده جايزه رياضي دانشگاه نيويورك شد. پس از اتمام دبيرستان او تمايل به ادامه تحصيل داشت اما به جز انستيتو تكنولوژي ماساچوست (MIT) بقيه دانشگاه‌ها به خاطر نمراتش و يهودي‌بودنش از پذيرش وي سرباز زدند. فاينمن در سال 1935 وارد MIT شد و در سال 1939 فارغ‌التحصيل ليسانس فيزيك گرديد. در سال 1942 وي پس از كاركردن بر روي ساخت بمب اتمي (1942-1941) دكتراي خود را از دانشگاه پرينستون دريافت نمود. او پس از دريافت مدرك دكترايش به لوس‌آلاموس (Los Alamos) رفت تا كار بر روي بمب اتمي را ادامه دهد. سپس فاينمن به رياست بخش تئوري منسوب شد. در سال 1945 فاينمن به عنوان استاد فيزيك تئوري در دانشگاه كرنل (Cornell) به فعاليت پرداخت. در بين سال‌هاي 1952 تا 1959 به عنوان استاد مهمان (Visiting Professor) درس فيزيك تئوري در انستيتو تكنولوژي كاليفرنيا (Caltech) به نام ريچارد چيس تولمن (Richard chase Tolman) مشغول به كار شد. بعد از آن سال تا زمان مرگش در سمت استاد فيزيك تئوري در آن دانشگاه مشغول كار بود.
جايزه آلبرت انيشتن از دانشگاه پرينستون به سال 1954، جايزه آلبرت انيشتن از كالج پزشكي و جايزه لورنس (Lawrence) در سال 1963 جوايزي بودكه ريچارد فاينمن موفق به اخذ آنها گرديد. وي در سال 1965 به خاطر توسعه‌دادن الكتروديناميك كوانتوم كه تئوري اثر متقابل ذرات و اتم‌ها را در ميدان‌هاي تشعشعي بيان مي‌كند به شهرت رسيد. وي در قسمتي از كارهايش آنچه را كه امروزه به نام "دياگرام فاينمن" ناميده مي‌شود، ترسيم نمود. اين دياگرام نمودار مكان- زمان اثر متقابل ذرات را نشان مي‌دهد. به خاطر اين كار وي جايزه نوبل را درآن سال به همراه جي- اسكوينجر (J-Schwinger) و اس. آي. توموناجا (S.I. Tomonaga) اخذ كرد.
بعدها در طول زندگيش هنگامي كه به گروه تحقيق حادثه انفجار شاتل چنجر پيوست و دو كتاب خاطراتش را كه پرفروش‌ترين كتاب‌ها شدند، منتشر كرد به چهره برجسته‌اي تبديل شد.
پروفسور فاينمن عضو انجمن فيزيك آمريكا، انجمن آمريكايي علوم پيشرفته و آكادمي ملي علوم بود. او همچنين در سال 1965 به عنوان عضو خارجي انجمن سلطنتي انگلستان انتخاب شد.
در سال1959 ايشان مقاله‌اي را درباره قابليت‌هاي فناوري نانو در آينده منتشر ساخت. فاينمن 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 اين بود «فضاي زيادي در سطوح پايين وجود دارد» باوجود موقعيت‌هايي كه توسط بسياري تا آن زمان كسب‌شده بود، ريچارد. پي. فاينمن را به عنوان پايه گذار اين علم مي‌شناسند.
سخنراني او شامل اين مطلب بود كه مي‌توان تمام دايره‌المعارف بريتانيكا را بر روي يك سنجاق نگارش كرد. يعني ابعاد آن را به اندازه 25000/1 ابعاد واقعيش كوچك كرد. 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 كوچكتر كرد) او همچنين در آن سخنراني توسعه بيشتر فناوري نانو را پيش‌بيني نمود. وي در پايان سخنرانيش 1000 دلار براي اختراع اولين الكتروموتوري كه ابعادش حداكثر 64/1اينچ مكعب باشد، پيشنهاد داد. جايزه‌اي كه براي اولين كسي كه بتواند ابعاد يك صفحه كتاب را به اندازه ابعاد اصليش كوچك كند، تعيين كرد. ابعاد اين صفحه كتاب مي‌بايست به اندازه‌اي باشد كه بتوان آن را به كمك يك ميكروسكوپ الكتروني خواند. اين ايده‌ها در سال‌هاي 1960 و 1985 تحقق يافتند و جايزه‌هاي آنها نيز پرداخت شد.
ريچارد فاينمن با گوند هوارد (Gwenth Howarth) ازدواج كرد كه ثمره اين ازدواج يك پسر به نام كارل ريچارد (Corl Richard) (متولد 22 آوريل 1961) و يك دختر به نام ميشل كاترين (Michell Cathrine) (متولد 13 آگوست سال 1968) بود. متأسفانه فاينمن در سال 1988 به خاطر سرطان شكم در مركز پزشكي لوس‌آنجلس درگذشت. ياد فاينمن همواره به خاطر گشودن دريچه‌اي نو در قلمرو علم فيزيك به سوي ما، در ذهن‌ها باقي مي‌ماند.
روبرت اي فريتاس مدير تحقيقات موسسه ساخت مولكولي (Institute for Molecular Manufacturing) مي‌باشد. وي در رشته‌هاي فيزيك، روانشناسي و حقوق تحصيل كرده است و بيش از 150 مقاله‌ فني و عمومي با موضوعات مختلف علمي، مهندسي و حقوقي نوشته است. وي همچنين عهده‌دار نوشتن فصل‌هايي از كتاب‌هاي مختلف مي باشد.
او در سال 1980 گزارشي تحليلي درباره امكان ساخت كارخانه‌هاي فضايي تكثير شونده يعني كارخانه‌هايي كه بتوانند كارخانه‌هاي مشابه خودشان را به وجود آورند نوشت و سپس اولين تحقيق فني را كه به جزئياتي درباره نانوروبات‌هاي پزشكي پرداخته بود در مجله پزشكي (medical jarmal) منتشر ساخت.
اخيراً فريتاس كتاب نانوپزشكي را منتشر كرده است. اين كتاب اولين كتاب فني مي‌باشد كه درباره قابليت‌هاي نانوفناوري مولكولي در نانوروبات‌هاي پزشكي كه كاربردهاي پزشكي و دارويي دارند به بحث پرداخته است. جلد اول اين كتاب در سال 1999 توسط شركت Lands Bioscience منتشر شد. در اين زمان فريتاس محقق موسسه ساخت مولكولي واقع در ايالت كاليفرنيا بود. او در سال 2003 قسمت اول جلد دوم آن كتاب را توسط همان شركت منتشر ساخت. وي در آن زمان در شركت زيوكس zyvex به عنوان يك محقق مشغول به كار بود. زيوكس يك كمپاني در زمينه فناوري نانو مي‌باشد كه مركز آن در فاصله سال‌هاي 2000 تا 2004 در ريچاردسون تگزاس بود. فريتاس هم اكنون مشغول تكميل كردن قسمت دوم جلد دوم و جلد سوم كتاب نانوپزشكي مي‌باشد. همچنين وي به عنوان مشاور در زمينه‌هاي سنتز نانومكانيكي الماس و طراحي متصل كننده‌هاي مولكولي به عنوان مدير تحقيقات موسسه ساخت مولكولي مشغول به كار مي‌باشد.
در سال 2004 روبرت فريتاس و رالف مركل با همكاري يكديگر كتاب"سينماتيك ماشين‌هاي تكثير شونده" را منتشر نمودند. اين اولين كتابي است كه در زمينه فيزيك ماشين‌هاي تكثير شونده تاكنون به چاپ رسيده است.

[Behzad AZ]

هوا و آلاينده ها

هوا ضروري‌ترين ماده براي ادامه حيات موجود زنده است. درصد گازهاي موجود در هوا شامل 78 درصد ازت ، 19 درصد‌اكسيژن و به ترتيب 2، 1 و 3/0 درصد بخار آب، آرگون و دي‌اكسيد كربن و همچنين حدود 18 پي‌پي‌ام، گاز نئون، 5 پي‌پي‌ام هليوم، 1/5 پي‌پي‌ام متان و مجموعا 5/0 پي‌پي‌ام دي‌اكسيد ازت، هيدورژن و گزنون است. به طور كلي از آلوده‌كننده‌هاي مهم هوا مي توان "مونواكسيد كربن" ،" اكسيدهاي گوگرد"، "اكسيدهاي ازت"، "اكسيدكننده‌هاي فتوشيميايي"، "هيدروكربورها"، ذرات معلق در هوا و مواد راديو اكتيو را نام برد كه در اين مقاله به بررسي خواص مونواكسيد كربن مي پردازيم.


بررسي خواص گاز مونواكسيد كربن

با آغاز فصل سرما مردم تلاش مي‌كنند، كمتر در معرض سرما قرار بگيرند و براي گرم كردن محل سكونت و كار خود از وسايل گرم كننده‌، شامل بخاري گازي با دودكش و بدون دودكش، شومينه‌هاي گازي يا هيزمي، چراغ‌هاي خوراك پزي و غيره استفاده مي‌كنند كه بر اثر سوختن ناقص مواد و گازها در اين وسايل، گاز "مونوكسيد كربن" (CO) توليد مي‌شود كه اين گاز بسيار خطرناك و سمي است. از چند سال گذشته به دليل كمبود جا در خانه‌ها؛‌ برخي از كارخانه‌ها اقدام به توليد بخاري‌هاي بدون دودكش كرده‌اند كه جاي كمتري اشغال مي‌كند. بر خلاف تصورات رايج بيشتر مردم خطرات ناشي از آلاينده ها در مكانهاي بسته بيشتر از محيط هاي باز مي باشد اما از آنجا كه خلاف اين امر صورت مي گيرد و در زمستان كليه منافذ خانه بسته است، با توليد گاز منو اكسيد كربن مسموميت و به دنبال آن مرگ به همراه مي آيد.
ناقص سوزي و توليد CO
اصطلاحاً زماني كه شعله آتش زرد رنگ باشد، گفته مي شود كه اين نوع سوخت مونواكسيد كربن زيادي توليد مي كند كه براي محيط زيست بسيار خطرناك است و هر چه محيط محدود تر باشد قطعاً خطر آن هم بيشتر مي شود. ناقص سوختن يك اصطلاح علمي است كه بيشتر در شيمي به كار مي رود. ابن عبارت زماني استفاده مي شود كه اكسيژن كافي براي سوخت كامل يك ماده وجود نداشته باشد.



منابع و صنايع مونواكسيد كربن

آلودگي هوا يكي از پنج عامل اصلي تهديد كننده سلامت بشر هستند كه در چند دههء اخير مي توان با تراكم و نزديكي بيش از حد ساختمانها، عدم تهويهء مناسب هوا به منظور جلوگيري از اصراف انرژي ، استفاده از مواد مصنوعي و شيميائي در ساختمان ، مبلمان و وسايل شخصي همينطور استفاده از حشره كش ها، مواد شوينده، تميز كننده و ضد عفوني كننده دانست. مونو اكسيد كربن يك گاز بي رنگ و بو مي باشد كه در اثر سوخت ناكامل انرژي فسيلي و سوختن تركيبات آلي هيدروكربنها توليد و منتشر مي شود. اين گاز در هواي داخل در اثر دود سيگار ، بسته بودن محيط و نزديك بودن به گاراژ يا خيابان متراكم مي شود. از صنايع توليد گاز مونواكسيد كربن مي توان به اگزوز اتومبيل ها، دودكش كارخانه جات، دود حاصل از سوختن ذغال، آتش سوزي ها، گازهاي خانگي و فرآورده هاي نفتي اشره كرد. به طور كلي دود اتومبيل حاوي 7 درصد، بخاري نفتي 5 درصد و گاز مايع 4 درصد مونواكسيد كربن هستند. منبع اصلي توليد مونواكسيد در شهرها، وسايط نقليه موتوري است. البته فعاليت‌هاي صنعتي و احتراق ناقص سوخت در تأسيسات تجاري و دستگاه‌هاي حرارتي و سوختن زباله نيز به ميزان كمتر در توليد اين گاز سهيم هستند.



تاثيرات نامطلوب مونواكسيد كربن

مونو اكسيد كربن از طريق ريه وارد خون شده، با هموگلوبين تركيب مي شود و اجازه نمي دهد كه اكسيژن كافي به سلولها برسد. از علائم مونو اكسيد كربن مي توان آنفلوانزا، خستگي، سردرد، گيجي، حالت تهوع، ناراحتي روحي و تپش بالاي قلب را نام برد. مسوميت بالاي مو نو اكسيد كربن مي تواند به مرگ فوري منتهي شود. مسموميت آن با ميزان پائين براي خانمهاي حامله مي تواند عوارض جبران ناپذيري براي خانمهاي حامله به جاي گذارد كه به دليل دارا بودن همين خصايص، لقب قاتل پنهان گرفته است. اگر اين گاز در هوا پراكنده شود، گاز گرفتگي صورت گرفته، و مسموميت و مرگ به دنبال دارد كه آمار چشم گير اين مسموميت، توجه محققين و مخترعين را به خود جلب كرده است. جلوگيري از گسترش مضرات ناشي از آلودگي هوا در منازل ، مدارس ، مهد كودكها و محل بازي كودكان بدون كمك تمامي افراد جامعه و همكاري بخش خصوصي و سازمانهاي دولتي ذيربط امكان پذير نمي باشد.
اين آلاينده تأثير فراواني بر سلامتي موجودات زنده بر جاي مي‌گذارد. لازم به ذكر است، ميل تركيبي هموگلوبين خون كه عامل انتقال اكسيژن به بافت‌هاي بدن است، با مونواكسيد كربن دويست مرتبه بيشتر از ميل تركيبي آن با اكسيژن است. در نتيجه وجود مقدار كمي از اين گاز و تركيب آن با هموگلوبين خون موجب تشكيل كربوكسي هموگلوبين مي‌شود كه يك تركيب‌ پايدار است. اين تركيب از مقدار هموگلوبيني كه اكسيژن را به بافت‌هاي بدن مي‌رساند، مي‌كاهد و از جدا شدن اكسيژن و هموگلوبين از يكديگر جلوگيري مي‌كند. همچنين مونواكسيد كربن در خون، فشار نسبي گاز اكسيژن را كاهش داده و نيروي محركه انتشار در بافت‌هاي بدن را كم مي‌كند. مجموعه اين تغييرات، ايجاد مسموميت‌ها و حساسيت‌هاي زيادي از جمله تضعيف مركز اعصاب، حساسيت به نور و كاهش قدرت بينايي، كاهش قوه باصره و كنترل حركات اختياري را فراهم مي‌آورد.



آمار و نتايج مطالعات مضررات "CO"

طبق آمار سازمان بهداشت جهاني، وجود گازهاي آلاينده در هواي دم، منجر به افزايش مرگ و مير به ميزان بيش از 500 هزار نفر در هر سال، در سراسر جهان مي شود كه در اين راستا گزارشي در خصوص بسياري از اختلالات فيزيولوژيك، بيوشيميايي و جهش مولكولي ناشي از تماس با اين مواد وجود ندارد.
براساس آمارهاي وزارت بهداشت ميزان مرگ و مير سالانه شهروندان تهراني براثر آلودگي هوا بيش از 7 هزار نفر است كه از اين تعداد 4 هزار نفر بر اثر بيماريهاي ناشي از ذرات معلق در هوا و 3 هزار و 300 نفر براثر سرطان هاي ناشي از آلودگي هوا جان خود را از دست مي دهند.آمارها نشان مي دهد كه هر ساله براثر آلودگي هوا از هر 100 هزار نفر 62 نفر به بيماري هاي قلبي و تنفسي و 52 نفر نيز به سرطان مبتلا مي شوند كه به هيچ وجه مطلوب نيست. لذا بايستي اصول ايمني را جهت جلوگيري از حوادث رعايت كنيم. به گزارش سازمان جهاني بهداشت (WHO) سيگارنه تنها براي سيگاري‌ها بلكه براي افرادي هم كه سيگاري نيستند، اما در معرض دود سيگار ديگران قرار مي‌گيرند بسيار خطرناك است .براساس آمار اين سازمان، سالانه نزديك به 200هزار نفر بر اثر عواقب دود سيگار در محل كار جان مي‌بازند. مونو اكسيد كربن، گاز خطرناكي است كه مانع انتقال اكسيژن به خون مي‌شود. اين گاز ازسوخت خودروهاي بنزيني يا هنگام مصرف دخانيات توليد مي‌شود.در اروپا قانوني به اجرا گذاشته شده كه ميزان مونواكسيد كربن توليد شده توسط خودروها را محدود مي‌كند. در مقايسه با اين قانون، يك فرد سيگاري كه در روز 5 نخ سيگار مي‌كشد، به نسبت، مونواكسيد كربن بيشتري از يك خودرو توليد مي‌كند.



راه حل هاي موجود براي حل مشكلات گاز مونواكسيد كربن

گاز CO مشكلات و مضراتي از قبيل آلودگي هوا ، مشكلات استنشاق ، بيماريهاي قلبي-تنفسي و مشكلاتي ديگر پديد مي آورد كه در سالهاي اخير توجه مسئولين زيربط، محققين و مخترعين را به خود جلب كرده است در حالي كه با توجه به آمار بهداشت جهاني همه ساله نيم ميليون نفر بر اثر عدم رعايت حوادث ايمني و مضرات مونواكسيد كربن جان مي بازند. عليرغم اثرات نامطلوب آلاينده‌هاي هوا كه به برخي از آنها اشاره شد، تأثير هر آلاينده به غلظت و مدت تماس با آن بستگي دارد. براي مثال، يك آلاينده مانند منواكسيدكربن با غلظت زياد، در مدت كوتاه ممكن است اثر نامطلوبي نداشته باشد، در حالي كه غلظت پايين‌تري از اين آلاينده به مدت طولاني‌تر مي‌‌تواند باعث بروز عوارض متعددي مانند سرگيجه و تهوع شود.
بنابراين ميزان تاثير غلظت و مدت زمان تنفس گازها با يكديگر تفاوت دارند. در شرايطي كه بخواهيم مشخص كنيم كداميك از آلاينده‌ها داراي اثر نامطلوب بيشتري است، از شاخصي به نام استاندارد آلاينده استفاده مي كنيم.
بر اساس اين شاخص، وضعيت آلودگي هوا به پنج دسته تقسيم‌بندي شده است. حدود استانداردي بين 5 تا 50 بيانگر وضعيت هواي پاك، 51 تا 100 نشانگر هواي مجاز و استاندارد هوا بين 101 تا 199 هواي سالم و بين 200 تا 299 و بيش از 300 وضعيت هواي خيلي ناسالم و خطرناك را نشان مي‌دهند كه براي سنجش ميزان خطر گاز مونواكسيدكربن، بايد به حدود استاندارد آن در هوا توجه نمود تا در صورت وجود خطر، علت را بر طرف كرد.
به طور كلي عدم رعايت نكات ايمني بيشترين عامل مسموميت و مرگ بر اثر CO بوده است كه باعث ناسالم شدن هوا و عبور آن از مرز هواي مجاز است. رعايت اين نكات مي تواند گامي موثر براي پيشگيري از خطرات اين آلاينده باشد.
پيشگيري از مسموميت با گاز Coبسيار ساده است:
-استفاده از وسايل گرمايشي استاندارد در پيشگيري از اين مسموميت از اهميت بالايي برخوردار است و بخاري‌هاي بدون دودكش به هيچ عنوان از توليد گاز Co جلوگيري نمي كند بلكه به دليل بسته بودن منافذ در زمستان، باعث مسموميت و آلوده شدن هواي محيط مي شود.
-دقت و توجه به داغ بودن دودكش نيز بهترين آزمايش سلامت دودكش است. اگر لوله دودكش بخاري شما سرد است دليل آن خارج نشدن حاصل احتراق و ديگر گازهاي سمي مانند مونواكسيد كربن، از دودكش است. در صورت سرد بودن لوله دودكش بايد ضمن رفع نقص، به طور موقت با باز كردن قسمتي از درب يا پنجره، در محيط تهويه ايجاد كنيد.
-رنگ شعله بخاري و وسايل پخت و پز بايد آبي باشد و چنانچه رنگ شعله قرمز ،‌زرد يا نارنجي باشد، حتما نقص در سوخت رساني و كمبود اكسيژن در محيط است كه سريعا بايد تعمير و سوخت رساني شود. همان طور كه در قبل اشاره كرديم رنگ شعله زرد نشان از كمبود اكسيژن تركيبي است كه در اين حالت ناقص سوزي رخ داده و مونواكسيدكربن توليد مي شود
-در صورت استفاده از وسايل گرمايشي نبايد تمام منافذ خانه بسته باشند زيرا خطر مسموميت در محيط بسته و محدود بيشتر است.
-از نسب آبگرمكن در حمام و يا استفاده از شعله آشپزخانه براي گرم كردن بايد خود داري نمود.
علاوه بر راههاي فوق، راههاي بسياري براي كاهش خطرات CO وجود دارد كه از جمله آن ها مي توان به پركاربرد ترين آنها يعني "فيلتراسيون" اشاره نمود. امروزه نانو فيلتراسيون ها نقش بسيار مهمي در جدا سازي آلاينده هاي مضر موجود در هوا دارند. با فناوري نانو ميتوان نقايص مواد را در مقياس نانو متر بر طرف نمود و آنها را به شيوه مطلوب و قابل استفاده تغيير داد. در ابتدا لازم مي دانيم فناوري نانو را به طوري كامل شرح داده، و به دنبال راههاي اساسي براي كاهش خطرات CO باشيم.



تكنولوژي نانو ، راه برگزيده

نانو به راستي كوچك است چرا كه مقياس نانو متر به معناي يك ميلياردم متر است. (1000000000/1)
براي احساس اندازه هاي مادون ريز ، قطر موي سر انسان را كه يك دهم ميليمتر است در نظر بگيريد ، يك نانومتر صدهزار برابر كوچكتراست 9- ^ 10متر .
در واقع تكنولوژي نانو عبارت است از به كار گيري ابزارها و سيستم ها براي كنترل، شكل و طراحي، توصيف، توليد و كاربرد ساختارها در اندازه نانومتر. اهميت نانو مقياس به اين دليل است كه در نانو مقياس خواص جديدي به دست مي آوردند و مواد در اين مقياس كوچك اند. مواد توليد شده در مقياس نانو را بر اساس سه بعدي، دو بعدي و يك بعدي بودن آنها بررسي مي كنند.
تكنولوژي و مهندسي در قرن پيش رو با وسايل ، اندازه گيريها و توليداتي سروكار خواهد داشت كه چنين ابعاد مادون ريزي دارند. در دو دهه اخير، پيشرفتهاي تكنولوژي وسايل و مواد با ابعاد بسيار كوچك به دست آمده است و به سوي تحولي فوق العاده كه تمدن بشر را تا پايان قرن دگرگون خواهد كرد ، پيش مي رود . درحال حاضر پروسه هاي در ابعاد چند مولكول قابل طراحي و كنترل است . همچنين خواص مكانيكي ، شيميايي ، الكتريكي ، مغناطيسي ، نوري و... مواد در لايه ها در حدود ابعاد نانومتر قابل درك و تحليل و سنجش است . با تكنولوژي نانو قادر به تغيير مواد در جهت مطلوب و رفع نقايص مواد هستيم. درست همان روشي كه در طبيعت براي توليد كردن حاكم است. مجموعه هاي طبيعي ، تركيبي از دانه هاي مادون ريز قابل تشخيص با خواص مشابه و يا متفاوت با اندازه هاي در حدود نانو مي باشد.
در بياني كوتاه نانوتكنولوژي يك فرايند توليد مولكولي است . همانطور كه طبيعت مجموعه ها را بطور خودكار مولكول به مولكول ساخته و روي هم مونتاژ كرده است ، ما هم بايد براي توليد محصولات جديد ، با اين اعتقاد كه هرچه در طبيعت توليد شده قابل توليد در آزمايشگاه نيز هست ، نظير طبيعت راهي پيدا كنيم . البته منظور اين نيست كه چند هسته از مواد راپيدا كنيم و با رساندن انرژي و خوراك پس از چند سال يك نيروگاه از آن بسازيم كه شهري را برق دهد . بلكه براي تركيب و تكامل خودكار توليدات مادون ريزكه به نحوي در مجموعه هاي بزرگتر مصرف دارد ، راهي بيابيم . در اندازه هاي مادون ريز ، روشها و ابزارآلات متعارف فيزيكي مانند تراشيدن و خم كردن و سوراخ كردن و...جوابگو نيستند .

براي ساختن ماشينهاي ملكولي بايد روش پروسه هاي طبيعي را دنبال كرد .
با تهيه نقشه هاي ساختاري بدن يعني آرايش ژنها و DNA كه ژنم ناميده شده است و به موازات آن دست يافتن به تكنولوژي مادون ريز ، در دراز مدت تحولات بسياري در هستي ايجاد خواهد شد . توليد مواد جديد ، گياهان ، جانداران و حتي انسان متحول خواهد شد . اشكالات ساختاري موجودات در طبيعت رفع مي شود و با تركيب و خواص اورگانيك گياهان و جانوران ، موجودات جديدي با خواص فوق العاده و شخصيتهاي متفاوت بوجود خواهد آمد .آينده علوم و مهندسي كه چندين گرايشي Multi- Disciplinary )) است ، به طرف توليد ماشينهاي مولكولي سوق داده خواهد شد تا در نهايت بتواند مجموعه هاي كارآيي از پيوندهاي ارگانيك و سايبريك را عرضه نمايد. استفاده از اين روش به توليد و ساخت محصولات و ايجاد تكنولوژي‌هاي جديد با كارآيي بالا منجر مي‌شود. نانوتكنولوژي اين امكان را فراهم مي‌كند كه اجزا و تركيبات مواد شيميايي را در مقياس نانو در آورده و داخل سلول‌ها قرار داده و مواد جديدي را با استفاده از روش‌هاي جديد خود مونتاژ بسازيم. در اين روش به هيچ وسيله‌اي مانند يك روبات يا ابزار ديگري براي سرهم كردن اجزا نيازي نيست.
هستي را به رايانه ( سخت افزار ) و برنامه ( نرم افزار ) كه دو پديده مختلف ولي ادغام شده هستند ، مي توان تشبيه كرد . سخت افزار مصداق ماده ( اغلب اتم هيدروژن ) و نرم افزار يا برنامه ، قابليت نهفته در خلقت آن است .
اتم به نظر ساده و ابتدايي هيدروژن در طي ميلياردها سال با قابليت نهفته در خود توانسته است ميليونها نوع آرايش مختلف را در هستي بوجود آورد . بشر از بوجود آوردن اساس ماده عاجز است . ولي در برنامه ريزيهاي جديد و يافتن اشكال ديگري از آنچه در طبيعت وجود دارد ، پيش خواهد رفت . طبيعت را خواهد شناخت و به اصطلاح ، قفلهاي شگفت آور آن را باز خواهد كرد . احتمالا انسان در شرايط مناسبتري از درجه حرارت و فشار كه درتشكيل طبيعي مواد مختلف از هيدروژن لازم است ، بتواند اتمهاي مورد نباز خود را توليد كند ، سيارات ديگري را در نهايت در اختيار بگيرد و بعيد نيست كه نواده هاي دوردست ما بتوانند در نيمه هاي راه ابديت در اكثر نقاط جهان هستي و كهكشانها سكني گزينند.

به احتمال زياد قبل از پايان هزاره سوم انسانها در بدن خود انواع لوازم مصنوعي و ديجيتالي را خواهند داشت. از بيماري ، پيري ، درد ستون فقرات ، كم حافظه اي و... رنج نخواهند برد .قابليت فهم و تحليل اطلاعات در مغز آنها در مقايسه با امروز بي نهايت خواهد شد. در هزاره هاي آينده انسانهاي طبيعي مانند امروز احتمالا براي مطالعات پژوهشي نگهداري شده و به نمونه هاي آزمايشگاهي و بطور حتم قابل احترام تبديل خواهند شد و مردمان آينده از اينهمه درد و ناراحتي كه اجداد آنها در هزاره هاي قبل كشيده اند ، متعجب و متاثر خواهند بود .

اكنون جا دارد همگام با تحولات جديد در مهندسي و علوم ، دانشگاهها و مراكز تحقيقاتي بطور جدي به پژوهشهاي تكنولوژي مادون ريز مشغول شوند تا حداقل ما هم بتوانيم مرزهاي دانش روز را به نسلهاي آينده تحويل دهيم و در تشكلهاي جديد هستي سهمي داشته باشيم . باشد هرچه زودتر به خود آييم و عمق شكوهمند و معجزه آساي انديشه بشررا دريابيم و از كوتاه بيني و افكار فرسوده موروثي فاصله بگيريم . گفته شيخ اجل سعدي در آينده مصداق واقعي تري خواهد داشت :
اين تكنولوژي جديد توانايي آن را دارد كه تاثيري اساسي بر كشورهاي صنعتي در دهه هاي آينده بگذارد . در اينجا به برخي از نمونه هاي عملي در زمينه نانوتكنولوژي كه بر اساس تحقيقات و مشاهدات بخش خصوصي به دست آمده است ، اشاره مي شود .
انتظار مي رود كه مقياس نانومتر به يك مقياس با كارايي بالا و ويژگيهاي منحصربفرد ، طوري ساخته خواهند شد كه روش شيمي سنتي پاسخگوي اين امر نمي تواند باشد .



فوايد نانو تكنولوژي

مهمترين فياده هاي نانوتكنولوژي عبارتند از :
1- كاهش مصرف انرژي
2-توليد انرژي تجديد پذير يا كاراكتر(با بهره وري بيشتر)
3-كاهش مصرف منابع در فاز توليد يا مصرف
4-كاربرد در برنامه هاي پاكسازي زيست محيطي
5-كاهش اثرات زيست محيطي صنعت خودرو سازي
6-بهبود دادن فرآيند بازيافت

فرصت هاي زيست محيطي مرتبط با نانو تكنولوژي


1-توليد مواد و محصولاتي گوناگون بدون توليد محصولات جانبي و خطرناك
2-محصولات نانو تكنولوژي از عناصر ساده و فراوان مانند كربن ساخته شده اند.
3-مواد كمتري نياز است زيرا مواد نانو قوي تر و نازك تر هستند.
4-حفاظت از منابع از طريق توليد محصولات مينياتوري
5-صرفه جويي در مصرف انرژي و جلوگيري از اتلاف، از طريق كاهش حجم و وزن محصولات
نانوتكنولوژي مي تواند باعث گسترش فروش سالانه 300 ميليارد دلار براي صنعت نيمه هاديها و 900 ميليون دلار براي مدارهاي مجتمع ، طي 10 تا 15 سال آينده شود.
همچنين نانوتكنولوژي ، مراقبتهاي بهداشتي ، طول عمر ، كيفيت و تواناييهاي جسمي بشر را افزايش خواهد داد .
-تقريبا نيمي از محصولات دارويي در 10 تا 15 سال آينده متكي به نانوتكنولوژي خواهد بود كه اين امر ، خود 180 ميليارد دلار نقدينگي را به گردش درخواهد آورد .
-كاتاليستهاي نانوساختاري در صنايع پتروشيمي داراي كاربردهاي فراواني هستند كه پيش بيني شده است اين دانش ، سالانه 100 ميليارد دلار را طي 10 تا 15 سال آينده تحت تاثير قرار دهد .
-نانوتكنولوژي موجب توسعه محصولات كشاورزي براي يك جمعيت عظيم خواهد شد و راههاي اقتصادي تري را براي تصويه و نمك زدايي آب و بهينه سازي راههاي استفاده از منابع انرژيهاي تجديد پذير همچون انرژي خورشيدي ارائه نمايد . بطور مثال استفاده از يك نوع انباره جريان گذرا با الكترودهاي نانولوله كربني كه اخيرا آزمايش گرديد ، نشان داد كه اين روش 10 بار كمتر از روش اسمز معكوس ، آب دريا را نمك زدايي مي كند.
-انتظار مي رود كه نانوتكنولوژي نياز بشر را به مواد كمياب كمتر كرده و با كاستن آلاينده ها ، محيط زيستي سالمتر را فراهم كند . براي مثال مطالعات نشان مي دهد در طي 10 تا 15 سال آينده ، روشنايي حاصل از پيشرفت نانوتكنولوژي ،مصرف جهاني انرژي را تا 10 درصد كاهش داده ، باعث صرفه جويي سالانه 100 ميليارد دلار و همچنين كاهش آلودگي هوا به ميزان 200 ميليون تن كربن شود.

-در چند سال گذشته بازارچند ميليارد دلاري برپايه نانوتكنولوژي كسترش يافته اند . براي مثال در ايالات متحده ، IBM براي هد ديسكهاي سخت ، يك سري حسگرهاي مغناطيسي را ابداع كرده است .
بنا بر اين استفاده از نانو مواد و تكنولوژي نانو در صنايع، مي تواند گامي موثر در جهت صرفه جويي و پيش برد اهداف در جهت مطلوب كردن مواد، باشد.


فيلترهاي نانويي

از تكنولوژي نانو در تهيه فيلتر استفاده مي‌شود. اين فيلترها با كاربردهاي مختلف براي استفاده در يخچال، اتومبيل، محيط خانه و بيمارستان‌ها و مراكز درماني براي حذف باكتري، قارچ، بو و تركيبات آلي فرار مورد استفاده قرار مي‌گيرند.
فيلترهاي نانو نقره، فيلترهاي ضدميكروب
فيلترهاي نانو نقره داراي قدرت بسيار بالايي در حذف ميكروارگانيسم‌ها و ميكروب‌هاي بيماري‌زا هستند. استفاده از اين فيلترها در مكان‌هايي مانند بيمارستان و مراكز عمومي‌ كه احتمال وجود آلودگي‌هاي ميكروبي زياد است اهميت و كاربرد زيادي دارند:
رفع بو و مواد فرار با فيلترهاي نانوكربن
علاوه بر نقره از ذرات نانويي كربن نيز براي از بين بردن بو و مواد فرار استفاده مي‌شود. فيلترهاي نانو كربن با دارا بودن ساختارهاي نانو كربني كه داراي نسبت سطح به حجم بالايي هستند، بوها و مواد فرار را به خوبي جذب مي‌كنند. قدرت جذب اين فيلترها 15 برابر بيشتر از كربن فعال است و علاوه بر بو تركيبات آلي فرار را نيز حذف مي‌كنند.
فيلترهاي نانو هيبريد، فيلترهاي ضدقارچ
يكي ديگر از موارد كاربرد نانوتكنولوژي در ساخت فيلترهاي نانو هيبريد است كه فرآيند تهويه و تصفيه هوا را به خوبي انجام مي‌دهند و براي از بين بردن ميكروب‌ها در محيط‌هاي مختلف مانند محيط‌هاي نگهداري مواد غذايي، سرويس‌هاي بهداشتي، رستوران‌ها و آشپزخانه‌ها به كار برده مي‌شوند. اين فيلترها حاوي نانو ذرات هيبريد مواد آلي و معدني است و پايداري خوبي دارند.




تكنولوژي نانو فيلتراسيون و استفاده از آن

يكي از كاربردهاي فناوري نانو استفاده از نانو فيلترها است كه گام مؤثري در حفظ محيط زيست و صرفه جويي در انرژي شناخته مي شود. از تكنولوژي نانو در تهيه فيلتر استفاده مي‌شود. اين فيلترها با كاربردهاي مختلف براي استفاده در يخچال، اتومبيل، محيط خانه و بيمارستان‌ها و مراكز درماني براي حذف باكتري، قارچ، بو و تركيبات آلي فرار مورد استفاده قرار مي‌گيرند. گازهاي مضري مانند فرمالدئيد، تولوئن و بنزن كه از مبلمان، موكت، فرش، لوازم چوبي و چرمي، وسايل پلاستيكي، سطوح رنگ شده، لوازم آرايش و ... متصاعد مي‌شوند سبب بسياري از سردردها، سرگيجه، سوزش چشم، مشكلات تنفسي و تشديد آسم مي‌گردند و مقدار اين گازها در محيط خانه 2 تا 5 برابر محيط خارج است كه نانو فيلتراسيون مي تواند نقش مهم و موثري در رفع اين مشكلات داشته باشد. نانوتكنولوژي نيز يكي از نمونه‌هاي جديد پيشرفت علم و تكنولوژي است كه گسترش و كاربرد زيادي به ويژه در بهداشت و سلامت انسان‌ها داشته است. نانو فيلترها براساس منافذشان به3 گروه: ميكرو، اولترا و نانوفيلترها طبقه بندي شده اند. غشاهاي نانو فيلتراسيون معمولاً از2 لايه تشكيل مي شود. لايه هاي نازك و متراكم عمل جداسازي و لايه محافظ، عمل حفاظت در برابر فشار سيستم را انجام مي دهد. غشاها در اشكال مختلف مارپيچي، صفحه اي، لوله اي و فيبري هستند. نانوفيلتراسيون يك فرآيند جداسازي تحت فشار ما بين اسمز معكوس و اولترا فيلتراسيون است. نانو فيلتراسيون نسبت به اسمز معكوس و اولترا فيلتراسيون برتري دارد، چرا كه در اولترا فيلتراسيون مقدار آلاينده هاي مصرفي نسبت به حد مجاز بالاتر بوده و در اسمز معكوس ميزان خلوص آب حاصله بيشتر از حد محصول است كه پيامد آن افزايش قيمت اين روش است.
توليد فيلترها
دانشمندان روش ساده اي براي توليد فيلترها با استفاده از نانو لوله هاي كربني ابداع كرده اند كه حتي قادر به حذف هيدروكربن هاي سنگين از نفت خام مي باشد. ساخت فيلترها از نانولوله هاي كربني فوايدي مانند سهولت نظافت، افزايش استحكام، قابليت مصرف مجدد و مقاومت آنها در برابر حرارت، دارا مي باشد.
برخي از شركت هاي صنعتي در حال استفاده از نانوفيلترهاي اكسيد آلومينيم با اندازه دو نانو متر براي تصفيه آب هستند. فيلترهاي نانو سرام قادرند باكتريها، نمكها عناصر كدر كننده، مواد راديو اكتيو و فلزات سنگين را از آب حذف كنند. اين نوع فيلترها در 5PH تا 9 بهترين عملكرد را دارند. حداكثر4 بار فشار را مي توان به فيلترها اعمال كرد كه منجر به شدت جريان9 تا10 ليتر بر ساعت به ازاي هر سانتي متر مربع از فيلتر خواهد شد. در حال حاضر، هزينه هر مترمربع فيلتر يك دلار است كه ممكن است اين مقدار به3 دلار نيز برسد. بنا به گفته كارشناسان، فيلترهاي نانو سرام، نيازي به تصفيه پيشين يا پسين، تميز كردن و شارژ مجدد فيلتر ندارند.
فيلترهايي از جنس نانو الياف
برخلاف فيلترهاي معمولي ، لايه الياف نانو توانايي فيلتراسيون ذرات در مقياس ميكرون را دارد كه با استفاده از آن مي توان فيلترهاي ارزان قيمت و با كارايي بالا به دست آورد.
مكانيزم فيلتراسيون الياف نانو با الياف معمولي متفاوت است. همين ويژگي سبب گسترش محدوده كاربرد اين الياف در جوانب مختلف زندگي روزمره انسان ها شده است. با كاهش قطر الياف پليمري از ميكرومتر به نانومتر، خواص منحصر به فردي مانند نسبت سطح به حجم بسيار بالا، انعطاف پذيري و خواص مكانيكي عالي در الياف ايجاد مي شود كه سبب گسترش كاربرد آنها خواهد شد.



نانو الياف و فيلتراسيون
در سالهاي اخير، نانو الياف به علت دارا بودن ويژگي هاي منحصر به فرد در صنايع مختلف از جمله فيلتراسيون هوا مورد توجه قرار گرفته اند. در يك طرح پژوهشي دوساله ، لايه هاي مختلفي از الياف نانو با قطر و ضخامت مختلف به روش الكتروريسي تهيه شده و در يك سيستم آزمايشگاهي آزمون فيلتر كه براي تعيين ويژگي هاي فيلتر طراحي و ساخته شده بود، بررسي و آزمايش شد. نتايج به دست آمده از اين طرح تحقيقاتي كه از سوي محققان واحد علوم و تحقيقات دانشگاه آزاد اسلامي انجام شد، نشان مي دهد فيلترهاي ساخته شده از الياف نانو قابليت بسيار بالايي در فيلتراسيون ذرات آلوده دارند و از راندمان بالاتري در مقايسه با فيلترهاي سلولزي معمولي برخوردارند. با استفاده از الياف نانو مي توان فيلترهاي تميز شونده با راندمان بالا و وزن كمتر طراحي و توليد كرد كه در نتيجه سبب مي شود تفاوت محسوسي را در روش فيلتراسيون نسبت به استفاده از فيلترهاي متداول اليافي ايجاد كنيم.تاكنون روشهاي متعددي براي توليد الياف نانومتري در نظر گرفته شده است كه از ميان آنها روش الكتروريسندگي علاوه بر سادگي از بازده بالاتري برخوردار است و در واقع مي توان گفت اين روش تنها روشي است كه در آينده مي توان از آن براي توليد نانو الياف به صورت هم جهت و پيوسته استفاده كرد. در روشهاي محصول توليد الياف با قطر بزرگتر ابتدا مذاب پليمري با اعمال نيروهاي مكانيكي تحت كشش قرار مي گيرد و از داخل حديده خارج مي شود و نهايتاً رشته اي از الياف به دست مي آيد. قطر الياف نانو به پارامترهاي مختلفي مانند غلظت پليمر، ولتاژ الكتريكي اعمال شده ، فاصله ، دبي جريان ، قطر سوزن و نوع جمع كننده بستگي دارد.



نانو الياف در خدمت فناوري

ويژگي متمايز اين الياف سبب مي شود نانو الياف پلميري به عنوان مواد مناسبي در زمينه هاي مختلف صنعتي استفاده شوند كه از آن جمله مي توان به كاربرد اين الياف در ساخت نانو كامپوزيت هاي پليمري ، صنايع فيلتراسيون ، نظامي و پزشكي اشاره كرد.امروزه استفاده از الياف نانو براي ساخت لباسهاي محافظ در مقابل عوامل شيميايي و بيولوژيكي ، ساخت فيلترهايي با ويژگي هاي متفاوت و همچنين نانو كامپوزيت هاي پليمري به صورت كاربردي مطرح شده است. پيش بيني مي شود استفاده از اين الياف در فيلتراسيون تحول عظيمي را در اين بخش به وجود آورد.
به گفته توكلي ، اگر از يك فيلتر با كيفيت بالا در فرآيند فيلتراسيون هوا استفاده شود، ذرات تا مقياس 300 نانومتر در اين سطح محبوس خواهند شد و بازده اين فرآيند به 99.97 درصد ارتقاء خواهد يافت.
هر چند اندازه منافذ قرار گرفته روي اين گونه فيلترها كوچك و ضخامت فيلتر در محدوده اي است كه اجزاي فوق العاده كوچك را نيز به دام مي اندازد؛ اما در اين نوع فيلتراسيون لازم است جريان هوا با فشار وارد شود. در غير اين صورت توانايي فيلتراسيون كاهش مي يابد و همانند يك فيلتر معمولي عمل مي كند.با استفاده از لايه نازكي از الياف نانو مي توان فرايند فيلتراسيون را در فشار هواي معمولي و جريان هواي كم با كيفيتي مشابه فيلترهايي از جنس الياف شيشه اي انجام داد.
قطر الياف نانوي مورد استفاده در اين نوع فيلترها به كمتر از يك ميكرون مي رسد كه همين امر باعث زياد شدن نسبت سطح به حجم ، كوچك شدن منافذ و در نهايت تخلخل بالا مي شود. اين فيلترها مي توانند با وجود كارايي بسيار بالا در فيلتراسيون ذرات ريز، افت فشار را نيز به حداقل برساند. اين ويژگي سبب افزايش كارايي فيلتر، كاهش افت فشار و افزايش طول عمر آن مي شود.
براي مثال ، نانو فيلترهاي مورد استفاده در صنايع خودروسازي سبب صرفه جويي در مصرف سوخت و انرژي ، سوختن كامل بنزين در موتور، كاهش آلودگي هوا و مشكلات زيست محيطي و كاهش هزينه ها مي شود. اين در حالي است كه با ورود هواي تميز به داخل موتور اتومبيل ، بازده موتور افزايش و ورود ذرات آلوده به داخل موتور كاهش مي يابد.


آينده در تسخير نانو

انسان ها در معرض يك انقلاب اجتماعي قدرتمند و تسريع شده قرار گرفته اند كه تا حدودي ناشي از توسعه نانو فناوري در زمينه هاي مختلف زندگي است. در آينده اي نه چندان دور، دانشمندان قادر به ساخت اولين آدم آهني در مقياس نانو مي شوند كه حتي مي تواند همانندسازي كند و طي چند سال با توليد 5 ميليارد تريليون نانو روبات ، تقريبا تمامي فرآيندهاي صنعتي و نيروي كار كنوني از رده خارج خواهد شد. با اين تحول عظيم ، كالاهاي مصرفي به وفور يافت مي شود، در حالي كه ارزان ، شيك و بادوام خواهد بود. دارو درماني جهشي سريع و كوانتومي را تجربه مي كند، سفرهاي فضايي مقرون به صرفه خواهد شد و به طور كلي سبك زندگي در جهان به صورت زيربنايي متحول شده و الگوهاي رفتاري انسان ها نيز بناچار تحت تاثير اين روند قرار خواهد گرفت. مطالعات انجام شده نشان مي دهد با توجه به امكانات و قابليت هاي موجود در كشور، دستيابي به دانش فني توليد اين مواد در مقياس صنعتي و نيمه صنعتي امكان پذير خواهد بود.


نتيجه جداسازي مونواكسيد كربن به روش نانو فيلتراسيون

در محيط اطراف ما همواره انواع باكتري‌ها، قار‌چ‌ها، ويروس‌ها، گازهاي مضر و بوهاي نامطبوع وجود دارند. همچنين عوامل ميكروبي مانند ويروس‌ها و باكتري‌ها از علل مهم سرماخوردگي و عفونت‌هاي تنفسي به ويژه در كودكان، سالمندان و بيماران ريوي مي‌باشند. با توليد فيلترهاي نانو مي توان با حبس گاز CO در ابعاد نانومتر، از پخش شدن آن در هوا و نيز تنفس آن جلوگيري نمود و خطرات ان را كاهش داد. بنابراين با كاهش خطرات و مضرات اين گاز روبرو خواهيم بود.

[Behzad AZ]

امولسيفايرها در صنعت غذا انتخاب امولسيفايرها
ر انتخاب امولسيفايرها سه نكته بايد مدنظر قرار گيرد.
1) مشكل موردنظر كه قرار بر رفع آن با استفاده از امولسيفايرها است بايد توسط طراحان مواد غذايي مشخص شود.
3) مشخص كردن اين‌كه امولسيفاير چه كاري مي‌تواند براي رفع اين مشكل انجام دهد.
3) تصميم گرفتن در اين مورد كه آيا يك امولسيفاير مشكل موردنظر را حل خواهد كرد، كه اين امر از طريق تست كردن كار امولسيفاير در سيستم موردنظر امكان‌پذير است.پس از طي اين مراحل مي‌توان امولسيفاير يا سيستم امولسيفايري موردنظر را انتخاب كرد و سطح مورد نياز و مناسب آن را نيز محاسبه كرد.نكات زير را به هنگام انتخاب يك امولسيفاير بايد مورد توجه قرار داد. قيمت: طراحان مواد غذايي ممكن است بدون توجه به قيمت امولسيفاير يا ديگر اجزا، محصولي را با يك امولسيفاير با كارايي كامل طراحي و فرموله كنند. بنابراين هزينه و قيمت اجزا بايد از ابتدا مورد توجه قرار گيرد. همچنين فرم امولسيفايرها نيز بايد با دقت انتخاب شود. در كارخانه استفاده از چربي‌هاي پلاستيكي و امولسيفايرها ممكن است مشكل‌تر باشد زيرا كارگران بايد اين اجزا را از درون ظروف مورد كاربرد به سختي تراشيده و استخراج كنند. اگرچه استفاده از امولسيفايرهاي پودري آسان‌تر است و بخشي از هزينه‌ها را نيز كاهش مي‌دهد ولي در تمام موارد قابل استفاده نيست.چربي كم:‌ طراحان مواد غذايي بايد آگاه باشند كه آيا مصرف‌كنندگان، مواد غذايي بدون چربي يا با مقادير كم چربي را ترجيح مي‌دهند. در واقع مي‌توان با استفاده از مقادير اندك امولسيفايرها محصولات نانوايي بسيار خوب و در عين حال كم‌چرب توليد كرد. نقش امولسيفايرها در اين جا روان‌سازي، ايجاد بافت نرم و يكنواخت و ايجاد احساس خوب دهاني است. موارد ذكر شده از مشخصات محصولات پرچرب است كه با استفاده از امولسيفايرها در حضور مقادير كم‌چربي مقدور شده است.نخستين نكته كه در گسترش محصولات نانوايي كم‌چرب، بايد مدنظر قرار گيرد قدرت عمل محصول است، متخصصان معتقدند كه اگر محصول از قدرت عمل لازم برخوردار نباشد قادر نخواهد بود در بازار به رقابت بپردازد. به عبارت ديگر محصول بايد رضايت‌ مشتري را تامين كند. مهم‌ترين فاكتور در موفقيت محصولات نانوايي كم‌چرب، طعم و مزه است. اگر آنها طعم خوبي نداشته باشند، مشتري استقبال خوبي نخواهد كرد.اثر طعم مي‌تواند به عنوان يك مشكل در محصولاتي كه ميزان چربي آنها كاهش يافته است مطرح شود. در اين محصولات اثر اوليه طعم كاهش مي‌يابد تا هنگامي كه ناگهان محو مي‌شود. امولسيفايرها مي‌توانند اين مشكل را با طولاني كردن اثر طعم حل كنند.قوانين و مقررات: در هر كشوري قوانين متفاوتي براي استفاده از امولسيفايرهاي مواد غذايي وجود دارد. گرچه به‌طور كلي در آمريكا قوانين سختي براي بيشتر امولسيفايرها وجود ندارد، اما براي تعدادي از انها به وسيله FDA (اداره غذا و داروي آمريكا) قوانيني اعمال شده است و در موارد متفاوت حدود مصرف آنها تعيين شده است.كازير (Kazier) در اين ارتباط مي‌گويد براي مونو و دي‌گليسيريدها قانوني وجود ندارد در حالي كه روي پلي سوربات‌ها قوانين سخت‌تري اعمال مي‌شود. به عنوان مثال SSL در محصولات نانوايي به ميزان نيم درصد وزن آرد در آمريكا استفاده مي‌شود در حالي كه در كانادا اين رقم در حدود 375 هزارم درصد است.

طبيعي بودن: بيشتر نانواها در توليدات خود از مونو و دي‌گليسيريدها استفاده مي‌كنند و تعداد بسيار كمي تمايل به توليد محصولات كاملا طبيعي دارند. لسيتين به ويژگي‌هاي مكانيكي و پراكندگي مناسب شورتنينگ در محصولات نانوايي كمك مي‌كند. لسيتين يك نوآوري طبيعي است مانند روغن سويا و مصرف‌كنندگان تصور مثبتي از سالم بودن لسيتين در ذهن دارند. در محصولات توليد شده با استفاده از مخمر مي‌توان از مخلوط پودري لسيتين هيدروفيليك و مونوگليسيريدها استفاده كرد كه اين امر سبب مي‌شود تا خمير بهتري نسبت به حالت استفاده محض از مونوگليسيريدها به دست آيد. ضمن اينكه اين مخلوط مي‌تواند به عنوان يك مهاركننده پديده بياتي نيز عمل كند.سينرژيسم يا اثر تقويت‌كنندگي: امولسيفايرها معمولا به صورت مخلوط و همراه با يكديگر بهتر كار مي‌كنند. به عنوان مثال سيستم امولسيفاير يك كيك معمولا مخلوطي از دو يا سه امولسيفاير مثل PGmE , MDG و لسيتين است. براي نان ممكن است از مخلوط EMG و MDG ستفاده شود.

چشم‌انداز آينده

امولسيفايرها از اجزاي ضروري محصولات نانوايي هستند و چندين فاكتور در چگونگي كاربرد و استفاده آنها نقش دارد كه به شرح زير است:

چربي كم: محصولات كم‌چرب با استفاده از مخلوط امولسيفايرها هم‌چنان در حال توليد شدن است. نايتلي مي‌گويد بيشتر افرادي كه در زمينه‌ گسترش اين مواد غذايي كم‌چرب فعال‌اند به دنبال يافتن فرمولاسيون‌هاي متفاوت هستند. معمولا در نهايت در محصولات نانوايي كم‌چرب دو دسته از مواد حضور دارند؛ كربوهيدرات‌ها و ژل‌هاي پروتئيني كه هيچ‌يك داراي كالري‌هاي چربي نيستند. همچنين به اين محصولات امولسيفايرهايي مثل مونو و دي‌گليسيريدها اضافه مي‌شوند.

آنزيم‌ها و امولسيفايرها: همان‌طور كه قبلا ذكر شد، آنزيم‌ها نرم‌كننده‌هاي حقيقي مغز هستند. در اين زمينه نظر نايتلي بر اين اساس است كه ابتدا براي مشروط كردن خمير بايد مقادير متداولي از مونو و دي‌گليسيريدها (عامل ضد بياتي) 50 تا 75 درصد وزن آرد را افزود و سپس اگر اين ميزان رضايت‌بخش نبود و به دنبال افزايش مدت زمان نگهداري محصول هستيم بايد آنزيم‌ها را اضافه كرد. براي بعضي از مواد كه افزايش سطح MDG بسيار گران‌قيمت و هزينه‌بر است افزودن مقادير اندك آنزيم اقتصادي‌تر است.معمولا مصرف‌كنندگان از توليد MDG به‌طور طبيعي در غذاهاي حاوي چربي اطلاع ندارند. نايتلي مي‌افزايد يك غذاي پرچرب حاوي MDG،‌ لسيتين، ليپوپروتئين‌ها و گليكوليپيدها است كه هريك نقش و كارايي خود را دارند.چنانچه براي حمل و نقل و توزيع محصولات نانوايي نياز به طي كردن مسافت‌هاي طولاني‌تر باشد كه پايه زمان ماندگاري يك تا دو روز افزايش يابد، با افزودن امولسيفايرها مي‌توان مدت‌زمان نگهداري را افزايش داد. به اين ترتيب توليد‌كنندگان بايد حداكثر مجاز و اقتصادي MDG را همراه با آنزيم مناسب به كار گيرند.

محصولات سالم: در ترتيلاها امولسيفايرها سبب افزايش انعطاف و مدت‌زمان نگهداري محصول مي‌شوند. يكي از مشتري‌ها با مراجعه به نايتلي از كيفيت ترتيلاهايش شكايت كرد. وي در اين زمينه مي‌گويد: قبل از توليد محصولات در مقياس‌هاي كارخانه‌اي با تجهيزات فني و كارخانه‌اي، بانوان مكزيكي عمليات كشش ترتيلاها را در 360 درجه انجام مي‌دادند كه مانع از ايجاد انعطاف‌پذيري مورد نياز بود و سپس ترتيلاها به هنگام پيچيدن ترك مي‌خورد. اين مشكل امروز با افزودن MDG حل شده است و اين ترتيلاهاي بسته‌بندي شده مدت‌زمان نگهداري هفت روزه در سوپرماركت را دارد. فروش محصولاتي مثل نان شيريني حلقوي در سال گذشته 57 درصد رشد داشته است. اين امر در نتيجه كمك امولسيفايرها براي طولاني كردن مدت‌زمان نگهداري اين محصول است كه به سرعت سفت مي‌شود.

تغيير در الگوهاي مصرف: مصرف‌كنندگان آمريكايي اكنون مانند اروپايي‌ها نان مصرف مي‌كنند و درحال خريد ميزان زيادي از محصولات نانوايي تازه مثل نان‌هايي از اكليل كوهي و خميرترش هستد و آنها را نيز همان روز مصرف مي‌كنند. يكي از مديران نانوايي‌ها در ساحل غربي بيان مي‌كند مردم بين 29/2 دلار براي هر قرص نان با خمير ترش (olde world) و 99/4 دلار براي قرص نان زيتون مي‌پردازند كه همه اين نان‌ها داراي امولسيفاير در فرمولاسيون خود هستند.بنابراين روند مصرف به سوي محصولات سالم‌تر با ميزان كم‌تر چربي، شكر و سديم (نمك) است.
HLB هنوز از جايگاه خوبي برخوردار است )ويژگي هيدروفيليك (آب‌دوست بودن) ‌و ليپوفيليك (چربي دوست بودن) امولسيفايرها گاهي به صورت تعادل هيدروفيليك/ليپوفيليك(HLB) مطرح مي‌شود. اين تعادل از صفر تا 20 تغيير مي‌كند كه مقياس ميزان تمايل به سمت آب يا روغن را نشان مي‌دهد. امولسيفايرهايي كه غالبا ليپوفيليك هستند ميزان HLB پاييني داشته و تمايل به تشكيل امولسيون‌هاي آب در روغن دارند.در گذشته HLB مقياس متداول براي انتخاب امولسيفايرها در فرمول‌هاي نانوايي بود. اما اين سيستم‌ معايبي دارد. از آن جمله كه HLB ميزان توانايي امولسيفاير در كاهش كشش سطحي تنها در يك سيستم ساده را نشان مي‌دهد. از آنجا كه امولسيفايرها در مواد غذايي نانوايي نقش‌هاي چندگانه به عهده دارند، اين نقش HLB سبب محدوديت استفاده آن مي‌شود ولي HLB هنوز هم در انتخاب امولسيفاير در محصولاتي مثل كيك كه پديده امولسيفيكاسيون در آن مهم است، حرف اول را مي‌زندهمان‌طور كه قبلا ذكر شده ساختار سلولي يك پروتئين به وسيله پروتئين‌ها تشكيل مي‌شود. يكنواختي و تماميت اين ديواره‌ها حجم كيك و ظاهر يكنواخت مغز كيك را رقم مي‌زند. ويژگي‌هاي امولسيفيكاسيون امولسيفايرها سبب جاگيري آنها در سطح قطرات چربي شده و مانع از هم گسيختگي لايه پروتئيني مي‌شود. بنابراين يافتن يك امولسيفاير با ويژگي‌هاي امولسيون‌كنندگي مناسب شامل ويژگي HLB، مستقيما كيفيت يك كيك را تحت‌تاثير قرار مي‌دهد.

• امولسيفايرها زيرمجموعه‌اي از مواد سورفكتانت يا مواد فعال در سطح هستند كه استفاده گسترده‌اي در محصولات غذايي دارند.

• هدف از افزودن امولسيفايرها به فرمول‌هاي نان، ‌بهبود قابليت كار با خمير و درنهايت افزايش كيفيت محصول است.

• امولسيفايرها علاوه بر ايجاد مغز نرم‌تر سبب تشكيل كريستال‌هاي مجدد آميلوز يا پديده برگشت (Retrogradation) مي‌شود و تعويق انداختن سرعت بياتي نان مي‌شود.

• امولسيفايرها با پوشش دادن سلول‌هاي هوا در كف، سبب استحكام و پايداري سيستم كف مي‌شوند.سبب مي شوند و به هنگام هم زدن ، ميزان هواي ورودي به خمير افزايش پيدا كند

. • شورتنينگ به عنوان يك آنتي‌فوم (ضد كف) مطرح است كه تمايل به از هم گسيختن سلول‌هاي كف دارد. امولسيفايرها با پوشش دادن سطح خارجي ذرات چربي، سبب حفاظت ديواره‌هاي سلولي لايه پروتئيني شده و از گسيختگي اين لايه جلوگيري مي‌كند.

• انتخاب يك امولسيفاير براي يك سيستم كيك به نوع چربي به كار رفته در فرمولاسيون، تجهيزات توليد و شرايط برچسب‌زني بستگي دارد.

• مي‌توان با استفاده از مقادير اندك امولسيفايرها محصولات نانوايي بسيار خوب و در عين حال كم‌چرب توليد كرد.

• امولسيفايرها معمولا به صورت مخلوط و همراه با يكديگر بهتر كار مي‌كنند

• امولسيفايرهايي كه غالبا ليپوفيليك هستند ميزان HLB پاييني داشته و تمايل به تشكيل امولسيون‌هاي آب در روغن دارند.

[Behzad AZ]

كاربرد هاي نانوتكنولوژي

يكي از پيشوندهاي مقياس اندازه گيري در سيستم SI نانو به معني يك ميلياردم واحد آن مقياس است.براي مثال يك نانومتر معادل يك ميلياردم متر است. با توجه به اينكه يك سلول بدن بيش از صدها نانومتر است مي توان به كوچكي اين مقياس پي برد. از آنجايي كه علوم نانو بخش وسيعي برگرفته از مباحث شيمي، فيزيك، بيولوژي، پزشكي، مهندسي و الكترونيك را در بر مي گيرد،‌گروه بندي آن بسيار پيچيده است.

يكي از پيشوندهاي مقياس اندازه گيري در سيستم SI نانو به معني يك ميلياردم واحد آن مقياس است.براي مثال يك نانومتر معادل يك ميلياردم متر است. با توجه به اينكه يك سلول بدن بيش از صدها نانومتر است مي توان به كوچكي اين مقياس پي برد. از آنجايي كه علوم نانو بخش وسيعي برگرفته از مباحث شيمي، فيزيك، بيولوژي، پزشكي، مهندسي و الكترونيك را در بر مي گيرد،‌گروه بندي آن بسيار پيچيده است. دانشمندان، علوم نانو را به چهار گروه شامل مواد (گروه اول)، مقياسها (گروه دوم)، تكنولوژي الكترونيك، اپتوالكترونيك، اطلاعات و ارتباطات (گروه سوم) و بيولوژي و پزشكي (گروه چهارم) طبقه بندي كرده اند. اين طبقه بندي باعث سهولت در بررسي اين علوم شده است البته تداخل برخي از بخش ها در يكديگر طبيعي است. برنامه هاي توسعه اين تكنولوژي به سه بخش كوتاه مدت (كمتر از پنج سال)، ميان مدت( بين۱۵-۵ سال) و بلند مدت (بيش از۲۰ سال) تقسيم بندي شده است. مواد نانو (nanomaterials) قابليت كنترل ساختار تشكيل دهنده مواد پيشرفته (از فولادهاي ساخته شده در اوايل قرن۱۹ تا انواع بسيار پيشرفته امروزي) در ابعاد كوچك و كوچكتر،‌ در اندازه هاي ميكرو و نانو بوده است. هر قدر بتوانيم اين مواد را در ابعاد ريزتر و كنترل شده اي توليد كنيم خواهيم توانست مواد جديدي را با قابليت و عملكردهاي بسيار عالي به دست آوريم. تاكنون تعاريف متعددي از مواد نانو ارائه شده است اما در يك تعريف جامع مي توان گفت موادي در اين گروه قرار مي گيرند كه يكي از ابعاد اضلاع آنها از۱۰۰ نانومتر كوچكتر باشد. يكي از اين گروهها »لايه ها« است. لايه ها يك بعدي هستند كه در دو بُعد ديگر توسعه مي يابند مانند فيلم هاي نازك و پوششها. برخي از قطعات كامپيوتر جزو اين گروه هستند. گروه بعدي شامل موادي است كه داراي دو بعد هستند و در يك بعد ديگر گسترش مي يابند و شامل لوله ها و سيمها مي شوند. گروه مواد سه بعدي در نانو شامل ذرات، نقطه هاي كوانتمي (ذرات كوچك مواد نيمه هاديها) و نظاير آنها مي شوند. دو ويژگي مهم، مواد نانو را از ديگر گروهها متمايز مي سازد كه عبارتند از افزايش سطح مواد و تاثيرات كوانتمي. اين عوامل مي توانند باعث ايجاد تغييرات و يا به وجود آمدن خواص ويژه اي مانند تاثير در واكنشها، مقاومت مكانيكي و مشخصه هاي ويژه الكتريكي در مواد نانو شوند. همانگونه كه اندازه اين مواد كاهش مي يابد، تعداد بيشتري از اتمها در سطح قرار خواهند گرفت. براي مثال، اتم هاي موادي به اندازه۳۰ نانومتر به ميزان۵ درصد،۱۰ نانومتر به ميزان۲۰ درصد و۳ نانومتر به ميزان۵۰ درصد در سطح قرار دارند. در نتيجه مواد نانو با ذرات كوچكتر در مقايسه با مواد نانو با ذرات بزرگتر داراي سطح بيشتري در واحد جرم هستند. با توجه به ازدياد سطح در اين مواد، تماس ماده با ساير عناصر بيشتر شده و موجب افزايش واكنش با آنها مي شود. اين عمل منجر به تغييرات عمده در شرايط مكانيكي و الكترونيكي اين مواد خواهد شد. براي مثال سطوح بين ذرات كريستالها در بيشتر فلزات باعث تحمل فشارهاي مكانيكي بر آن مي شود. اگر اين فلزات در مقياس نانو ساخته شوند، با توجه به ازدياد سطح بين كريستالها، مقاومت مكانيكي آن به شدت افزايش مي يابد. براي مثال فلز نيكل در مقياس نانو مقاومتي بيشتر از فولاد سخت شده دارد. به موازات تاثيرات ازدياد سطح، اثرات كوانتمي با كاهش اندازه مواد (به مقياس نانو) موجب تغيير در خواص اين مواد مي شود (تغيير در خواص بصري، الكتريكي و جاذبه). موادي كه تحت تاثير اين تغييرات قرار مي گيرند ذرات كوانتمي، ليزرهاي كوانتمي براي الكترونيك بصري هستند. همانگونه كه بيش از اين گفته شد مواد نانو، به سه گروه يك، دو و سه بُعدي طبقه بندي شده اند. مواد نانوي يك بعدي: اين مواد شامل فيلم هاي بسيار نازك و سطوح مهندسي است و در ساخت ابزار الكتريكي و شيميايي و مدارهاي الكترونيكي ساده و مركب كاربرد وسيعي دارند. امروزه كنترل ضخامت لايه ها تا اندازه يك اتم صورت مي پذيرد و ساختار اين لايه ها حتي در مواد پيچيده اي مانند روانكارها شناخته شده است. لايه هاي مونو كه قطر آنها به اندازه يك ملكول و يا يك اتم است، در علوم شيمي كاربرد وسيعي دارند. يكي از كاربردهاي اين لايه ها ساخت سطوحي است كه خود را بازسازي كنند. مواد نانوي دوبعدي: به تازگي كاربرد مواد نانوي دو بعدي در توليد سيم و لوله ها افزايش يافته و توجه دانشمندان را به دليل وجود خواص ويژه مكانيكي و الكترونيكي به خود جلب كرده است. در زير به چند نمونه ساخته شده در اين گروه اشاره مي شود. نانو لوله هاي كربني، CNTs : از رول كردن ورقهاي گرافيتي يك يا چند لايه ساخته شده و قطر آنها چند نانو و طولشان چند ميكرومتر است.ساختار مكانيكي اين مواد مانند الماس بسيار سخت است اما در محورهاي خود نرم و تاشو هستند.همچنين اين مواد هادي الكتريكي بسيار عالي هستند. نوع غير عالي نانو لوله هاي كربني مانند موليبيد يوم دي سولفايد پس از CNTs ساخته شده است. اين مواد داراي ويژگي هاي منحصر به فردي همچون روانكاري، مقاومت در برابر ضربات امواج شوكها، واكنشهاي كاتاليزي و ظرفيت بالا در ذخيره هيدروژن و ليتيم هستند. لوله هاي مواد پايه اكسيدي مانند اكسيد تيتانيم، براي كاربردهاي كاتاليزي، كاتاليزرهاي نوري و ذخيره انرژي به صورت تجاري به بازار عرضه شده اند. نانو سيمها: اين سيمها از قرار گرفتن ذرات بسيار ريز از مواد مختلف به صورت خطي ساخته مي شوند. نانوسيمهاي نيمه هادي از سيليكون، نيترات گاليم و فسفات اينديوم ساخته شده و داراي قابليتهاي بسيار خوب نوري، الكتريكي و مغناطيسي است و نوع سيليكوني اين سيمها مي تواند بخوبي در يك شعاع بسيار كوچك بدون آسيب رساني به ساختار سيم خم شود. اين سيمها براي ثبت مغناطيسي اطلاعات در حافظه كامپيوترها، وسايل نانوالكترونيكي و نوري و اتصال مكانيكي ذرات كوانتمي به كار مي روند. بيوپليمرها: انواع گوناگون بيوپليمرها، مانند ملكولهاي DNA ، در خودسازي نانوسيمها در توليد مواد بسيار پيچيده به كار مي روند. همچنين اين مواد داراي قابليت اتصال نانو و بيوتكنولوژي براي ساخت سنسور و موتورهاي كوچك هستند. مواد نانوي سه بعدي: اين مواد به آن گروه تعلق دارد كه قطري كمتر از۱۰۰ نانومتر داشته باشند. مواد نانوي سه بعدي در اندازه هاي بزرگتر ساختار متفاوتي داشته و طيف وسيعي از مواد را در جهان تشكيل مي دهند و صدها سال است كه به صورت طبيعي در زمين يافت مي شوند. مواد توليد شده از عوامل فتوشيميايي، فعاليت هاي آتش فشانها، مواد محترق از پختن غذا، مواد متصاعد از احتراق سوخت ماشين ها و مواد آلاينده توليد شده در صنايع جزو اين گروه از مواد هستند. اين مواد به علت رفتار متفاوت در واكنش هاي شيميايي و بصري بسيار مورد توجه قرار دارند. براي مثال اكسيد تيتانيوم و روي كه بصورت شفاف و فرانما، جاذب و منعكس كننده نور ماوراي بنفش در صفحات خورشيدي به كار مي روند در ابعاد نانو هستند. اين مواد كاربردهاي بسيار ويژه اي در ساخت رنگها و داروها (به ويژه داروهايي كه تجويز آنها فقط براي يك عضو مشخص بدن و بدون تاثير بر ساير اعضاست) دارند. مواد نانوي سه بُعدي شامل مواد بسياري مي شود كه به چند نمونه از آنها اشاره مي كنيم. كربن۶۰ (فوله رنس Fullerenes) : در اوايل سال۱۹۸۰ گروه جديدي از تركيبات كربني بنام كربن۶۰، ساخته شد. كربن۶۰ ، كروي شكل، به قطر۱ نانومتر و شامل۶۰ اتم كربن است كه به علت شباهت ساختار مولكولي آن با گنبدهاي كروي ساخته شده توسط مهندس معماري بنام بوخ مينستر فولر بنام »فوله رنس« نامگذاري شد. در سال۱۹۹۰ ، روش هاي ساخت كوانتم هاي كربن۶۰ با مقاومت حرارتي ميله هاي گرافيتي در محيط هليم بدست آمد. اين ماده در ساخت بلبرينگ هاي مينياتوري و مدارهاي الكترونيكي كاربرد وسيعي دارند. دِن دريمرز (Dendrimers) : دن دريمرز از يك ملكول پليمر كروي تشكيل شده و با يك روش سلسله مراتبي خود سازي توليد مي شوند. انواع گوناگوني از اين مواد به اندازه هاي چند نانومتر وجود دارند. دن دريمرز در ساخت پوششها، جوهر و حمل دارو به بدن كاربرد فراواني دارند. همچنين در تصفيه خانه ها به منظور بدام انداختن يونهاي فلزات كه مي توان به وسيله فيلترهاي مخصوص از آب جدا شوند از اين مواد استفاده مي شود. ذرات كوانتمي: مطالعات در مورد ذرات كوانتمي در سال۱۹۷۰ شروع شد و در سال۱۹۸۰ اين گروه از مواد نانوي نيمه هادي ساخته شدند. اگر ذرات اين نيمه هادي ها به اندازه كافي كوچك شوند، تاثيرات كوانتمي ظاهر شده و مي توانند ميزان انرژي الكترونها و حفره ها را كاهش دهند. از آنجايي كه انرژي با طول موج ارتباط مستقيم دارد در نتيجه خواص نوري مواد بصورت بسيار حساس قابل تنظيم خواهد شد و مي توان با كنترل ذرات، جذب يا دفع طول موج خاص در يك ماده را امكان پذير ساخت. به تازگي با ردگيري مولكولهاي بيولوژي با كنترل سطح انرژي اين ماده، كاربردهاي جديدي از آن كشف شده است. در حال حاضر استفاده از مواد نانو رو به افزايش است و به علت خواص بسيار ويژه آنها، تحقيقات در يافتن مواد جديد همچون گذشته ادامه دارد.

[Behzad AZ]

سنتز نانوذرات اكسيد سرب در حضور امواج اولتراسونيك

نانوذرات اكسيد سرب(II)ازواكنش نيترات سرب با كربنات سديم در حضور امواج اولتراسونيك و افزودني پلي وينيل پيروليدون (PVP) به عنوان جهت دهنده سنتز شد. با فزايش كربنات سديم به نيترات سرب، رسوب كربنات سرب تشكيل مي شود كه پس از جداسازي، در دماي C° 320 براي دو ساعت قرار گرفته تا بعد از دست دادن CO2 تبديل به PbO شود. اثر عوامل مختلف نظير غلظت واكنشگرها، دماي سنتز و اثر چند افزودني مختلف به روش "يك عامل در يك زمان" بررسي شد. سنتز اكسيد سرب در شرايط بهينه شده شامل نيترات سرب M 1/0، كربنات سديم M 2/0، دماي ºC40 وPVP با غلظت g/l 6 منجر به تشكيل نانوذرات اكسيد سرب با يك ساختار بسيار متخلخل مي شود. مورفولوژي و اندازه ذرات سنتز شده بوسيله دستگاه ميكروسكوپ الكترني (SEM) بررسي شد.
مقدمه
اكسيدهاي سرب به دليل كاربرد متنوع مورد توجه فراوان قرار دارد( بخصوص PbO و PbO2) كه در اين ميان دي اكسيد سرب به روش هاي متفاوتي توليد شده است اما توليد نانو ذرات اكسيد سرب PbO) ) به صورت محدود مورد بررسي قرار گرفته است كه از آن جمله ميتوان به توليد نانو ساختاربه روش اسپري كه هدف آن افزايش سطح تماس آن در باتريهاي همراه با يون ليتيم ]1[ ميباشد را نام برد.
2. بخش تجربي
2-1- مواد
براي توليد نانوذرات اكسيد سرب از نيترات سرب وكربنات سرب وPVP كه ساخت كمپاني Loba Chemie از كشور هند ميباشد، استفاده شد.
2-2- دستگاهها
براي سنتزاز دستگاه اولتراسونيك با مدل TECNO_GAZ ،TECNA6 از كشور ايتاليا استفاده شد. براي بررسي مورفولوژي و اندازه ذرات از دستگاه ميكروسكوپ الكتروني (SEM) مدل XL30 ساخت كمپاني فيليپس ازكشور هلند استفاده شد. روكش دهي نانوذرات با طلا به منظور تهيه عكسهاي الكتروني با دستگاه لايه گذاري طلا ساخت شركت Bal-Tek كشور سوئيس استفاده شد.
2-3- روش
ابتدا نيترات سرب را با غلظت 1/. مولار تهيه كرده مقدارcc100 از آن را داخل بالن cc 500 ريخته ومقدار 10 گرم PVP بدان اضافه كرده وپس از حل شدن داخل اولتراسونيك قرار داده ودر دماي C°40 مقدار cc100 كربنات سديم 2/. مولار به آن اضافه شد. رسوب كربنات سرب سفيد رنگ بسرعت تشكيل شد كه بعد از يك ساعت، با آب مقطر و اتانول شستشو داده شده و سپس صاف شد. به مدت يك ساعت در داخل اتانول با امواج اولتراسونيك هم زده شد. آنگاه دوباره صاف شده و به مدت 2 ساعت درداخل كوره C°320 گذاشته شد تا با آزاد شدن CO2 تبديل به PbO شود. بعد از سنتز هر نمونه، ساختار و اندازه ذرات سنتز شده توسط دستگاه ميكروسكوپ الكتروني مشاهده و بررسي شد.
3. نتايج وبحث
بهينه سازي شرايط سنتز نانو ذرات اكسيد سرب به منظور دسترسي به نانو ساختار منظم با بررسي اثر غلظت واكنشگرها، دما ومقدار PVP بررسي شد.
3-1- اثر حضور امواج اولتراسونيك
با سنتز يك نمونه در حضور امواج اولتراسونيك و يك نمونه ديگر بدون حضور اين امواج مشاهده شد كه تابش امواج اولتراسونيك بر محلول سنتز اكسيد سرب منجر به تشكيل ساختار منظم و ريزتري مي شود.
3-2- اثر غلظت واكنشگرها
غلظت نيترات سرب از M 01/0 تا M 1 و غلظت كربنات سديم از M 02/0 تا M 2 تغيير داده شد و اثر اين تغييرات با تهيه عكس ميكروسكوپ الكتروني از هر نمونه مشاهده شد. به عنوان نمونه تغييرات ساختار در 2 مورد از نمونه ها نشان داده مي شود. هنگامي كه سنتز در محلول شامل M 1 نيترات سرب و M 2 مولار كربنات سديم در دماي C°40 و بدون حضور افزودني انجام مي شود ساختاري مطابق شكل 1 بدست مي آيد. همان طور كه در شكل 1 ديده مي شود، ذرات ساختاري ناهماهنگ و اندازه هاي بزرگتر از 100 نانومتر دارند.
وقتي از محلول سنتز با غلظت 1/. مولار از نيترات سرب و 2/0 مولار كربنات سديم در دماي C°40 و بدون حضور افزودني استفاده مي شود، ساختار نمونه به سمت تشكيل نانوذرات سوق داده مي شود كه تصوير SEM اين نمونه در شكل 2 نشان داده شده است.
نتايج حاصل از آزمايشات اين قسمت نشان داد كه اگر اكسيد سرب در محلول حاوي M 1/. از نيترات سرب و M 2/. كربنات سديم سنتز شود، ساختارهاي منظم با اندازه ذراتي كمتر از 100 نانومتر حاصل مي شود.
3-3- اثر دماي سنتز
سنتز اكسيد سرب در غلظت M 1/. از نيترات سرب و M 2/. كربنات سديم و بدون حضور افزودني در چند دماي مختلف در گستره C°0 تا C°70 انجام شد. نتايج نشان داد كه در دماي سنتز C°40 ساختار منظم تر با اندازه ريزتر بدست مي آيد. براي نشان دادن اثر دما، تصاوير SEM دو نمونه از سنتزها در شكل 3 و 4 نشان داده شده است.
3-4- بررسي اثر افزودني هاي مختلف
پس از بهينه سازي اثر غلظت واكنشگرها و دما، سنتز در حضور افزودني هاي سديم دودسيل سولفات (SDS)، سديم بنزن سولفونات (SDBS)، ستيل تري متيل آمونيوم برميد (CTAB)، پلي وينيل الكل (PVA) و پلي وينيل پيروليدون (PVP) ]4[ انجام شد. با بررسي تصاوير ميكروسكوپ الكتروني نمونه هاي حاصل، مشخص شد كه بهترين كارآيي مربوط به PVP است به همين ديل اين افزودني به عنوان يك افزودني جهت دهنده ساختار انتخاب شده و اثر تغيير غلظت آن بر روي مورفولوژي و اندازه ذرات حاصل بررسي شد. غلظت PVP از g/l 5/0 تا g/l 6 تغيير داده شد. تصاوير ميكروسكوپ الكتروني سه مورد از نمونه هاي تهيه شده در حضور مقادير مختلف PVP در شكلهاي 5 تا 7 نشان داده شده است. شكل 5 و 6 تصاوير ميكروسكوپ الكتروني نمونه هايي را نشان مي دهند كه به ترتيب در غلظت g/l 5/0 (كمتر از مقدار بهينه) و g/l 6 (بيشتر از مقدار بهينه) سنتز شده اند. با مقايسه ين دو تصوير با تصوير نشان داده شده در شكل 7 مشخص مي شود كه در غلظت g/l 1 از جهت دهنده ساختاري PVP پودر اكسيد سرب با يك ساختار بسيار منظم و متخلخل و با اندازه ذرات در كستره 20 تا 40 نانومتر بدست مي آيد.

نتيجه گيري

با سنتز اكسيد سرب در حضور امواج اولتراسونيك و افزودني PVP ذرات بسيار متخلخل با ساختار بسيار يكنواخت و اندازه ذرات نانومتري حاصل مي شود.

[Behzad AZ]

كاربرد نانو در صنايع دريايي
http://www.hupaa.com/upload/thumb/thumb_8974271.jpg قدرت دریایی هر کشور از عناصر مختلفی تشکیل می شود. این عناصر می توانند با ناوگان نظامی، ناوگان تجاری، ناوگان صیادی، ناوگان شناورهای مردمی ، مراکز آموزش دریایی و صنایع دریایی تشکیل شوند. یکی از قسمتهای مهم این قدرت دریایی، بخش صنایع دریایی است .





(http://www.hupaa.com/list.php?name=article_nano)
(http://www.hupaa.com/list.php?name=article_nano) مقدمه :
امروزه بحث‌هاي بسياري در زمينه فناوري‌نانو ، كاربردها، مزايا ودورنماي آيندة آن مطرح است. صنايع دريايي حوزة وسيعي از صنايع از قبيل ساخت كشتي؛ زيردريايي و سكوهاي دريايي را شامل مي‌شود كه اغلب آنها در كشور ايران نوپا هستند. فناوري‌نانو در بخش‌هاي مختلف صنايع دريايي كاربردهاي ارزنده‌اي دارد كه مي‌تواند صنايع دريايي كشور ايران را با تحول زيادي روبه‌رو كند. از طرفي شناسايي نيازهاي گستردة صنايع دريايي مي‌تواند بازار خوبي براي محصولات فناوري‌نانو در ايران باشد و زمينة رشد خوبي را نيز براي آن فراهم كند. در اين مقاله برخي كاربردهاي فناوري‌نانو در صنايع دريايي مورد ارزيابي قرار گرفته و در انتها نيز جايگاه صنايع دريايي دركشورايران آورده شده است.
قدرت دريايي هر كشور از عناصر مختلفي تشكيل مي شود. اين عناصر مي توانند با ناوگان نظامي، ناوگان تجاري، ناوگان صيادي، ناوگان شناورهاي مردمي ، مراكز آموزش دريايي و صنايع دريايي تشكيل شوند. يكي از قسمتهاي مهم اين قدرت دريايي، بخش صنايع دريايي است . قبل از اينكه بخواهيم درباره كاربردهاي فناوري نانو در صنايع دريايي سخني به ميان آوريم؛بهتر است تا درباره چيستي اين فناوري اندكي بدانيم. از نانو، بيوتكنولوژي و فناوري اطلاع رساني به عنوان سه قلمرو علمي نام مي برند كه انقلاب سوم صنعتي را شكل مي دهد. از همين روست كه كشورهاي در حال توسعه كه اغلب از دو انقلاب قبل جا مانده اند، مي كوشند با سرمايه گذاري در اين سه قلمرو، عقب ماندگي خود را جبران كنند. همان گونه كه در اين گزارش مي خوانيد، نانوتكنولوژي كاربردهاي گسترده اي در تمام حيطه هاي زندگي دارد و از اين رو توسعه آن مي تواند به بهبود و تسهيل زندگي كمك فراوان كند.
نانو مطالعه ذرات در مقياس اتمي براي كنترل آنهاست. هدف اصلي اكثر تحقيقات نانو شكل‌ دهي تركيبات جديد يا ايجاد تغييراتي در مواد موجود است. نانو در الكترونيك ، زيست ‌شناسي ، ژنتيك ، هوانوردي و حتي در مطالعات انرژي بكار برده مي‌شود.در نيم قرن گذشته شاهد حضور حدود پنج فناوري عمده بوديم، كه باعث پيشرفتهاي عظيم اقتصادي در كشورهاي سرمايه گذار و ايجاد فاصله شديد بين كشورهاي جهان شد. در ايران بدليل فقدان تصميم گيري بموقع ، به اين فرصتها پس از گذشت ساليان طولائي آن بها داده مي‌شد ، همچون فنآوري الكترونيك و كامپيوتر در دو سه دهه گذشته كه امروزه عليرغم توانايي دانشگاهي و داشتن تجهيزات آن ،ايران هيچگونه حضور تجاري در بازارهاي چند صد ميلياردي آن ندارد. فناوري نانو با طبيعت فرا رشته‌اي خود ، در آينده در برگيرنده همه فناوريهاي امروزين خواهد بود و به جاي رقابت با فن آوريهاي موجود ، مسير رشد آنها را در دست گرفته و آنها را بصورت «يك حرف از علم» يكپارچه خواهد كرد.
ميليونها سال است كه در طبيعت ساختارهاي بسيار پيچيده با ظرافت نانومتري (ملكولي) _مثل يك درخت يا يك ميكروب_ ساخته مي‌شود . علم بشري اينك در آستانه چنگ اندازي به اين عرصه است، تا ساختارهائي بي‌نظير بسازد كه در طبيعت نيز يافت نمي‌شوند. فناوري نانو كاربردهاي را به منصه ظهور مي‌رساند كه بشر از انجام آن به كلي عاجز بوده است و پيامدهائي را در جامعه بر جا مي‌گذارد كه بشر تصور آنها را هم نكرده است.
آغاز نانوتكنولوژي :
علم نانو و علوم مرتبط با آن جديد نيستند چرا كه صدها سال است كه شيميدانان از تكنيك‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌� ��‌‌هايي علم نانو در كار خود استفاده مي‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌� ��كنند كه بي‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌� ��شباهت به تنكنيك‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌� �‌‌‌هاي امروزي نانو نيست. پنجره هاي رنگارنگ كليساهاي قرون وسطي، شمشيرهاي يافت شده در حفاري هاي سرزمين هاي مسلمان همگي گوياي اين مطلب هستند كه بشر مدت هاست كه از برخي شگردهاي اين فناوري در بهينه كردن فرايندها و ساخت باكيفيت تر اشياء بهره مي برده است اما تنها به دليل پيشرفت كم فناوري و نبود امكانات امروزي مانند ميكروسكوپ نيروي اتمي، ميكروسكوپ تونلي پيمايشي و غيره نتوانسته حوزه مشخصي براي اين فناوري تعيين كند.
نانو تكنولوژي از يك رشته علمي خاص مشتق نمي شود. با وجودي كه نانو تكنولوژي بيشترين وجه مشترك را با علم مواد دارد، خواص اتم و ملكول شالوده بسياري از علوم است و در نتيجه دانشمندان حوزه هاي علمي به آن جذب مي شوند. برآورد مي شود در سراسر جهان حدود 000/20 نفر در نانو تكنولوژي كار مي كنند.
پيشوند نانو از كلمه يوناني به معناي كوتوله مشتق مي شود. براي اولين بار ريچارد فاينمن برنده جايزه نوبل فيزيك پتانسيل نانو علم را در يك سخنراني تكان‌ دهنده با نام «درپايين اتاقهاي زيادي وجود دارد»، مطرح كرد. فاينمن اصرار داشت، كه دانشمندان ساخت وسائلي را كه براي كار در مقياس اتمي لازم است، شروع كنند.
اين موضوع مسكوت ماند، تا اينكه اريك دركسلر نداي فاينمن را شنيد و يك قالب ‌كاري براي مطالعه «وسايلي كه توانايي حركت دادن اشياء مولكولي و مكان آنها را با دقت اتمي دارند»ايجاد كرد، كه در سپتامبر 1981 در مقاله‌اي با نام«پروتئين راهي براي توليد انبوه مولكولي ايجاد مي‌كند» آن را ارائه داد.دركسلر آن را با كتابي بنام «موتورهاي خلقت» دنبال كرد و توسعه مفهوم نانو تكنولوژي را همانند يك كوشش علمي ادامه داد. اولين نشانه‌هاي ثبت ‌شده از اين مفهوم نانو تكنولوژي تغيير مكان دادن اشيا مولكولي ، در سال 1989 بود، موقعي كه دانشمندي در مركز تحقيقات آلمادن IBM اتمهاي منفرد گزنون را روي صفحه نيكل حركت داد، تا نام IBM را روي سطح نيكل نقش كند.
براساس برآورد شركت لاكس ريسرچ درنيوريورك، بودجه كل تحقيق و توسعه نانو تكنولوژي دولت ها و شركت ها در سراسر جهان در سال 2004 بيش از 6/8ميليارد دلار بود. نيمي از اين بودجه از جانب دولت ها تأمين مي شد. اما به پيش بيني لاكس ريسرچ در سال هاي آينده، شركت ها احتمالاً بودجه بيشتري از دولت ها صرف اين علم خواهند كرد. .در خلال شش سال پيش از 2003 سرمايه گذاري در نانو تكنولوژي توسط سازمان هاي دولتي هفت برابر شده است. اين حجم سرمايه گذاري انتظارات را به اندازه اي افزايش داده است كه شايد قابل تحقق نباشد. برخي معتقدند شركت هاي نانو تكنولوژي مانند حباب شركت هاي اينترنت در سال هاي اخير از بين خواهند رفت. اما دلايلي وجود دارد كه نشان مي دهد درباره مخاطرات آن گزافه گويي شده است. سرمايه گذاران خصوصي اكنون بسيار محتاط تر از دوره رونق شركت هاي اينترنت هستند و بيشتر پولي كه دولت ها در اين زمينه اختصاص مي دهند، صرف علوم پايه و فناوري هايي مي شود كه تا سال ها در اختيار همگان قرارنخواهد گرفت. با اين حال كيفيت برخي محصولات موجود با كاربرد نانو تكنولوژي بهبود يافته است و در چند سال آينده بر تعداد آنها افزوده خواهد شد. مثلاً با افزودن ذرات ريز نقره، بانداژ ضد سوختگي خاصيت ضد ميكروبي پيدا كرده است. با اتصال ملكول هاي ايجاد كننده مانع به فيبر پنبه، پارچه هايي توليد شده است كه ضد لكه و بو است.
راكت هاي تنيس با افزودن ذرات ريز تقويت شده است. در درازمدت نانو تكنولوژي به نوآوري هاي بزرگتري خواهد انجاميد، از جمله انواع جديد حافظه كامپيوتر، فناوري پزشكي و روش هاي توليد انرژي بهتر مانند سلول هاي خورشيدي.
طرفداران اين فناوري مي گويند نانو تكنولوژي به توليد انرژي پاك و توليد بدون مواد زائد و غيره خواهد انجاميد. مخالفان آن معتقدند نانوتكنولوژي باعث ايجاد نوعي نظام شناسايي بين المللي و آسيب به فقرا، محيط زيست و سلامت انسان خواهد شد. به نظر مي رسد هر دو گروه در مورد استدلال هاي خود گزافه گويي مي كنند، اما به هرحال بايد از نانو تكنولوژي استقبال كرد.
همچنين از فناوري نانو به عنوان«رنسانس فناوري» و«روان كننده جريان سرمايه گذاري» ياد مي‌شود. ورود محصولات متكي بر اين فناوري جهشي بس عظيم در رفاه و كيفيت زندگي و توانائيهاي دفاعي و زيست محيطي به همراه خواهد داشت و موجب بروز جابجائيهاي بزرگ اقتصادي خواهد شد. هم اكنون بخشهاي دولتي و خصوصي كشورهاي مختلف جهان شامل ژاپن ، آمريكا ، اتحاديه اروپا ، چين ، هند ، تايوان ، كره جنوبي ، استراليا و روسيه در رقابتي تنگاتنگ بر سر كسب پيشتازي جهاني در لااقل يك حوزه از اين فناوري به سر مي‌برند.هم اكنون روي هم رفته حدود 30 كشور دنيا در زمينه فناوري نانو داراي «برنامه ملي»يا درحال تدوين آن هستند، و طي پنچ سال گذشته بودجه تحقيق و توسعه در امر فناوري نانو را به 3.5 برابر افزايش داده‌اند. كشورهاي ژاپن و آمريكا نيز فناوري نانو را اولين اولويت كشور خود در زمينه فناوري اعلام كرده اند.
نانو در صنايع دريايي :
فناوري‌نانو در دهه اخير از سوي كشور ايران ،مورد توجه جدي قرار گرفته است. همزمان با آن صنايع دريايي نيز دچار تحولات اساسي شده و سرمايه‌گذاري‌هاي هنگفتي در آن انجام شده است. امروزه ثابت شده است كه صنايع دريايي مي‌تواند عامل مهمي در رشد و توسعه در مناطق ساحلي ايران باشد. ايران با داشتن 2900 كيلومتر مرز آبي، در شمال و جنوب ؛در زمينه صنايع دريايي، كشوري در حال توسعه محسوب مي‌شود، در حالي كه برخي از كشورهاي اروپايي با كمتر ازيك پنجم اين مرز آبي، جزو كشورهاي قدرتمند در زمينه صنايع دريايي قرار دارند و به واسطه اين توانمندي، سلطه خود را بر دنيا تحميل كرده‌اند.
صنايع دريايي شامل حوزه وسيعي از صنايع مي‌شود كه هر كدام مي‌توانند پشتوانه و مهد توسعه علم و فناوري باشند. سه دسته‌بندي كلي صنا‌يع دريايي عبارتند از:


صنايع كشتي‌سازي شامل : ساخت انواع كشتي‌ها از قبيل كشتي‌هاي كانتينربر، نفتكش‌هاي غول پيكر، ناوچه‌ها و زيردريايي‌. در اين زمينه شركت‌هاي بزرگي نظير صدرا، ايزوايكو، اروندان و فجر درايران شكل گرفته‌اند كه هر يك تجربه ساخت ده‌ها فروند شناور دارند.

صنايع فرا ساحل : شامل ساخت سكوهاي ثابت و متحرك دريايي و لوله‌گذاري در دريا مي‌شود كه در پروژه‌هاي عظيم نفت و گاز به خصوص در حوزه‌هاي پارس جنوبي، ابوذر و ميادين بزرگ نفتي كاربرد دارند. شركت‌هاي بزرگي از قبيل تأسيسات دريايي، صدف و صدرا در اين زمينه شكل گرفته‌اند كه تجربه ساخت ده‌ها سكوي ثابت و متحرك دريايي و صدها كيلومتر لوله‌گذاري دريايي را در كارنامه فعاليت خود دارند.

صنايع ساحلي و بندري : شامل ساخت اسكله، موج‌شكن و سازه‌هاي نزديك ساحل (پايانه‌هاي نفتي) كه در بنادر شهيد رجايي، باهنر، بوشهر، امام خميني و جزيره خارك تجارب بسياري در اين زمينه اندوخته شده است كه از جمله آنها مي‌توان به قرارگاه سازندگي نوح و شركت صدرا اشاره كرد.


فناوري‌نانو در زمينه صنايع دريايي، به خصوص ساخت شناورها از اهميت خاصي برخوردار است و كاربردهاي آن را مي‌توان به‌طور كلي شامل موارد زير دانست:

1- ايجاد پوشش‌هاي مناسب در برابر اثرات محيط دريا
2- توليد مواد جديد براي ساخت بدنه و اجزاي آن به‌منظور افزايش استحكام
3- توليد مواد جديد براي افزايش قابليت عملكرد شناور مانند سوخت‌هاي جديد، باتري‌هاي با ذخيره انرژي بسيار بالا و پيل‌هاي سوختي.
صنايع دريايي گستره وسيعي از صنايع مانند شناورهاي سطحي (كشتي‌ها)، زيرسطحي (زيردريايي‌ها) ، سكوهاي دريايي و كليه صنايع مرتبط با دريا را در برمي‌گيرد.برخي از پتانسيل‌هاي كاربردفناوري‌نانو در اين صنايع عبارتنند از:


كليه تحولاتي كه در فناوري كامپيوتر، الكترونيك و مخابرات براساس فناوري‌نانو ايجاد مي‌گردد، قطعاً بر صنايع دريايي تأثير‌ مي‌گذارد؛ زيرا اين صنايع مانند ساير صنايع، وابستگي بسياري به اين فناوري‌ها دارند.چرا كه امروزه استفاده از وسايل الكترونيكي و كامپيوتري از اجزاي لاينفك شناورهاي دريايي و دركل تجهيزات دريايي شده است.


الكترودهاي جوشكاري دما پايين : اين الكترودها با استفاده از فناوري‌نانو، داراي دماي كاري بسيار پاييني نسبت به الكترودهاي جوشكاري موجود هستند. مواد اين الكترودها به‌گونه‌اي است كه در ازاي حرارت اندك، اتحاد مولكولي مستحكمي را بين مولكول‌هاي دو قطعه فلز ايجاد مي‌كنند و عملكردي شبيه چسب‌هاي حرارتي معمولي خواهند داشت. اين الكترودها تأثير شگرفي بر فناوري جوشكاري، به خصوص جوشكاري آلومينيوم خواهند داشت. كاربرد و حجم زياد جوشكاري در صنايع دريايي مي‌تواند عاملي براي تأثير فوق‌العاده فناوري‌نانو در اين زمينه باشد.


سوخت : كشتي و كليه شناورها براي تأمين قدرت حركت در دريا، معمولاً چندين تن سوخت حمل مي‌كنند و كشتي‌هاي اقيانوس‌پيما نيز در طول مسير دريانوردي مجبور هستند، چندين بار براي سوخت‌گيري توقف كنند. فناوري‌نانو با ارائه سوخت‌هاي پرانرژي، كشتي‌ها را از توقف‌هاي متعدد در دريا و حمل چندين تن سوخت بي‌نياز خواهد كرد. اين سوخت‌ها به‌صورت بسته‌هاي پرانرژي مولكولي است كه از اثرات مولكول‌ها بريكديگر، انرژي زيادي آزاد مي‌كنند، به صورتي كه يك ليتر از اين سوخت‌ها، معادل ده‌ها ليتر سوخت معمولي انرژي آزاد مي‌كند. از آنجا كه ذرات نانومتري موجب افزايش سرعت سوخت و يكنواختي آن مي‌گردد، در سوخت‌هاي جديد مي‌توان جهت افزايش قدرت سوخت از آنها استفاده كرد.


نانو فايبرگلاس و نانوكامپوزيت‌ها : ماده فايبرگلاس با آرايش تار و پودي (ماتريسي) ، استحكام زيادي دارد. در اين مواد، الياف شيشه به صورت تارهاي نازك و تحت شرايط خاصي توليد شده و به صورت متفاوتي به هم بافته مي‌شوند؛ رايج‌ترين نوع آنها الياف بافته شده به‌صورت حصيري و الياف سوزني است. فناوري‌نانو با اعمال آرايش تار و پودي بين مولكول‌ها، نانو فايبرگلاس‌هاي بسيار محكم و سبكي ايجاد مي‌كند كه نسبت به فايبرگلاس‌هاي امروزي برتري بسياري دارند. نانوكامپوزيت‌ها دسته جديدي از مواد مورد مطالعه جهاني است كه شامل پليمرهاي قديمي تقويت شده با ذرات نانومتري مي‌شود. كامپوزيت‌ها با داشتن آرايش‌هاي مولكولي متفاوت، كاربردهاي وسيع‌تر و جديدتري را تجربه خواهند كرد. از جمله خواص مهم كامپوزيت‌ها، استحكام زياد در عين وزن كم، مقاومت بالا در برابر خوردگي و خاصيت جذب امواج راداري است. اين خاصيت به منظور ساخت هواپيماها و زيردريايي‌هايي كه به وسيله رادار قابل شناسايي نيستند، مورد استفاده قرار مي‌گيرد .


جاذب‌هاي ارتعاشي : جاذب‌هاي ارتعاشي امروزي، موادي حجيم و سنگين هستند. فناوري‌نانو با ارائه جاذب‌هاي ارتعاشي جديد، تحول عميقي را در اين زمينه ايجاد خواهد كرد. اين نانومواد، انرژي ارتعاشي را به مقدار بسيار بالايي در بين شبكه مولكولي خود ذخيره مي‌كنند و ساختارهاي مولكولي ويژه آنها، تا حد زيادي از انتقال انرژي ارتعاشي به مولكول‌هاي جانبي جلوگيري مي‌كند؛ بدين ترتيب ارتعاش به خوبي مهار مي‌شود. اين مواد در كشتي‌هاي مسافربري، شناورهاي نظامي و زيردريايي‌ها كاربردهاي بسياري دارند و اغلب در زير موتورها و اجزاي دوار شناورها نصب مي‌گردند.


جاذب‌هاي صوتي : اين جاذب‌ها نيز مانند جاذب‌هاي ارتعاشي، علي‌رغم سبك و نازك بودن، انرژي صوت را به‌طور كامل ميرا مي‌كنند. جاذب‌هاي صوتي امروزي با وجود سنگين و حجيم بودن، نسبت به فركانس و جهت صوت برخوردي، بازدهي متفاوتي دارند. فناوري‌نانو انواعي از جاذب‌هاي صوتي را ارائه مي‌كند كه ساختار مولكولي آنها با جهت برخورد صوت و فركانس صوت قابل تطابق باشد؛ به گونه‌اي كه بتوانند بيشترين مقدار انرژي صوت را جذب كنند. اين مواد در كشتي‌هاي مسافربري، شناورهاي نظامي و زيردريايي‌ها كاربردهاي بسياري دارند و قسمت داخلي يا خارجي بدنه از اين مواد پوشيده مي‌شود.


رنگ‌هاي دريايي : خوردگي بسيار زياد محيط دريا به خصوص درياهاي آب شور مانند خليج فارس، از معضلات اساسي نگهداري سكوهاي دريايي و كشتي‌هاست. شرايط خاص محيط دريا ايجاب مي‌كند كه به‌طور متوسط، هر سه سال يك‌بار بدنه سكوها و كشتي‌ها رنگ‌آميزي شود. فناوري‌نانو رنگ‌هاي جديد بسيار مقاوم در برابر خوردگي و اثرات محيط ارائه مي‌نمايد كه با توجه به طول عمر شناورها و دوام بيش از 20 سال اين رنگ‌ها بر بدنه شناورها، مي‌توان اين امر را به معناي مادام‌العمر بودن اين رنگ‌ها دانست.


جاذب‌هاي انرژي موج دريا و نور آفتاب : فناوري ‌نانو نسل جديدي از مواد را ارائه مي‌كند كه همانند سلول‌هاي فتوالكتريك انرژي موج دريا و نور آفتاب را جذب مي‌كنند و به مثابه منبع تأمين انرژي خواهند بود. ويژگي منحصر به فرد اين مواد اين است كه همانند پوشش‌هاي معمولي دريايي قابل اتصال به بدنه شناور هستند كه مي‌تواند مدت دوام شناور در دريا را چندين برابر نمايد و از انرژي‌هاي محيط استفاده كند. استفاده از اين منابع انرژي مزيت‌هاي زيست‌محيطي نيز دارد.


نانوفيلتراسيون : از جمله ويژگي‌هاي اين فناوري مي‌توان به جذب ذرات بسيار ريز محيط اشاره كرد كه در جذب مونوكسيد و دي‌اكسيد كربن كاربرد دارند. پوشش داخلي زيردريايي‌ها در زير آب محيطي بسته و مناسب با بكارگيري اين فناوري است. مطابق اين فناوري، بلورهاي اكسيد تيتانيوم نيمه‌رسانا كه اندازه‌ شان فقط 40 نانومتر است به‌وسيله نور ماوراء بنفش شارژ شده، براي حذف آلودگي‌هاي آلي استفاده مي شوند.


نانومورفولوژي : با استفاده از فناوري‌نانو مي‌توان مواد بسيار مقاوم در برابر آتش ساخت كه در اشتعال ناپذيري به خاك تشبيه مي‌شوند. استفاده از اين مواد در شناورها به منظور ايمني در برابر آتش‌سوزي بسيار حائز اهميت است. در شناورهاي نظامي خطر آتش سوزي بسيار زياد است؛ لذا استفاده از اين فناوري بسيار حياتي است.


تحول در فناوري پيل سوختي : پيل سوختي در شناورها به خصوص شناورهاي زيرسطحي و زيردريايي‌ها، كاربردهاي وسيعي دارد. امروزه روش‌هاي مختلفي براي ذخيره‌سازي هيدروژن مورد نياز در پيل سوختي استفاده مي‌شود ؛ (از جمله به صورت مايع كه دماي بسيار پايين يا فشار بسيار بالايي نياز دارد) ، هيدرات فلزي (كه وزن بسيار زيادي را به شناور تحميل مي‌كند) و كربن فعال (كه استفاده از آن معضل زياد و بازده كمي دارد) . اكنون مي توان از نانولوله‌هاي كربني براي ذخيره هيدروژن استفاده كرد ؛ زيرا ديگر نيازي به دماي پايين، فشار بسيار بالا و تحمل وزن سنگين نخواهد داشت ؛‌ اين كار تحول عظيمي را در فناوري پيل سوختي ايجاد خواهد كرد.


باتري‌هاي با ذخيره انرژي بسيار بالا : امروزه انواع مختلفي از باتري‌هاي قابل شارژ وجود دارند كه داراي وزن زياد و ذخيره انرژي اندكي هستند . اين باتري‌ها در شناورها به خصوص در قايق‌هاي تفريحي، زيردريايي‌ها و كشتي‌ها (به عنوان منبع برق اضطراري) كاربردهاي حياتي و مهمي دارند، امّا انرژي اندكي كه ذخيره مي‌كنند زمان ماندن زيردريايي‌هاي ديزل الكتريك در زير آب را محدود مي‌كنند. در موقع حركت سطحي كه ديزل قادر به فعاليت است، انرژي الكتريكي توليد شده ديزل در باتري‌ها ذخيره مي‌شود و در موقع حركت در زير سطح آب كه به علت دسترسي نداشتن به هوا امكان كار براي ديزل وجود ندارد، از اين انرژي الكتريكي استفاده مي‌شود. فناوري‌نانو با ارائه باتري‌هاي با ذخيره انرژي بسيار بالا، زيردريايي‌هاي ديزل الكتريك را قادر مي‌كند تا ده‌ها برابرِ زمان فعلي خود در زير آب بمانند. علاوه بر آن فناوري‌نانو با كاهش وزن بسته‌هاي باطري، كاربردهاي ارزنده‌اي در فناوري هوافضا، هواپيماهاي بدون سرنشين، اتومبيل و شناورهاي تفريحي كوچك پديد مي‌آورد.


گرافيت و سراميك : فناوري‌نانو با ارائه مواد بسيار مستحكم كه ده‌ها برابر مقاوم‌تر از فولاد هستند، تأثير چشمگيري در ساخت سازه‌هاي دريايي و صنايع دريايي خواهد داشت. سراميك‌ها از جمله اين موادند كه در بدنه شناورهاي زير دريايي آب عميق (حدود 11 هزار متر) به‌كار خواهند رفت. اين مواد با داشتن استحكام فوق‌العاده، وزن سبك، مقاومت بسيار زياد در برابر خوردگي و دوام در شرايط دمايي بسيار متغير، گزينه بسيار مناسبي براي سازه‌هاي عظيم دريايي به خصوص غوطه‌ور شونده‌ها و زيردريايي‌ها هستند.در ايران صنايع دريايي به معناي واقعي خود؛ يعني ساخت سكوهاي ثابت و متحرك دريايي، كشتي‌هاي اقيانوس پيما، زيردريايي‌ها و غيره، حدوديك دهه از عمرشان مي‌گذرد و صنعتي نوپا محسوب مي‌گردد. فناوري‌ نانو نيز در دنيا قدمت چنداني ندارد و از معدود فناوري‌هايي است كه در همان بدو مطرح شدنش در دنيا، در ايران نيز مطرح شده است. فناوري‌نانو با توجه به تأثيرات شگرفي كه در همه صنايع دارد، مورد توجه قرار گرفته است. صنايع دريايي در حال رسيدن به دوران تكامل خود در ايران است و فناوري‌نانو هم مي‌تواند به تكامل هدفمند و روزافزون آن كمك كند. كاربردهايي از فناوري‌نانو كه بيان شد، تنها گوشه‌اي از كاربردهاي گسترده آن در صنايع دريايي است و آينده، اين كاربردها را قطعي‌تر و مشخص‌تر خواهد كرد؛ لذا مديران كليه بخش‌هاي صنعتي از جمله صنايع دريايي نبايد خود را نسبت به فناوري‌نانو بيگانه بدانند، بلكه همواره بايد پيشرفت‌هاي اين شاخه از دانش و فناوري مولكولي را در دنيا زير نظر داشته، از پيشرفت اين فناوري جديد ،حمايت‌هاي مادي و معنوي لازم را به عمل آورند. چه بسا كه ورود فناوري‌نانو به هر صنعتي، تحولات شگرفي را باعث شود و غافلگيري و ورشكستگي رقبا را به دنبال داشته باشد. از طرف ديگر، نهادهاي مرتبط بايد پيشرفت‌هاي روز دنيا در زمينه فناوري‌نانو را به صنايع مربوطه معرفي كنند كه اين امر مستلزم شناخت نيازهاي هر بخش از صنعت در زمينه فناوري‌نانو است. لازم است، متوليان فناوري‌نانو بايك تقسيم‌بندي منطقي در صنايع موجود ، نيازهاي هريك را به تفكيك بررسي كنند و با شناسايي نيازهاي بازار، توسعه فناوري‌نانو را جهت‌دهي نمايند. به علاوه، پشتوانه مالي مناسبي نيز براي توسعه فناوري‌نانو فراهم نمايند، زيرا نشناختن نيازها به معناي بيراهه رفتن فناوري‌نانواست.

[Behzad AZ]

كاربردهاي نانو در حوزه علوم دامي
استفاده از نانوذرات نقره (نانوسيلورها) در افزايش بهداشت دام و جايگاههاي پرورش دام و طيور
نانوذرات نقره به عنوان ضدعفوني كننده قوي ( ضد ياكتري و ضد ميكروب ) مطرح بوده و با توجه به پايداري آنها و عدم مصرف اين ذرات (عدم نياز به تهيه مجدد) استفاده از آنها در ضدعفوني كردن جايگاههاي نگهداري دام و طيور كاربرد گسترده اي يافته است.
استفاده از نانوفيلترها به منظور فرآوري محصولات لبني
در فرآوري محصولات لبني، استفاده از فيلترها بسيار مرسوم است. نانوفيلترها، امكان عبور انتخابي ذرات خاص را فراهم آورده و از اين رو فرآوري مورد نظر را ممكن مي سازند.

استفاده از نانوكپسولها بعنوان پوششي براي آنزيمهاي خوراكي و داروهاي دامي http://www.nanoclub.ir/contents/agrinano/imageb3.jpg
با توجه به كاربرد برخي آنزيمها و پروتئين هاي خاص در جيره هاي دام و طيور كه بمنظور افزايش عملكرد و تاثير در بافتي مشخص استفاده مي شوند و معمولا در دستگاه گوارش بخوبي جذب نمي شوند، لذا استفاده از نانوكپسولها براي پوشش دار كردن و محافظت از آنها تا رسيدن به بافت هدف، موثر خواهد بود.

استفاده از نانوحسگرها در بخشهاي مختلف سيستمهاي پرورش دام و طيور و شناسايي انفرادي دامها

استفاده از نانوحسگرها و نانوبيوحسگرها در ماشين‌هاي شيردوشي

شتاب تحقيقاتي در اصلاح نژاد انواع دام ، طيور و آبزيان مؤثر

توليد خوراك‌هاي غيربيولوژيك و داروهاي دامي

نانو واكسيناسيون DNA با استفاده از نانوكپسول‌ها و روش‌هاي التراسوند


كاربردهاي نانو در حوزه صنايع غذايي
استفاده از نانوفيلتراسيون در صنايع غذايي به منظور تشخيص متابوليت هاي كنترل كيفي و تشخيص عوامل بيماريزا و تحولي اساسي در بسته بندي مواد غذايي و انبارداري

بهسازي ثبات مواد غذايي
اين روش براي تركيبات خاص فعال مثل طعم ها كه با ساير تركيبات مواد غذايي واكنش مي دهند استفاده مي شود و به اين مواد عمر ماندگاري بالاتري مي دهند

حفاظت در برابر اكسيداسيون مواد غذايي

توليد غذاهاي مولكولي توسط رباط ها با سه عنصر اصلي اكسيژن، كربن و هيدروژن

كاربردهاي نانو در حوزه ماشين آلات كشاورزي

كاربرد در پوششهاي بدنه ادوات و ماشينها و ابزارهاي كشاورزي و حتي شيشه ها براي افزايش در برابر خوردگي و سائيدگي و انعكاس امواج ماوراء بنفش

توليد قطعات مكانيكي مستحكم تر با استفاده از نانوروكش ها و استفاده از بيوحسگرها در ماشين آلات هوشمند جهت مبارزه مكانيكي – شيميايي با علف هاي هرز

بهينه سازي ميزان و شكل سموم مصرفي و وسايل سم پاشي

توليد روكش هاي نانويي ياتاقانها براي كاهش اصطكاك

توليد قطعات مختلف موتورماشينهاي كشاورزي مقاوم به ساييدگي، خوردگي ، حرارت و كاهش اصطكاك

استفاده از آنها در توليد سوختهاي جايگزين و آلودگي كمتر محيط زيست

http://www.nanoclub.ir/contents/agrinano/imageb7.jpg
تا كنون محصولات مختلف نانويي در دنيا توليد شده و برخي از آنها به شكل تجاري در دسترس قرار گرفته است .
از جمله كارهاي صورت گرفته در نانوتكنولوژي سبز مي توان به موارد زير اشاره كرد:
استفاده تايلند از اين فناوري به منظور توليد نوع جديدي از برنج (بي تفاوت نسبت به طول شب ، پاكوتاه و معطر ) و ابريشم ( ضد آب و با قدرت جذب كمتر گرد و غبار )
توليد نوعي نانوبرنج توسط شركت نانورايس ايتاليا كه 2 برابر وزن خود آب جذب مي كند .
توليد نانو كودها و نانو سم ها در مقياس آزمايشگاهي

در ايران نيز موسسات مختلفي در اين زمينه در حال كار مي باشند . كه از اين بين مي توان به پژوهشكده مهندسي جهاد اشاره نمود كه با محوريت قرار دادن توليد نانوپودرها گام بلندي را در اين زمنه برداشته است. مانند توليد پودر دي اكسيد تيتانيم در ابعاد نانو جهت گندزدايي و نگهداري مواد غذايي و استفاده به عنوان فوتوكاتاليست و تصفيه آب و يا توليد نانوپودر طلا در مقياس نانو جهت استفاده هاي بيولوژيك.
از ديگر موسسات پيشگام در اين زمينه مي توان به مؤسسه تحقيقات واكسن و سرم سازي رازي، موسسه گياه‌پزشكي كشور، موسسه تحقيقات خاك و آب، موسسه تحقيقات شيلات ايران، موسسه تحقيقات جنگلها و مراتع و پژوهشكده بيوتكنولوژي اشاره نمود.كاربرد هاي فناوري نانو در علوم كشاورزي و صنايع وابسته به آن گسترشي روز افزون دارد ،كه ادامه ي اين روند در آينده اي نه چندان دور توليد و توزيع مواد غذايي سالم ، ارزان و با كيفيت را براي استفاده ي همه ي ملل دنيا محقق خواهد كرد.

[Behzad AZ]

فرض كنيد ظهر يكشنبه است و شما بسيار تشنه هستيد. سراغ يخچال مي رويد، اما مردد هستيد كه چه چيزي را انتخاب كنيد. از يك سو، مي‌دانيد كه آب ميوه داراي ويتامين هاي فراواني است و براي بدن شما مفيد است، از سوي ديگر، به نوشيدن نوشابه تمايل زيادي داريد و علاوه بر اين مي خواهيد اين نوشيدني هر چه كه هست چند ساعتي شما را بيدار نگه دارد، چون كارهاي عقب ماندۀ زيادي داريد كه ترجيح مي دهيد آنها را به هفتۀ بعد موكول نسازيد.
بنابراين، يك بطري حاوي مايعي بي رنگ را بر مي داريد. ابتدا دكمه اي را براي انتخاب نوشابه فشار مي دهيد، پس از آن نوبت اضافه كردن افزودني هاست؛ ويتامين c و كافئين را هم از قسمت افزودني ها انتخاب مي كنيد. با فشار دادن اين دكمه ها، نانو كپسول هاي بسيار كوچك حاوي مواد افزودني مورد نظر شما در سطح محلول آزاد مي شوند و اين در حالي است كه نانو كپسول هاي ديگر حاوي ساير افزودني ها و طعم دهنده هايي كه شما انتخاب نكرده ايد، به صورت كپسول آزاد نشده و در محلول باقي مي مانده اند.
غذاهاي نانويي
محققان صنعت غذايي نانو در حال كار بر روي چنين غذاهايي هستند، اما به زعم فرانس كمپرز رئيس مركز بين المللي زيست فناوري و سلامت، هنوز براي نيل به اين مقصود در صنعت غذايي راه زيادي در پيش است. وي معتقد است كه هدف سالم تر، ايمن تر و ماندگارتر كردن مواد غذايي پديدۀ جديدي در اين صنعت نيست و سال هاست كه دانشمندان با دستكاري و كنترل گياهان و ساير حيواناتي كه انسان از آنها تغذيه مي كند، سعي در ارتقاي كيفيت و خواص مواد غذايي دارند؛ اما آنچه كه در اين صنعت جديد است، امكان اعمال تغيير در مواد غذايي آماده و اضافه كردن افزودني هاي مورد نظر در اندازه هاي بسيار ريز و دستكاري محتويات فيزيكي مواد غذايي است. در مقياس نانو، مولوكول ها بيشتر از قوانين كوانتوم پيروي مي كنند تا از قوانين فيزيك در مقياس بزرگ. تركيبات غير قابل حل در آب يا روغن در مقياس نانو به راحتي حل مي‌شوند، حتي اين امكان وجود دارد كه موادي كه عموماً پس از مصرف در معده آزاد مي شوند، به صورت آزاد نشده به طرف روده هدايت شوند و از آنجا مستقيما جذب شده و وارد گردش خون شوند. به عقيدۀ كمپرز تا پنج الي ده سال آينده، اين فرايند كاملاً كاربردي مي شود، به خصوص در مورد افزودن مواد غذايي‌اي مانند ويتامين ها و املاح معدني. ساده ترين و كاربردي ترين روش اجراي اين كار، فرايند نانو كپسوله كردن است. اين تكنيك از روي عملكرد غشاي سلولي در طبيعت الگوبرداري شده است. با استفاده از اين تكنيك، بشر موفق به ساخت محفظه هاي كيسه اي شكلي در ابعاد بسيار كوچك نانويي خواهد شد كه درون آنها فضايي خالي براي مواد غذايي تعبيه شده است، لايۀ بيروني اين كپسول بسته به اينكه لازم است مواد داخل كپسول در آب يا در روغن حل شوند، طراحي مي شوند. اين كپسولها در برابر اسيد معده مقاوم هستند و بسته به ضوروت مي توانند در دهان يا در معده باز شوند. در واقع، فرآيند نانو كپسوله كردن به اين معنا است كه اين امكان وجود دارد كه مواد غذايي مفيد براي بدن بدون اينكه در فرايند ساخت در كارخانه يا هنگام پخت در آشپزخانه و يا توسط آنزيمهاي دهان و معده از بين بروند، اين كپسول ها به طور مستقيم وارد جريان خون شده و در نتيجه، جذب بدن شوند. اين كار حتي مانع از دفع بدون جذب ويتامين هاي مواد غذايي مي شود. يكي ديگر از كاربردهاي نانو كپسوله كردن اين است كه مواد غذايي مفيد ولي با طعم هاي نامطبوع مانند روغن ماهي را مي توان از طريق اين كپسول ها بدون احساس مزۀ ناخوشايند به غذا اضافه كرد.
پرسشهاي باقيمانده
با وجود تمام اين مزيت ها اين حقيقت كه اين ذرات بسيار ريز مي توانند از سد سيستم دفاعي بدن نيز بدون هيچ مانعي عبور كنند، موجب نگراني دانشمندان شده است. دونالد بروس شيميدان و رئيس مركز مطالعات تكنولوژي هاي جديد اسكاتلند خاطر نشان مي كند كه مشكل اينجا است كه اين ذرات بسيار كوچك در كپسول ها به راحتي قادرند از غشاي خوني ديوارۀ مغز و همچنين ديوارۀ سلول ها كه به طور معمول مواد ديگر امكان عبور از آنها را ندارند، عبور كنند. البته اين امر به اين معنا نيست كه چنين فرآيندي لزوماً خطرناك است، اما ماسله اين است كه هنوز تأثيرات آن به طور كامل مورد مطالعه و بررسي قرار نگرفته و ناشناخته است. ديويد بنت رئيس كمسيون اروپايي نانو بيوتكنولوژي در اين باره مي گويد: «با اينكه سيستم ايمني بدن از بدو تولد مي تواند با بسياري از نانوذرات مضر براي بشر، مانند ذرات موجود در دود سيگار مقابله كند، اما اين موضوع نبايد باعث شود كه ما بدون انجام تحقيقات گسترده بر روي اثرات ناشناختۀ نانو كپسول ها آنها را به بازار وارد كنيم.»

[Behzad AZ]

توليد نانو نقره براي ساخت اسباب بازي و ظروف يك بار
http://www.hupaa.com/upload/thumb/thumb_3034314.jpg محققان پارک علم و فناوری یزد با استفاده از روش الکتروشیمیایی موفق به تولید نانو نقره شدند که می توان از آن در ساخت اسباب بازی کودکان، ظروف یک بار مصرف و تولید لوازم منزل استفاده کرد.
(http://www.hupaa.com/list.php?name=article_nano)


(http://www.hupaa.com/list.php?name=article_nano)
(http://www.hupaa.com/list.php?name=article_nano)
(http://www.hupaa.com/list.php?name=article_nano) محققان پارك علم و فناوري يزد با استفاده از روش الكتروشيميايي موفق به توليد نانو نقره شدند كه مي توان از آن در ساخت اسباب بازي كودكان، ظروف يك بار مصرف و توليد لوازم منزل استفاده كرد. عليرضا علي پور مجري طرح در گفتگو با خبرنگار مهر با بيان اين خبر افزود: با استفاده از روش الكتروشيميايي موفق به توليد نانو ذرات نقره شديم.
وي توضيح داد: در اين روش، سايز ذرات با تنظيم شدت جريان تغيير مي كند از اين رو با در نظر گرفتن پارامترهاي مختلف چون دما، جنس كاتد، دانسيته جريان و زمان و نوع الكتروليت اين نانوذرات توليد شد.
مجري طرح، آنتي باكتريال بودن اين نانو ذرات را از ويژگيهاي اين ماده ذكر كرد و ادامه داد: با توجه به اين ويژگيها از اين ماده مي توان در ساخت اسباب بازي كودكان، ظروف يك بار مصرف و توليد لوازم منزل استفاده كرد.
به گفته وي، اين طرح در جشنواره شيخ بهايي سال جاري شركت و موفق به كسب رتبه اول شد.
علي پور به صنعتي كردن اين پروژه اشاره كرد و اظهار داشت: با توجه به كاربردهاي اين ماده عليرغم وعده هاي مسئولان تاكنون موفق به صنعتي كردن آن نشده ايم.

[Behzad AZ]

نانوسيم چيست؟
http://nanoclub.ir/contents/nanowire/image001.jpgشايد هنوز ساخت تراشه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌� ��هاي كامپيوتري كه براي ايجاد سرعت محاسباتي بالا به جاي جريان الكتريسيته از نور استفاده مي‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌كن ند، تشخيص انواع سرطان و ساير بيماريهاي پيچيده فقط با گرفتن يك قطره خون، بهبود و اصلاح كارت‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ هاي هوشمند و نمايشگرهاي LCD ؛ تنها يك رويا برايمان باشد و اين مسائل را غير واقعي جلوه دهد اما محققين آينده قادر خواهند بود تمام اين روياها را به حقيقت تبديل كنند و دنيايي جديد از ارتباطات و تكنولوژي را بواسطه معجزه نانوسيم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ ‌‌ها به ارمغان آورند.
تا كنون با نانوساختارهاي مختلفي از جمله نانولوله‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌� ��‌‌هاي كربني، نانوذرات و نانوكامپوزيت آشنا شده‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ا يد؛ يكي ديگر از نانوساختارهايي كه امروزه مطالعات و تحقيقات بسياري را به خود اختصاص داده است نانوسيم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ ‌‌ها است.
عموماً سيم به ساختاري گفته مي‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌شو د كه در يك جهت (جهت طولي) گسترش داده شده باشد و در دو جهت ديگر بسيار محدود شده باشد. يك خصوصيت اساسي از اين ساختارها كه داراي دو خروجي مي‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌با شند رسانايي الكتريكي مي‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌با شد. با اعمال اختلاف پتانسيل الكتريكي در دو انتهاي اين ساختارها و در امتداد طولي شان انتقال بار الكتريكي اتفاق مي‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌اف تد. http://nanoclub.ir/contents/nanowire/image005.jpgساخت سيم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ه ايي در ابعاد نانومتري هم از جهت تكنولوژيكي و هم از جهت علمي بسيار مورد علاقه مي‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌با شد، زيرا در ابعاد نانومتري خواص غير معمولي از خود بروز مي‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ده ند. نسبت طول به قطر نانوسيم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ ‌‌ها بسيار بالا مي‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌با شد. ( L>>D )
مثال‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ هايي از كاربرد نانوسيم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ ‌‌ها عبارتند از: وسايل مغناطيسي، سنسورهاي شيميايي و بيولوژيكي، نشانگرهاي بيولوژيكي و اتصالات داخلي در نانوالكترونيك مانند اتصال دو قطعه ابر رساناي آلومينيومي كه توسط نانوسيم نقره صورت مي‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌گي رد.
انواع نانوسيم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ ‌‌ها:
1. نانوسيم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ ‌‌هاي فلزي: اين نانوساختارها به دليل خواص ويژ‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ه ‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌اي كه دارند نويدبخش كارايي زيادي در قطعات الكترونيكي‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ ‌‌‌‌اند.
توسعه الكترونيك و قدرت يافتن در اين زمينه بستگي به پيشرفت مداوم در كوچك كردن اجزاء الكترونيكي است. با اين حال قوانين مكانيك كوانتومي، محدوديت‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ ‌‌ تكنيك‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌� ��هاي ساخت و افزايش هزينه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌� ��هاي توليد ما را در كوچكتر كردن تكنولوژي‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌� ��‌‌هاي مرسوم و متداول محدود خواهد كرد. تحقيق فراوان در مورد تكنولوژي‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌� ��‌‌هاي جايگزين علاقه فراواني را متمركز مواد در مقياس نانو در سال‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ه اي اخير كرده است. نانوسيم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ ‌‌هاي فلزي بخاطر خصوصيات منحصر به فردشان كه منجر به كاربرد گوناگون آنها مي‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌شو د، يكي از جذاب‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ ترين مواد مي‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌با شند.
نانوسيم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ ‌‌ها ميتوانند در رايانه و ساير دستگاههاي محاسبه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌� �‌گر كاربرد داشته باشند. براي دستيابي به قطعات الكترونيكي نانومقياس پيچيده، به سيم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ه اي نانومقياس نياز داريم. علاوه بر اين، خود نانوسيم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ ‌‌ها هم مي‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌تو انند مبناي اجزاي الكترونيكي همچون حافظه باشند.

2. نانوسيم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ ‌‌هاي آلي: اين نوع از نانوسيم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ ‌‌ها، همانطور كه از نامشان پيداست، از تركيبات آلي به‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌دس ت مي‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌� ��‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌آيند.
علاوه بر مواد فلزي و نيمه رسانا، ساخت نانوسيم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ ‌‌ها از مواد آلي هم امكان‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌� ��پذير است. به تازگي، ماده‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ اي بنام «اليگوفنيلين وينيلين» براي اين منظور در نظر گرفته شده است.
ويژگي اين سيم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ه ا (نظير رسانايي و مقاومت و هدايت گرمايي) به ساختار مونومر و طرز آرايش آن بستگي دارد.
3. نانوسيم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ ‌‌هاي هادي و نيمه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ هادي: ساختار شيميايي اين تركيبات باعث بوجود آمدن خواص جالب توجهي ميشود.
آينده نانوتكنولوژي به توانايي محققين در دستيابي به فنون ساماندهي اجزاي مولكولي و دستيابي به ساختارهاي نانومتري بستگي دارد. محققين اكنون توانسته‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ ‌‌اند با تقليد از طبيعت به ساماندهي پروتئين‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ ‌‌هاي حاصل از خمير مايه براي توليد نانوسيم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ ‌‌هاي هادي دست يابند. ساماندهي اجزاي زنده در طبيعت، بهترين و قديمي‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌� ��ترين نمونه ساخت «پائين به بالا» است و لذا مي‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌تو ان از آن براي فهم و نيز يافتن روش‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ه ائي براي ساخت ادوات الكترونيكي و ميكرومتري استفاده كرد. تا كنون از فنون ساخت «بالا به پائين» استفاده مي‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌شد كه اين فنون در مقياس نانومتري اغلب پر زحمت و هزينه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌� ��بر است و تجاري‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌� ��سازي نانوتكنولوژي به روشهاي آسان و مقرون به صرفه نياز دارد كه بهترين الگوي آن هم طبيعت پيرامون ماست؛ فقط كافي است كمي چشمانمان را باز كنيم و با دقت بيشتري اطرافمان را بنگريم.

4. نانوسيم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ ‌‌هاي سيليكوني: اين نوع از نانوسيم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ ‌‌ها سمي نيست و به سلولها آسيبي نمي‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ر سانند.
اين نوع از نانوسيم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ ‌‌ها بيشترين كاربرد خود را در عرصه پزشكي مانند تشخيص نشانه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌� ��هاي سرطان، رشد سلول‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ هاي بنيادي و ... نشان داده است كه در ادامه به آن مي‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌پر دازيم.

http://nanoclub.ir/contents/nanowire/image008.jpg http://nanoclub.ir/contents/nanowire/image009.jpg
نمونه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌� ��اي از نانوسيم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ ‌‌هاي سيليكوني
روشهاي ساخت نانوسيم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ ‌‌ها:
1. تكنيك‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌� ��هاي ليتوگرافي
• ليتوگرافي نوري: در اين روش از تغييرات شيميايي در يك ماده سخت شونده در اثر نور استفاده ميشود. از يك سري ماسك‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ ‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌هاي نوري براي تعريف مناطق فعال شونده در اثر نور استفاده ميشود. يكي از محدوديت‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ ‌‌هاي اين تكنيك محدوده پراش موج نوري است. طول موج نوري كه در حاضر در صنايع استفاده ميشود در حدود nm 248ميباشد ولي با طراحي‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌� ��هاي دقيق مالك و به كارگيري بسيار دقيق پليمرهاي سخت‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ش ونده ميتوان به ابعاد كمتر nm 100 هم رسيد.
• ليتوگرافي با اشعه الكتروني: در اين روش عمدتا از يك پليمر سخت‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ش ونده و قرار دادن آن بر يك پايه استفاده ميشود. آنگاه يك اشعه الكتروني با انرژي بالا بر روي سطح تابيده ميشود با تابش اشعه الكتروني طرح مورد نظر شكل داده ميشود. پس از يونيزه شدن ماده و حل شدن پليمر توسط حلال‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ هاي شيميايي طرح مورد نظر براي ساخت نانو سيم حاصل ميشود.
• ليتوگرافي با پراب روش: ليتوگرافي با استفاده از پراب روشيپ براي ساخت نانوسيم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ ‌‌هاي زير nm100 بكار ميروند. پراب‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ هاي الكتروني مانند ميكروسكوپ نيروي اتمي(AFM) و يا ميكروسكوپ روش تونلي (STM) از انتخاب‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌� �‌هاي اين روش براي ساخت نانوسيم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ ‌‌ها ميباشد.
از مزاياي روشهاي ليتوگرافي انعطاف اين روش‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ه ا در الگوسازي براي نانوسيم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ ‌‌ها ميباشد. بعبارت ديگر با اين روشها ميتوان به نانوسيم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ ‌‌ها هر شكل قابل ترسيم را داد.

2. رسوب الكتروشيميايي در حفرات: روشهاي الكتروشيميايي بطور گسترده‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌� �‌اي براي ساخت نانوسيم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ ‌‌ها استفاده ميشود. يك الگوي مناسب بايد حفراتي يكنواخت و بلند داشته باشد، قطر حفرات در اين نوع الگو از چند نانومتر تا nm 20 ميتواند داشته باشد.

فناوري نانو ، نويد كنترل خواص جديدي از مواد را مي دهد كه زائيده ابعاد نانو مقياس ذرات است ، همين خواص باعث شد شركتهاي خصوصي ، دولتها و سرمايه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌� �‌گذاريهاي خطرپذير جهان در سال 2005 حدود 15ميليارد دلار در اين فناوري سرمايه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌� �‌گذاري كنند، همچنين براساس پيش‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ب يني‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ه اي صورت گرفته بازار كالاهاي توليدي مبتني بر اين فناوري در سال 2015 به رقم 6.2 ميليارد دلار ميرسد. توليد اين محصولات نيازمند نانومواد ،اندازه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ ‌‌گيري و فناوريهاي ساخت است. صنعت الكترونيك در تجاري سازي فناوري نانو پيشگام است. نانوالكترونيك شامل نيمه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ هادي‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ هاي كمتر از nm 90 ،اشكال جديدي از حافظه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌� ��هاي داراي نيمه هادي ، حافظه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌� ��هاي اطلاعاتي نانوالكترومكانيكي، نمايشگرهاي آلي ، نمايشگرهاي نشر ميداني،نانو لوله‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ هاي كربني، حسگرهاي مختلف و پاره‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ اي از ادواتي كه اكنون در حال ساخت براي به كارگيري در ابزارآلات الكترونيكي ميشود. طبق برآورد بازار تجهيزات نانوالكترونيك در سال 2005 نزديك 60 ميليارد دلار بوده و به نظر مي رسد تا سال 2010 به 250ميليارد دلار برسد. بازار نانومواد ونانوابزار مورد استفاده در توليد اين تجهيزات 108ميليارد دلار بوده كه از اين رقم 10درصد آن مربوط به نانومواد ،ابزارها، تجهيزاتي مانند ليتوگرافي ماورابنفش دور، ليتوگرافي چاپ نانو ،كاتاليستها و نانوسيم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ ‌‌ها است.


كاربردهاي نانوسيم:
كاربرد نانوسيم در تشخيص بيماريها: از نانوسيم هايي كه از مواد مورداستفاده در تراشه رايانه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌� �‌هاي امروزي مثل سيليكون و نيتريد گاليون ساخته شده است ميتوان براي تشخيص بيماريها استفاده كرد . شايد بپرسيد ابزار رايانه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌� �‌ها چه ارتباطي به تشخيص بيماري و بدن انسان دارد ، بدن انسان نيز همانند يك رايانه بايد حسگرهايي داشته باشد كه بتواند در صورت بروز مشكل و خطا و يا وجود مواد سمي به ابزارهاي هشداردهنده خارجي اخطار دهد و درصدد رفع آن برآيد همانند يك رايانه كه اگر مسيري اشتباه را در آن اجرا كنيد و يا ويروسي در آن پيدا شود پيغام (ERROR) ميدهد اما اين كار چگونه امكان پذير است؟!
دانشمندان موفق شدند نانوسيمهاي انعطاف‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌� �‌پذير و طويلي را توليد كنند كه طولهاي متغير اين نانوسيمها بين 1 تا nm100 و يا حتي در ميليمتر ميباشد و از لحاظ مقايسه حدود هزار مرتبه باريكتر از موي انسان است. بلندي ، انعطاف‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌� �‌پذيري و استحكام اين نانوسيمها خصوصيات ويژه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ اي را به آن مي بخشد . به عنوان مثال نازك بودن وطويل بودن باعث افزايش سطح آن ميشود . لذا از اين ساختارها مي توان در طراحي حسگرهاي بسيار سريع و حساس استفاده كرد. اين نانوسيم ها توانايي توليد اشعه ماوراي بنفش نامرئي را دارد ، نور از يك انتها وارد نانوسيم شده و از انتهاي ديگر شروع به تابيدن ميكند. نانوسيمها بدون هيچ اتلافي اين نور را به طور موثري عبور ميدهد. و در مسير خود اگر به يك عامل بيماري‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌� �‌زا يا ماده سمي برخورد كند نانوسيم شروع به تابيدن ميكند و سيستم هشدار دهنده بسيار سريعي را ايجاد ميكند و اين ميتواند بيماري را زودتر وسريعتر از هر آزمايشي تشخيص دهد.
استفاده از نانوسيم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ ‌‌ها در رگ‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها ي خوني براي تحريك اعصاب مغزي: هميشه انتقال فرستنده‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ ‌‌هاي كوچك به درون رگ‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها و هدايت آنها بطرف محل‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ه اي موردنظر را در فيلم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ هاي تخيلي ديده بوديم اما هيچ باور نمي‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ك رديم كه روزي اين را در واقعيت ببينيم.!

http://nanoclub.ir/contents/nanowire/image013.jpg
محققين توانسته‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ ‌‌اند نانوسيم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ ‌‌هايي از جنس پلاتين كه ضخامت آن 100 برابر نازكتر و ظريفتر از موي انسان است را ابداع كنند. آنها اين نانوسيم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ ‌‌ها را به داخل رگ‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها ي خوني مي‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌فر ستند و توسط دوربين كوچكي آنها را بطرف اعصاب مغزي هدايت مي‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌كن ند. اين روش براي كمك به يافتن علل مختلف و پيدايش بيماري‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌� �‌هاي عصبي از جمله پاركينسون بسيار مفيد است. در گذشته براي يافتن علل مختلف پيدايش بيماريهاي قلبي و عصبي، بدن را در هر نقطه مي‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌شك افتند تا علت بيماري را بيابند، اما امروزه با گسترش فن‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌آو ري نانوتكنولوژي هر وسيله‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌� ��اي را مي‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌تو ان بصورت ظريف، نازك و حساس، اختراع و ابداع كرد و حتي آن را به درون ظريف‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ ترين رگ نيز فرستاد.
تنها مشكلي كه محققان را كمي دچار سردرگمي كرده است تعدد رگهاي خوني و سيستم گردش خون و عصب هاي فراوان در محدوده مغز است كه فرستادن اين نانوسيم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ ‌‌ها را كمي دشوار كرده است اما محققين درصدد يافتن راهي براي حل آن وساختن نانوسيمهاي دقيق‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ تر هستند.
استفاده از نانوسيمهاي سيليكوني براي هدفمند كردن رشد سلولهاي بنيادين : توليد و رشد بافتها و سلولهاي مورد نياز براي بيماران نيازمند اهدافي است كه دانشمندان در عرصه پزشكي همواره به دنبال آن هستند، از جمله ابزاري كه ميتواند اين هدف را تحقق بخشد نانوسيم هاي سيليكوني است. نانوسيم ها همچون تختي از ميخها هستند كه به صف شده‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ا ند و قابليت تغيير شكل و رشد را دارند ، براي اين منظور از طيفي وسيعي از تحريكات مكانيكي و شيميايي بعنوان فاكتور رشد استفاده مي كنند اما به تازگي توانسته‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ ‌‌اند از محركهاي الكتريسيته نيز استفاده كنند و اميدوارند كه استفاده از پالسهاي الكتريكي در سلولها با استفاده از آرايه رساناي نانوسيمها در آينده‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌� ��اي نزديك بعنوان شيوه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ اي ارزشمند براي تحت تاثير قرار دادن سلولهاي بنيادين بكار روند.

[Behzad AZ]

نانو تيوپ ها و خطر آزبستي!
http://www.hupaa.com/upload/thumb/thumb_2251486.JPG یکشنبه 9 تیر 1387 / 29 ژوئن 2008 ... مطالعه مهمی که اخیرا در مجله Nature Nanotechnology به چاپ رسیده،حاکی از این است که بعضی از فرمهای نانو تیوپ کربن – فرزند خلف انقلاب نانو!- اگر به مقدار کافی استنشاق شوند،میتوانند به اندازه آزبست خطرناک باشند.




(http://www.hupaa.com/list.php?name=article_nano)
(http://www.hupaa.com/list.php?name=article_nano)
در اين مطالعه تلاش شده تا به اين سوال پاسخ داده شود كه آيا انواع خاصي از نانو تيوپها اين پتانسيل را دارند كه باعث ايجاد نوعي خاص از سرطان شوند.نوعي كه 30 تا 40 سال پس از در معرض آلودگي قرار گرفتن ظاهر ميشود.

نتايج نشان ميدهد نانو تيوپهاي چند ديواره طولاني و نازك كه شبيه به فيبرهاي آزبستي اند شبيه به فيرهاي آزبستي هم رفتار ميكنند.

نانو تيوپهاي كربن (كه حدودا 20 سال پيش كشف شدند) همواره بعنوان ماده حيرت انگيز قرن 21 توصيف شده اند.نانو تيوپها كه به سبكي پلاستيك و محكمتر از فولاد هستند، براي استفاده در داروهاي جديد ، باتري هاي انرژي موثر و صنايع الكترونيك پيشرو گسترش داده شده اند.

اما از زمان كشفشان، اين سوال پيش آمده كه آيا ممكن است برخي از اين مواد سايز نانويي باعث اسيب و در نتيجه خراب كردن بازار در حال تولد براي تمام گونه هاي نانو تيوپ كربن شامل يك و چند لايه شوند؟

طبق يك مقاله در نشريه اخبار شيمي و مهندسي آمريكا، پيشبيني بنگاههاي اقتصادي آمريكا حاكي از اين است كه فروش نانوتيوپها ميتوانست به رقم 2 ميليارد دلار،ظرف 3 تا 7 سال بعد برسد!

Andrew Maynard سرمشاور علمي در پروژه نانو تكنولوژيهاي در حال ظهور و همكار مقاله ميگويد :

"اين مطالعه در حقيقت تحقيقاتي است استراتژيك و متمركز براي اطمينان بخشي از ايمني و توسعه مسئولانه نانو تكنولوژي.اين مطالعه نگاهي دارد به مواد نانو سايز ويژه كه انتظار ميرود كاربردهاي تجاري گسترده اي داشته باشند و پرسشي است خاص درباره يك خطر ويژه سلامتي احتمالي حاصل از اين مواد.اگرچه بيش از يك دهه است كه نگراني دانشمندان در مورد ايمني نانو تيوپهاي نازك و بلند بالارفته است ، اما لزوما هيچيك از تحقيقات كنوني در موسسات نانو تكنولوژي و سلامت آمريكا به اين سوال نپرداخته است."

در معرض آزبست قرار گرفتن، بعنوان بدترين فاجعه بهداشت حرفه اي در تاريخ آمريكا تلقي مي شود و انتظار ميرود هزينه هاي بيماري هاي مرتبط با آن از مرز 200 ميليارد دلار فراتر رود.

Anthony Seaton مدير عامل ، پروفسور بازنشته دانشگاه Aberdeen انگلستان و يكي ديگر از همكارن مقاله ميگويد:

"به نظر ميرسد احتمالا ضايعه سرطاني مربوط به آزبست كه براي اولين بار در سالهاي 1950 و 1960 مشاهده شد، به رغم كاهش سريع استفاده از ازبست از حدود 25 سال پيش ، همچنان تا چند دهه آينده ادامه داشته باشد. مادام كه دلايلي براي اين فرض هست كه نانو تيوپها ميتوانند بي خطر مورد استفاده قرار گيرند، به قدمهاي مناسبي بستگي دارد كه براي جلوگيري از استنشاق اين مواد در جاهايي كه ساخته ميشود ، برداشته ميشوند.استفاده و دفع نهايي بايد بر اساس تحقيقات پيشگيري از خطر و در معرض قرار گيري باشد ،كه البته منجر به مقرراتي براي استفاده از آنها خواهد شد.پيرو اين مطالعه ما نميتوانيم هيچ تاخيري در سرمايه گذاري بر روي چنين تحقيقاتي داشته باشيم."

اين گروه تحقيق به رهبري پروفسور Kenneth Donaldson در دانشگاه Edinburgh در انگليس نانوتيوپهاي بلند و كوتاه فيبرهاي آزبستي بلند وكوتاه و همچنين دوده را از نظر پتانسيل ايجاد واكنش هاي آسيب شناختي كه بعنوان پيش زمينه نوع خاص سرطان ريه شناخته ميشوند بررسي كردند.ماده به حفره شكمي موشها(يك پيشگوي حساس در مورد واكنش جدار داخلي ريه به فيبرهاي بلند) تزريق شد.

Donaldson ميگويد: "نتايج واضح بود.نانو تيوپهاي كربن بلند و نازك اثراتي درست شبيه به فيبرهاي آزبستي نازك و طولاني دارند."

مضر بودن فيبرهاي آزبستي به اين خاطر است كه آنها آنقدر نازك اند كه ميتوانند به عمق ريه نفوذ كنند و درازي آنها هم آنقدر هست كه مكانيزم پاكسازي تو كار ريه ها براي دفع ذرات را مختل ميكند.

Donaldson تاكيد ميكند كه هنوز تكه هايي از پازل باقي مانده اند .

"ما هنوز نميدانيم آيا نانو تيوپها قابليت انتقال از راه هوايي و تنفس را دارند يا نه. و يا اينكه اگر به ريه ها برسند ميتوانند به لايه هاي بيروني حساس هم راه يابند؟.اما اگر اين مواد در اندازه هاي كافي به چنين لايه هايي نفوذ كنند اين شانس وجود دارد كه در بعضي افراد (گاهي پس از چند دهه تنفس اين مواد)باعث ايجاد سرطان شود."

البته Donaldson خاطر نشان ميكند: "هنوز جاي خوشحالي باقي است.چون نانو تيوپهاي كربن كوتاه يا مجعد شبيه آزبست رفتار نميكنند و با دانستن خطرات نانو تيوپهاي بلند و نازك ، ما ميتوانيم آنها را كنترل كنيم و اين خبر بسيار خوبي است. اين موضوع نشان ميدهد كه نانو تيوپها و مشتقاتشان ، بايد جوري ساخته شوند كه ايمن و سالن باشند."

اما او اضافه ميكند: "مطالعه اخير تنها آزموني بود براي رفتار شبه-فيبر نانو تيوپها و مسلما آنها را از آسيب رساندن به ريه از راههاي ديگر تبرئه نميكند."

وي خاطر نشان ميسازد : "هنوز تحقيقات زيادي لازم است تا ما بدانيم چه طور از اين مواد به سالمترين شكل ممكن استفاده كنيم."

نانو تيوپهاي كربن ورقه هاي از جنس گرافيت هستند كه به شكل استوانه اي فرم يافته اند. اين مواد ممكن است از يك گرافيت تك لايه (گرافين) ساخته شوند و يا ممكن است متشكل از گرافيت چند لايه متحدالمركز باشند كه منجر به نانوتيوپهاي چند ديواره ميشود.در حالي كه يك نانو تيوپ قطري در محدوده چندين نانو متر تا دهها نانو متر دارد ، اما بلندي آن گاهي به صدها و يا حتي به هزاران نانو متر هم ميرسد.نانو تيوپها به فرمهاي مختلفي در مي آيند، با شكلهاي متفاوت ،با آرايه اتمي مختلف و هم چنين از نظر مقدار و نوع مواد شيميايي افزوده شده ميتوانند متفاوت باشند ،كه البته اين موضوع روي خواص آنها تاثير گذار است و ممكن است اثرات متفاوتي را بر سلامتي بشر يا محيط پيرامون ايجاد كند.

به گفته Maynard اين زنگ خطري است براي نانو تكنولوژي بطور عام و نانوتيوپها بطور خاص. بعنوان يكجامعه ما نميتوانيم اجازه استفاده از اين مواد غير قابل قبول و همچنين حصول نادرست اين مواد را به خودمان بدهيم. درست مثل اشتباهي كه در مورد آزبست مرتكب شديم!

[Behzad AZ]

محققان مؤسسه ملي استاندارد و فن‌آوري (nist) آمريكا موفق به ساخت نانولوله آزمايش‌هايي شدند كه به كمك آن مي‌توان مولكول‌هاي پروتئيني را در شرايطي مشابه با محيط سلول زنده مورد مطالعه قرار داد.
به گزارش ايسنا، اين محققان با محدود كردن مولكول پروتئين در يك نانو قطره آب، توانستند مستقيماً ديناميك و تغييرات ساختاري اين زيست مولكولها را مورد مطالعه قرار دهند.
اين نانوقطره‌ها مشابه محيط واقعي سلول و محل رشد پروتئين‌ها طراحي شده‌اند و به كمك آن مي‌توان به بررسي مبناي مولكولي بيماري‌ها پرداخته و اطلاعاتي براي توسعه روشهاي درماني جديد بدست آورد.
به عنوان مثال پروتئين‌هاي آسيب ديده در بسياري از بيماري‌ها و از جمله ديابت نوع 2، آلزايمر و پاركينسون نقش دارند. محققان با مشاهده چگونگي نقص پروتئين‌هايي كه در اين نانوقطره‌هاي قرار گرفته‌اند، اطلاعات تازه اي درباره بيماري‌ها پيدا كرده و مي‌توانند روش‌هاي درماني جديدي بيابند.
اين نانوقطره‌ها با استفاده از ميكروپيپت‌هاي ريز شيشه‌يي در سيال روغني زير ميكروسكوپ غوطه ور شده و مورد مطالعه قرار مي‌گيرند. براي نگهداشتن اين قطره‌هاي كوچك (با قطر معمولاً كمتر از يك ميكرون) در زير ميكروسكوپ، از يك پرتو ليزري استفاده شد. پرتو ليزر ديگري هم به ايجاد تحريك فلورسانس در مولكول يا مولكولهاي داخل اين قطره مي‌پردازد.
به اين ترتيب تعداد مولكولهاي داخل نانو قطره‌ها مشخص شده و حركت و يا تغييرات ساختاري مولكول يا مولكولهاي محدود شده آشكار مي‌شود.
به گزارش ايسنا از ستاد ويژه توسعه فن‌آوري نانو، با اين روش محققان مي‌توانند چگونگي برهم كنش دو پروتئين يا بيشتر را مورد مطالعه قرار دهند.
اين آزمايش با استفاده از تنها چند مولكول و مقدار كمي معرف قابل انجام است و ديگر نياز چنداني به مواد شيميايي سمي يا گران نخواهد بود. مزيت ديگر اين روش آن است كه عملكرد اين مولكولها تحت تأثير محدوديت ايجاد شده قرار نگرفته و به جداره‌ها نمي‌چسبند
گفتني است گزارشي از اين تحقيق در نشريه لانگموئر و با عنوان «پروتئين داراي فلورسانس سبز واقع در نانوقطره‌هاي آبي» به چاپ رسيده است.

[Behzad AZ]

فناوري نانو زمينه تقويت سلول‌هاي خورشيدي را فراهم كرده است
http://www.hupaa.com/upload/thumb/thumb_6322643.jpg یک تحقیق که به تازگی انجام شده است، نشان می‌دهد که با جایگزین کردن نواری از نانو لوله‌های کربنی به جای یکی از دو لایه‌ای که معمولا در یک سلول خورشیدی استفاده می‌شود می‌توان با صرف هزینه اندکی عملکرد این سلول را تقویت کرد.




(http://www.hupaa.com/list.php?name=article_nano)
(http://www.hupaa.com/list.php?name=article_nano) يك تحقيق كه به تازگي انجام شده است، نشان مي‌دهد كه با جايگزين كردن نواري از نانو لوله‌هاي كربني به جاي يكي از دو لايه‌اي كه معمولا در يك سلول خورشيدي استفاده مي‌شود مي‌توان با صرف هزينه اندكي عملكرد اين سلول را تقويت كرد. محققان روش شگفت آوري كشف كرده‌اند كه مي‌تواند خواصي را كه نانو لوله ها به اين منظور لازم دارند به آنها بدهد.
در حال حاضر، نوعي سلول‌هاي خورشيدي كه سلول‌هاي خورشيدي حساس به رنگ ناميده مي‌شوند يك نوار شفاف از جنس اكسيد دارند كه روي شيشه كشيده شده است و برق را عبور مي‌دهد. نوار ديگري نيز از جنس پلاتين وجود دارد كه مانند يك كاتاليست موجب تسريع فعل و انفعالات شيميايي مي‌شود.
با اين وجود، هر دوي اين مواد نقطه ضعف‌هايي نيز دارند.
نوارهاي اكسيد را نمي‌توان به راحتي بر روي مواد قابل انعطاف كشيد، آنها بر روي يك ماده سخت و مقاوم به حرارت مانند شيشه بهتر عمل مي‌كنند.
جسيكا ترانسيك از موسسه سانتا فه ، اسكات كالابريز بارتون از دانشگاه ايالتي ميشيگان و جيمز هون از دانشگاه كلمبيا تصميم گرفتند تا از نانولوله‌هاي كربني براي ايجاد يك لايه واحد استفاده كنند كه بتواند كار هر دو لايه اكسيدي و پلاتيني را انجام دهد .
براي اين منظور محققان نياز داشتند كه اين لايه واحد سه خاصيت، شفافيت، رسانايي و فعاليت كاتاليستي را داشته باشد.
نوارهاي معمولي نانولوله‌ها ي كربني، اندكي از اين سه خواص را دارند.
روش‌هاي معمول براي تقويت يكي از اين خواص باعث از بين بردن يك خواص ديگر مي‌شود.
براي مثال ضخيم تر كردن اين نوار آنرا كاتاليست بهتري مي‌كند اما در مقابل، از شفافيت نوا مي‌كند.
تئوري قبلي نشان داده بود، زمانيكه مواد نقص‌هاي ريز و كوچكي داشته باشند احتمالا كاتا ليست‌ها ي بهتري خواهند بود و مكان‌هايي را براي چسبيدن مواد شيميايي فراهم مي‌كاهد.
از اين رو محققان تلاش كردند تا نانولوله‌هاي كربني را در معرض ازن قرار دهند.ازن اندكي به اين لوله‌ها صدمه مي‌زند.
محققان دريافتند كه نوارهاي بسيار نازك، كاتاليست‌هاي بسيار بهتري مي شوند بطوريكه عملكرد آنها بيش از ‪ ۱۰‬برابر افزايش مي‌يابد.
محققان به منظور رسيدن به حد وسط شفافيت و رسانايي نانولوله‌هاي كربني بلندتري ساختند. اين خاصيت موجب تقويت رسانايي و شفافيت اين لوله‌ها شد.
نوارهاي نانو لوله كربني را مي‌توان در پيل‌هاي سوختي و باتري‌ها استفاده كرد.
محققان نتايج خود را در شماره اخير گزارش‌هاي نانو منتشر كردند.
محققان اكنون در صدد گرفتن پروانه ثبت اختراع براي روش‌هاي خود هستند.

[Behzad AZ]

پژوهشگران سوئدي مدعي ساخت نوعي ابركاغذ شده‌اند كه به گفته خودشان از چدن محكم‌تر است.
به گزارش سرويس علمي خبرگزاري دانشجويان ايران (ايسنا)، لارس برگلونه، پژوهشگر انستيتو فن‌آوري سلطنتي سوئد در استكهلم در اين زمينه گفت كه اين نانوكاغذ ابداعي وي براي محكم‌تر كردن كاغذ‌هاي معمولي، توليد نوارهاي چسبنده فوق‌العاده محكم و يا كمك به توليد جايگزين‌هاي مصنوعي محكم براي بافت‌هاي بيولوژيك قابل استفاده خواهد بود.
وي افزود كه براي توليد اين نانوكاغذ بسيار قدرتمند از سلولز - ماده موجود در كاغذ معمولي - استفاده مي‌كند.
برگلونه در گفت‌وگو با مجله نيوساينتيست در اين خصوص اظهار داشت: نانو رشته‌هاي سلولزي، نيروي قدرتمند اصلي در تمام ساختارهاي گياهي هستند و ويژگي‌هاي آنها ابعاد نانومتري، قدرت و استحكام بسيار زياد است.
وي متذكر شد كه او و دستيارانش فرآيند آرامتري را ابداع كرده‌اند كه مانع از نابود شدن قدرت سلولز مي‌شود كه اين امر ناشي از فرآيندهاي مكانيكي استفاده شده براي خارج كردن رشته‌ها از چوب و ساختن كاغذ از آنها است.
وي در تشريح دستاورد خود اظهار داشت: روش جديد شامل شكستن خمير چوب با آنزيم‌ها و سپس تكه تكه كردن آن با استفاده از يك همزن مكانيكي است. نيروهاي شكست توليد شده باعث مي شود كه سلولز به آرامي به قطعات رشته‌اي خود تجزيه شود و نتيجه پاياني اين است كه رشته‌هاي سالم سلولز در آب غوطه‌ور مي‌شوند.
برگلونه در ادامه گفت: همزمان با كشيدن آب، رشته‌ها به هم ملحق شده و شبكه‌اي را با پيوندهاي هيدروژني تشكيل مي‌دهند كه صفحات مسطحي از نانو كاغذ را تشكيل مي‌دهد.
پژوهشگران با انجام آزمايش‌هاي مكانيكي روي اين نانوكاغذ‌ها دريافته‌اند كه استحكام اين بافت 214 مگا پاسكال است در حالي كه استحكام بافتي چدن تنها 130 مگاپاسكال است.

[Behzad AZ]

دانشمندان ژاپني مي‌گويند از تكنولوژي برش ذرات در توليد يك كاسه اليافي بسيار كوچك كه تنها به وسيله ميكروسكوپ قابل مشاهده است، استفاده كرده‌اند.
به گزارش سرويس «علمي» خبرگزاري دانشجويان ايران (ايسنا)، ماسايوكي ناسائو، استاد مهندسي مكانيك دانشگاه توكيو و دانشجويانش ماده‌اي از جنس كربن را در ساخت يك كاسه حاوي رشته به قطر يك 25 هزارم اينچ با هدف گسترش تكنولوژي نانوتيوب به كار برده اند.
نانولوله‌ها قطعات لوله‌اي شكلي از جنس كربن هستند كه قطر آنها حدود يك ده هزارم ضخامت تار موي انسان است.
نانولوله‌هاي كربني به دليل داشتن ويژگي‌هاي فيزيكي خاص به منظور كاربردهاي بيشتر در الكترونيك و پزشكي مورد بررسي قرار گرفته‌اند.
اين تارهاي بسيار نازك و ميكروسكوپي از فولاد مقاومترند.
ناكائو همچنين مي‌گويد: آنها توانسته‌اند اين كاسه رامن يا ظرف خوراك مخصوص ژاپنيها را با زحمت بسيار از رشته‌هاي نانولوله بسازند.
كاسه رامن شامل رشته‌هاي ميكروسكوپي به طول دو 12 هزار و پانصدم اينچ و صخامت يك 25 ميليونيم اينچ است.
ناكائو معتقد است اين كوچك ترين كاسه رامن در جهان با رشته‌هاي نانوست كه البته قابل خوردن نيست!
به گفته وي، سخت‌ترين قسمت در اين دستاورد جالب و سرگرم كننده، نگهداشتن رشته‌ها در كاسه بوده است.

[Behzad AZ]

بادوام كردن دندان‌هاي حساس بااستفاده از نانو ذرات طلا
http://www.hupaa.com/upload/thumb/thumb_8845312.jpg بر اساس تحقیقات دانشمندان تایوانی، قراردادن نانو ذرات طلا بر روی سطح یک دندان حساس و سپس تثبیت آنها با استفاده از یک لیزر، می‌تواند دوام دندان حساس را برای مدت طولانی افزایش دهد.





(http://www.hupaa.com/list.php?name=article_nano)
(http://www.hupaa.com/list.php?name=article_nano) بر اساس تحقيقات دانشمندان تايواني، قراردادن نانو ذرات طلا بر روي سطح يك دندان حساس و سپس تثبيت آنها با استفاده از يك ليزر، مي‌تواند دوام دندان حساس را براي مدت طولاني افزايش دهد.

ماهنامه فناوري نانو در گزارشي اعلام كرد، اين روش كه محققان "دانشگاه ملي چونگ - چنگ" و "بيمارستان عمومي بودهيست دالين تزوچي" آن را ابداع كرده‌اند آماده است تا بر روي دندان‌هاي اصلي در يك دوره كوتاه ‪ ۱۲‬تا ‪۲۴‬ ماهه آزمايش شود.
در اين گزارش آمده است، ظاهرا دندان‌هاي حساس شامل تعداد زيادي لوله‌هاي رابط داخلي كوچك هستند كه به سيال اجازه مي‌دهند از بين دندان ها عبور كند.
عبور سيال باعث سايش مكانيكي انتهاي عصب‌ها در فصل مشترك ميان عاج دندان و گوشت مي‌شود.
طبق اين گزارش كه در فصلنامه فناوري نانو منتشر شده است، اين گروه تحقيقاتي براي درمان اين شرايط به سادگي اين سوراخ‌هاي ريز را با نانو ذرات طلايي كه قطر آنها ‪ ۳۰‬نانو متر بود ، پر كردند.
برش‌هاي عمودي از يك سطح آزمايش تهيه شده از يك دندان انسان ، نشان دادند كه نانوذرات طلاي اين گروه تحقيقاتي تا عمق حدود دو ميكرومتر نفوذ كرده‌اند.

[Behzad AZ]

با هدف توليد البسه برق‌زا
دانشمندان نانواليافي با قابليت توليد برق در اثر حركت ساختند
دانشمندان در آمريكا موفق به ساخت نانوالياف جديدي شبيه به برس شده‌اند كه مي‌تواند از حركت انرژي برق توليد كنند.
به گزارش سرويس علمي خبرگزاري دانشجويان ايران(ايسنا)، نتايج اين دستاورد در اخرين چاپ مجله نيچر منتشر شده است.
اين رشته‌ها كه به دست دانشمندان انستيتو فناوري جورجيا در آتلانتا ابداع شده اند مي‌توانند به موادي تبديل شوند كه اين مواد جديد براي ساخت البسه، كفش و يا قطعات پيوندي بيولوژيكي كه مي‌توانند از خود برق توليد كنند، قابل استفاده هستند.
به گفته دانشمندان اين مواد همچنين در خيمه‌ها يا ساير ساختارها براي مهار انرژي باد كاربرد خواهند داشت.
براي ساخت رشته‌هاي جديد ژنراتور برق، اين دانشمندان رشته‌هاي مصنوعي استاندارد كيولار را استفاده كرده و روي آنها را با تترا اتوكسي‌سيلان پوشانده و روي آن لايه‌اي از اكسيد روي چسبانده اند.

[Behzad AZ]

مسموميت‌هاي دارويي حدود ‪ ۴۰‬درصد ازكل موارد مسموميت را به خود اختصاص داده‌اند و روش درماني با استفاده از تزريق نانو ذرات به درون خون ابداع شده است.
پايگاه اينترنتي فناوري نانو در گزارشي اعلام كرد، براي تعداد كمي از داروها پادزهر وجوددارد و درمان اين موارد منوط به پمپاژ معده و تخليه آن و يا تحريك روده‌ها، تجويز زغال فعال و يا انجام همودياليز مي‌باشد.
تمامي اين روش‌ها تهاجمي بوده و نياز به دستگاه‌هاي ويژه دارند.
در اين گزارش آمده است، روش جايگزين ديگري كه ابداع شده است، استفاده از تزريق نانو ذرات به درون خون است.
به‌گفته يكي از محققان دانشگاه "مونترال"، محققان درحال ارزيابي انواع نانو حامل‌ها جهت سميت‌زدايي دارويي هستند.
وي گفت محققان تاكنون موفق شده‌اند نشان دهند طراحي مناسب نانو حامل‌ها مي‌تواند داروها را از بافت‌ها به راحتي خارج سازد.
اين ذرات به همراه حامل دارويي خود بعد از تخريب از بدن دفع مي‌شوند.
براساس اين گزارش، به دليل كوچك‌بودن اندازه اين ذرات(‪ ۵۰-۱۰۰‬نانومتر) به راحتي در جريان عمومي خون گردش كرده ، بدون اين كه عروق خوني را مسدود سازند. اين ذرات را به گونه‌اي مي‌توان طراحي كرد كه به يك داروي خاص متصل شده و غلظت آن را كاهش دهند.
حتي آن‌ها را به گونه‌اي مي‌توان طراحي نمود كه بيش از يك دارو را جذب كنند و براي برداشت چند نوع دارو مناسب باشند.
اين افراد در يك مدل درون-برون تني (‪ (Ex-vivo‬سميت قلب بوسيله داروهاي ضدافسردگي را مورد ارزيابي قرار دادند.
محققان دريافتند كه بهبود مسموميت در حالتي كه از نانوحامل‌ها استفاده شد نسبت به موقعي كه از نانو ذرات استفاده نشد، سريع‌تر است.
به گزارش پايگاه اينترنتي فناوري نانو، محدوديت‌هاي احتمالي اين روش تداخل نانو ذرات با داروهاي ديگري است كه براي درمان مسموميت مريض‌ها از آنها استفاده مي‌شود.
محققان درنظر دارند اين روش را در نمونه‌هاي حيواني بزرگتر نيز بررسي كنند تا به نتايج واقعي‌تري دست يابند.

[Behzad AZ]

فناوري در حال توسعه نانو در سال 2007 جهش چشمگيري داشته است به طوريكه دانشمندان سال 2008 را دوران شكوفايي بسياري از ايده هاي ابتكاري دانشمندان در اين عرصه نوين از دانش بشري عنوان مي كنند.
در سال 2007 گروهي از دانشمندان آمريكايي اولين نمونه آزمايشي نانو راديو را با استفاده از نانولوله هاي كربني ساختند.
آنها موفق شدند براي اولين بار سيستمي را توسعه دهند كه امواج راديويي را به صورت بي سيم دريافت مي كند و اين امواج را از طريق يك ابزار كوچك ساخته شده از نانولوله هاي كربني به سيگنال هاي راديويي تبديل مي كند.
همچنين در اين سال دانشمندان نانوليزري ارايه كردند كه با استفاده از آن حجم بيشتري از داده ها بر روي هارد ديسكهاي منتقل و ثبت مي شود.
اين ليزر نور را در نقطه اي به قطر تنها 30 نانومتر متمركز مي كند و به گفته دانشمندان با توجه به ويژگيهايي كه از آن برخوردار است مي تواند ابزاري مهم و موثر براي توليد هارد ديسكهايي با ظرفيت فوق العاده تلقي شود.
در سال 2007 دانشمندان هندي نانو وسيله متحركي ساختند كه طي مدت 12 سال پياپي ضربان قلب فرد كاربر را ثبت مي كند.
به گزارش مهر ، اين وسيله نانويي استاندارد مي تواند به كاربر خدماتي همچون ارسال اطلاعاتي در خصوص وضعيت ضربان قلب به دكتر در قالب پيامك ارايه كند. استفاده بدون محدوديت از اين فناوري نوين يكي از جنبه هاي اصلي كاربردي آن است.
در سالي كه گذشت دانشمندان دانشگاه MIT مواد ويژه اي را با استفاده از فناوري نانو توليد كردند كه مي توانند با كنترل دما به ميزان قابل توجهي در مصرف انرژي ذخيره سازي كنند.
اين مواد منحصربفرد الكتروگرمايي كه به وسيله تيمي از دانشمندان به سرپرستي پروفسور ميلدرد از دانشگاه MIT ساخت مي شوند در مواردي نظير ساخت صندليهاي ويژه خودرو با قابليت خنك سازي در روزهاي گرم و پرحرارات به كار گرفته مي شوند.
در سال 2007 دانشمندان كره جنوبي نانو موادي را توليد كردند كه مي توانند تومورهاي سرطاني را شناسايي و حتي با از بين بردن آنها بيمار سرطاني را درمان كنند.
اين نانومواد از فولاد اكسيد شده و Herceptin ساخته شده اند. اين ماده آنتي بادي تجاري است كه براي درمان سرطان سينه به كار گرفته مي شود.
همچنين در اين سال محققان دانشگاه MIT نظريه نويني درخصوص استفاده از نور براي كنترل و قدرتمند ساختن ريزتراشه ها مطرح كردند.
دانشمندان عقيده دارند مي توان از انرژي نور براي راه اندازي ريزتراشه هايي استفاده كرد كه قابليت انطباق با طول موج هاي مختلف نوري و تغيير رفتار خود را دارند.
لينك به منبع (http://www.jamejamonline.ir/shownews2.asp?n=231377&t=kno)

[Behzad AZ]

شمشير 2 لبه نانوذرات
http://www.hupaa.com/upload/thumb/thumb_800548.jpg وقتی برای گشت و گذار به دل کوه ها و کوهپایه ها پناه می برید و از شیب تند جاده به سمت پایین حرکت می کنید، بوی نامطبوعی که از لنت ترمز خودروی شما خارج می شود، شما را هشیار می کند.

(http://www.hupaa.com/list.php?name=article_nano)


(http://www.hupaa.com/list.php?name=article_nano)
(http://www.hupaa.com/list.php?name=article_nano)
(http://www.hupaa.com/list.php?name=article_nano) وقتي براي گشت و گذار به دل كوه ها و كوهپايه ها پناه مي بريد و از شيب تند جاده به سمت پايين حركت مي كنيد، بوي نامطبوعي كه از لنت ترمز خودروي شما خارج مي شود، شما را هشيار مي كند.
از فرزندتان مي خواهيد آن را تنفس نكند چون شنيده ايد بسيار سمي است. اما فكر كرده ايد چرا؟ فناوري هاي نوين هميشه مثل سكه دو رو دارند، طرفي از آنها كه در جهت رفاه و بهره مندي انسان است و وجهي ديگر كه به طور مستقيم با سلامت جسمي در تضاد است. چند سالي مي شود كه نانوتكنولوژي به عنوان يك كليد در حل بسياري از مشكلات صنايع در قرن اخير گره گشا بوده است و در بسياري موارد به بشر خدمت مي كند؛ اما نبايد از روي ديگر اين سكه غافل بود.
ذرات نانو در مواردي مي توانند همچون غبار همان آزبست لنت ترمز عمل كنند و مثل يك ذره كاملا غيرطبيعي كه بدون هدف در فضا رها شده است ، از جنبه هاي مختلف ، سلامت انسان را تهديد كنند. البته همچنان كه علم نانو يك علم نو و جديد است ، عوارض جانبي آن هم چندان مشخص نيست ، اما دانشمندان تا حدي توانسته اند روابطي بين بعضي بيماري هاي تنفسي با ذرات نانو را به اثبات برسانند.

فناوري هاي نانو، در زمينه هاي گوناگوني همچون توسعه داروها، تصفيه آبها و زدودن انواع آلودگي هاي آب ، فناوري هاي ارتباطي و اطلاعاتي ، توليد مواد مستحكم تر و سبك تر داراي مزاياي بالقوه هستند. امروزه بسياري از شركت هاي تجاري ، بر مبناي همين فناوري ها، نانوذرات را به شكل پودر، اسپري و پوشش توليد مي كنند كه كاربردهاي زيادي در قسمت هاي مختلف اتومبيل ، راكت هاي تنيس ، عينك هاي آفتابي ضد خش ، پارچه هاي ضد لك ، پنجره هاي تميز كن خودكار و صفحات خورشيدي دارد و تعداد اين شركت ها با سرعتي باور نكردني رو به افزايش است.

نانو چه اندازه اي است؟

محدوده اندازه ذراتي كه اين چنين علاقه مندان را در صنعت به سوي خود جلب كرده است ، معمولا كمتر از 100 نانومتر است. براي اين كه تصوري از مقياس داشته باشيم ، بد نيست به اندازه موي سر انسان كه چيزي حدود 10هزار تا 50 هزار نانومتر است توجه كنيم. يك سلول قرمز خون ، قطري حدود 5 هزار نانومتر دارد و ابعاد يك ويروس بين 10 تا 100 نانومتر است. با كاهش اندازه ذرات ، نسبت تعداد اتم هاي سطحي به اتم هاي داخلي بيشتر مي شود. بر فرض درصد اتم هاي سطحي يك ذره با اندازه 30 نانومتر 5 درصد است ، در حالي كه اين نسبت براي يك ذره با اندازه 3نانومتر 50 است.
اين طوري است كه نانوذرات در مقايسه با ذرات بزرگتر نسبت سطح به وزن بسيار بيشتري دارند و با كاهش اندازه ذرات به يك دهم نانومتر يا كمتر، اثرات كوانتومي ديده مي شوند و اين اثرات هم مي توانند به مقدار زيادي ويژگي هاي نوري ، مغناطيسي و الكتريكي مواد را تحت الشعاع قرار دهند. با اين ويژگي هاي جديد است كه ساختار مواد در مقياس نانو به ما امكان طراحي و ساخت مواد جديد با ويژگي هاي كاملا نويي را مي دهد. با كم كردن اندازه و ثابت نگه داشتن نوع ماده ، ويژگي هاي اساسي از قبيل هدايت الكتريكي ، رنگ ، استحكام و نقطه ذوب ماده تغيير مي كند.

نانو و تهديد محيط زيست

در حين فرآيندهاي احتراق ، براي توليد انرژي يا در اتومبيل ها، فرآيندهاي خوردگي مكانيكي يا فرآيندهاي صنعتي معمول ، نانوذراتي به صورت ناخواسته توليد مي شوند كه تا حد زيادي محيط زيست و زندگي انسان را تحت تاثير قرار مي دهند.
به نظر مي رسد با گسترش استفاده از اين فناوري ها، اثرات افزايش بيش از حد توليد و استفاده از نانو مواد بر سلامت كاركنان و مصرف كننده ها، سلامت عمومي و محيط زيست ، بيشتر مورد توجه قرار گرفته است.
از آنجا كه فرآيند رشد و واكنش هاي شيميايي كاتاليستي كه در سطح اتفاق مي افتند، يك مقدار مشخصي از ماده در مقياس نانومتري ، بسيار فعال تر از همان مقدار ماده با ابعاد بزرگتر است ، اين ويژگي ها ممكن است روي سلامت و محيط زيست اثرات منفي داشته و منجر به افزايش سميت نانوذرات شوند.

ورود از راه تنفس

خطرات احتمالي نانوذراتي كه در هوا پخش شده اند، يعني آئروسل ها اهميت بالايي دارند. اين مساله به دليل تحرك بالاي آن و امكان جذب از طريق ريه كه راحت ترين مسير ورود به بدن است ، اهميت پيدا مي كند. اندازه ذرات نانو كه به نسبت ساير موادي كه به ريه وارد مي شوند كوچك تر است ، اين امكان را فراهم مي كند كه نشت اين ذرات تا ميزان بالايي روي دستگاه تنفسي ، راحت تر صورت گيرد.دستگاه تنفسي سه قسمت شامل مسيرهاي هوايي بالايي ، ناحيه نايژه ها و ماكروفاژها دارد كه امكان آلودگي آنها با مواد نانو را بررسي مي كنيم.

وقتي ريه ها ملتهب مي شوند

مسيرهاي هوايي بالايي و نايژه ها به وسيله لايه موكوس حفاظت مي شوند. ذرات بزرگتر از طريق نشستن روي ديواره مسير هوايي ، از هواي ورودي به ريه ها جدا مي شوند. حركات مژه اي اين قسمت ، خلط را به سمت گلو بالا برده و از آنجا يا در اثر سرفه خارج و يا با عمل بلع ، بلعيده مي شوند. ذرات كوچكتر (كوچكتر از 2.5 ميكرومتر) و نانوذرات ، ممكن است وارد كيسه هاي هوايي شوند كه ناحيه مبادله گاز در ريه هستند و كوچك ترين اجزاي ريه محسوب مي شوند كه در ارتباط با مويرگ ها قرار دارند.
به منظور دفع دي اكسيدكربن از مويرگ ها به كيسه هاي هوايي و جذب اكسيژن ، تمام غشاها و سلول ها در اين قسمت ها نازك و آسيب پذير هستند و هيچ گونه لايه حفاظتي ندارند. تنها مكانيسم حفاظتي در اين قسمت ، ماكروفاژها هستند. اين ماكروفاژها سلول هاي بزرگي هستند كه اشيائ خارجي را بلعيده و از طريق جابه جا كردن آنها مثلا به سوي گره هاي لنفاوي آنها را از كيسه هاي هوايي خارج مي كنند. نانو ذرات تا حد زيادي از اين سيستم حفاظتي رها شده و مي توانند وارد بافت هاي تنفسي شوند.
ذرات و الياف باقي مانده مي توانند با بافت هاي مخاطي ريوي بر هم كنش كرده و بافت هاي ريوي را دچار التهاب هاي شديد، زخم و حتي مرگ كنند. اين وضعيت ريه ها در چند بيماري ديگر هم ديده مي شود، از جمله در بيماري باكتريايي ذات الريه يا بيماري هاي صنعتي مهلكي همچون سيليكوسيس يا آزبستوسيس مشاهده مي شوند.

چه افرادي بيمار مي شوند؟

از قديم ، اين دو بيماري بر اثر تنفس ذراتي مثل نانوذرات ايجاد مي شده است كه اثرات بسيار مهلكي بر سلامت دستگاه تنفسي دارند. سيليكوسيس وقتي ايجاد مي شود كه گرد و غبار حاوي سيليس براي مدت طولاني به درون ريه تنفس شود. سيليس بلوري براي سطح بيروني ريه سمي است. وقتي سيليس بلوري در تماس با ريه قرار مي گيرد، اثرات التهابي شديد به وجود مي آيند، در تمام مدت اين التهاب باعث مي شود كه بافت ريه به نحو برگشت ناپذيري آسيب ديده و ضخيم شود كه اين پديده با عنوان فيبروسيس معروف است. سيليس بلوري ، معمولا در ماسه سنگ گرانيت ، سنگ لوح ، زغال سنگ و ماسه سيليسي خالص وجود دارد. به همين دليل افرادي مثل كارگراني كه با ماسه كار مي كنند و كارگران كارخانه هاي ذوب فلزات ، سفالگران و... در معرض اين خطر قرار دارند. سيليس بلوري از سوي سازمان بهداشت جهاني به عنوان يك ماده سرطان زا معرفي شده است.
الياف پنبه نسوز هم ، طولي حدود چند ميكرومتر دارند، كه هرچند جز نانو مواد نيستند، جزو موادي كه آلوده كننده دستگاه تنفسي و بيماري زا هستند، طبقه بندي مي شوند. پنبه نسوز يك فيبر معدني طبيعي است كه در بيش از 3 هزار ماده ساختماني و محصول توليدي به كار مي رود. اين نوع الياف تمايل دارند به الياف بسيار ريزتر خرد شوند. به دليل كوچك بودن ، اين الياف ممكن است بعد از پخش شدن در هوا براي مدت چند ساعت يا چند روز معلق باقي بمانند، الياف پنبه نسوز در طبيعت پايدارند و هرگز تجزيه نمي شوند و حتي در مقابل مواد شيميايي هم پايدارند و تبخير نمي شوند. در آب هم غيرقابل حل هستند. اين مواد باعث ايجاد سرطان ريه و مزوتليوما كه نوعي تومور خطرناك غشايي است و ريه را مي پوشاند مي شوند. آلودگي ذره اي هوا در مشاغل ديگري همچون توليد و فرآوري كربن سياه و الياف مصنوعي هم موجب ايجاد نگراني در اين زمينه مي شود.

ذراتي كه در شهرها معلق اند

با وجود اين كه ميزان خالص آلودگي ذره اي هواي شهري ، با كم شدن نشر ذرات از صنايع و مراكز توليد انرژي كاهش يافته است ، غلظت ذرات فوق ريز ناشي از ترافيك ، افزايش پيدا كرده است. اگر دقت كرده باشيد وقتي از شيبي با اتومبيل تان به سمت پايين حركت مي كنيد، لنت هاي ترمز اتومبيل شما و سايرين ، بويي در هوا متصاعد مي كند، كه اغلب مردم از سمي بودن آن مطلع هستند، اما به طور معمول در ترافيك هاي سنگين شهري هم مقادير بالايي از اين مواد وارد هوا مي شود كه معمولا همه ما نسبت به آن بي توجهيم.
با توسعه روش هاي اندازه گيري ، آثار روشن تري از ذرات با اندازه كوچك تر مشاهده شده است. با اين حال بسياري از مطالعات كماكان ادامه دارند و خيلي كم به نتيجه رسيده اند. دانشمندان بر اين عقيده اند كه اثرات زيان آور آلودگي ذره اي هوا، به طور عمده به غلظت ذرات كوچك تر از 100 نانومتر ارتباط دارد و به غلظت جرمي ذرات بزرگتر چندان بستگي ندارد. به همين دليل به نظر مي رسد تركيب اطلاعات به دست آمده از اپيدمي شناسي در محيطهاي مختلف با داده هاي حاصل از مطالعات سم شناسي انجام گرفته بر روي حيوانات چندان هم دور از واقعيت نيست.

ذره ها بيماري زا هستند
بتازگي مطالعات اپيدمي شناسي ثابت كرده اند ارتباط مستقيمي بين افزايش مقطعي مواد ذره اي و افزايش بيماري و مرگ و مير ناشي از نارسايي هاي قلبي و عروقي وجود دارد. بيماران مسن تري كه سابقه بيماري هاي قلبي يا تنفسي دارند و همين طور بيماران ديابتي ، در معرض خطر بيشتري قرار دارند. همچنين ثابت شده است كه نشست ذرات در اندازه هاي نانو در كيسه هاي هوايي شش ها منجر به فعال شدن توليد سيتوكينيني به وسيله ماكروفاژها و سلول هاي كيسه هاي هوايي شده و التهاب سلول ها را به دنبال دارد.
نمونه هاي تصادفي از ميان بزرگسالان سالم در معرض آلودگي ذره اي هوا، نشان داد كه در پلاسماي خون اين افراد ميزان ويسكوزيته افزايش پيدا كرده است. اما با اين وجود، هنوز هم به طور كامل مشخص نيست كه اين مسائل را مي توان به نانوذرات تعميم داد يا خير و جنبه هاي ديگر آلودگي زاي اين ذرات تا چه طيفي گسترده اند. بررسي و مطالعات بيشتر در اين زمينه بسيار ضروري به نظر مي رسد.

[Behzad AZ]

محققان ايراني نانو داروهاي ضد سرطان توليد مي‌كنند
http://www.hupaa.com/upload/thumb/thumb_5781849.jpg معاون غذا و داروی وزارت بهداشت با تاکید بر ادامه توزیع داروی بیهوشی هالوتان و استقبال 30درصد بیماران ام.اس از داروی ایرانی از تلاش محققان ایرانی برای تولید نانو داروهای ضد سرطان در کشور خبر داد.

(http://www.hupaa.com/list.php?name=article_nano)


(http://www.hupaa.com/list.php?name=article_nano)
(http://www.hupaa.com/list.php?name=article_nano)
(http://www.hupaa.com/list.php?name=article_nano) معاون غذا و داروي وزارت بهداشت با تاكيد بر ادامه توزيع داروي بيهوشي هالوتان و استقبال 30درصد بيماران ام.اس از داروي ايراني از تلاش محققان ايراني براي توليد نانو داروهاي ضد سرطان در كشور خبر داد.
به گزارش فارس، رسول ديناروند امروز در حاشيه مراسم جشنواره رازي در محل مجلس سابق شوراي اسلامي در جمع خبرنگاران، افزود: توليد واكسن ضد سرطان يك پروژه تحقيقاتي است كه در جهاد دانشگاهي دانشگاه علوم پزشكي شهيد بهشتي دنبال مي‌شود و وزارت بهداشت نيز از اين پروژه تحقيقاتي حمايت مي‌كند.
وي كه رئيس مركز تحقيقات نانوفناوري پزشكي نيز هست، گفت: در اين مركز محققان زيادي مشغول تلاش براي توليد داروهاي ضد سرطان با استفاده از تكنولوژي نانو است، تلاش اين محققان بسيار اميد بخش است و اكنون مراحل مطالعات حيواني اين نوع داروها در حال انجام است اگر مطالعات انساني اين داروها نيز موفقيت آميز باشد، مي‌توانيم به داروهاي سرطاني در مقياس نانو دست يابيم كه عوارض جانبي آنها به مراتب كمتر و اثربخشي آنها بيشتر خواهد بود، اين داروها مستقيماً وارد سلولهاي مقصد مي‌شوند.
معاون غذا و داروي وزارت بهداشت ادامه داد: داروي آوانكس ايراني يا همان سينوكس كه داروي ايراني بيماران ام اس است با وجود مقاومت برخي پزشكاني كه با وارد كنندگان دارو ارتباط دارند، مورد استقبال قاطبه پزشكان و بيماران قرار گرفته و حدود 30 درصد اين بيماران اكنون از اين دارو استفاده مي‌كنند.
وي گفت: علاوه بر اين دارو به زودي 2 داروي ديگر بيماران ام اس كه اينترفرون بتا هستند در كشور توليد مي‌شود و اميدواريم در سال آينده وابستگي به ورود داروهاي خارجي بيماران ام اس برچيده شود.
ديناروند افزود:‌ شركتهاي چند مليتي وارد كننده داروهاي خارجي با استفاده از قدرت خود گاهي پزشكان را مجاب مي‌كنند كه داروهاي خارجي برتر است در حالي كه واقعاً چنين نيست.
وي ادامه داد:‌ در مورد داروي هالوتان نيز سال گذشته شوراي دارويي كشور دوباره موضوع اين دارو را بررسي كرد و از متخصصان برجسته بيهوشي كشور نيز نظر خواهي كرد، اكثريت پزشكان و متخصصان بيهوشي كشور از وزارت بهداشت خواستند اين دارو در فهرست دارويي كشور بماند، البته داروهاي جديدتر بيهوشي كه گران قيمت تر هستند نيز در فهرست دارويي كشور وجود دارد و پزشكان حق انتخاب و جايگزيني دارند.
وي گفت: با وجود اينكه برخي عوارضي براي داروي هالوتان بر مي‌شمارند، داروهاي جديد نيز بي عارضه نيستند.

[Behzad AZ]

استفاده از نانوميله‌هاي طلا براي مبازره با تومورها
http://www.hupaa.com/upload/thumb/thumb_6251559.JPG ۸۶/۰۷/۲۵‬
دانشمندان آمریکایی از نانو فناوری و لیزر برای درمان موفقیت آمیز تومورهای بدخیم استفاده کرده‌اند.


(http://www.hupaa.com/list.php?name=article_nano)


(http://www.hupaa.com/list.php?name=article_nano)
(http://www.hupaa.com/list.php?name=article_nano)
(http://www.hupaa.com/list.php?name=article_nano) دانشمندان آمريكايي از نانو فناوري و ليزر براي درمان موفقيت آميز تومورهاي بدخيم استفاده كرده‌اند.
به گزارش خبرگزاري يونايتدپرس از وست لافايت در ايالت اينديانا، محققان "دانشگاه پوردو" نشان داده‌اند كه چگونه براي انفجار سوراخ‌ها در غشاي سلول‌هاي تومور مي‌توان نانوميله‌هاي ظريف طلا را با يك تابش ليزر هدف قرار داد.
براي اين كار محققان فوليت (‪ -- (folate‬كه مورد علاقه زياد بسياري از سلول‌هاي تومور است -- را به نانوميله‌هاي طلا چسباندند و نانوميله‌ها را قادر ساختند تا گيرنده‌هاي تومور را هدف قرار دهند و به غشاي سلول بچسبند.
"جي زينگ چنگ" استاد يار گفت، سپس نوري در برد نزديك مادون قرمز به اين سلول‌ها تابانده شد.
وي افزود، اين نور مي‌تواند به راحتي از بافت بگذرد اما نانوميله‌ها آنرا جذب و به سرعت آنرا به گرما تبديل كردند كه به انفجارهاي مينياتوري (كوچك) در سطح سلول منجر شد.
دانشمندان مي‌دانند كه از نانوساختارها مي‌توان براي هدف‌گيري و از بين بردن سلول‌هاي تومور استفاده كرد اما در كل فرض شده است كه مرگ سلولي به دليل توليد گرما توسط نانوذرات جذب‌كننده نور است.
به هر حال گروه تحقيقاتي دانشگاه پوردو كشف كردند كه يك سناريو زيست شيميايي پيچيده‌تر مسئول كشته شدن اين سلول‌ها است.

[Behzad AZ]

آيا نانوذرات به سلامتي انسان آسيب مي‌رسانند؟
http://www.hupaa.com/upload/thumb/thumb_1964047.jpg فناوری‌های نانو در زمینه‌های گوناگونی همچون توسعه داروها، آلودگی‌زدایی آب‌ها، فناوری‌های ارتباطی و اطلاعاتی تولید مواد مستحکم‌تر و سبک‌تر دارای مزایای بالقوه می‌باشند. در حال حاضر شرکت‌های زیادی نانوذرات را به شکل پودر، اسپری و پوشش تولید می‌‌کنند ...




(http://www.hupaa.com/list.php?name=article_nano)
(http://www.hupaa.com/list.php?name=article_nano)
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.

http://images.google.com/url?q=http://nano.foe.org.au/image/view/79&usg=__p-vpz-5k77TKo8mS-TVQj5ppQoI=
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.

[Behzad AZ]

بازار 18 ميليارد دلاري براي سوخت‌هاي مبتني بر نانوزيست فن‌آوري
http://www.hupaa.com/upload/thumb/thumb_1725483.jpg افزایش قیمت جهانی نفت و استفاده از نانوزیست‌فن‌آوری، سوخت مبتنی بر زیست‌فن‌آوری ‌را رقابتی‌تر و کارآتر کرده است.

(http://www.hupaa.com/list.php?name=article_nano)


(http://www.hupaa.com/list.php?name=article_nano)
(http://www.hupaa.com/list.php?name=article_nano)
(http://www.hupaa.com/list.php?name=article_nano) افزايش قيمت جهاني نفت و استفاده از نانوزيست‌فن‌آوري، سوخت مبتني بر زيست‌فن‌آوري ‌را رقابتي‌تر و كارآتر كرده است.


به گزارش سرويس فن‌آوري خبرگزاري دانشجويان ايران(ايسنا)،در سال 2006 سوخت مبتني بر زيست‌فن‌آوري در حدود 18 ميليارد دلار فروش داشت و پيش‌بيني مي‌شود در سال 2007 نيز حجم بازار آن افزايش يابد


در برخي كشورها هزينه‌هاي توليد سوخت مبتني بر زيست‌فن‌آوري نسبت به نفت كمتر است.


پيش‌بيني مي‌شود طي 30 سال آينده بسياري از كشورهاي فاقد منابع نفتي از اين سوخت استفاده كنند.


نانو زيست‌فن‌آوري توليد انبوه سوخت زيستي را از طريق بهينه‌سازي فرايند توليد، بهبود خواهد داد.


فن‌آوري نانو و همگرايي آن با زيست فن‌آوري، پتانسيل توليد انرژي را در كارخانه‌ها براي توليد سوخت زيستي تا 60 درصد افزايش مي دهد.


بازار جهاني سوخت زيستي در سال 2006 به 18 ميليارد دلار رسيد و پيش‌بيني مي‌شود كه حجم آن تا سال 2015 به 54 ميليارد دلار افزايش يابد.


كشور برزيل با در دست داشتن 39 درصد حجم بازار در صدر كشورهاي دنيا بوده و ايالات متحده آمريكا نيز با حجم بازار 20 درصدي در جايگاه دوم است. بعد از اين كشورها كشور چين نيز در رتبه سوم قرار دارد. دولتمردان چين برنامه‌ريزي كرده‌اند تا در طي سال‌هاي آتي به جايگاه دوم ارتقا پيدا كنند.


كشور چين به دنبال رهايي از وابستگي به نفت تا سال 2030 بوده و براي رسيدن به اين هدف با برزيل همكاري‌هاي گسترده‌اي دارد.


در اين راستا دولت چين اقداماتي چون اختصاص 300 ميليون دلار به تحقيق و توسعه سوخت مبتني بر زيست‌فن‌آوري، وام‌هاي با بهره كم و پيمان‌هاي همكاري با كشورهاي مختلف را مدنظر دارد.


تمام شركت‌هاي خودروسازي در چين روند‌هاي جهاني را پيگيري كرده و خودروهايي را به بازار عرضه مي‌كنند كه از سوخت زيستي، فن‌آوري‌هاي هيدروژني يا الكتريسيته استفاده مي‌كنند.


به گزارش ايسنا از ستاد ويژه توسعه فن‌آوري نانو، كشورهاي اروپايي نيز در حال برنامه‌ريزي در اين حوزه بوده و پيش‌بيني مي‌شود با توجه به افزايش قيمت نفت توجه كشورهاي مختلف دنيا به استفاده از اين نوع سوخت‌ها افزايش يابد.


فن‌آوري‌نانو با كمك زيست‌فن‌آوري براي كل فرايند از طراحي ماشين‌آلات بهبود يافته تا فرايند زيست‌فن‌آورانه براي توليد سوخت زيستي و استفاده از آنها كاربردهايي را ارائه مي‌كند.

[Behzad AZ]

اندازه‌گيري دما در مقياس نانو
http://www.hupaa.com/upload/thumb/thumb_1223050.jpg یکی از مسائلی که دانشمندان فن‌آوری نانو با آن مواجه هستند، اندازه‌گیری دقیق دماست.


(http://www.hupaa.com/list.php?name=article_nano)


(http://www.hupaa.com/list.php?name=article_nano)
(http://www.hupaa.com/list.php?name=article_nano)
(http://www.hupaa.com/list.php?name=article_nano) يكي از مسائلي كه دانشمندان فن‌آوري نانو با آن مواجه هستند، اندازه‌گيري دقيق دماست.

به گزارش سرويس فن‌آوري خبرگزاري دانشجويان ايران(ايسنا)، از زماني كه گاليله در سال 1953 دماسنج آبي اوليه خود را ابداع كرد، اندازه‌گيري دقيق دما يكي از زمينه‌هاي تحقيقاتي چالش‌برانگيز بوده و زمينه‌اي با عنوان فن‌آوري حسگري دمايي را ايجاد كرده است.

حال كه فن‌آوري به مقياس نانو رسيده است، گراديان دمايي در حوزه‌هاي همچون ترموالكتريسيته، نانوسيالات، طراحي تراشه‌هاي رايانه يا درمان حرارتي سرطان اهميت به سزايي يافته است.

در حال حاضر هيچ روش تثبيت‌شده‌اي براي اندازه‌گيري گراديان دمايي در مقياس نانو وجود ندارد.

بسياري از روش‌هاي موجود همان روش‌هاي قديمي هستند كه در آنها دماسنج را وارد يك نمونه كرده و دما را از اين طريق اندازه مي‌گيرند. فيلم‌هاي بلور مايعي كه در اثر دما تغيير رنگ مي‌دهند نيز حداقل قطر ميكرومتري داشته و داراي ابعاد جانبي مي‌باشند.

به گزارش ستاد ويژه توسعه فن‌آوري نانو، يك مقاله مروري كه اخيراً منتشر شده است، اين مسائل را مورد بررسي قرار داده و چشم‌اندازي از پيشرفت‌هاي فعلي و آينده فن‌آوري‌هاي اندازه‌گيري دما در مقياس نانو ارائه مي‌دهد.

[Behzad AZ]

دستگاه تصفيه ي هواي داخل ساختمانها

اين دستگاه بسيار سبك، گازهاي مضر ناشي از سوخت يا دود توتون، ذرات آلرژي‌زا، بوي كپك‌زدگي يا ماندگي و دود پلاستيك‌ها، رنگ‌ها و روغن‌ها و عطرها و تميزكننده‌ها را تجزيه مي‌كند و مواد شيميايي آلي فرار (VOCs) و آئروسل‌هاي ‌‌زيستي را كه غلظت آن ها داخل منزل بيشتر از محيط بيرون است، اكسيد مي‌‌كند و نيز موجب از بين رفتن ميكروب ها ، ويروس ها و قارچ ها مي‌شود .




http://irannano.org/images/news/3019.JPGعنوان محصول: دستگاه تصفيه هواي داخل ساختمان‌ها
نام شركت توليد كننده: Technologies Nanotwin
نام محصول: NanoBreeze
نام كشور:امريكا
تاريخ توليد:2004
معرفي:
اين دستگاه هيچ فيلتري براي جايگزيني يا صفحات جمع‌كننده اي براي تميزكردن ندارد و اوزون نيز توليد نمي‌كند. فيلترهاي HEPA آلودگي ‌ها را به دام انداخته و نمي‌‌توانند آن ها را اكسيد كنند و مناسب نيستند. بطور كلي فيلترها نياز به جايگزيني دارند كه هزينه زيادي ايجاد مي‌كنند، تصفيه‌كننده‌هاي الكترونيكي هوا نيز شامل يونيزه‌كننده‌ها و توليدكننده اوزون مي‌‌باشند. يونيزه‌كننده‌ها غبارها را باردار مي‌كند كه در سطح اتاق‌ها يا روي صفحات فلزي جمع‌ مي‌شوند و غالباً نياز به تميزكردن دارند. اين يونيزه‌كننده‌ها نمي‌توانند گازها يا بوها را برطرف كنند و ممكن است اوزون نيز توليد كنند. قدرت اكسيد كنندگي اوزون به اندازه قدرت اكسيدكنندگي فوتوكاتاليست‌هاي اكسيد تيتانيم نمي‌‌باشد و سمي بوده و مي‌تواند تنگي نفس را حادتر كند. در حاليكه NanoBreeze هيچ ماده مخاطره‌آميزي براي پوست و چشم توليد نمي‌كند. تصفيه‌كننده‌هايي كه از نور ماوراءبنفش استفاده مي‌‌كنند،از پرتوهاي ماوراء‌بنفش نوع C براي كشتن ميكروب‌ها با نابودكردن DNA آنها استفاده مي‌كنند كه اين پرتوها براي تمام موجودات زنده خطرناك مي‌‌باشند و توليد اوزون مي‌كنند ، در صورتي كه NanoBreeze از لوله‌هاي نوري ماوراء‌بنفش A استفاده مي‌‌كند. سطح بيروني اين لوله‌ها از يك لايه نازك فوتوكاتاليستي اكسيدتيتانيم پوشانده شده است، كه همه نور ماوراء‌بنفش را جذب مي‌كند.
جزء اصلي و فعال تصفيه كننده‌هاي هواي NanoBreeze را نوعي نانولوله تشكيل مي‌دهد. اين لوله را داخل حلقه فايبرگلاس پوشيده با لايه‌اي از بلورهاي نيمه هادي دي‌اكسيد تيتانيوم، با ابعاد 40 نانومتر قرار مي‌دهند. تابش پرتوهاي UV موجب باردار شدن اين بلورها مي‌شود؛ در نتيجه عوامل اكسيد كننده قوي‌اي ايجاد مي‌شوند به طوري كه با چرخش هوا در سطح اين لوله، آلودگي‌هاي موجود در هوا از بين خواهند رفت.
زمان لازم براي كاهش 50 درصدي غلظت آلوده كننده ها از 2 تا 38 دقيقه است كه N-hexane كه يكي از عمده ترين اين آلوده كننده ها است در طي 7 دقيقه به غلظت %50 تقليل مي‌يابد.
قيمت نانولوله هاي نوري مورد استفاده در اين دستگاه 60 دلار است و قيمت دستگاه 200 دلار مي‌باشد

[Behzad AZ]

معرفي گزارش كميته ي بين المللي فناوري نانو در زمينه ي خطرات فناوري نانو
كميته بين‌المللي فناوري نانو (ICON) گزارش كاملي از مهم‌ترين فعاليت‌هاي دردست اجرا براي توسعه "بهترين روش‌ها" براي كار كردن با نانومواد در محل كار، منتشر كرد. اين گزارش توسط محققان دانشگاه كاليفرنيا در سانتا باربارا (UCSB) انجام شد و بخشي از پروژه دو مرحله‌اي "تهيه فهرست روش‌هاي مديريت خطرات نانوذرات بر سلامت افراد در محيط‌هاي كاري" بود كه اطلاعات مربوط به آن در سايت icon.rice.edu نيز قابل دسترسي است.
ICON كه در انجام هر دو بخش از اين پروژه مشاركت داشت، مجمعي متشكل از سازمانهاي دانشگاهي، صنعتي، دولتي و اجتماعي است كه رياست آن را دانشگاه رايس، مركز تحقيقات فناوري‌نانو محيطي و بيوتكنولوژي (CBEN) بر عهده دارد.
در فاز اول گزارش، دانش فعلي و فعاليت‌هاي انجام‌شده در زمينه سلامت و بهداشت محيط‌هاي كاري نانو بررسي شده و تحليل كاملي از تلاش‌هاي در دست انجام ارايه شده تا بهترين اقدامات از ميان آنها انتخاب و اجرا شوند. در اين گزارش آمده ‌است كه تلاش‌هاي صورت گرفته براي تهيه فهرست اقدامات لازم‌الاجرا در محيط‌هاي كاري نتوانسته‌است فعاليت‌هاي مربوط به امنيت، سلامت و بهداشت محيطي را در موقعيت‌هاي مختلف كاري و جغرافيايي به درستي مستندسازي كند؛ از سوي ديگر مدارك مورد استناد نيز در دسترس عموم قرار ندارند.
در فاز دوم، اين محققان با طيف وسيعي از شركت‌هاي بين‌المللي و شركت‌هاي مستقر در ايالات متحده مصاحبه كردند تا يك ديدگاه بين‌المللي درباره اقدامات لازم جهت اعمال در محيط‌هاي كاري در صنايع فناوري نانو، به وجود آورند.
كريستن كالينوسكي، مدير ICON نيز اظهار داشت: "در اولين گزارش مشخص شد كه بايد اطلاعات بيشتري راجع به نحوه برخورد صنايع مختلف با ناشناخته‌هاي نانوذرات جمع‌آوري شود. فاز دوم نيز به فعاليت‌هاي در دست اجرا پرداخته و بستري مناسب براي گفتگوي جهاني در زمينه اقدامات بي‌خطر فراهم خواهد آورد."

منبع :

[Behzad AZ]

مشاهده ي مرگ سلولي با استفاده از نقاط كوانتومي
محققان دانشگاه Twente در هلند يك ابزار نقطه كوانتومي توسعه داده‌اند كه مي‌تواند فرآيند مرگ برنامه‌ريزي شده سلولي يا Apoptosis را شناسايي كرده و از آن تصويربرداري كند. اين كار با هدف كمك به محققان براي درك بهتر چگونگي آغاز فرآيند مرگ سلولي توسط داروهاي ضدسرطان صورت گرفته است.
دكتر Albert van den Berg و همكارانش اين نانوروبشگر مرگ Apoptosis را با استفاده از نقاط كوانتومي كه به شدت به پروتئين طبيعي Annexin V متصل مي‌شود، توسعه داده‌اند. Annexin V به مولكولي با نام Phosphatidylserine كه جزئي از غشاي سلولي بوده و در مراحل اوليه Apoptosis در معرض محيط خارج از سلول قرار مي‌گيرد، متصل مي‌شود.
محققان دريافتند كه زماني كه نقاط كوانتومي به Annexin V متصل شوند، روي سطح سلولي كه در حال مرگ برنامه‌ريزي شده مي‌باشد، جمع مي‌شوند. با اين حال كار كردن با سلول‌هايي كه با Annexin V پوشيده شده‌اند، مشكل مي‌باشد، زيرا در محلول به صورت خوشه درمي‌آيند. محققان دريافتند استفاده از نقاط كوانتومي پوشيده شده با پلي اتيلن گليكول (PEG) مي‌تواند مشكل خوشه‌اي شدن سلول‌ها را كاهش دهد. با اين حال اين محققان از روش ديگري استفاده نمودند. آنها از يك جفت مولكول اتصال‌دهنده كه Annexin V و نقاط كوانتومي را پس از اتصال Annexin V به سطح سلول در حال مرگ، به هم پيوند مي‌دهند، بهره بردند.
محققان براي انجام اين كار، از استرپتاويدين و بيوتين استفاده كردند. اين دو مولكول به صورت اختصاصي غيرمستقيم و با اشتياق به يكديگر متصل مي‌شوند. آنها استرپتاويدين را به نقاط كوانتومي و بيوتين را به Annexin V متصل نمودند.
محققان براي آزمايش اين روش، ابتدا سلول‌ها را در معرض عامل ضدسرطان camptothecin، كه به عنوان ماده آغازگر مرگ سلولي شناخته شده است، قرار دادند. سپس Annexin V نشان‌دار شده توسط بيوتين را به سلول‌ها اضافه نموده و پس از يك تأخير مناسب جهت اطمينان از اتصال Annexin V به مولكول‌هاي Phosphatidylserine موجود روي سطح سلول‌ها، نقاط كوانتومي نشان‌دار شده توسط استرپتاويدين را به مخلوط اضافه كردند. محققان 60 دقيقه بعد از سلول‌ها تصويربرداري كرده و توانستند سلول‌هايي را كه در معرض مرگ سلولي برنامه‌ريزي شده قرار داشتند، با قطعيت نشان دهند.
سپس محققان نشان دادند كه چون نقاط كوانتومي همانند ساير مواد رنگي با گذشت زمان كم‌رنگ نمي‌شوند، مي‌توان از اين نشان‌گرهاي نانومقياس براي پي‌گيري مرگ سلولي برنامه‌ريزي شده درون سلول زنده استفاده كرد. اين ويژگي مي‌تواند در مطالعه همزمان (بلادرنگ) با هدف كشف داروهاي ضدسرطان جديد بسيار ارزشمند باشد.
جزئيات اين كار در مقاله‌اي با عنوان:
"Quantum dots based probes conjugated to Annexin V for Photostable apoptosis detection and imaging"
در مجله Nano Letters منتشر شده است

[Behzad AZ]

افزايش ظرفيت حافظه ي نانو ذرات با ويروسها
محققان دانشگاه كاليفرنيا نوع جديدي از حافظه ديجيتالي مبتني بر نانوذرات معدني پلاتين درون ويروس موزائيك توتون (TMV) تهيه كرده‌اند. اين كار منجر به توسعهادوات الكترونيكي زيست‌ سازگار مي‌شود.
در سال‌هاي اخير محققان، موادزيستي منحصر به فردي را با نانوساختار كردن مولكول‌هاي زيستي به دست آوردند و همراه مواد معدني در حسگرهاي زيستي استفاده كرده‌اند. محققان UCLA با استفاده از سيستم زيستي هيبريدي كه قادر است اطلاعات ديجيتالي را ذخيره كند اين ايده را يك گام به جلوتر بردند.
Yang yang رهبر اين تيم تحقيقاتي گفت: اين ابزار الكترونيكي، خاصيت حافظه منحصر به فرد دارد و مي‌تواند به عنوان يك حافظه الكترونيكي عمل كند به طوري كه حالت‌هاي هدايت آن به وسيله يك ولتاژ bias كنترل شود. اين حالت‌ها غيرفرار بوده و به صورت ديجيتالي قابل تشخيص است."
ويروس TMVداراي يك لوله 300 نانومتري بوده كه هسته‌اي از جنس RNA و پوسته‌اي پروتئيني دارد. طبق مطالعه محققان، ساختار سيم مانند و نازك اين ويروس باعث مي‌شود تا نانوذرات به راحتي به آن متصل شوند. در اين حالت،‌ به طور ميانگين 16 يون پلاتين با بار مثبت به هر ويروس متصل مي‌شود. اين حافظه با انتقال بار از RNA به نانوذرات پلاتين تحت اعمال ميدان الكتريكي بالا عمل مي‌كند، كه پروتئين سطح TMV به عنوان يك سد انرژي عمل كرده و بار به دام افتاده را پايدار مي‌كند.
به گفته اين تيم تحقيقاتي، هيبريد TMV يك زمان دسترسي در حد ميكروثانيه دارد. (اين زمان حدفاصل زمان درخواست ذخيره‌سازي و زمان شروع ذخيره‌سازي است). اين محدوده زماني قابل مقايسه با حافظه‌هاي فلش رايج است.
سطح ويژه TMV آن را به يك بستر ايده‌آل براي نظم دادن به نانوذرات تبديل مي‌كند كه مي‌تواند به گروه‌هاي ويژه مانند هيدروكسيل و كربوكسيل در سطح بچسبد. هسته RNA درون TMV مانند يك دهنده بار به نانوذرات و روكش پروتئيني مانند يك سد انتقال بار عمل مي‌كند.
علاوه بر اين ذخيره‌سازي اطلاعات به صورت غيرفرار است يعني نيمي از اطلاعات حتي در صورت قطع شدن ناگهاني برق حفظ مي‌شوند. به گفته آنها، اين دستگاه هنوز نياز به كوچك‌تر كردن دارد تا بتوان اطلاعات بيشتري روي آن ذخيره كرد و همچنين سرعت گردش اطلاعات افزايش يابد. Yang مي‌گويد: "موضوعات ديگر كه در آينده مورد بررسي قرار خواهد گرفت زمان نگهداري اطلاعات، مصرف برق، يكپارچه‌سازي درايورهاي مورد نياز جهت خواندن و نوشتن هر بيت اطلاعات است كه به منظور بهينه‌سازي سيستم مورد نياز مي‌باشند."
در نگاهي وسيع‌تر، اين دستگاه روزي به عنوان بافت زيستي كامل براي مصارف درماني و يا در صنعت الكترونيك سازگار با موجوات زنده به كار گرفته خواهد شد.
نتايج كار اين محققان در مجله Nature Nanotechnology,1, 72 به چاپ رسيده است.