تاریخ اختراع علم نانو

تعریف علم نانو

“Nano” کلمه‌ای یونانی به معنی کوچک است و برای تعیین مقدار یک میلیاردیم تعریف شده است. چون یک اتم تقریبا 10 نانومتر است این اصلاح برای مطالعه عمومی روی ذرات اتمی و مولکولی بکاربرده میشود. فناوری نانو خود به تنهایی علم نیست بلکه با استفاده از آن می توان به کاربردی کردن علوم مختلف کمک کرد.

به عنوان مثال با استفاده از علم “نانو” می توان یک سطح ساخته شده از مولکولهای آب گریز داشته باشیم و این سطح خودش را تمیز می کند چون آب با سطح برخورد نمی کند و آلودگی را از خودش دور می کند. دلیل خشک ماندن سطح برگ نیلوفر آبی نیز همین است برای همین برگ نیلوفر آبی را به عنوان یک نمونه نانو در طبیعت عنوان می کنند.

فناوری نانو از آغاز تا کنون

نقطه شروع و توسعه اولیه فناوری نانو به طور دقیق مشخص نیست. در حقیقت تاریخ فناوری نانو به دوران ماقبل تاریخ و زمانی که بشر اولیه از نانومواد طبیعی استفاده می‌کرد، برمی‌گردد. آموختیم که اولین مهندس فناوری نانو در حقیقت خود طبیعت بوده است. چنانچه به طور مثال مولکول‌های کربن در مقیاس نانومتری در حفرات دیواره غارها قرار گرفته که نتیجه آن باقی ماندن آنها برای هزاران سال است. در دوران صنعتی و پسا صنعتی و در صنایع برقی نیز کوچک‌سازی اجسام، مقوله جدیدی نبوده است. هزاران سال قبل و در خاور دور، کوچک بودن، ارزش و بهای ویژه‌ای داشته است. چنانچه در متون ادبی کلاسیک ژاپن در قرن دهم از کوچکی به عنوان زیبایی یاد شده است.

در آثار باستانی دوران مختلف تاریخی همچون قرون وسطا نیز اثری از مواد نانوساختار دیده شده است. شاید شیشه‌گران قرون وسطا را بتوان اولین فناوران نانو دانست. مطالعات نشان داده است که در شیشه‌های بسیار زیبای کلیساها در آن دوران از نانوذرات طلا استفاده شده است. البته این شیشه‌گران نمی‌دانستند که چرا با اضافه‌کردن طلا به شیشه رنگ آن تغییر می‌کند.

ریچارد فاینمن متخصص کوانتوم نظری در سال 1959 مقاله ای تحت عنوان فعالیتهای نانو در آینده منتشر ساخت و بعنوان پایه گذار این علم شناخته شد. او بعدها جایزه نوبل را در فیزیک دریافت کرد. فاینمن در 29 دسامبر 1959 در مهمانی شامی که توسط انجمن فیزیک آمریکا ترتیب داده شده بود سخنرانی کرد و این فناوری نانو را برای عموم آشکار ساخت عنوانی سخنرانی او « فضای زیادی در سطح کوچک وجود دارد» بود. فاینمن طی سخنرانی خود گفت می توان تمام دائره المعارف بریتانیکا را روی یک سنجاق نگارش کرد. یعنی ابعاد آن به اندازه یک بیست و پنج هزارم ابعاد واقعیش کوچک شود. او همچنین از دوتایی کردن اتمها برای کاهش ابعاد کامپیوترها سخن گفت در آن زمان ابعاد کامپیوترها بسیار بزرگتر از ابعاد کامپیوترهای امروزی بود اما او امیدوار بود که بتوان کامپیوترهای بسیار کوچکتر از کامپیوترهای کنونی ساخت. او توسعه بیشتر فناوری نانو را هم پیش بینی کرد و در پایان سخنرانیش 1000 دلار جایزه برای اختراع اولین الکتروموتوری که ابعادش حدود 1/64 اینچ مکعب باشد تعیین کرد. جایزه ای هم برای اولین کسی که بتواند ابعاد یک صفحه از کتاب را بقدری کوچک کند که به کمک یک میکروسکوپ الکترونی قابل خواندن باشد در نظر گرفت.

در سال 1974 برای نخستین بار واژه فناوری نانو توسط نوریو تانیگوچی بر زبان‌ها جاری شد. در سال 1981 نیز IBM دستگاهی اختراع کرد که به کمک آن می‌شود اتم‌ها را تک تک جا‌به‌جا کرد. در سال 1991 نانو لوله‌های کربنی کشف شد. در سال 1997 نخستین نانو ترانزیستور ساخته شد و در سال 2000 نخستین موتور DNA ساخته شد.در 2002 شلوارهای ضدلک به بازار آمد و در 2003 نمونه‌های آزمایشگاهی نانوسلول‌های خورشیدی تولید شد. تحقیق و توسعه برای پیشرفت در عرصه فناوری‌نانو ادامه دارد.

ورود علم نانو در ایران

ایران از ابتدای سال 80 با فناوری نانو همراه شد البته تا سال 82 فعالیت در این حوزه بیشتر از طریق دفتر همکاریهای فناوری ریاست‌جمهوری بوده است و وزارتخانه‌های علوم، صنایع، جهاد کشاورزی و بهداشت کمیته‌هایی را برای مطالعه در مورد نانو تاسیس کردند. ولی با توجه به اولویت این فناوری برای دولتمردان در شهریور 82 رئیس‌جمهور وقت دستور تشکیل یک گروه ویژه را برای مدیریت کلان نانو به نام “ستاد ویژه توسعه فناوری نانو” صادر کرد که این ستاد متشکل از 6 وزارتخانه، 5 نفر از متخصصین و معاون اول رئیس‌جمهور به عنوان رئیس ستاد فعالیت خود را آغاز کرد.