نانوشیمی

نانو شيمي چيست ؟

نانوشیمی یا فناوری نانو (Nanotechnology)، پديده اجتناب ناپذير هزاره سوم است. در واقع اين فناوری را نمي توان به عنوان رشته جديدي معرفي کرد بلکه رويکردي جديد به کليه علوم و فنون موجود در مقياس نانو است. فناوري ‌نانو (Nanotechnology) واژه‌اي است كلي كه به تمام فناوري‌هاي پيشرفته در عرصه كار با مقیاس نانو اطلاق مي‌شود. معمولاً منظور از مقیاس نانو ابعادي در حدود 1 تا 100 نانومتر مي‌باشد. (1nm=10^-9m).

اولين جرقه فناوري نانو در سال 1959 ریچارد فاینمن (Richard Feynman) فیزیک‌دان برنده جایزه نوبل زده شد. فاینمن طي يك سخنراني تحت عنوان”فضای زیادی در سطوح پایین وجود دارد”[1] ايده فناوري نانو را مطرح ساخت. بر طبق نظر فاینمن، امکان بهره‌برداری مستقیم از اتم‌ها و مولکول‌ها شکل قویتری از شیمی سنتزی است که تا آن زمان استفاده می‌شد. 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 ابعادي آنها در حد نانومتر مي‌باشد، به كار برد.

در حد ابعاد نانو که اثرات کوانتومی قابل توجه هستند، روش‌های نوینی برای انجام واکنش‌های شیمیایی امکان‌پذیر می‌شود. پرفسور جفری اوزین (Geoffrey Ozin) در دانشگاه تورنتو کانادا بعنوان پدر فناوری نانو شناخته می‌شود. مقاله تاثیرگذار او تحت عنوان “نانوشیمی؛ سنتز در ابعاد ریز” کل این زمینه را تحت تاثیر قرار داد. این مقاله پیشنهاد می‌کرد که چگونه اصول شیمی می‌تواند به سنتز از پایین به بالای مواد در کلیه مقیاس‌های طولی با واحد‌های سازنده سلسله‌مراتبی اعمال شود. به عبارت دیگر، با استفاده از واحدهای سازنده در حد ابعاد نانوی برنامه‌ریزی شده با اطلاعات شیمیایی که به طور خودبخودی به یک شیوه کنترل شده به ساختارهایی که می‌توانند در محدوده ابعادی متفاوتی قرار داشته باشند خودآرایی (self-assembly) کنند. این علم، از شیمی سنتزی و شیمی مواد برای بدست آوردن نانومواد با اندازه‌ها، شکل‌ها، ویژگی‌های سطحی، نقایص، ویژگی‌های مشخص خودآرایی معین، طراحی شده برای دستیابی به کارکردها و استفاده‌های معین استفاده می‌کند.

کاربردهای نانوشیمی در یک محدوده وسیع از شبه‌رساناها تا پزشکی قرار می‌گیرد. نانوشیمی از شبه‌رساناهایی استفاده می‌کند که فقط الکتریسیته را در شرایط معینی منتقل می‌کنند. هر چقدر شبه‌رساناها کوچکتر از رساناهای عادی می‌شوند، محصول کوچکتر خواهد بود. شواهدی وجود دارد که نانوذرات معینی از نقره برای مهار برخی ویروس‌ها و باکتری‌ها مفید هستند. فناوری نانو همچنین برای ساخت شیشه‌هایی که خود تمیز می‌شوند، دوچرخه‌هایی 1000 برابر قویتر از استیل اما سبکتر از آن استفاده می‌شود. مهمترین محصول نانوشیمی نانولوله‌های کربنی هستند که بسیار مقاوم و در عین حال سبک هستند. اینده بسیار روشنی برای این رشته تصور می‌شود.