کاربردهای نانو

 تکنولوژي نانو در هوا و فضا :

محدوديت‌هاي شديد سوخت براي حمل بار به مدار زمين و ماوراي آن، و علاقه به فرستادن فضاپيما براي ماموريتهاي طولاني به مناطق دور از خورشيد ، کاهش مداوم اندازه، وزن و توان مصرفي را اجتناب‌ناپذير مي‌سازد. مواد و ابزارآلات نانوساختاري، اميد حل اين مشکل را بوجود آورده‌است.

“نانوساختن” ( Nanofabrication ) همچنين در طراحي و ساخت مواد سبک‌وزن، پرقدرت و مقاوم در برابر حرارت، موردنياز براي هواپيماها، راکت‌ها، ايستگاههاي فضايي و سکوهاي اکتشافي سياره‌ا‌ي يا خورشيدي، تعيين‌کننده است.

همچنين استفادة روزافزون از سيستمهاي کوچک‌شدة تمام خودکار، منجر به پيشرفتهاي شگرفي در فناوري ساخت و توليد خواهدشد. اين مساله با توجه به اينکه محيط فضا، نيروي جاذبة کم و خلا بالا دارد، موجب توسعة نانوساختار ها و سيستمهاي نانو – که ساخت آنها در زمين ممکن نيست- در فضا خواهدشد.

 کاربرد ریزذره ها در صنایع نظامی و امنيت ملي:

برخي کاربردهاي دفاعي ریز ذره ها عبارتند از: تسلط اطلاعاتي از طريق نانوالکترونيک پيشرفته بعنوان يک قابليت مهم نظامي ، امکان آموزش موثرتر نيرو، به کمک سيستمهاي واقعيت مجازي پيچيده‌تر حاصله از الکترونيک نانوساختاري ، استفادة بيشتر از اتوماسيون ونانوربات های پيشرفته براي جبران کاهش نيروي انساني نظامي، کاهش خطر براي سربازان و بهبود کارآيي خودروهاي نظامي ، دستيابي به کارآيي بالاتر (وزن کمتر و قدرت بيشتر) موردنياز در صحنه‌هاي نظامي و در عين‌حال تعداد دفعات نقص فني کمتر و ه ز ينة کمتر در عمر کاري تجهيزات نظامي ، پيشرفت در امر شناسايي و در نتيجه مراقبت عوامل شيميايي، زيستي و هسته‌ا‌ي ، بهبود طراحي در سيستمهاي مورد استفاده در کنترل و مديريت عدم تکثير سلاحهاي هسته‌ا‌ي ، تلفيق ابزارهاي نانو و ميکرومکانيکي جهت کنترل سيستمهاي دفاع هسته‌ا‌ي .

در بسياري موارد، فرصتهاي اقتصادي و نظامي مکمل هم هستند. کاربردهاي درازمدت نانوتکنولوژي در زمينه‌هاي ديگر، پشتيباني کننده امنيت ملي است و بالعکس.

کاربرد نانوتکنولوژي در صنعت الکترونیک

فناوری نانو در صنعت

ذخيره‌سازي اطلاعات در مقياس فوق‌ العاده کوچک، با استفاده از اين فناوري مي‌توان ظرفيت ذخيره سازي اطلاعات را در حد ۱۰۰۰ برابر يا بيشتر افزايش دهد و نهايتاً به ساخت ابزارهاي ابرمحاسباتي به کوچکي يک ساعت مچي منتهي شود.

ظرفيت نهايي ذخيره اطلاعات به حدود يک ترابيت در هر اينچ ربع برسد، و اين امر موجب مي‌شود که ذخيره‌ سازي ۵۰ عدد DVD يا بيشتر در يک هارد ديسک با ابعاد يک کارت اعتباري شود.

ساخت تراشه‌ها در اندازه­هاي فوق­العاده کوچک به عنوان مثال در اندازه­هاي ۳۲ تا ۹۰ نانو متر، توليد ديسک‌هاي نوري ۱۰۰ گيگا بايتي در اندازه­هاي کوچک نيز مي­باشد.

تاریخچه فناوری نانو در جهان

چهل سال پيش Richard Feynman ، متخصص کوانتوم نظري و دارنده جايزه نوبل، درسخنراني معروف خود در سال ۱۹۵۹ با عنوان ” آن پايين فضاي بسياري هست “( Ther is plenty of room in the bottom ) به بررسي بعد رشد نيافته علم مواد پرداخت. وي درآن زمان اظهار داشت : “اصول فيزيک، تا آنجايي که من توانايي فهمش را دارم، بر خلاف امکان ساختن اتم به اتم چيزها حرفي نمي­زنند.” او فرض را بر اين قرار داد که اگر دانشمندان فرا گرفته­اند که چگونه ترانزيستورها و ديگر سازه­ها را با مقياسهاي کوچک بسازند، پس ما خواهيم توانست که آنها را کوچک و کوچک­تر کنيم. در واقع آنها به مرزهاي حقيقي­شان در لبه­هاي نامعلوم کوانتوم نزديک خواهند بود به­طوري که يک اتم را در مقابل ديگري به­گونه­اي قرار دهيم که بتوانيم کوچکترين محصول مصنوعي و ساختگي ممکن را ايجاد کنيم.

با استفاده از اين فرمهاي بسيار کوچک چه وسايلي مي­توانيم ايجاد کنيم؟

Feynman ( مخترع نانو تکنولوژی) در ذهن خود يک “دکتر مولکولي” تصور کرد که صدها بار از يک سلول منحصربه فرد کوچکتر است و مي­تواند به بدن انسان تزريق شود و درون بدن براي انجام کاري يا مطالعه و تاييد سلامتي سلولها و يا انجام اعمال ترميمي و به­طور کلي براي نگهداري بدن در سلامت کامل به سير بپردازد. در بحبوبه سالهاي صنعتي کلمه “بزرگ” از اهميت ويژه­اي برخوردار بود. مثل علوم بزرگ، پروژه­هاي مهندسي بزرگ و غيره حتي کامپيوترها در دهه ۱۹۵۰ تمام طبقات ساختمان را اشغال مي­کردند. ولي از وقتي Feynman نظرات و منطق خود را بازگو کرد، جهان روندي به­سوي کوچک شدن در پيش گرفت.

Marvin Minsky تفکرات بسيار باروري داشت که مي­توانست به انديشه­ هاي Feynman قوت ببخشد. Minsky پدر يابنده هوش­هاي مصنوعي دهه ۷۰-۱۹۶۰ جهان را در تفکراتي که مربوط به آينده مي­شد، رهبري مي­کرد. در اواسط دهه ۷۰ ، Eric Drexler که يک دانشجوي فارغ التحصيل بود، Minskey را به­عنوان استاد راهنما جهت تکميل پايان­نامه­اش انتخاب کرد و او نيز اين مسئوليت را بر عهده گرفت. Drexler سبت به وسايل بسيار کوچک Feynman علاقه­مند شده بود و قصد داشت تا در مورد تواناييهاي آنها به کاوش بپردازد.

Minskey نيز با وي موافقت کرد. Drexler در اوايل دهه ۸۰، درجه استادي خود را در رشته علوم کامپيوتر دريافت کرده بود و گروهي از دانشجويان را به صورت انجمني به دور خود جمع نموده بود. او افکار جوانترها را با يک سري ايده­ها که خودش “نانوتکنولوژي” نامگذاري کرده، مشغول مي­داشت. Drexler اولين مقاله علمي خود را در مورد نانوتکنولوژي مولکولي (MNT) در سال ۱۹۸۱ ارايه داد. او کتاب Engin of Creation:The Coming Era of Nanotechnology را در سال ۱۹۸۶ به چاپ رساند. Drexler تنها درجه دکتري در نانوتکنولوژي را در سال ۱۹۹۱ از دانشگاه MIT دريافت داشت. او يک پيشرو در طرح نانوتکنولوژي است و هم­اکنون رئيس استيتو Foresight و Research Fellow مي­باشد.