نانوتكنولوژي: چشم‌انداز آينده
مقياس نانو تجربة جديدي مي‌باشد، اما تبديل كشفيات تازه به تكنولوژي هنوز هم به روش سنتي آن انجام مي‌گيرد.
تصور كنيد يك ميليارد مرتبه كوچكتر شويد و بتوانيد در محيط گازي، مايع و يا جامد شنا كنيد. در اين سفر چيزهايي كه شما با آنها مواجه مي‌شويد مدنظر ما نيست، بلكه عدم پيوستگي (گسستگي) اتمها و مولكول‌هايي كه اركان طبيعت را تشكيل مي‌دهند، اهميت دارد.
بيش از 40 سال پيش بود كه ريچارد فينمن تكنولوژي‌اي را تجسم كرد كه با نهايت استفاده از جعبه ابزار طبيعت اجسام را اتم به اتم يا مولكول به مولكول مي‌ساخت. در دو دهة اخير شاهد اولين جرقه‌هاي اين تجسم بوده‌ايم و برخي نوآوري‌ها و كشفيات كليدي در اين مدت مشاهده شده‌اند، مثلاً ميكروسكوپ تونلي روبشي (Scanning Tunneling Microscope) كه مي‌تواند تصويري از يك اتم واحد به ما دهد و با مهارت آن را كنترل كند، و يا خانواده‌اي از مولكولها نظير باكي‌بال‌ها و نانوتيوپ‌هاي كربني را كه خواص منحصر به فردي _ كه در مواد بالك يافت نمي‌شود_ دارند را تصوير‌سازي كند و خواصشان را كنترل نمايد.
هم چنين مقياس‌هاي نانومتري اندازة مولكول‌هاي بيولوژيكي نظير DNA و پروتيين‌ها و مواد غيرآلي شامل نيمه‌هادي‌ها، سراميك‌ها و فلزات نانوساختاري را پوشش مي‌دهد. اين هم‌پوشاني اخيراً تشكيل مواد هيبريدي نانومتري را كه خواص و عمل كرد‌هاي منحصر به فردي دارند، امكان‌پذير ساخته است.
اگر ما تصوراتمان را گسترش دهيم، مي‌توانيم تكنولوژي‌هايي را متصور شويم كه متفاوت از تكنولوژيهاي فعلي خواهند بود. به عنوان مثال پردازش و ذخيره اطلاعات مي‌تواند بر پاية بيت‌هاي اطلاعاتي‌اي انجام گيرد كه به عنوان ذرات واحدي (الكترونها يا فوتون‌ها) تعريف شده‌اند، بنابراين تغييرات عظيمي در چگالي و مصرف برق ايجاد مي‌گردد. مراقبت‌هاي بهداشتي و بيوتكنولوژيكي مي‌توانند متكي بر اسمبلي‌هاي مولكولي نانو ساختار‌ي‌اي شوند كه دارو را در بدن ما به محل دقيق مورد نياز آن مي‌فرستند و يا تومور‌هاي سرطاني را در آغاز تكوين رديابي مي‌نمايند.
انسان مي‌تواند موتور‌ها و يخچال‌هاي بر پايه مواد ترموالكتريك نانو ساختاري را متصور شود كه نه تنها قابليت عمل كرد بالاتري از دستگاه‌هاي امروزي خواهند داشت، بلكه از نظر زيست محيطي نيز بي‌خطرتر هستند. نانو ساختار هم چنين خواص مكانيكي فلزات و سراميك‌ها را تنظيم ميكند كه اين امر مي‌تواند تاثير عظيمي بر صنايع حمل و نقل و صنايع فضايي داشته باشد. اگر تمامي اين اهداف برآورده شوند، يك پايه تكنولوژيكي جديد پديد خواهد آورد كه اثرات اجتماعي و اقتصادي اساسي خواهد داشت.
قابل توجه است كه در حال حاضر اين تكنولوژي در اغلب زمينه‌ها موجود نمي‌باشد. كليد تكنولوژي تنها در دانش آن نيست، بلكه در تركيب دانش و مهندسي مي‌باشد. بنابراين نانو مهندسي يكي از مهم‌ترين اركان موفقيت نانوتكنولوژي مي‌باشد.
علم و فناوري نانو ( نانو علم و نانو تكنولوژي) توانائي بدست گرفتن كنترل ماده در ابعاد نانومتري (ملكولي) و بهره برداري از خواص و پديده هاي اين بعد در مواد، ابزارها و سيستم هاي نوين است. اين تعريف ساده خود دربرگيرنده معاني زيادي است. به عنوان مثال فناوري نانو با طبيعت فرا رشته اي خود، در آينده در برگيرنده همه ي فناوريهاي امروزين خواهد بود و به جاي رقابت با فن آوري هاي موجود، مسير رشد آنها را در دست گرفته و آنها را به صورت « 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 مي شود. علم بشري اينك در آستانه چنگ اندازي به اين عرصه است، تا ساختارهائي بي نظير بسازد كه در طبيعت نيز يافت نمي شوند. فناوري نانو كاربردهاي را به منصه ظهور مي رساند كه بشر از انجام آن به كلي عاجز بوده است و پيامدهائي را در جامعه برجا مي گذارد كه بشر تصور آنها را هم نكرده است. به عنوان مثال:
o ساخت مواد بسيار سبك و محكم براي مصارف مرسوم يا نو
o ورشكستگي صنايع قديمي همچون فولاد با ورود تجاري مواد نو
o كاهش يافتن شديد تقاضا براي سوخت هاي فسيلي
o همه گير شدن ابر كامپيوترهاي بسيار قوي، كوچك و كم مصرف
o سلاحهاي سبك تر، كوچكتر، هوشمند تر، دوربردتر، ارزانتر و نامرئي تر براي رادار
o شناسائي فوري كليه خصوصيات ژنتيكي و اخلاقي و استعدادهاي ابتلا به بيماري
o ارسال دقيق دارو به آدرس هاي مورد نظر در بدن و افزايش طول عمر
o از بين بردن كامل عوامل خطرناك جنگ شيميائي و ميكروبي
o از بين بردن كامل ناچيز ترين آلاينده هاي شهري و صنعتي
o سطوح و لباسهاي هميشه تميز و هوشمند
o توليد انبوه مواد و ابزارهائي كه تا قبل از اين عملي و اقتصادي نبوده اند ،
o و بسياري از موارد غير قابل پيش بيني ديگر!
دكترDrexler در همايش جهاني نظام علمي در زمينه نانوتكنولوژي اظهار كرده است: "در جهان اطلاعات ، تكنولوژيهاي ديجيتالي كپي‌برداري را سريع، ارزان، كامل و عاري از هزينه‌بري يا پيچيدگي محتوايي نموده‌اند. حال اگر همين وضعيت در جهان ماده اتفاق بيافتد چه ميشود. هزينه توليد يك تن تري بيت تراشه‌هاي RAM تقريبا" معادل با هزينه بري ناشي از توليد همان مقدار فولاد ميشود".
دكترSmalley رئيس هيئت تحقيقاتي دانشگاه رايس و كاشف Buckyballs مي‌گويد:
" نانوتكنولوژي روند زيانبار ناشي از انقلاب صنعتي را معكوس خواهد كرد". در مقدمه مقاله نانوتكنولوژي كه توسط آقايان Peterson و Pergamit در سال 1993 نگاشته شده چنين آمده است :
" تصور كنيد قادريد با نوشيدن دارو كه در آب ميوه مورد علاقه‌تان حل شده است سرطان را معالجه كنيد . يك ابر كامپيوتر را كه به اندازه يك سلول انسان است در نظر بگيريد. يك سفينه فضايي 4 نفره كه به دور مدار زمين مي‌گردد با هزينه‌اي در حدود يك خودروي خانوادگي تجسم كنيد" .
موارد فوق، فقط تعداد محدودي از محصولات انتظار رفته از نانوتكنولوژي هستند. انسان در معرض يك انقلاب اجتماعي تسريع شده و قدرتمند است كه ناشي از علم نانوتكنولوژي است. در آينده نزديك گروهي از دانشمندان قادر به ساخت اولين آدم آهني با مقياس نانومتري مي‌گردند كه قادر به همانندسازي است. طي چند سال با توليد پنج ميليارد تريليون نانوروبات ، تقريبا" تمامي فرايندهاي صنعتي و نيروي كار كنوني از رده خارج خواهند شد. كالاهاي مصرفي به وفور يافت‌شده ، ارزان، شيك و با دوام خواهند شد. دارو يك جهش سريع و كوانتومي را به جلو تجربه خواهد نمود. سفرهاي فضايي و همانندسازي امن و مقرون به صرفه خواهند شد. به اين دلايل و دلایلي ديگر، سبك هاي زندگي روزمره در جهان بطور زيربنايي متحول خواهد شد و الگوي رفتاري انسانها تحت‌الشعاع اين روند قرار خواهد گرفت.
در كوچكترين سلول انساني همه اطلاعات مربوط به يك موجود زنده از قبيل رنگ مو، رشد استخوان و عصب ها وجود دارد. حتي در قسمت بسيار كوچكي از سلول به نام DNA كه شامل حدوداً پنجاه اتم مي باشد همه اين اطلاعات ذخيره مي گردد ( نه تنها سطح يا به عبارتي تعداد اتم ها بلكه نحوه قرار گرفتن اين زنجيره ها در ذخيره سازي اطلاعات زيستي اهميت دارد). شايد يكي از علل هم گرائي اين فناوري و فناوري اطلاعات وجود همين مسائل مشترك اين سه فناوري است.
اشاره مي‌كنند. عليرغم تازه واردگي به عرصه تحليل دستگاهي، استفاده از ميكروسكوپي تونل‌زني اسكن‌كننده STM (Scanning tunneling microscope STM : وسيله‌اي براي تهيه تصوير از اتمهاي روي سطوح مواد، كه نقش مهمي در درك توپوگرافي و خواص الكتريكي مواد و رفتار قطعات ميكروالكترونيكي دارند. STM بر خلاف يك ميكروسكوپ نوري، براي تهيه تصوير نيروهاي الكتريكي را با يك پروب نازك‌شده به حد تيزي يك اتم آشكار ميكند. پروب سطح را جاروب كرده، بي‌نظمي‌هاي الكتريكي حاصل از پوسته‌هاي الكتروني يا ابرالكتروني پيرامون اتمها را به كمك يك كامپيوتر به تصوير مبدل ميكند. به دليل يك اثر مكانيك كوانتومي موسوم به «تونل‌زني»، الكترونها مي‌توانند به سادگي از تيرك به سطح و بالعكس بجهند. درجه وضوح تصاوير در حدود nm1 يا كمتر است. از STM مي‌توان براي جابجايي تك به تك اتمها و تهيه نقشه‌هاي پروضوح از سطوح مادي استفاده كرد.) ، ميكروسكوپي نيروي اتمي (AFM) و ديگر تكنيكهاي مشتق‌شده از اين دو مورد اصلي در بسياري از آزمايشگاهها ، به دليل حجم زياد اطلاعاتي كه از مقياس نانومتر به دست مي دهند، متداول و حتي گريزناپذير شده است. ريچارد فينمن طي يك سخنراني در همايش جامعه فيزيك آمريكا در 1959 در مؤسسه تكنولوژي كاليفرنيا كه بعد در آنجا استاد فيزيك شد ايده‌هايي بنيادي در زمينه كوچك‌سازي نوشتجات، مدارها و ماشين‌ها ايراد كرد : " آنچه من مي‌خواهم به شما بگويم، مسئله دستكاري و كنترل اشياء در مقياس كوچك است. ترديدي وجود ندارد كه در نوك يك سوزن آنقدر جا هست كه بتوان تمام دايرهالمعارف بريتانيكا را جا داد." فينمن براي به تفكر واداشتن محققين و تاكيد نمودن بر عقيده‌اش مبني بر امكان فيزيكي چنين معجزه‌اي ، جايزه‌هايي 1000 دلاري براي اولين افرادي كه به اهداف مشخص شده اي در كوچك‌سازي كتابها و موتورهاي الكتريكي دست يابند تعيين كرد. فينمن تاكيد كرد : " من در حال خلق ضد جاذبه نيستم كه به فرض روزي اگر قوانين (فيزيك) آنچه ما مي‌پنداريم، نبودند عملي شود. من صحبت از چيزي مي‌كنم اگر قوانين آنچه ما مي‌پنداريم باشند، عملي خواهد بود. ما به آن دست پيدا نكرده‌ايم چون خيلي ساده هنوز درصدد انجام آن نبوده‌ايم."
و امّا بطور كلي و خلاصه اين كه:
o نانوتكنولوژي مطالعه ذرات در مقياس اتمي براي كنترل آنهاست. هدف اصلي اكثر تحقيقات نانوتكنولوژي شكل‌دهي تركيبات جديد يا ايجاد تغييراتي در مواد موجود است. نانوتكنولوژي در الكترونيك، زيست‌شناسي، ژنتيك، هوانوردي و حتي در مطالعات انرژي بكار برده مي شود.
o چرا " Nano"؟
o nano كلمه‌اي يوناني به معني كوچك است و براي تعيين مقدار يك ميليارديم يا 9- 10 يك كميت استفاده ميشود. چون يك اتم تقريباً" 10 نانومتر است، اين اصلاح براي مطالعه عمومي روي ذرات اتمي و مولكولي بكاربرده ميشود.
o تفاوت بين نانوعلم و نانوتكنولوژي چيست؟
o نانو علم صرفا" تحقيق است ولي نانوتكنولوژي كاربرد تحقيقات براي حل مسایل و ساخت مواد جديد است.
o نانوتكنولوژي از كجا آمده است؟
o براي اولين بار ريچارد فينمن برنده جايزه نوبل فيزيك پتانسيل نانوعلم را در يك سخنراني تكان‌دهنده با نام " درپايين اتاقهاي زيادي وجود دارد"، مطرح كرد . فينمن اصرار داشت، كه دانشمندان ساخت وسائلي را،كه براي كار در مقياس اتمي لازم است، شروع كنند. اين موضوع مسكوت ماند، تا اين كه اريك دركسلر (دانشجوي تحصيلات تكميليMIT) نداي فينمن را شنيد و يك قالب‌كاري 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 توليدانبوه مولكولي ايجاد ميكند" آن را ارائه داد. دركسلر آن را با كتابي بنام " موتورهاي خلقت" دنبال كرد و توسعه مفهوم نانوتكنولوژي را همانند يك كوشش علمي ادامه داد. اولين نشانه هاي ثبت‌شده از اين مفهوم نانوتكنولوژي تغيير مكان دادن اشيا مولكولي، در سال 1989 بود، موقعي كه دانشمندي در مركز تحقيقات آلمادنIBM اتمهاي منفردگزنون را روي صفحه نيكل حركت داد، تا نام IBM را روي سطح نيكل نقش كند.
o آيا نانوتكنولوژي خيالي‌تر از علم است؟
o از موقعي كه اولين مقاله در دهه گذشته منتشر شد، از نانوتكنولوژي همانند چوبدست سحرآميزي براي ساخت كودكان طراح تا ماشينهاي توليد اكسيژن براي استعمار كره مريخ، تصور مي‌شد. هيجانات از واقعيات جلوتر بود، اما پيشرفت واقعي با مسائلي پيش‌پا افتاده شروع شد.چند سال پيش محققين در دانشگاههاي كاليفرنيا، رايس وMIT موفق به ساخت نانوذراتي شدند، كه به دانشمندان كمك مي‌كردند. تعدادي از اساتيد اين دانشگاهها شركتهايي تأسيس كردند، كه وسايل موردنياز براي تحقيقات مقياس نانو را مي‌ساختند. اكنون آنها به شدت دنبال حفاظت كارهايشان از طريق ثبت اختراع هستند، تا زمينه توليد فرايندهايشان را فراهم كنند. كاربردهاي علمي نانوعلم هنوز كم است. اما مقداري از توليدات اوليه اكنون وارد بازار ميشوند.
o كارهاي علمي انجام‌شده بوسيله نانوتكنولوژي چيست؟
o بيشترين كار علمي روي ايجاد تغييراتي در مواد شيميايي يا نقشه‌برداري از تركيبات زيستي، مانند DNA و سلولهاي سرطاني است. بعضي ازاولين محصولات تجاري، بهبود توليدات شيميايي كنوني يا روشهاي پزشكي است.
برعكس، نانوتكنولوژي از ساختارهايي استفاده ميكند كه اندازه‌شان 1 تا 100 نانومتر مي‌باشد. مشخص است كه روش ‘‘ از بالا به پايين ’’ ليتوگرافي نوري بخشي از جواب است، زيرا كه در ارتباط با محدودة بالايي اين محدوده كوچك مي‌باشد. اما شخص بايد تكنيكهاي ‘‘ از پايين به بالاي’’ خود اسمبلي را توسعه دهد كه در محدودة 1 تا 100 نانومتر بگنجند و در هم‌پوشاني با روشهاي ‘‘ از بالا به پايين ’’ باشند. اما خود اسمبلي بايد كد گذاري شود، يعني شخص بايد قادر باشد كه يك شي را در كنار ديگري اسمبل نمايد تا به يك الگوي طراحي شده برسد.
چگونه انسان بايد خود اسمبلي را كد گذاري نمايد؟ اين مساله خيلي پيچيده نيست. به عنوان مثال در زيست‌شناسي، توليد پروتيين‌ها با تعريف كد DNA در يك اسمبلي دقيق از آمينواسيدها طي يك سري واكنشهاي آنزيمي انجام مي‌گيرد. رشد كريستال‌هاي غيرآلي در جهات خاص و با الگو‌هاي معين نيز يك گونه از اسمبلي كد گذاري شده اتمها است، البته نه با آن دقتي كه در زيست شناسي است.
توليد نياز به شخصي دارد كه خود اسمبلي كد گذاري شدة نانو ساختار‌ها را با استفاده از ليتوگرافي نوري اداره نمايد و در نتيجه تشكيل يك تكنيك توليد هيبريدي دهد. تكنيكهاي جديد بسياري براي اين هدف توسعه يافته‌اند، اما هنوز هيچ يك را نمي‌توان يك تكنولوژي ناميد و كارهاي بسياري راجع به آن باقي مانده است.
شخص ممكن است بپرسد: نانوساختار چه مزايايي براي سيستم دارد؟ در مقياس نانو چه چيز منحصر به فردي وجود دارد؟ بياييد با ذكر چند مثال به اين مساله بپردازيم.
قابليت تبديل انرژي به انواع مختلف آن نظير: حرارتي، مكانيكي، الكتريكي، نوري و شيميايي، با راندمان بالا قسمت مهمي از هر زير ساختار يك جامعه مدرن است. اهميت مصرف انرژي ايجاب ميكند كه حتي بهبود‌هاي ناچيز در راندمان تبديل و روشهاي تبديل بتواند تاثير بسياري بر اقتصاد، ذخاير انرژي و محيط زيست بگذارد.
اخيراً توسط يك گروه تحقيقاتي در دانشگاه MIT نشان داده شده است كه اگر مواد ترموالكتريكي نظير آلياژ‌هاي بيسموت ساختار نانو بيابند، بازداشت‌هاي كوانتمي الكترونها و فونون‌ها امكان تنظيم خواص حرارتي، الكتريكي و ترموالكتريكي آنها را طوري مي‌دهد كه درجه شايستگي آنها به نحوه شگفت‌انگيزي افزايش يابد.
اين بدان معني است كه شخص قادر خواهد بود دستگاه‌هاي تبديل انرژي را با قابليت عملكرد بهتري نسبت به موتورهاي احتراقي و يخچال‌هاي فشرده‌ساز بخار طراحي كند و بسازد. اگر چه تا حدودي به انتقال الكترون در اين نانوساختارها پي برده‌اند، ولي درك گرماي انتقال هنوز در تنگنا قرار دارد.
امكان مهندسي در مقياس مولكولي براي اولين بار توسط ريچارد فاينمن (R.Feynnman)، برنده جايزه نوبل فيزيك، مطرح شد. فين من طي يك سخنراني در انستيتو تكنولوژي كاليفرنيا در سال 1959 اشاره كرد كه اصول و مباني فيزيك امكان ساخت اتم به اتم چيز ها را رد نمي كند. وي اظهار داشت كه مي توان با استفاده از ماشين هاي كوچك ماشين هايي به مراتب كوچك تر ساخت و سپس اين كاهش ابعاد را تا سطح خود اتم ادامه داد. همين عبارت هاي افسانه وار فاينمن من راهگشاي يكي از جذاب ترين زمينه هاي نانو تكنولوژي يعني ساخت روبوت هايي در مقياس نانو شد. در واقع تصور در اختيار داشتن لشكري از نانوماشين هايي در ابعاد ميكروب كه هر كدام تحت فرمان يك پردازنده مركزي هستند ، هر دانشمندي را به وجد مي آورد. در روياي دانشمنداني مثل جي استورس هال (J.Storrs Hall) و اريك دركسلر (E.Drexler) اين روبوت ها يا ماشين هاي مونتاژكن كوچك تحت فرمان پردازنده مركزي به هر شكل دلخواهي درمي آيند. شايد در آينده اي نه چندان دور بتوانيد به كمك اجراي برنامه اي در كامپيوتر، تختخوابتان را تبديل به اتومبيل كنيد و با آن به محل كارتان برويد.
ساختارهايي در مقياس نانو مانند نانوذرات و نانولايه ها داراي نسبت سطح به حجم بالايي هستند كه آنها را براي استفاده در مواد كامپوزيت، واكنشهاي شيميايي، تهيه دارو و ذخيرة انرژي ايده ال مي سازد. سراميك هاي نانوساختاري غالباً سخت تر و غيرشكننده تر از مشابه مقياس ميكروني خود هستند. كاتاليزورهاي مقياس نانو راندمان واكنشهاي شيميايي و احتراق را افزايش داده و به ميزان چشمگيري از مواد زائد و آلودگي آن كم مي كنند. وسايل الكترونيكي جديد، مدارهاي كوچكتر و سريعتر و … با مصرف خيلي كمتر مي توانند با كنترل واكنش ها در نانوساختار بطور همزمان بدست آيند. اينها تنها اندكي از فوايد و مزاياي تهيه مواد در مقياس نانومتر است.
قابليتهاي محتمل تكنيكي نانوتكنولوژي عبارتند از :
1- محصولات خوداسمبل
2- كامپيوترهايي با سرعت ميلياردها برابر كامپيوترهاي امروزي
3- اختراعات بسيار جديد ( كه امروزه ناممكن است)
4- سفرهاي فضايي امن و مقرون به صرفه
5- نانوتكنولوژي پزشكي كه درواقع باعث ختم تقريبي بيماريها، سالخوردگي و مرگ و مير خواهد شد.
6- دستيابي به تحصيلات عالي براي همه بچه‌هاي دنيا
7- احياء و سازماندهي اراضي
8- ...
كامپيوترها اطلاعات را تقريبا" بدون صرف هيچ هزينه اي باز توليد مي‌نمايند. اقداماتي در دست اجراست تا دستگاههايي ساخته شوند كه تقريبا" بدون هزينه - شبيه عمل بيت ها در كامپيوتر - اتمها را به صورت مجزا بهم اضافه كنند ( كنار هم قرار دهند). اين امر ساختن اتوماتيك محصولات را بدون نيروي كار سنتي همانند عمل كپي در ماشين هاي زيراكس ميسر مي كند. صنعت الكترونيك با روند كوچك سازي احياء مي گردد وكار در ابعاد كوچكتر منجر به ساخت ابزاري ميشود كه قادر به دستكاري اتمهاي منفرد مثل پروتئين ها در سيب زميني و همانندسازي اتمهاي خاك، هوا و آب از خودشان مي گردد.
پيوند علم مواد ، شيمي و علوم مهندسي كه نانوتكنولوژي ناميده ميشود عرصه اي را بوجود مي آورد كه ماشين آلات خود تكثيركننده و محصولات خود اسمبل از اتمهاي اوليه ارزان ساخته شوند.
نانوتكنولوژي توليد مولكولي يا به زبان ساده‌تر ، ساخت اشياء اتم به اتم، مولكول به مولكول توسط بازوهاي روبات برنامه‌ريزي شده در مقياس نانومتريك است و نانومتر يك ميلياردم متر است ( پهناي معادل با 3 تا 4 اتم). نانوتكنولوژي ساخت ابزارهاي نوين مولكولي منحصر به فرد با بكارگيري خواص شيميايي كاملا" شناخته شده اتمها و مولكولها ( نحوه پيوند آنها به يكديگر) را ارائه مي‌دهد. مهارت مطرحه در اين تكنولوژي دستكاري اتمها بطور جداگانه و جاي دادن دقيق آنان در مكاني است كه براي رسيدن به ساختار دلخواه و ايده‌آل مورد نياز مي باشد. اين قابليت تقريبا" حاصل شده است.
بازده پيش‌بيني شده از تسلط بر اين تكنولوژي بسيار فراتر از موفقيتهايي است كه تاكنون انسان بدانها نائل شده است.
قابليتهاي محتمل تكنيكي نانوتكنولوژي عبارتند از :
1- محصولات خوداسمبل
2- كامپيوترهايي با سرعت ميلياردها برابر كامپيوترهاي امروزي
3- اختراعات بسيار جديد ( كه امروزه ناممكن است)
4- سفرهاي فضايي امن و مقرون به صرفه
5- نانوتكنولوژي پزشكي كه درواقع باعث ختم تقريبي بيماريها، سالخوردگي و مرگ و مير خواهد شد.
6- دستيابي به تحصيلات عالي براي همه بچه‌هاي دنيا
7- احياي مجدد بسياري از حيوانات و گياهان منقرض‌شده
8- احياء و سازماندهي اراضي
دكترDrexler در همايش جهاني نظام علمي در زمينه نانوتكنولوژي اظهار كرده است:
“در جهان اطلاعات ، تكنولوژيهاي ديجيتالي كپي‌برداري را سريع، ارزان، كامل و عاري از هزينه‌بري يا پيچيدگي محتوايي نموده‌اند. حال اگر همين وضعيت در جهان ماده اتفاق بيافتد چه ميشود. هزينه توليد يك تن تري بيت تراشه‌هاي RAM تقريبا" معادل با هزينه بري ناشي از توليد همان مقدار فولاد ميشود”. دكترSmalley رئيس هيئت تحقيقاتي دانشگاه رايس و كاشف Buckyballs مي‌گويد:
" نانوتكنولوژي روند زيانبار ناشي از انقلاب صنعتي را معكوس خواهد كرد".
در مقدمه مقاله نانوتكنولوژي كه توسط آقايان Peterson و Pergamit در سال 1993 نگاشته شده چنين آمده است :
" تصور كنيد قادريد با نوشيدن دارو كه در آب ميوه مورد علاقه‌تان حل شده است سرطان را معالجه كنيد . يك ابر كامپيوتر را كه به اندازه يك سلول انسان است در نظر بگيريد. يك سفينه فضايي 4 نفره كه به دور مدار زمين مي‌گردد با هزينه‌اي در حدود يك خودروي خانوادگي تجسم كنيد" .
موارد فوق، فقط تعداد محدودي از محصولات انتظار رفته از نانوتكنولوژي هستند. انسان در معرض يك انقلاب اجتماعي تسريع شده و قدرتمند است كه ناشي از علم نانوتكنولوژي است. در آينده نزديك گروهي از دانشمندان قادر به ساخت اولين آدم آهني با مقياس نانومتري مي‌گردند كه قادر به همانندسازي است. طي چند سال با توليد پنج ميليارد تريليون نانوروبات ، تقريبا" تمامي فرايندهاي صنعتي و نيروي كار كنوني از رده خارج خواهند شد. كالاهاي مصرفي به وفور يافت‌شده ، ارزان، شيك و با دوام خواهند شد. دارو يك جهش سريع و كوانتومي را به جلو تجربه خواهد نمود. سفرهاي فضايي و همانندسازي امن و مقرون به صرفه خواهند شد. به اين دلايل و دلائلي ديگر، سبكهاي زندگي روزمره در جهان بطور زيربنايي متحول خواهد شد و الگوي رفتاري انسانها تحت‌الشعاع اين روند قرار خواهد گرفت.
با تحقيقات و آزمايش‌هاي بسيار، دانشمندان تاکنون 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 ليکرگوس 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 انعکاس يافته از آن سبز است ولي اگر نوري از درون آن بتابد، به رنگ قرمز ديده ميشود. آناليز اين شيشه حکايت از وجود مقادير بسيار اندکي از بلورهاي فلزي ريز700 (nm) دارد ، که حاوي نقره و طلا با نسبت مولي تقريبا 14 به 1 است حضور اين نانوبلورها باعث رنگ ويژه جام ليکرگوس گذشته 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 يک مهماني شام كه توسط انجمن فيزيک 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 نانوراپيش‌بینی نمود.
برخي از رويدادهاي مهم تاريخي در شکل گيري فناوري و علوم نانو
تولید نانو تیوب های كربنی (ساختارهای لوله ای كربنی) ماده ای در اختیار بشر قرار داد كه رساناتر از مس، مقاوم تر از فولاد و سبك تر از آلومینیوم است. هم چنین با استفاده از نانو ذرات می توان سطوح خود تیزشونده یا همیشه تمیز ساخت و ربایش مغناطیسی را چندین برابر كرد. لاستیك های با عمر بالای ۱۰ سال و دارورسانی به تك سلول های آسیب دیده در بدن از توانایی هایی است كه بشر به مدد نانوفناوری به آن دست یافته است.
اگر بپذیریم كه نانو فناوری توانمندی تولید مواد، ابزارها و سیستم های جدید، با در دست گرفتن كنترل در سطوح اتمی و مولكولی و استفاده از خواص آن سطوح است آنگاه درخواهیم یافت كه كاربردهای این فناوری در حوزه های مختلف اعم از غذا، دارو، تشخیص پزشكی، فناوری زیستی ، الكترونیك، كامپیوتر، ارتباطات، حمل و نقل، انرژی ، محیط زیست و امنیت ملی خواهد بود به گونه ای كه به زحمت می توان عرصه ای را كه از آن تأثیر نپذیرد معرفی كرد.
هرچند آزمایش ها و تحقیقات پیرامون نانو تكنولوژی از ابتدای دهه ۸۰ قرن بیستم به طور جدی پیگیری شد، اما اثرات تحول آفرین و باورنكردنی نانوفناوری در روند تحقیق و توسعه باعث گردید كه نظر همگی كشورهای بزرگ به این موضوع جلب گردد و فناوری نانو را به عنوان یكی از مهم ترین اولویت های تحقیقاتی خویش طی دهه اول قرن بیست و یكم محسوب كنند.
لذا محققان ، اساتید و صنعتگران ایرانی نیز باید در بسیجی همگانی، جایگاه و وضعیت خویش را درباره این موضوع مشخص كنند و با یك برنامه ریزی علمی و كارشناسانه به حضوری فعال و حتی رقابتی دراین جایگاه ابراز وجود كنند.
زیرا بسیاری از صاحب نظران و محققان، نانوفناوری را مساوی آینده دانسته اند به عبارت دیگر می توان گفت، اولویت كشور، هر صنعت و فناوری كه باشد بدون تسلط بر ابعادنانو، در دنیای جدید نمی توان در آن صنعت و فناوری حرفی در دنیا زد. ماهیت فرارشته ای علوم و فناوری نانو به عنوان توانمندی تولیدمواد، ابزارها و سیستم های جدید با دقت اتم و مولكول، موجب كاربردهای بسیار زیادی در عرصه های مختلف علمی و صنعتی شده است. برای مثال در بخش پزشكی و بهداشت از زمینه های كاری بسیار مهم نانوفناوری، سیستم توزیع دارو درداخل بدن است .
مصرف دارو در حال حاضر به صورت حجمی است در حالی كه سلول های خاصی از بدن نیازمند آن هستند ، در روش جدید دارو با وسایل تزریق متفاوت با امروزه، به صورت مستقیم به سمت سلول های مشخص جهت گیری شد و دارو به محل نیاز تحویل داده می شود. از نظر دفاعی نیز این فناوری برای كشورها هم فرصت و هم تهدید است. به لحاظ كاربردهای زیاد این فناوری گرایش زیادی در بخش دفاعی كشورها به تحقیق و توسعه صورت گرفته است.
این كاربردها از لباس های مانع خطر تا پرنده های بسیار كوچك تجهیزات اطلاعاتی و بسیاری موارد دیگر است كه هم اكنون با حمایت وزارتخانه های دفاع كشورهایی چون آمریكا ، ژاپن و برخی كشورهای اروپایی به صورت طرح های تحقیقاتی در حال انجام هستند. نانوفناوری، تغییر بنیانی مسیری است كه در آینده موجب ساخت مواد جدیدخواهد شد و انقلابی در مواد ایجادخواهد كرد كه محققان قادر به ساخت موادی خواهند شد كه در طبیعت نبوده و شیمی مرسوم نیز قادر به ایجادشان نیست.
برخی از مزایای مواد نانوساختار، عبارت است از مواد سبك تر، قوی تر، قابل برنامه ریزی، كاهش هزینه عمر كاری از طریق كاهش دفعات نقص فنی ابزارهایی نوین برپایه اصول و معماری جدید، صنعت خودرو و لوازم خانگی بااستفاده از این فناوری جدید در درازمدت می توان تومورهای مغزی را به درستی تشخیص داد و نیز بدون آسیب زدن به بافت های سالم و با استفاده از پرتو درمانی این بیماری را بهبود بخشید، نانو كپسول های تولیدی با استفاده از فناوری نانو، دارای موادی مانند ویتامین A، رتینول و بتاكاروتن خواهد بود كه باید به لایه های عمقی پوست منتقل شوند تا بیشترین خواص ضدپیری و سایر خواص دارویی خود را بروز دهند.
با كارگذاری نانو ذرات فعال نوری در داخل گلبول های سفید خون موفق به شناسایی سلول های آسیب دیده خواهیم شد. در زمینه انرژی می تواند به طور قابل ملاحظه ای كارآیی ، ذخیره سازی و تولید انرژی را تحت تأثیر قرار داده و مصرف انرژی را پایین بیاورد. به عنوان مثال شركت های موادشیمیایی، موادپلیمری تقویت شده را ساخته اند كه می تواند جایگزین اجزای فلزی بدنه اتومبیل ها شود. استفاده گسترده از این نانوكامپوزیت ها می تواند سالیانه ۱/۵ میلیاردلیتر صرفه جویی مصرف بنزین به همراه داشته باشد.
به تازگی جوراب هایی از جنس كتان كه به وسیله نانو ذرات نقره، بهبود یافته اند به وسیله شركت سول، وارد بازار شده است كه این ذرات نقره از رشد باكتری ها و قارچ ها جلوگیری كرده و بدین وسیله از چرب شدن و بدبوشدن پا جلوگیری می كنند.
انتظار می رود که مقیاس نانومتر به یک مقیاس با کارایی بالا و ویژگیهای منحصربفرد ، طوری ساخته خواهند شد که روش شیمی سنتی ﭘاسخگوی این امر نمی تواند باشد .
• نانوتکنولوﮋی می تواند باعث گسترش فروش سالانه 300 میلیارد دلار برای صنعت نیمه هادیها و 900 میلیون دلار برای مدارهای مجتمع ، طی 10 تا 15 سال آینده شود .
• نانوتکنولوﮋی ، مراقبتهای بهداشتی ، طول عمر ، کیفیت و تواناییهای جسمی بشر را افزایش خواهد داد .
• تقریبا نیمی از محصولات دارویی در 10 تا 15 سال آینده متکی به نانوتکنولوﮋی خواهد بود که این امر ، خود 180 میلیارد دلار نقدینگی را به گردش درخواهد آورد .
• کاتالیستهای نانوساختاری در صنایع ﭘتروشیمی دارای کاربردهای فراوانی هستند که ﭘیش بینی شده است این دانش ، سالانه 100 میلیارد دلار را طی 10 تا 15 سال آینده تحت تاثیر قرار دهد .
• نانوتکنولوﮋی موجب توسعه محصولات کشاورزی برای یک جمعیت عظیم خواهد شد و راههای اقتصادی تری را برای تصویه و نمک زدایی آب و بهینه سازی راههای استفاده از منابع انرﮋیهای تجدید پذیر همچون انرﮋی خورشیدی اراﺌه نماید . بطور مثال استفاده از یک نوع انباره جریان گذرا با الکترودهای نانولوله کربنی که اخیرا آزمایش گردید ، نشان داد که این روش 10 بار کمتر از روش اسمز معکوس ، آب دریا را نمک زدایی می کند .
• انتظار می رود که نانوتکنولوﮋی نیاز بشر را به مواد کمیاب کمتر کرده و با کاستن آلاینده ها، محیط زیستی سالمتر را فراهم کند . برای مثال مطالعات نشان می دهد در طی 10 تا 15 سال آینده ، روشنایی حاصل از ﭘیشرفت نانوتکنولوﮋی ،مصرف جهانی انرﮋی را تا 10 درصد کاهش داده ، باعث صرفه جویی سالانه 100 میلیارد دلار و همچنین کاهش آلودگی هوا به میزان 200 میلیون تن کربن شود.
در چند سال گذشته بازار چند میلیارد دلاری بر ﭘایه نانوتکنولوﮋی گسترش یافته اند. برای مثال در ایالات متحده، IBM برای هد دیسکهای سخت، یک سری حسگرهای مغناطیسی را ابداع کرده است. Eastern Kodak و 3M تکنولوﮋی ساخت فیلمهای نازک نانو ساختاری را به وجود آورده اند . شرکت Mobil کاتالیستهای نانو ساختاری را برای دستگاههای شیمیایی تولید کرده است و شرکت Merck ، داروهای نانوذره ای را عرضه کرده است. تویوتا در ژاپن مواد ﭘلیمری تقویت شده نانوذره ای را برای خودروها و Samsung Electronics در کره ، در حال کار بر روی سطح صفحات نمایش توسط نانولوله های کربنی هستند . بشر درست در ابتدای مسیر قرار دارد و فقط چندین محصول تجاری از نانوساختارهای یک بعدی بهره می گیرند ( نانو ذرات، نانو لوله ها، نانو لایه و سوﭘر لاستیکها ). نظریات جدید و روشهای مقرون به صرفه تولید نانوساختارهای دو و سه بعدی از موضوعات مورد بررسی آینده می باشند.
همه جانداران از سلول های ريزی تشكيل شده اند كه خود آنها نيز از واحدهای ساختمانی كوچك تر در حد نانومتر (يك ميلياردم متر) نظير پروتئين ها، ليپيدها و اسيدهای نوكلئيك تشكيل شده اند. از اين رو، شايد بتوان گفت كه نانوتكنولوژی به نحوی در عرصه های مختلف زيست شناسی حضور دارد. اما اصطلاح قراردادی «نانوتكنولوژی» به طور معمول برای تركيبات مصنوعی استفاده می شود كه از نيمه رساناها، فلزات، پلاستيك ها يا شيشه ساخته شده اند. نانوتكنولوژی از ساختارهايی غيرآلی بهره می گيرد كه از بلورهای بسيار ريزی در حد نانومتر تشكيل شده اند و كاربردهای وسيعی در زمينه تحقيقات پزشكی، رساندن داروها به سلول ها، تشخيص بيماری ها و شايد هم درمان آنها پيدا كرده اند.
در برخی محافل نگرانی های شديدی در مورد جنبه منفی اين فناوری به وجود آمده است؛ آيا اين نانوماشين ها نمی توانند از كنترل خارج شده و كل جهان زنده را نابود كنند؟
با وجود اين به نظر می رسد فوايد اين فناوری بيش از آن چيزی باشد كه تصور می رود. برای مثال، می توان با بهره گيری از نانوتكنولوژی وسايل آزمايشگاهی جديدی ساخت و از آنها در كشف داروهای جديد و تشخيص ژن های فعال تحت شرايط گوناگون در سلول ها، استفاده كرد. به علاوه، نانوابزارها می توانند در تشخيص سريع بيماری ها و نقص های ژنتيكی نقش ايفا كنند.
طبيعت نمونه زيبايی از سودمندی بلورهای غيرآلی را در دنيای جانداران ارائه می كند. باكتری های مغناطيسی، جاندارانی هستند كه تحت تاثير ميدان مغناطيسی زمين قرار می گيرند. اين باكتری ها فقط در عمق خاصی از آب يا گل ولای كف آن رشد می كنند. اكسيژن در بالای اين عمق بيش از حد مورد نياز و در پايين آن بيش از حد كم است. باكتری ای كه از اين سطح خارج می شود بايد توانايی شنا كردن و برگشت به اين سطح را داشته باشد. از اين رو، اين باكتری ها مانند بسياری از خويشاوندان خود برای جابه جا شدن از يك دم شلاق مانند استفاده می كنند. درون اين باكتری ها زنجيره ای با حدود 20 بلور مغناطيسی وجود دارد كه هر كدام بين 35 تا 120 نانومتر قطر دارند. اين بلورها در مجموع يك قطب نمای كوچك را تشكيل می دهند. يك باكتری مغناطيسی می تواند در امتداد ميدان مغناطيسی زمين قرار گيرد و مطابق با آن بالا يا پايين برود تا مقصد مورد نظرش را پيدا كند.
اين قطب نما اعجاز مهندسی طبيعت در مقياس نانو است. اندازه بلورها نيز مهم است. هر چه ذره مغناطيسی بزرگ تر باشد، خاصيت مغناطيسی اش مدت بيشتری حفظ می شود. اما اگر اين ذره بيش از حد بزرگ شود خود به خود به دو بخش مغناطيسی مجزا تقسيم می شود كه خاصيت مغناطيسی آنها در جهت عكس يكديگرند. چنين بلوری خاصيت مغناطيسی كمی دارد و نمی تواند عقربه كارآمدی برای قطب نما باشد. باكتری های مغناطيسی قطب نماهای خود را فقط از بلورهايی با اندازه مناسب می سازند تا از آنها برای بقای خود استفاده كنند. جالب است كه وقتی انسان برای ذخيره اطلاعات روی ديسك سخت محيط هايی را طراحی می كند دقيقا از اين راهكار باكتری ها پيروی می كند و از بلورهای مغناطيسی در حد نانو و با اندازه ای مناسب استفاده می كند تا هم پايدار باشند و هم كارآمد.
محققان در تلاش هستند تا از ذرات مغناطيسی در مقياس نانو برای تشخيص عوامل بيماری زا استفاده كنند. روش اين محققان نيز مانند بسياری از مهارت هايی كه امروزه به كار می رود به آنتی بادی های مناسبی نياز دارد كه به اين عوامل متصل می شوند. ذرات مغناطيسی مانند برچسب به مولكول های آنتی بادی متصل می شوند. اگر در يك نمونه، عامل بيماری زای خاصی مانند ويروس مولد ايدز مد نظر باشد، آنتی بادی های ويژه اين ويروس كه خود به ذرات مغناطيسی متصل هستند به آنها می چسبند. برای جدا كردن آنتی بادی های متصل نشده، نمونه را شست وشو می دهند. اگر ويروس ايدز در نمونه وجود داشته باشد، ذرات مغناطيسی آنتی بادی های متصل شده به ويروس، ميدان های مغناطيسی توليد می كنند كه توسط دستگاه حساسی تشخيص داده می شود. حساسيت اين مهارت آزمايشگاهی از روش های استاندارد موجود بهتر است و به زودی اصلاحات پيش بينی شده، حساسيت را تا چند صد برابر تقويت خواهد كرد.
دنيای پيشرفته الكترونيك پر از مواد پخش كننده نور است. برای نمونه هر CDخوان، CD را با استفاده از نوری می خواند كه از يك ديود ليزری می آيد. اين ديود از يك نيمه رسانای غيرآلی ساخته شده است. هر تصوير، قسمت كوچكی از يك CD به اندازه يك مولكول پروتئين (در حد نانومتر) را می كند. در نتيجه اين عمل يك نانو بلور نيمه رسانا يا به اصطلاح تجاری يك «نقطه كوانتومی» ايجاد می شود.
فيزيكدانانی كه برای اولين بار در دهه 1970 نقاط كوانتومی را مطالعه می كردند معتقد بودند كه اين نقاط در ساخت وسايل الكترونيكی جديد و وسايل ديد استفاده خواهند شد. تعداد انگشت شماری از اين محققان ابراز می كردند كه از اين يافته ها می توان برای تشخيص بيماری يا كشف داروهای جديد كمك گرفت و هيچ كدام از آنان حتی در خواب هم نمی ديدند كه اولين كاربردهای نقاط كوانتومی در زيست شناسی و پزشكی باشد.
نقاط كوانتومی قابليت های زيادی دارند و در موارد مختلفی مورد استفاده قرار می گيرند. يكی از كاربردهای اين نقاط نيمه رسانا در تشخيص تركيبات ژنتيكی نمونه های زيستی است. اخيرا برخی محققان روش مبتكرانه ای را به كار بردند تا وجود يك توالی ژنتيكی خاص را در يك نمونه تشخيص دهند. آنان در طرح خود از ذرات طلای 13 نانومتری استفاده كردند كه با DNA(ماده ژنتيكی) تزئين شده بود. اين محققان در روش ابتكاری خود از دو دسته ذره طلا استفاده كردند. يك دسته، حامل DNA بود كه به نصف توالی هدف متصل می شد و DNA متصل به دسته ديگر به نصف ديگر آن متصل می شد. DNA هدفی كه توالی آن كامل باشد به راحتی به هر دو نوع ذره متصل می شود و به اين ترتيب دو ذره به يكديگر مربوط می شوند. از آنجا كه به هر ذره چندين DNA متصل است، ذرات حامل DNA هدف می توانند چندين ذره را به يكديگر بچسبانند. وقتی اين ذرات طلا تجمع می يابند خصوصياتی كه باعث تشخيص آنها می شود به مقدار چشم گيری تغيير می كند و رنگ نمونه از قرمز به آبی تبديل می شود. چون كه نتيجه اين آزمايش بدون هيچ وسيله ای قابل مشاهده است می توان آن را برای آزمايش DNA در خانه نيز به كار برد.
هيچ بحثی از نانوتكنولوژی بدون توجه به يكی از ظريف ترين وسايل در علوم امروزی يعنی ميكروسكوپ اتمی كامل نمی شود. روش اين وسيله برای جست وجوی مواد مانند گرامافون است. گرامافون، سوزن نوك تيزی دارد كه با كشيده شدن آن روی يك صفحه، شيارهای روی آن خوانده می شود. سوزن ميكروسكوپ اتمی بسيار ظريف تر از سوزن گرامافون است به نحوی كه می تواند ساختارهای بسيار كوچك تر را حس كند. متاسفانه، ساختن سوزن هايی كه هم ظريف باشند و هم محكم، بسيار مشكل است. محققان با استفاده از نانو لوله های باريك از جنس كربن كه به نوك ميكروسكوپ متصل می شود اين مشكل را حل كردند. با اين كار امكان رديابی نمونه هايی با اندازه فقط چند نانومتر فراهم شد. به اين ترتيب، برای كشف مولكول های زنده پيچيده و برهم كنش هايشان وسيله ای با قدرت تفكيك بسيار بالا در اختيار محققان قرار گرفت.
اين مثال و مثال های قبل نشان می دهند كه ارتباط بين نانوتكنولوژی و پزشكی اغلب غيرمستقيم است به نحوی كه بسياری از كارهای انجام شده، در زمينه ساخت يا بهبود ابزارهای تحقيقاتی يا كمك به كارهای تشخيصی است.
در برخی موارد، نانوتكنولوژی می تواند در درمان بيماری ها نيز مفيد باشد. برای مثال می توان داروها را درون بسته هايی در حد نانومتر قرار داد و آزاد شدن آنها را با روش های پيچيده تحت كنترل در آورد. يكی از نانوساختارهايی كه برای ارسال دارو يا مولكول هايی مانند DNA به بافت های هدف ساخته شده، «دندريمر»ها هستند. اين مولكول های آلی مصنوعی با ساختارهای پيچيده برای اولين بار توسط «دونالد توماليا» ساخته شدند. اگر شاخه های درختی را در يك توپ اسفنجی فرو ببريد به نحوی كه در جهت های مختلف قرار گيرند می توان شكلی شبيه يك مولكول دندريمر را ايجاد كرد. دندريمرها مولكول هايی كروی و شاخه شاخه هستند كه اندازه ای در حدود يك مولكول پروتئين دارند. دندريمرها مانند درختان پرشاخه و برگ دارای فضاهای خالی هستند، يعنی تعداد زيادی حفرات سطحی دارند.
دندريمرها را می توان طوری ساخت كه فضاهايی با اندازه های مختلف داشته باشند. اين فضاها فقط برای نگه داشتن عوامل درمانی هستند. دندريمرها بسيار انعطاف پذير و قابل تنظيم اند. همچنين آنها را می توان طوری ساخت كه فقط در حضور مولكول های محرك مناسب، خود به خود باد كنند و محتويات خود را بيرون بريزند. اين قابليت اجازه می دهد تا دندريمرهای اختصاصی بسازيم تا بار دارويی خود را فقط در بافت ها يا اندام هايی آزاد كنند كه نياز به درمان دارند. دندريمرها می توانند برای انتقال DNA به سلول ها جهت ژن درمانی نيز ساخته شوند. اين شيوه نسبت به روش اصلی ژن درمانی يعنی استفاده از ويروس های تغيير ژنتيكی يافته بسيار ايمن تر هستند.
هم چنين محققان ذراتی به نام نانوپوسته ساخته اند كه از جنس شيشه پوشيده شده با طلا هستند. اين نانوپوسته ها می توانند به صورتی ساخته شوند تا طول موج خاصی را جذب كنند. اما از آنجا كه طول موج های مادون قرمز به راحتی تا چند سانتی متر از بافت نفوذ می كنند، نانوپوسته هايی كه انرژی نورانی را در نزديكی اين طول موج جذب می كنند بسيار مورد توجه قرار گرفته اند. بنابراين، نانوپوسته هايی كه به بدن تزريق می شوند می توانند از بيرون با استفاده از منبع مادون قرمز قوی گرما داده شوند. چنين نانوپوسته هايی را می توان به كپسول هايی از جنس پليمر حساس به گرما متصل كرد. اين كپسول ها محتويات خود را فقط زمانی آزاد می كنند كه گرمای نانوپوسته متصل به آن باعث تغيير شكلش شود.
يكی از كاربردهای شگرف اين نانوپوسته ها در درمان سرطان است. می توان نانوپوسته های پوشيده شده با طلا را به آنتی بادی هايی متصل كرد كه به طور اختصاصی به سلول های سرطانی متصل می شوند. از لحاظ نظری اگر نانوپوسته ها به مقدار كافی گرم شوند می توانند فقط سلول های سرطانی را از بين ببرند و به بافت های سالم آسيب نرسانند. البته مشكل است بدانيم آيا نانوپوسته ها در نهايت به تعهد خود عمل می كنند يا نه. اين موضوع برای هزاران وسيله ريز ديگری نيز مطرح است كه برای كاربرد در پزشكی ساخته شده اند. محققان از نانوتكنولوژی در ساخت پايه های مصنوعی برای ايجاد بافت ها و اندام های مختلف نيز استفاده كرده اند. محققی به نام «ساموئل استوپ» روش نوينی ابداع كرده است كه در آن سلول های استخوانی را روی يك پايه مصنوعی رشد می دهد. اين محقق از مولكول های مصنوعی استفاده كرده است كه با رشته هايی تركيب می شوند كه اين رشته ها برای چسباندن به سلول های استخوانی تمايل بالايی دارند. اين پايه های مصنوعی می توانند فعاليت سلول ها را هدايت كنند و حتی می توانند رشد آنها را كنترل كنند. محققان اميدوارند سرانجام بتوانند روش هايی بيابند تا نه فقط استخوان، غضروف و پوست بلكه اندام های پيچيده تر را با استفاده از پايه های مصنوعی بازسازی كنند.
به نظر می رسد برخی از اهدافی كه امروزه در حال تحقق هستند در آينده ای نزديك توسط پزشكان به كار گرفته شوند. جايگزينی قلب، كليه يا كبد با استفاده از پايه های مصنوعی شايد با فناوری كه در فيلم سفر دريايی شگفت انگيز نشان داده شد، متناسب نباشد اما اين تصور كه چنين درمان هايی در آينده ای نه چندان دور به واقعيت بپيوندند بسيار هيجان انگيز است. حتی هيجان انگيزتر اينكه اميد است محققان بتوانند با تقليد از فرآيندهای طبيعی زيست شناختی، واحدهايی در مقياس نانو توليد كنند و از آنها در ساخت ساختارهای بزرگ تر بهره گيرند. چنين ساختارهايی در نهايت می توانند برای ترميم بافت های آسيب ديده و درمان بسياری از بيماری ها به كار روند
آشنايي با زمينه هاي پيشنهادي استاندارد بين‌المللي فناوري نانو : ISO
سازمان بين‌المللي استاندارد پيشنهاد تدوين استاندارد بين‌المللي در زمينة فناوري نانو را ارائه نموده است. اين استاندارد گسترة مؤثري از قوانين و پيامدهاي عمومي را در بازار چند بيليون دلاري بازار فناوري نانو را شامل خواهد شد.
سازمان بين‌المللي استاندارد پيشنهاد تدوين استاندارد بين‌المللي در زمينة فناوري نانو را ارائه نموده است. اين استاندارد گسترة مؤثري از قوانين و پيامدهاي عمومي را در بازار چند بيليون دلاري بازار فناوري نانو را شامل خواهد شد.
هدايت فناوري نانو بسوي بازار، به عنوان يک زمينة اقتصادي مؤثر و رقابت ساز در گسترة وسيعي از بخشهاي صنعتي نظير داروسازي، ابزارهاي پزشکي، هوا- فضا، دفاع و تجارت عمومي، از ارزشهاي اين استاندارد خواهد بود.
«ايزو» استانداردي بين‌المللي را پيشنهاد مي‌کند به منظور:
«مساعدت مؤثر و کارا و توسعة مؤثر جهان و تجارت منطقه‌اي به منظور توليدات مبتني بر فناوري نانو. در عين حال،در همان زمان، تدوين قوانين جامعه، در حالت عمومي، با ابزارهاي مناسب و اختصاصي جهت ارزيابي ريسک و حفاظت از سلامت و محيط زيست».
«ايزو» ايجاد استانداردهاي وابسته به فناوري نانو يا در زمينه‌هاي زير پيشنهاد مي‌کند:
● طبقه‌بندي، تعريف اصطلاحات، فهرست علائم و اختصارات و معاني آن
● اندازه‌گيري و شاخص‌گذاري (شامل درجه‌بندي و تأييد صلاحيت )
● آزمايش روشها به منظور اندازه‌گيري اثرات زيست محيطي، سلامت و امنيت.
تمرکز بر طبقه‌بندي، تعريف اصطلاحات، فهرست علائم و اختصارات و معاني آن، يک ساختار عمومي را به منظور ارتباطات مؤثر در حوزه فناوري نانو جهت افراد عمومي، دانشمندان و قانون‌گذاران فراهم مي‌آورد. (نظير قوانين حقوق مؤلف و قوانين ديگر اين حوزه)
تحليل ريسک، حوزه‌هاي سلامت، محيط زيست و اثرات اجتماعي را پوشش خواهد داد. شامل، پيش‌نويسي اسناد به منظور تشخيص و تعيين آثار مترتب و همزاد با ساخت، (مثلاً قراردادهاي خارج از خانه کشور صاحب فناوري) و با استفاده از توليدات ( و سطح دسترسي توليدات) و نيز پيشنهاد آناليز «چرخه زندگي فناوري» از اهداف اين استاندارد خواهد بود.
استاندارد همچنين، تدوين استاندارد بر روي توليدات را در نظر خواهد گرفت.
«ايزو» همچنين يک مرجع اصلي و کليدي در فرآيند تصميم‌سازي و تأييد صلاحيت قوانين و توليدات فناوري‌نانو، خواهد بود. دستاوردهاي قانوني اين استاندارد به صورت زير پيش‌بيني ميشود:
● قوانين حق مالکيت (تعاريف، طبقه‌بندي ومشخص بندي موادنانوئي براي حل قوانين حق مالکيت کاملاً الزامي و اساسي است):
قوانين حق مالکيت انتظار مي‌رود که نقشي اساسي در شکل‌دهي و توسعة صنعت فناوري نانو، از ين نظر که ، مخترعان پيشتاز، بابت اختراع شان در قالب Patent، حفاظت خواهند شد.
● عمومي (نظير قابليت ادعا مبني بر اينکه مصنوعات از مواد نانوئي ساخته شده است):
استاندارد «ايزو» هم چنين محتملا مديريت زنجيره منابع، نظير قابليت اندازه‌گيري اينکه محصولات توليد شده تا چه حد مبتني بر نانو است،برعهده دارد.
پذيرش مؤثر و زود هنگام استاندارد از سوي بخش خصوصي مي‌تواند به شکل دهي منظور و محتواي استاندارد فناوري نانو، مؤثر باشد. نوشتن استاندارد « ايزو» يک پروسة وکالتي است، نه به سادگي مانورهاي تکنيکي آکادميک که در آن «بهترين» غالب است.
پذيرش مؤثر استاندارد، نه تنها محتاج درک پيامدهاي علم و فناوري است ،که، يک بنگاه گسترده، در حوزة عمومي و قانوني، قابليت توسعه و اجرايي نمودن راهبردهاي وکالتي و تاکتيک‌ها را داراست (نظير مذاکره و پيش‌نويس‌هاي کارشناسي)
نویسندگان و مترجمین :
شاهرخ رضايي
عبدالکريم مهروز
سيد فخرالدين افضلي
تصور كنيد يك ميليارد مرتبه كوچكتر شويد و بتوانيد در محيط گازي، مايع و يا جامد شنا كنيد. در اين سفر چيزهايي كه شما با آنها مواجه مي‌شويد مدنظر ما نيست، بلكه عدم پيوستگي (گسستگي) اتمها و مولكول‌هايي كه اركان طبيعت را تشكيل مي‌دهند، اهميت دارد.
بيش از 40 سال پيش بود كه ريچارد فينمن تكنولوژي‌اي را تجسم كرد كه با نهايت استفاده از جعبه ابزار طبيعت اجسام را اتم به اتم يا مولكول به مولكول مي‌ساخت. در دو دهة اخير شاهد اولين جرقه‌هاي اين تجسم بوده‌ايم و برخي نوآوري‌ها و كشفيات كليدي در اين مدت مشاهده شده‌اند، مثلاً ميكروسكوپ تونلي روبشي (Scanning Tunneling Microscope) كه مي‌تواند تصويري از يك اتم واحد به ما دهد و با مهارت آن را كنترل كند، و يا خانواده‌اي از مولكولها نظير باكي‌بال‌ها و نانوتيوپ‌هاي كربني را كه خواص منحصر به فردي _ كه در مواد بالك يافت نمي‌شود_ دارند را تصوير‌سازي كند و خواصشان را كنترل نمايد.
هم چنين مقياس‌هاي نانومتري اندازة مولكول‌هاي بيولوژيكي نظير DNA و پروتيين‌ها و مواد غيرآلي شامل نيمه‌هادي‌ها، سراميك‌ها و فلزات نانوساختاري را پوشش مي‌دهد. اين هم‌پوشاني اخيراً تشكيل مواد هيبريدي نانومتري را كه خواص و عمل كرد‌هاي منحصر به فردي دارند، امكان‌پذير ساخته است.
اگر ما تصوراتمان را گسترش دهيم، مي‌توانيم تكنولوژي‌هايي را متصور شويم كه متفاوت از تكنولوژيهاي فعلي خواهند بود. به عنوان مثال پردازش و ذخيره اطلاعات مي‌تواند بر پاية بيت‌هاي اطلاعاتي‌اي انجام گيرد كه به عنوان ذرات واحدي (الكترونها يا فوتون‌ها) تعريف شده‌اند، بنابراين تغييرات عظيمي در چگالي و مصرف برق ايجاد مي‌گردد. مراقبت‌هاي بهداشتي و بيوتكنولوژيكي مي‌توانند متكي بر اسمبلي‌هاي مولكولي نانو ساختار‌ي‌اي شوند كه دارو را در بدن ما به محل دقيق مورد نياز آن مي‌فرستند و يا تومور‌هاي سرطاني را در آغاز تكوين رديابي مي‌نمايند.
انسان مي‌تواند موتور‌ها و يخچال‌هاي بر پايه مواد ترموالكتريك نانو ساختاري را متصور شود كه نه تنها قابليت عمل كرد بالاتري از دستگاه‌هاي امروزي خواهند داشت، بلكه از نظر زيست محيطي نيز بي‌خطرتر هستند. نانو ساختار هم چنين خواص مكانيكي فلزات و سراميك‌ها را تنظيم ميكند كه اين امر مي‌تواند تاثير عظيمي بر صنايع حمل و نقل و صنايع فضايي داشته باشد. اگر تمامي اين اهداف برآورده شوند، يك پايه تكنولوژيكي جديد پديد خواهد آورد كه اثرات اجتماعي و اقتصادي اساسي خواهد داشت.
قابل توجه است كه در حال حاضر اين تكنولوژي در اغلب زمينه‌ها موجود نمي‌باشد. كليد تكنولوژي تنها در دانش آن نيست، بلكه در تركيب دانش و مهندسي مي‌باشد. بنابراين نانو مهندسي يكي از مهم‌ترين اركان موفقيت نانوتكنولوژي مي‌باشد.
نانوتكنولوژي به زبان ساده
علم و فناوري نانو ( نانو علم و نانو تكنولوژي) توانائي بدست گرفتن كنترل ماده در ابعاد نانومتري (ملكولي) و بهره برداري از خواص و پديده هاي اين بعد در مواد، ابزارها و سيستم هاي نوين است. اين تعريف ساده خود دربرگيرنده معاني زيادي است. به عنوان مثال فناوري نانو با طبيعت فرا رشته اي خود، در آينده در برگيرنده همه ي فناوريهاي امروزين خواهد بود و به جاي رقابت با فن آوري هاي موجود، مسير رشد آنها را در دست گرفته و آنها را به صورت « 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 مي شود. علم بشري اينك در آستانه چنگ اندازي به اين عرصه است، تا ساختارهائي بي نظير بسازد كه در طبيعت نيز يافت نمي شوند. فناوري نانو كاربردهاي را به منصه ظهور مي رساند كه بشر از انجام آن به كلي عاجز بوده است و پيامدهائي را در جامعه برجا مي گذارد كه بشر تصور آنها را هم نكرده است. به عنوان مثال:
o ساخت مواد بسيار سبك و محكم براي مصارف مرسوم يا نو
o ورشكستگي صنايع قديمي همچون فولاد با ورود تجاري مواد نو
o كاهش يافتن شديد تقاضا براي سوخت هاي فسيلي
o همه گير شدن ابر كامپيوترهاي بسيار قوي، كوچك و كم مصرف
o سلاحهاي سبك تر، كوچكتر، هوشمند تر، دوربردتر، ارزانتر و نامرئي تر براي رادار
o شناسائي فوري كليه خصوصيات ژنتيكي و اخلاقي و استعدادهاي ابتلا به بيماري
o ارسال دقيق دارو به آدرس هاي مورد نظر در بدن و افزايش طول عمر
o از بين بردن كامل عوامل خطرناك جنگ شيميائي و ميكروبي
o از بين بردن كامل ناچيز ترين آلاينده هاي شهري و صنعتي
o سطوح و لباسهاي هميشه تميز و هوشمند
o توليد انبوه مواد و ابزارهائي كه تا قبل از اين عملي و اقتصادي نبوده اند ،
o و بسياري از موارد غير قابل پيش بيني ديگر!
دكترDrexler در همايش جهاني نظام علمي در زمينه نانوتكنولوژي اظهار كرده است: "در جهان اطلاعات ، تكنولوژيهاي ديجيتالي كپي‌برداري را سريع، ارزان، كامل و عاري از هزينه‌بري يا پيچيدگي محتوايي نموده‌اند. حال اگر همين وضعيت در جهان ماده اتفاق بيافتد چه ميشود. هزينه توليد يك تن تري بيت تراشه‌هاي RAM تقريبا" معادل با هزينه بري ناشي از توليد همان مقدار فولاد ميشود".
دكترSmalley رئيس هيئت تحقيقاتي دانشگاه رايس و كاشف Buckyballs مي‌گويد:
" نانوتكنولوژي روند زيانبار ناشي از انقلاب صنعتي را معكوس خواهد كرد". در مقدمه مقاله نانوتكنولوژي كه توسط آقايان Peterson و Pergamit در سال 1993 نگاشته شده چنين آمده است :
" تصور كنيد قادريد با نوشيدن دارو كه در آب ميوه مورد علاقه‌تان حل شده است سرطان را معالجه كنيد . يك ابر كامپيوتر را كه به اندازه يك سلول انسان است در نظر بگيريد. يك سفينه فضايي 4 نفره كه به دور مدار زمين مي‌گردد با هزينه‌اي در حدود يك خودروي خانوادگي تجسم كنيد" .
موارد فوق، فقط تعداد محدودي از محصولات انتظار رفته از نانوتكنولوژي هستند. انسان در معرض يك انقلاب اجتماعي تسريع شده و قدرتمند است كه ناشي از علم نانوتكنولوژي است. در آينده نزديك گروهي از دانشمندان قادر به ساخت اولين آدم آهني با مقياس نانومتري مي‌گردند كه قادر به همانندسازي است. طي چند سال با توليد پنج ميليارد تريليون نانوروبات ، تقريبا" تمامي فرايندهاي صنعتي و نيروي كار كنوني از رده خارج خواهند شد. كالاهاي مصرفي به وفور يافت‌شده ، ارزان، شيك و با دوام خواهند شد. دارو يك جهش سريع و كوانتومي را به جلو تجربه خواهد نمود. سفرهاي فضايي و همانندسازي امن و مقرون به صرفه خواهند شد. به اين دلايل و دلایلي ديگر، سبك هاي زندگي روزمره در جهان بطور زيربنايي متحول خواهد شد و الگوي رفتاري انسانها تحت‌الشعاع اين روند قرار خواهد گرفت.
سه فناوري تسخيركننده
در كوچكترين سلول انساني همه اطلاعات مربوط به يك موجود زنده از قبيل رنگ مو، رشد استخوان و عصب ها وجود دارد. حتي در قسمت بسيار كوچكي از سلول به نام DNA كه شامل حدوداً پنجاه اتم مي باشد همه اين اطلاعات ذخيره مي گردد ( نه تنها سطح يا به عبارتي تعداد اتم ها بلكه نحوه قرار گرفتن اين زنجيره ها در ذخيره سازي اطلاعات زيستي اهميت دارد). شايد يكي از علل هم گرائي اين فناوري و فناوري اطلاعات وجود همين مسائل مشترك اين سه فناوري است.
ابزارهاي جديد براي كارهاي ظريف
اشاره مي‌كنند. عليرغم تازه واردگي به عرصه تحليل دستگاهي، استفاده از ميكروسكوپي تونل‌زني اسكن‌كننده STM (Scanning tunneling microscope STM : وسيله‌اي براي تهيه تصوير از اتمهاي روي سطوح مواد، كه نقش مهمي در درك توپوگرافي و خواص الكتريكي مواد و رفتار قطعات ميكروالكترونيكي دارند. STM بر خلاف يك ميكروسكوپ نوري، براي تهيه تصوير نيروهاي الكتريكي را با يك پروب نازك‌شده به حد تيزي يك اتم آشكار ميكند. پروب سطح را جاروب كرده، بي‌نظمي‌هاي الكتريكي حاصل از پوسته‌هاي الكتروني يا ابرالكتروني پيرامون اتمها را به كمك يك كامپيوتر به تصوير مبدل ميكند. به دليل يك اثر مكانيك كوانتومي موسوم به «تونل‌زني»، الكترونها مي‌توانند به سادگي از تيرك به سطح و بالعكس بجهند. درجه وضوح تصاوير در حدود nm1 يا كمتر است. از STM مي‌توان براي جابجايي تك به تك اتمها و تهيه نقشه‌هاي پروضوح از سطوح مادي استفاده كرد.) ، ميكروسكوپي نيروي اتمي (AFM) و ديگر تكنيكهاي مشتق‌شده از اين دو مورد اصلي در بسياري از آزمايشگاهها ، به دليل حجم زياد اطلاعاتي كه از مقياس نانومتر به دست مي دهند، متداول و حتي گريزناپذير شده است. ريچارد فينمن طي يك سخنراني در همايش جامعه فيزيك آمريكا در 1959 در مؤسسه تكنولوژي كاليفرنيا كه بعد در آنجا استاد فيزيك شد ايده‌هايي بنيادي در زمينه كوچك‌سازي نوشتجات، مدارها و ماشين‌ها ايراد كرد : " آنچه من مي‌خواهم به شما بگويم، مسئله دستكاري و كنترل اشياء در مقياس كوچك است. ترديدي وجود ندارد كه در نوك يك سوزن آنقدر جا هست كه بتوان تمام دايرهالمعارف بريتانيكا را جا داد." فينمن براي به تفكر واداشتن محققين و تاكيد نمودن بر عقيده‌اش مبني بر امكان فيزيكي چنين معجزه‌اي ، جايزه‌هايي 1000 دلاري براي اولين افرادي كه به اهداف مشخص شده اي در كوچك‌سازي كتابها و موتورهاي الكتريكي دست يابند تعيين كرد. فينمن تاكيد كرد : " من در حال خلق ضد جاذبه نيستم كه به فرض روزي اگر قوانين (فيزيك) آنچه ما مي‌پنداريم، نبودند عملي شود. من صحبت از چيزي مي‌كنم اگر قوانين آنچه ما مي‌پنداريم باشند، عملي خواهد بود. ما به آن دست پيدا نكرده‌ايم چون خيلي ساده هنوز درصدد انجام آن نبوده‌ايم."
وضعيت جهاني
و امّا بطور كلي و خلاصه اين كه:
o نانوتكنولوژي مطالعه ذرات در مقياس اتمي براي كنترل آنهاست. هدف اصلي اكثر تحقيقات نانوتكنولوژي شكل‌دهي تركيبات جديد يا ايجاد تغييراتي در مواد موجود است. نانوتكنولوژي در الكترونيك، زيست‌شناسي، ژنتيك، هوانوردي و حتي در مطالعات انرژي بكار برده مي شود.
o چرا " Nano"؟
o nano كلمه‌اي يوناني به معني كوچك است و براي تعيين مقدار يك ميليارديم يا 9- 10 يك كميت استفاده ميشود. چون يك اتم تقريباً" 10 نانومتر است، اين اصلاح براي مطالعه عمومي روي ذرات اتمي و مولكولي بكاربرده ميشود.
o تفاوت بين نانوعلم و نانوتكنولوژي چيست؟
o نانو علم صرفا" تحقيق است ولي نانوتكنولوژي كاربرد تحقيقات براي حل مسایل و ساخت مواد جديد است.
o نانوتكنولوژي از كجا آمده است؟
o براي اولين بار ريچارد فينمن برنده جايزه نوبل فيزيك پتانسيل نانوعلم را در يك سخنراني تكان‌دهنده با نام " درپايين اتاقهاي زيادي وجود دارد"، مطرح كرد . فينمن اصرار داشت، كه دانشمندان ساخت وسائلي را،كه براي كار در مقياس اتمي لازم است، شروع كنند. اين موضوع مسكوت ماند، تا اين كه اريك دركسلر (دانشجوي تحصيلات تكميليMIT) نداي فينمن را شنيد و يك قالب‌كاري 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 توليدانبوه مولكولي ايجاد ميكند" آن را ارائه داد. دركسلر آن را با كتابي بنام " موتورهاي خلقت" دنبال كرد و توسعه مفهوم نانوتكنولوژي را همانند يك كوشش علمي ادامه داد. اولين نشانه هاي ثبت‌شده از اين مفهوم نانوتكنولوژي تغيير مكان دادن اشيا مولكولي، در سال 1989 بود، موقعي كه دانشمندي در مركز تحقيقات آلمادنIBM اتمهاي منفردگزنون را روي صفحه نيكل حركت داد، تا نام IBM را روي سطح نيكل نقش كند.
o آيا نانوتكنولوژي خيالي‌تر از علم است؟
o از موقعي كه اولين مقاله در دهه گذشته منتشر شد، از نانوتكنولوژي همانند چوبدست سحرآميزي براي ساخت كودكان طراح تا ماشينهاي توليد اكسيژن براي استعمار كره مريخ، تصور مي‌شد. هيجانات از واقعيات جلوتر بود، اما پيشرفت واقعي با مسائلي پيش‌پا افتاده شروع شد.چند سال پيش محققين در دانشگاههاي كاليفرنيا، رايس وMIT موفق به ساخت نانوذراتي شدند، كه به دانشمندان كمك مي‌كردند. تعدادي از اساتيد اين دانشگاهها شركتهايي تأسيس كردند، كه وسايل موردنياز براي تحقيقات مقياس نانو را مي‌ساختند. اكنون آنها به شدت دنبال حفاظت كارهايشان از طريق ثبت اختراع هستند، تا زمينه توليد فرايندهايشان را فراهم كنند. كاربردهاي علمي نانوعلم هنوز كم است. اما مقداري از توليدات اوليه اكنون وارد بازار ميشوند.
o كارهاي علمي انجام‌شده بوسيله نانوتكنولوژي چيست؟
o بيشترين كار علمي روي ايجاد تغييراتي در مواد شيميايي يا نقشه‌برداري از تركيبات زيستي، مانند DNA و سلولهاي سرطاني است. بعضي ازاولين محصولات تجاري، بهبود توليدات شيميايي كنوني يا روشهاي پزشكي است.
مهندسي نانو
برعكس، نانوتكنولوژي از ساختارهايي استفاده ميكند كه اندازه‌شان 1 تا 100 نانومتر مي‌باشد. مشخص است كه روش ‘‘ از بالا به پايين ’’ ليتوگرافي نوري بخشي از جواب است، زيرا كه در ارتباط با محدودة بالايي اين محدوده كوچك مي‌باشد. اما شخص بايد تكنيكهاي ‘‘ از پايين به بالاي’’ خود اسمبلي را توسعه دهد كه در محدودة 1 تا 100 نانومتر بگنجند و در هم‌پوشاني با روشهاي ‘‘ از بالا به پايين ’’ باشند. اما خود اسمبلي بايد كد گذاري شود، يعني شخص بايد قادر باشد كه يك شي را در كنار ديگري اسمبل نمايد تا به يك الگوي طراحي شده برسد.
چگونه انسان بايد خود اسمبلي را كد گذاري نمايد؟ اين مساله خيلي پيچيده نيست. به عنوان مثال در زيست‌شناسي، توليد پروتيين‌ها با تعريف كد DNA در يك اسمبلي دقيق از آمينواسيدها طي يك سري واكنشهاي آنزيمي انجام مي‌گيرد. رشد كريستال‌هاي غيرآلي در جهات خاص و با الگو‌هاي معين نيز يك گونه از اسمبلي كد گذاري شده اتمها است، البته نه با آن دقتي كه در زيست شناسي است.
توليد نياز به شخصي دارد كه خود اسمبلي كد گذاري شدة نانو ساختار‌ها را با استفاده از ليتوگرافي نوري اداره نمايد و در نتيجه تشكيل يك تكنيك توليد هيبريدي دهد. تكنيكهاي جديد بسياري براي اين هدف توسعه يافته‌اند، اما هنوز هيچ يك را نمي‌توان يك تكنولوژي ناميد و كارهاي بسياري راجع به آن باقي مانده است.
شخص ممكن است بپرسد: نانوساختار چه مزايايي براي سيستم دارد؟ در مقياس نانو چه چيز منحصر به فردي وجود دارد؟ بياييد با ذكر چند مثال به اين مساله بپردازيم.
قابليت تبديل انرژي به انواع مختلف آن نظير: حرارتي، مكانيكي، الكتريكي، نوري و شيميايي، با راندمان بالا قسمت مهمي از هر زير ساختار يك جامعه مدرن است. اهميت مصرف انرژي ايجاب ميكند كه حتي بهبود‌هاي ناچيز در راندمان تبديل و روشهاي تبديل بتواند تاثير بسياري بر اقتصاد، ذخاير انرژي و محيط زيست بگذارد.
اخيراً توسط يك گروه تحقيقاتي در دانشگاه MIT نشان داده شده است كه اگر مواد ترموالكتريكي نظير آلياژ‌هاي بيسموت ساختار نانو بيابند، بازداشت‌هاي كوانتمي الكترونها و فونون‌ها امكان تنظيم خواص حرارتي، الكتريكي و ترموالكتريكي آنها را طوري مي‌دهد كه درجه شايستگي آنها به نحوه شگفت‌انگيزي افزايش يابد.
اين بدان معني است كه شخص قادر خواهد بود دستگاه‌هاي تبديل انرژي را با قابليت عملكرد بهتري نسبت به موتورهاي احتراقي و يخچال‌هاي فشرده‌ساز بخار طراحي كند و بسازد. اگر چه تا حدودي به انتقال الكترون در اين نانوساختارها پي برده‌اند، ولي درك گرماي انتقال هنوز در تنگنا قرار دارد.
نانوتكنولوژي چيست؟
يك نانومتر چقدر است؟
امكان مهندسي در مقياس مولكولي براي اولين بار توسط ريچارد فاينمن (R.Feynnman)، برنده جايزه نوبل فيزيك، مطرح شد. فين من طي يك سخنراني در انستيتو تكنولوژي كاليفرنيا در سال 1959 اشاره كرد كه اصول و مباني فيزيك امكان ساخت اتم به اتم چيز ها را رد نمي كند. وي اظهار داشت كه مي توان با استفاده از ماشين هاي كوچك ماشين هايي به مراتب كوچك تر ساخت و سپس اين كاهش ابعاد را تا سطح خود اتم ادامه داد. همين عبارت هاي افسانه وار فاينمن من راهگشاي يكي از جذاب ترين زمينه هاي نانو تكنولوژي يعني ساخت روبوت هايي در مقياس نانو شد. در واقع تصور در اختيار داشتن لشكري از نانوماشين هايي در ابعاد ميكروب كه هر كدام تحت فرمان يك پردازنده مركزي هستند ، هر دانشمندي را به وجد مي آورد. در روياي دانشمنداني مثل جي استورس هال (J.Storrs Hall) و اريك دركسلر (E.Drexler) اين روبوت ها يا ماشين هاي مونتاژكن كوچك تحت فرمان پردازنده مركزي به هر شكل دلخواهي درمي آيند. شايد در آينده اي نه چندان دور بتوانيد به كمك اجراي برنامه اي در كامپيوتر، تختخوابتان را تبديل به اتومبيل كنيد و با آن به محل كارتان برويد.
چرا اين مقياس طول اينقدر مهم است؟
ساختارهايي در مقياس نانو مانند نانوذرات و نانولايه ها داراي نسبت سطح به حجم بالايي هستند كه آنها را براي استفاده در مواد كامپوزيت، واكنشهاي شيميايي، تهيه دارو و ذخيرة انرژي ايده ال مي سازد. سراميك هاي نانوساختاري غالباً سخت تر و غيرشكننده تر از مشابه مقياس ميكروني خود هستند. كاتاليزورهاي مقياس نانو راندمان واكنشهاي شيميايي و احتراق را افزايش داده و به ميزان چشمگيري از مواد زائد و آلودگي آن كم مي كنند. وسايل الكترونيكي جديد، مدارهاي كوچكتر و سريعتر و … با مصرف خيلي كمتر مي توانند با كنترل واكنش ها در نانوساختار بطور همزمان بدست آيند. اينها تنها اندكي از فوايد و مزاياي تهيه مواد در مقياس نانومتر است.
منافع نانوتكنولوژي چيست؟
قابليتهاي محتمل تكنيكي نانوتكنولوژي عبارتند از :
1- محصولات خوداسمبل
2- كامپيوترهايي با سرعت ميلياردها برابر كامپيوترهاي امروزي
3- اختراعات بسيار جديد ( كه امروزه ناممكن است)
4- سفرهاي فضايي امن و مقرون به صرفه
5- نانوتكنولوژي پزشكي كه درواقع باعث ختم تقريبي بيماريها، سالخوردگي و مرگ و مير خواهد شد.
6- دستيابي به تحصيلات عالي براي همه بچه‌هاي دنيا
7- احياء و سازماندهي اراضي
8- ...
كامپيوترها اطلاعات را تقريبا" بدون صرف هيچ هزينه اي باز توليد مي‌نمايند. اقداماتي در دست اجراست تا دستگاههايي ساخته شوند كه تقريبا" بدون هزينه - شبيه عمل بيت ها در كامپيوتر - اتمها را به صورت مجزا بهم اضافه كنند ( كنار هم قرار دهند). اين امر ساختن اتوماتيك محصولات را بدون نيروي كار سنتي همانند عمل كپي در ماشين هاي زيراكس ميسر مي كند. صنعت الكترونيك با روند كوچك سازي احياء مي گردد وكار در ابعاد كوچكتر منجر به ساخت ابزاري ميشود كه قادر به دستكاري اتمهاي منفرد مثل پروتئين ها در سيب زميني و همانندسازي اتمهاي خاك، هوا و آب از خودشان مي گردد.
پيوند علم مواد ، شيمي و علوم مهندسي كه نانوتكنولوژي ناميده ميشود عرصه اي را بوجود مي آورد كه ماشين آلات خود تكثيركننده و محصولات خود اسمبل از اتمهاي اوليه ارزان ساخته شوند.
نانوتكنولوژي توليد مولكولي يا به زبان ساده‌تر ، ساخت اشياء اتم به اتم، مولكول به مولكول توسط بازوهاي روبات برنامه‌ريزي شده در مقياس نانومتريك است و نانومتر يك ميلياردم متر است ( پهناي معادل با 3 تا 4 اتم). نانوتكنولوژي ساخت ابزارهاي نوين مولكولي منحصر به فرد با بكارگيري خواص شيميايي كاملا" شناخته شده اتمها و مولكولها ( نحوه پيوند آنها به يكديگر) را ارائه مي‌دهد. مهارت مطرحه در اين تكنولوژي دستكاري اتمها بطور جداگانه و جاي دادن دقيق آنان در مكاني است كه براي رسيدن به ساختار دلخواه و ايده‌آل مورد نياز مي باشد. اين قابليت تقريبا" حاصل شده است.
بازده پيش‌بيني شده از تسلط بر اين تكنولوژي بسيار فراتر از موفقيتهايي است كه تاكنون انسان بدانها نائل شده است.
قابليتهاي محتمل تكنيكي نانوتكنولوژي عبارتند از :
1- محصولات خوداسمبل
2- كامپيوترهايي با سرعت ميلياردها برابر كامپيوترهاي امروزي
3- اختراعات بسيار جديد ( كه امروزه ناممكن است)
4- سفرهاي فضايي امن و مقرون به صرفه
5- نانوتكنولوژي پزشكي كه درواقع باعث ختم تقريبي بيماريها، سالخوردگي و مرگ و مير خواهد شد.
6- دستيابي به تحصيلات عالي براي همه بچه‌هاي دنيا
7- احياي مجدد بسياري از حيوانات و گياهان منقرض‌شده
8- احياء و سازماندهي اراضي
دكترDrexler در همايش جهاني نظام علمي در زمينه نانوتكنولوژي اظهار كرده است:
“در جهان اطلاعات ، تكنولوژيهاي ديجيتالي كپي‌برداري را سريع، ارزان، كامل و عاري از هزينه‌بري يا پيچيدگي محتوايي نموده‌اند. حال اگر همين وضعيت در جهان ماده اتفاق بيافتد چه ميشود. هزينه توليد يك تن تري بيت تراشه‌هاي RAM تقريبا" معادل با هزينه بري ناشي از توليد همان مقدار فولاد ميشود”. دكترSmalley رئيس هيئت تحقيقاتي دانشگاه رايس و كاشف Buckyballs مي‌گويد:
" نانوتكنولوژي روند زيانبار ناشي از انقلاب صنعتي را معكوس خواهد كرد".
در مقدمه مقاله نانوتكنولوژي كه توسط آقايان Peterson و Pergamit در سال 1993 نگاشته شده چنين آمده است :
" تصور كنيد قادريد با نوشيدن دارو كه در آب ميوه مورد علاقه‌تان حل شده است سرطان را معالجه كنيد . يك ابر كامپيوتر را كه به اندازه يك سلول انسان است در نظر بگيريد. يك سفينه فضايي 4 نفره كه به دور مدار زمين مي‌گردد با هزينه‌اي در حدود يك خودروي خانوادگي تجسم كنيد" .
موارد فوق، فقط تعداد محدودي از محصولات انتظار رفته از نانوتكنولوژي هستند. انسان در معرض يك انقلاب اجتماعي تسريع شده و قدرتمند است كه ناشي از علم نانوتكنولوژي است. در آينده نزديك گروهي از دانشمندان قادر به ساخت اولين آدم آهني با مقياس نانومتري مي‌گردند كه قادر به همانندسازي است. طي چند سال با توليد پنج ميليارد تريليون نانوروبات ، تقريبا" تمامي فرايندهاي صنعتي و نيروي كار كنوني از رده خارج خواهند شد. كالاهاي مصرفي به وفور يافت‌شده ، ارزان، شيك و با دوام خواهند شد. دارو يك جهش سريع و كوانتومي را به جلو تجربه خواهد نمود. سفرهاي فضايي و همانندسازي امن و مقرون به صرفه خواهند شد. به اين دلايل و دلائلي ديگر، سبكهاي زندگي روزمره در جهان بطور زيربنايي متحول خواهد شد و الگوي رفتاري انسانها تحت‌الشعاع اين روند قرار خواهد گرفت.
تاريخچه فناوري نانو
با تحقيقات و آزمايش‌هاي بسيار، دانشمندان تاکنون 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 ليکرگوس 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 انعکاس يافته از آن سبز است ولي اگر نوري از درون آن بتابد، به رنگ قرمز ديده ميشود. آناليز اين شيشه حکايت از وجود مقادير بسيار اندکي از بلورهاي فلزي ريز700 (nm) دارد ، که حاوي نقره و طلا با نسبت مولي تقريبا 14 به 1 است حضور اين نانوبلورها باعث رنگ ويژه جام ليکرگوس گذشته 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 يک مهماني شام كه توسط انجمن فيزيک 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 نانوراپيش‌بینی نمود.
برخي از رويدادهاي مهم تاريخي در شکل گيري فناوري و علوم نانو
تاريخ | رويدادهاي مهم در زمينه فناوري نانو |
1857 | مايکل فارادي محلول کلوئيدي طلا را کشف کرد |
1905 | تشريح رفتار محلول‌هاي کلوئيدي توسط آلبرت انيشتين |
1932 | ايجاد لايه‌هاي اتمي به ضخامت يک مولکول توسط لنگموير (Langmuir) |
1959 | فاينمن ايده "فضاي زياد در سطوح پايين" را براي کار با مواد در مقياس نانو مطرح کرد |
1974 | براي اولين بار واژه فناوري نانو توسط نوريو تانيگوچي بر زبانها جاري شد |
1981 | IBMدستگاهي اختراع کرد که به کمک آن مي‌توان اتمها را تک تک جا‌به‌جا کرد. |
1985 | کشف ساختار جديدي از کربن C60 |
1990 | شرکت IBMتوانايي کنترل نحوه قرارگيري اتمها را نمايش گذاشت |
1991 | کشف نانو لوله‌هاي کربني |
1993 | توليد اولين نقاط کوانتومي با کيفيت بالا |
1997 | ساخت اولين نانو ترانزيستور |
2000 | ساخت اولين موتور DNA |
2001 | ساخت يک 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 |
آینده زیر سایه نانو
تولید نانو تیوب های كربنی (ساختارهای لوله ای كربنی) ماده ای در اختیار بشر قرار داد كه رساناتر از مس، مقاوم تر از فولاد و سبك تر از آلومینیوم است. هم چنین با استفاده از نانو ذرات می توان سطوح خود تیزشونده یا همیشه تمیز ساخت و ربایش مغناطیسی را چندین برابر كرد. لاستیك های با عمر بالای ۱۰ سال و دارورسانی به تك سلول های آسیب دیده در بدن از توانایی هایی است كه بشر به مدد نانوفناوری به آن دست یافته است.
اگر بپذیریم كه نانو فناوری توانمندی تولید مواد، ابزارها و سیستم های جدید، با در دست گرفتن كنترل در سطوح اتمی و مولكولی و استفاده از خواص آن سطوح است آنگاه درخواهیم یافت كه كاربردهای این فناوری در حوزه های مختلف اعم از غذا، دارو، تشخیص پزشكی، فناوری زیستی ، الكترونیك، كامپیوتر، ارتباطات، حمل و نقل، انرژی ، محیط زیست و امنیت ملی خواهد بود به گونه ای كه به زحمت می توان عرصه ای را كه از آن تأثیر نپذیرد معرفی كرد.
هرچند آزمایش ها و تحقیقات پیرامون نانو تكنولوژی از ابتدای دهه ۸۰ قرن بیستم به طور جدی پیگیری شد، اما اثرات تحول آفرین و باورنكردنی نانوفناوری در روند تحقیق و توسعه باعث گردید كه نظر همگی كشورهای بزرگ به این موضوع جلب گردد و فناوری نانو را به عنوان یكی از مهم ترین اولویت های تحقیقاتی خویش طی دهه اول قرن بیست و یكم محسوب كنند.
لذا محققان ، اساتید و صنعتگران ایرانی نیز باید در بسیجی همگانی، جایگاه و وضعیت خویش را درباره این موضوع مشخص كنند و با یك برنامه ریزی علمی و كارشناسانه به حضوری فعال و حتی رقابتی دراین جایگاه ابراز وجود كنند.
زیرا بسیاری از صاحب نظران و محققان، نانوفناوری را مساوی آینده دانسته اند به عبارت دیگر می توان گفت، اولویت كشور، هر صنعت و فناوری كه باشد بدون تسلط بر ابعادنانو، در دنیای جدید نمی توان در آن صنعت و فناوری حرفی در دنیا زد. ماهیت فرارشته ای علوم و فناوری نانو به عنوان توانمندی تولیدمواد، ابزارها و سیستم های جدید با دقت اتم و مولكول، موجب كاربردهای بسیار زیادی در عرصه های مختلف علمی و صنعتی شده است. برای مثال در بخش پزشكی و بهداشت از زمینه های كاری بسیار مهم نانوفناوری، سیستم توزیع دارو درداخل بدن است .
مصرف دارو در حال حاضر به صورت حجمی است در حالی كه سلول های خاصی از بدن نیازمند آن هستند ، در روش جدید دارو با وسایل تزریق متفاوت با امروزه، به صورت مستقیم به سمت سلول های مشخص جهت گیری شد و دارو به محل نیاز تحویل داده می شود. از نظر دفاعی نیز این فناوری برای كشورها هم فرصت و هم تهدید است. به لحاظ كاربردهای زیاد این فناوری گرایش زیادی در بخش دفاعی كشورها به تحقیق و توسعه صورت گرفته است.
این كاربردها از لباس های مانع خطر تا پرنده های بسیار كوچك تجهیزات اطلاعاتی و بسیاری موارد دیگر است كه هم اكنون با حمایت وزارتخانه های دفاع كشورهایی چون آمریكا ، ژاپن و برخی كشورهای اروپایی به صورت طرح های تحقیقاتی در حال انجام هستند. نانوفناوری، تغییر بنیانی مسیری است كه در آینده موجب ساخت مواد جدیدخواهد شد و انقلابی در مواد ایجادخواهد كرد كه محققان قادر به ساخت موادی خواهند شد كه در طبیعت نبوده و شیمی مرسوم نیز قادر به ایجادشان نیست.
برخی از مزایای مواد نانوساختار، عبارت است از مواد سبك تر، قوی تر، قابل برنامه ریزی، كاهش هزینه عمر كاری از طریق كاهش دفعات نقص فنی ابزارهایی نوین برپایه اصول و معماری جدید، صنعت خودرو و لوازم خانگی بااستفاده از این فناوری جدید در درازمدت می توان تومورهای مغزی را به درستی تشخیص داد و نیز بدون آسیب زدن به بافت های سالم و با استفاده از پرتو درمانی این بیماری را بهبود بخشید، نانو كپسول های تولیدی با استفاده از فناوری نانو، دارای موادی مانند ویتامین A، رتینول و بتاكاروتن خواهد بود كه باید به لایه های عمقی پوست منتقل شوند تا بیشترین خواص ضدپیری و سایر خواص دارویی خود را بروز دهند.
با كارگذاری نانو ذرات فعال نوری در داخل گلبول های سفید خون موفق به شناسایی سلول های آسیب دیده خواهیم شد. در زمینه انرژی می تواند به طور قابل ملاحظه ای كارآیی ، ذخیره سازی و تولید انرژی را تحت تأثیر قرار داده و مصرف انرژی را پایین بیاورد. به عنوان مثال شركت های موادشیمیایی، موادپلیمری تقویت شده را ساخته اند كه می تواند جایگزین اجزای فلزی بدنه اتومبیل ها شود. استفاده گسترده از این نانوكامپوزیت ها می تواند سالیانه ۱/۵ میلیاردلیتر صرفه جویی مصرف بنزین به همراه داشته باشد.
چندمحصول تجاری شده با استفاده از فناوری نانو
1) پارچه های ضدچروك و ضدلكه
2) محافظت پوست، با قابلیت نفوذ عمیق
3) عینك های آفتابی با كیفیت بالا
4) نانو جوراب
به تازگی جوراب هایی از جنس كتان كه به وسیله نانو ذرات نقره، بهبود یافته اند به وسیله شركت سول، وارد بازار شده است كه این ذرات نقره از رشد باكتری ها و قارچ ها جلوگیری كرده و بدین وسیله از چرب شدن و بدبوشدن پا جلوگیری می كنند.
5) كرم های ضدآفتاب
چه انتظاری باید از نانوتکنولوﮋی داشت؟!
انتظار می رود که مقیاس نانومتر به یک مقیاس با کارایی بالا و ویژگیهای منحصربفرد ، طوری ساخته خواهند شد که روش شیمی سنتی ﭘاسخگوی این امر نمی تواند باشد .
• نانوتکنولوﮋی می تواند باعث گسترش فروش سالانه 300 میلیارد دلار برای صنعت نیمه هادیها و 900 میلیون دلار برای مدارهای مجتمع ، طی 10 تا 15 سال آینده شود .
• نانوتکنولوﮋی ، مراقبتهای بهداشتی ، طول عمر ، کیفیت و تواناییهای جسمی بشر را افزایش خواهد داد .
• تقریبا نیمی از محصولات دارویی در 10 تا 15 سال آینده متکی به نانوتکنولوﮋی خواهد بود که این امر ، خود 180 میلیارد دلار نقدینگی را به گردش درخواهد آورد .
• کاتالیستهای نانوساختاری در صنایع ﭘتروشیمی دارای کاربردهای فراوانی هستند که ﭘیش بینی شده است این دانش ، سالانه 100 میلیارد دلار را طی 10 تا 15 سال آینده تحت تاثیر قرار دهد .
• نانوتکنولوﮋی موجب توسعه محصولات کشاورزی برای یک جمعیت عظیم خواهد شد و راههای اقتصادی تری را برای تصویه و نمک زدایی آب و بهینه سازی راههای استفاده از منابع انرﮋیهای تجدید پذیر همچون انرﮋی خورشیدی اراﺌه نماید . بطور مثال استفاده از یک نوع انباره جریان گذرا با الکترودهای نانولوله کربنی که اخیرا آزمایش گردید ، نشان داد که این روش 10 بار کمتر از روش اسمز معکوس ، آب دریا را نمک زدایی می کند .
• انتظار می رود که نانوتکنولوﮋی نیاز بشر را به مواد کمیاب کمتر کرده و با کاستن آلاینده ها، محیط زیستی سالمتر را فراهم کند . برای مثال مطالعات نشان می دهد در طی 10 تا 15 سال آینده ، روشنایی حاصل از ﭘیشرفت نانوتکنولوﮋی ،مصرف جهانی انرﮋی را تا 10 درصد کاهش داده ، باعث صرفه جویی سالانه 100 میلیارد دلار و همچنین کاهش آلودگی هوا به میزان 200 میلیون تن کربن شود.
در چند سال گذشته بازار چند میلیارد دلاری بر ﭘایه نانوتکنولوﮋی گسترش یافته اند. برای مثال در ایالات متحده، IBM برای هد دیسکهای سخت، یک سری حسگرهای مغناطیسی را ابداع کرده است. Eastern Kodak و 3M تکنولوﮋی ساخت فیلمهای نازک نانو ساختاری را به وجود آورده اند . شرکت Mobil کاتالیستهای نانو ساختاری را برای دستگاههای شیمیایی تولید کرده است و شرکت Merck ، داروهای نانوذره ای را عرضه کرده است. تویوتا در ژاپن مواد ﭘلیمری تقویت شده نانوذره ای را برای خودروها و Samsung Electronics در کره ، در حال کار بر روی سطح صفحات نمایش توسط نانولوله های کربنی هستند . بشر درست در ابتدای مسیر قرار دارد و فقط چندین محصول تجاری از نانوساختارهای یک بعدی بهره می گیرند ( نانو ذرات، نانو لوله ها، نانو لایه و سوﭘر لاستیکها ). نظریات جدید و روشهای مقرون به صرفه تولید نانوساختارهای دو و سه بعدی از موضوعات مورد بررسی آینده می باشند.
دنیای نانو
همه جانداران از سلول های ريزی تشكيل شده اند كه خود آنها نيز از واحدهای ساختمانی كوچك تر در حد نانومتر (يك ميلياردم متر) نظير پروتئين ها، ليپيدها و اسيدهای نوكلئيك تشكيل شده اند. از اين رو، شايد بتوان گفت كه نانوتكنولوژی به نحوی در عرصه های مختلف زيست شناسی حضور دارد. اما اصطلاح قراردادی «نانوتكنولوژی» به طور معمول برای تركيبات مصنوعی استفاده می شود كه از نيمه رساناها، فلزات، پلاستيك ها يا شيشه ساخته شده اند. نانوتكنولوژی از ساختارهايی غيرآلی بهره می گيرد كه از بلورهای بسيار ريزی در حد نانومتر تشكيل شده اند و كاربردهای وسيعی در زمينه تحقيقات پزشكی، رساندن داروها به سلول ها، تشخيص بيماری ها و شايد هم درمان آنها پيدا كرده اند.
در برخی محافل نگرانی های شديدی در مورد جنبه منفی اين فناوری به وجود آمده است؛ آيا اين نانوماشين ها نمی توانند از كنترل خارج شده و كل جهان زنده را نابود كنند؟
با وجود اين به نظر می رسد فوايد اين فناوری بيش از آن چيزی باشد كه تصور می رود. برای مثال، می توان با بهره گيری از نانوتكنولوژی وسايل آزمايشگاهی جديدی ساخت و از آنها در كشف داروهای جديد و تشخيص ژن های فعال تحت شرايط گوناگون در سلول ها، استفاده كرد. به علاوه، نانوابزارها می توانند در تشخيص سريع بيماری ها و نقص های ژنتيكی نقش ايفا كنند.
طبيعت نمونه زيبايی از سودمندی بلورهای غيرآلی را در دنيای جانداران ارائه می كند. باكتری های مغناطيسی، جاندارانی هستند كه تحت تاثير ميدان مغناطيسی زمين قرار می گيرند. اين باكتری ها فقط در عمق خاصی از آب يا گل ولای كف آن رشد می كنند. اكسيژن در بالای اين عمق بيش از حد مورد نياز و در پايين آن بيش از حد كم است. باكتری ای كه از اين سطح خارج می شود بايد توانايی شنا كردن و برگشت به اين سطح را داشته باشد. از اين رو، اين باكتری ها مانند بسياری از خويشاوندان خود برای جابه جا شدن از يك دم شلاق مانند استفاده می كنند. درون اين باكتری ها زنجيره ای با حدود 20 بلور مغناطيسی وجود دارد كه هر كدام بين 35 تا 120 نانومتر قطر دارند. اين بلورها در مجموع يك قطب نمای كوچك را تشكيل می دهند. يك باكتری مغناطيسی می تواند در امتداد ميدان مغناطيسی زمين قرار گيرد و مطابق با آن بالا يا پايين برود تا مقصد مورد نظرش را پيدا كند.
اين قطب نما اعجاز مهندسی طبيعت در مقياس نانو است. اندازه بلورها نيز مهم است. هر چه ذره مغناطيسی بزرگ تر باشد، خاصيت مغناطيسی اش مدت بيشتری حفظ می شود. اما اگر اين ذره بيش از حد بزرگ شود خود به خود به دو بخش مغناطيسی مجزا تقسيم می شود كه خاصيت مغناطيسی آنها در جهت عكس يكديگرند. چنين بلوری خاصيت مغناطيسی كمی دارد و نمی تواند عقربه كارآمدی برای قطب نما باشد. باكتری های مغناطيسی قطب نماهای خود را فقط از بلورهايی با اندازه مناسب می سازند تا از آنها برای بقای خود استفاده كنند. جالب است كه وقتی انسان برای ذخيره اطلاعات روی ديسك سخت محيط هايی را طراحی می كند دقيقا از اين راهكار باكتری ها پيروی می كند و از بلورهای مغناطيسی در حد نانو و با اندازه ای مناسب استفاده می كند تا هم پايدار باشند و هم كارآمد.
محققان در تلاش هستند تا از ذرات مغناطيسی در مقياس نانو برای تشخيص عوامل بيماری زا استفاده كنند. روش اين محققان نيز مانند بسياری از مهارت هايی كه امروزه به كار می رود به آنتی بادی های مناسبی نياز دارد كه به اين عوامل متصل می شوند. ذرات مغناطيسی مانند برچسب به مولكول های آنتی بادی متصل می شوند. اگر در يك نمونه، عامل بيماری زای خاصی مانند ويروس مولد ايدز مد نظر باشد، آنتی بادی های ويژه اين ويروس كه خود به ذرات مغناطيسی متصل هستند به آنها می چسبند. برای جدا كردن آنتی بادی های متصل نشده، نمونه را شست وشو می دهند. اگر ويروس ايدز در نمونه وجود داشته باشد، ذرات مغناطيسی آنتی بادی های متصل شده به ويروس، ميدان های مغناطيسی توليد می كنند كه توسط دستگاه حساسی تشخيص داده می شود. حساسيت اين مهارت آزمايشگاهی از روش های استاندارد موجود بهتر است و به زودی اصلاحات پيش بينی شده، حساسيت را تا چند صد برابر تقويت خواهد كرد.
دنيای پيشرفته الكترونيك پر از مواد پخش كننده نور است. برای نمونه هر CDخوان، CD را با استفاده از نوری می خواند كه از يك ديود ليزری می آيد. اين ديود از يك نيمه رسانای غيرآلی ساخته شده است. هر تصوير، قسمت كوچكی از يك CD به اندازه يك مولكول پروتئين (در حد نانومتر) را می كند. در نتيجه اين عمل يك نانو بلور نيمه رسانا يا به اصطلاح تجاری يك «نقطه كوانتومی» ايجاد می شود.
فيزيكدانانی كه برای اولين بار در دهه 1970 نقاط كوانتومی را مطالعه می كردند معتقد بودند كه اين نقاط در ساخت وسايل الكترونيكی جديد و وسايل ديد استفاده خواهند شد. تعداد انگشت شماری از اين محققان ابراز می كردند كه از اين يافته ها می توان برای تشخيص بيماری يا كشف داروهای جديد كمك گرفت و هيچ كدام از آنان حتی در خواب هم نمی ديدند كه اولين كاربردهای نقاط كوانتومی در زيست شناسی و پزشكی باشد.
نقاط كوانتومی قابليت های زيادی دارند و در موارد مختلفی مورد استفاده قرار می گيرند. يكی از كاربردهای اين نقاط نيمه رسانا در تشخيص تركيبات ژنتيكی نمونه های زيستی است. اخيرا برخی محققان روش مبتكرانه ای را به كار بردند تا وجود يك توالی ژنتيكی خاص را در يك نمونه تشخيص دهند. آنان در طرح خود از ذرات طلای 13 نانومتری استفاده كردند كه با DNA(ماده ژنتيكی) تزئين شده بود. اين محققان در روش ابتكاری خود از دو دسته ذره طلا استفاده كردند. يك دسته، حامل DNA بود كه به نصف توالی هدف متصل می شد و DNA متصل به دسته ديگر به نصف ديگر آن متصل می شد. DNA هدفی كه توالی آن كامل باشد به راحتی به هر دو نوع ذره متصل می شود و به اين ترتيب دو ذره به يكديگر مربوط می شوند. از آنجا كه به هر ذره چندين DNA متصل است، ذرات حامل DNA هدف می توانند چندين ذره را به يكديگر بچسبانند. وقتی اين ذرات طلا تجمع می يابند خصوصياتی كه باعث تشخيص آنها می شود به مقدار چشم گيری تغيير می كند و رنگ نمونه از قرمز به آبی تبديل می شود. چون كه نتيجه اين آزمايش بدون هيچ وسيله ای قابل مشاهده است می توان آن را برای آزمايش DNA در خانه نيز به كار برد.
هيچ بحثی از نانوتكنولوژی بدون توجه به يكی از ظريف ترين وسايل در علوم امروزی يعنی ميكروسكوپ اتمی كامل نمی شود. روش اين وسيله برای جست وجوی مواد مانند گرامافون است. گرامافون، سوزن نوك تيزی دارد كه با كشيده شدن آن روی يك صفحه، شيارهای روی آن خوانده می شود. سوزن ميكروسكوپ اتمی بسيار ظريف تر از سوزن گرامافون است به نحوی كه می تواند ساختارهای بسيار كوچك تر را حس كند. متاسفانه، ساختن سوزن هايی كه هم ظريف باشند و هم محكم، بسيار مشكل است. محققان با استفاده از نانو لوله های باريك از جنس كربن كه به نوك ميكروسكوپ متصل می شود اين مشكل را حل كردند. با اين كار امكان رديابی نمونه هايی با اندازه فقط چند نانومتر فراهم شد. به اين ترتيب، برای كشف مولكول های زنده پيچيده و برهم كنش هايشان وسيله ای با قدرت تفكيك بسيار بالا در اختيار محققان قرار گرفت.
اين مثال و مثال های قبل نشان می دهند كه ارتباط بين نانوتكنولوژی و پزشكی اغلب غيرمستقيم است به نحوی كه بسياری از كارهای انجام شده، در زمينه ساخت يا بهبود ابزارهای تحقيقاتی يا كمك به كارهای تشخيصی است.
در برخی موارد، نانوتكنولوژی می تواند در درمان بيماری ها نيز مفيد باشد. برای مثال می توان داروها را درون بسته هايی در حد نانومتر قرار داد و آزاد شدن آنها را با روش های پيچيده تحت كنترل در آورد. يكی از نانوساختارهايی كه برای ارسال دارو يا مولكول هايی مانند DNA به بافت های هدف ساخته شده، «دندريمر»ها هستند. اين مولكول های آلی مصنوعی با ساختارهای پيچيده برای اولين بار توسط «دونالد توماليا» ساخته شدند. اگر شاخه های درختی را در يك توپ اسفنجی فرو ببريد به نحوی كه در جهت های مختلف قرار گيرند می توان شكلی شبيه يك مولكول دندريمر را ايجاد كرد. دندريمرها مولكول هايی كروی و شاخه شاخه هستند كه اندازه ای در حدود يك مولكول پروتئين دارند. دندريمرها مانند درختان پرشاخه و برگ دارای فضاهای خالی هستند، يعنی تعداد زيادی حفرات سطحی دارند.
دندريمرها را می توان طوری ساخت كه فضاهايی با اندازه های مختلف داشته باشند. اين فضاها فقط برای نگه داشتن عوامل درمانی هستند. دندريمرها بسيار انعطاف پذير و قابل تنظيم اند. همچنين آنها را می توان طوری ساخت كه فقط در حضور مولكول های محرك مناسب، خود به خود باد كنند و محتويات خود را بيرون بريزند. اين قابليت اجازه می دهد تا دندريمرهای اختصاصی بسازيم تا بار دارويی خود را فقط در بافت ها يا اندام هايی آزاد كنند كه نياز به درمان دارند. دندريمرها می توانند برای انتقال DNA به سلول ها جهت ژن درمانی نيز ساخته شوند. اين شيوه نسبت به روش اصلی ژن درمانی يعنی استفاده از ويروس های تغيير ژنتيكی يافته بسيار ايمن تر هستند.
هم چنين محققان ذراتی به نام نانوپوسته ساخته اند كه از جنس شيشه پوشيده شده با طلا هستند. اين نانوپوسته ها می توانند به صورتی ساخته شوند تا طول موج خاصی را جذب كنند. اما از آنجا كه طول موج های مادون قرمز به راحتی تا چند سانتی متر از بافت نفوذ می كنند، نانوپوسته هايی كه انرژی نورانی را در نزديكی اين طول موج جذب می كنند بسيار مورد توجه قرار گرفته اند. بنابراين، نانوپوسته هايی كه به بدن تزريق می شوند می توانند از بيرون با استفاده از منبع مادون قرمز قوی گرما داده شوند. چنين نانوپوسته هايی را می توان به كپسول هايی از جنس پليمر حساس به گرما متصل كرد. اين كپسول ها محتويات خود را فقط زمانی آزاد می كنند كه گرمای نانوپوسته متصل به آن باعث تغيير شكلش شود.
يكی از كاربردهای شگرف اين نانوپوسته ها در درمان سرطان است. می توان نانوپوسته های پوشيده شده با طلا را به آنتی بادی هايی متصل كرد كه به طور اختصاصی به سلول های سرطانی متصل می شوند. از لحاظ نظری اگر نانوپوسته ها به مقدار كافی گرم شوند می توانند فقط سلول های سرطانی را از بين ببرند و به بافت های سالم آسيب نرسانند. البته مشكل است بدانيم آيا نانوپوسته ها در نهايت به تعهد خود عمل می كنند يا نه. اين موضوع برای هزاران وسيله ريز ديگری نيز مطرح است كه برای كاربرد در پزشكی ساخته شده اند. محققان از نانوتكنولوژی در ساخت پايه های مصنوعی برای ايجاد بافت ها و اندام های مختلف نيز استفاده كرده اند. محققی به نام «ساموئل استوپ» روش نوينی ابداع كرده است كه در آن سلول های استخوانی را روی يك پايه مصنوعی رشد می دهد. اين محقق از مولكول های مصنوعی استفاده كرده است كه با رشته هايی تركيب می شوند كه اين رشته ها برای چسباندن به سلول های استخوانی تمايل بالايی دارند. اين پايه های مصنوعی می توانند فعاليت سلول ها را هدايت كنند و حتی می توانند رشد آنها را كنترل كنند. محققان اميدوارند سرانجام بتوانند روش هايی بيابند تا نه فقط استخوان، غضروف و پوست بلكه اندام های پيچيده تر را با استفاده از پايه های مصنوعی بازسازی كنند.
به نظر می رسد برخی از اهدافی كه امروزه در حال تحقق هستند در آينده ای نزديك توسط پزشكان به كار گرفته شوند. جايگزينی قلب، كليه يا كبد با استفاده از پايه های مصنوعی شايد با فناوری كه در فيلم سفر دريايی شگفت انگيز نشان داده شد، متناسب نباشد اما اين تصور كه چنين درمان هايی در آينده ای نه چندان دور به واقعيت بپيوندند بسيار هيجان انگيز است. حتی هيجان انگيزتر اينكه اميد است محققان بتوانند با تقليد از فرآيندهای طبيعی زيست شناختی، واحدهايی در مقياس نانو توليد كنند و از آنها در ساخت ساختارهای بزرگ تر بهره گيرند. چنين ساختارهايی در نهايت می توانند برای ترميم بافت های آسيب ديده و درمان بسياری از بيماری ها به كار روند
آشنايي با زمينه هاي پيشنهادي استاندارد بين‌المللي فناوري نانو : ISO
سازمان بين‌المللي استاندارد پيشنهاد تدوين استاندارد بين‌المللي در زمينة فناوري نانو را ارائه نموده است. اين استاندارد گسترة مؤثري از قوانين و پيامدهاي عمومي را در بازار چند بيليون دلاري بازار فناوري نانو را شامل خواهد شد.
سازمان بين‌المللي استاندارد پيشنهاد تدوين استاندارد بين‌المللي در زمينة فناوري نانو را ارائه نموده است. اين استاندارد گسترة مؤثري از قوانين و پيامدهاي عمومي را در بازار چند بيليون دلاري بازار فناوري نانو را شامل خواهد شد.
هدايت فناوري نانو بسوي بازار، به عنوان يک زمينة اقتصادي مؤثر و رقابت ساز در گسترة وسيعي از بخشهاي صنعتي نظير داروسازي، ابزارهاي پزشکي، هوا- فضا، دفاع و تجارت عمومي، از ارزشهاي اين استاندارد خواهد بود.
«ايزو» استانداردي بين‌المللي را پيشنهاد مي‌کند به منظور:
«مساعدت مؤثر و کارا و توسعة مؤثر جهان و تجارت منطقه‌اي به منظور توليدات مبتني بر فناوري نانو. در عين حال،در همان زمان، تدوين قوانين جامعه، در حالت عمومي، با ابزارهاي مناسب و اختصاصي جهت ارزيابي ريسک و حفاظت از سلامت و محيط زيست».
«ايزو» ايجاد استانداردهاي وابسته به فناوري نانو يا در زمينه‌هاي زير پيشنهاد مي‌کند:
● طبقه‌بندي، تعريف اصطلاحات، فهرست علائم و اختصارات و معاني آن
● اندازه‌گيري و شاخص‌گذاري (شامل درجه‌بندي و تأييد صلاحيت )
● آزمايش روشها به منظور اندازه‌گيري اثرات زيست محيطي، سلامت و امنيت.
تمرکز بر طبقه‌بندي، تعريف اصطلاحات، فهرست علائم و اختصارات و معاني آن، يک ساختار عمومي را به منظور ارتباطات مؤثر در حوزه فناوري نانو جهت افراد عمومي، دانشمندان و قانون‌گذاران فراهم مي‌آورد. (نظير قوانين حقوق مؤلف و قوانين ديگر اين حوزه)
تحليل ريسک، حوزه‌هاي سلامت، محيط زيست و اثرات اجتماعي را پوشش خواهد داد. شامل، پيش‌نويسي اسناد به منظور تشخيص و تعيين آثار مترتب و همزاد با ساخت، (مثلاً قراردادهاي خارج از خانه کشور صاحب فناوري) و با استفاده از توليدات ( و سطح دسترسي توليدات) و نيز پيشنهاد آناليز «چرخه زندگي فناوري» از اهداف اين استاندارد خواهد بود.
استاندارد همچنين، تدوين استاندارد بر روي توليدات را در نظر خواهد گرفت.
«ايزو» همچنين يک مرجع اصلي و کليدي در فرآيند تصميم‌سازي و تأييد صلاحيت قوانين و توليدات فناوري‌نانو، خواهد بود. دستاوردهاي قانوني اين استاندارد به صورت زير پيش‌بيني ميشود:
● قوانين حق مالکيت (تعاريف، طبقه‌بندي ومشخص بندي موادنانوئي براي حل قوانين حق مالکيت کاملاً الزامي و اساسي است):
قوانين حق مالکيت انتظار مي‌رود که نقشي اساسي در شکل‌دهي و توسعة صنعت فناوري نانو، از ين نظر که ، مخترعان پيشتاز، بابت اختراع شان در قالب Patent، حفاظت خواهند شد.
● عمومي (نظير قابليت ادعا مبني بر اينکه مصنوعات از مواد نانوئي ساخته شده است):
استاندارد «ايزو» هم چنين محتملا مديريت زنجيره منابع، نظير قابليت اندازه‌گيري اينکه محصولات توليد شده تا چه حد مبتني بر نانو است،برعهده دارد.
چالش‌ها:
پذيرش مؤثر و زود هنگام استاندارد از سوي بخش خصوصي مي‌تواند به شکل دهي منظور و محتواي استاندارد فناوري نانو، مؤثر باشد. نوشتن استاندارد « ايزو» يک پروسة وکالتي است، نه به سادگي مانورهاي تکنيکي آکادميک که در آن «بهترين» غالب است.
پذيرش مؤثر استاندارد، نه تنها محتاج درک پيامدهاي علم و فناوري است ،که، يک بنگاه گسترده، در حوزة عمومي و قانوني، قابليت توسعه و اجرايي نمودن راهبردهاي وکالتي و تاکتيک‌ها را داراست (نظير مذاکره و پيش‌نويس‌هاي کارشناسي)
نویسندگان و مترجمین :
شاهرخ رضايي
عبدالکريم مهروز
سيد فخرالدين افضلي
پي نوشت :
www.persiantalk.com نقل از هوپا
http://www.irche.com
www.sharghian.com
Physicsir.com
aftab.ir
