آنقدر ریز و کوچک است که شما حتی تصورش را نمی کنید. آنقدر ریز و کوچک که فقط یک میلیاردم متر را شامل می شود. یعنی حدوداً 4 برابر قطر یک اتم و یا به عبارتی طول 10 اتم هیدروژن.
برای اینکه این ریزه میزه ها را بهتر درک کنید، مکعبی به ابعاد 5/2 نانومتر را در نظر بگیرید. در این مکعب حدود 1000 اتم جای میگیرد. یک جسم نانومتری با اندازه ای حدود 10 نانومتر، هزار برابر کوچکتر از قطر موی سر شماست.
اسم نانو از کشور چشم بادامی‌ها یعنی ژاپن وارد جهان شده است. ژاپن یکی از کشورهای مهم نانویی به حساب می آید؛ اما پیشوند کلمه نانو از زبان یونانی به معنای کوتوله گرفته شده است.
نانو در حرف‌های آدم بزرگ‌ها
اولین بار ریچارد فاینمن طی سخنرانی ای در انستیتو تکنولوژی کالیفرنیا، از این کوتوله ها حرف زد و گفت: « اصول و مبانی فیزیک، امکان ساخت اتم به اتم چیزها را رد نمی کند.»
این آقا که برنده جایزه نوبل فیزیک هم هست، عنوان کرد که می توان ماشین ها را آنقدر ریز و کوچک ساخت تا به اندازه خود اتم برسد؛ یعنی روبات هایی به اندازه یک نانو. مثلا یک کتابخانه را در یک سر سوزن جا دادن. این بیشتر شبیه داستان‌های علمی تخیلی است؛ اما حقیقت دارد. فقط باید صبر کنیم تا به واقعیت تبدیل شود.
جرج اسمیت، سرپرست بخش علوم مواد در دانشگاه آکسفورد می گوید: «در مقیاس نانو، خواص جدید، هیجان انگیز و متفاوتی یافت می شود. با کوچکتر شدن اجسام، نسبت بین فضای سطح و جرم آن افزایش می یابد.»
دانشمندان دیگری مثل جی استورس هال و اریک درکسلر نیز در رؤیای نانوها به روزی فکر می کردند که مثل پلنگ صورتی خانه را به قایق و قایق را به ماشین و ماشین را به موتور و بعد هر وقت حوصله شان سر رفت موتور را مثل یک کاغذ تا می کنند و توی جیبشان می گذارند.
نانوها در خدمت شما هستند
به این فکر کنید که روزی لاستیک هایی که هیچ وقت ساییده نمی شوند، شیشه هایی که هیچ وقت کثیف نمی شوند، لباس هایی که نیازی به شستشو ندارند و روبات هایی که بدون درد وارد بدن شما می شوند ساخته میشوند، و آن موقع مردم با خودشان فکر می‌کنند که آدم‌ها قبلا بدون این تکنولوژی‌ها چگونه زندگی می‌کردند.
وقتی ساختار مواد نانویی را می توان از جهات دمای ذوب به خواص مغناطیسی و حتی رنگ مواد و خیلی چیزهای دیگر را کنترل کرد؛ یعنی در این جهان عجیب و غریب آب را می توان در دمای صفر درجه به جوش آورد و در 100 درجه به یخ تبدیل کرد و یا مس که رسانای خوب الکتریسیته است، در برابر میدان مغناطیسی مقاوم شود. آنگاه شما با رایانه هایی کار می کنید که میلیاردها بار پرسرعتتر از رایانه های امروزی است. هیچ کس به خاطر بیماری ها و سالخوردگی ها نمی میرد و شما و خانواده تان با آسودگی به سفرهای فضایی ارزان و مطمئن خواهید رفت.
نانوهای زیستی، نانوهای زنده
یکی از زیر مجموعه های نانو تکنولوژی، نانو بیوتکنولوژی است که سر و کارش با جانورها و موجودات زنده است.
دانشمندان به دنبال ابزاری هستند که هدفش بررسی اوضاع و احوال درون سلول است. این ابزار بدون آسیب رساندن به اجزای سلول و فعالیت های درونی آن، مأموریتش را انجام می دهد.
اجزای تشکیل دهنده این ابزار ردیف هایی از لوله ها یا سیم های بسیار ظریفی است که وظایف مختلفی را بر عهده دارند. مثلاً هزار پروتئینی را که به وسیله سلول ها ترشح میشوند، شناسایی می کند. همچنین، ذرات نانویی هستند که روی عضوی مصنوعی را که برای پیوند آماده شده می پوشانند و از قبول نکردن عضو توسط بدن جلوگیری می کنند. مواد تشکیل دهنده این ذرات، پلیمر، سرامیک و فلز است. حتی دندان ها را هم دیگر مصنوعی نمی سازند. مثلا دندانی مصنوعی با روکش نانویی تولید می‌شود که هیچ وقت خراش برنمی دارد و در برابر صدمات دندان مقاومت می کند.
ذرات نانویی اکنون به مرحله ای رسیده اند که دانشمندان را در کنترل سلول های بدن کمک می کنند. به این صورت بدن در اختیار انسان‌ها در می‌آید و شاید بتوان از بسیاری از مشکلات بیماری‌ها و صدماتی که به بدن وارد می‌شود جلوگیری کرد.
جعبه ابزار نانویی
شیمی تحلیلی و مدل سازی مولکولی و شبیه سازی یکی از ابزارهایی است که در ساختن مواد و وسایل نانویی کمک زیادی می کند. روش هایی که در آن باید تجربه کنیم تا بدانیم نیروی انسانی، شیمیایی، تجهیزاتی، انرژی و زمان زیادی نیاز دارد؛ اما شیمی تحلیلی این امکان را برای هر فرد فراهم می سازد که فعالیت های شیمیایی چند گانه ای را در 24ساعت انجام دهد، یعنی بدون پول و زمان و انرژی زیاد.
با اینکه علم امروز پیشرفت زیادی داشته، علامت سؤال های زیادی را هم به وجود می آورد. ساخت وسایل الکترونیکی نیازمند عملیات و محاسباتی است که از توان عملیاتی منابع محاسبه گر بیشتر است. همینطور مدل سازی خواص و عملکرد این نمونه ها نیز کار دشواری است و وقت و انرژی زیادی می گیرد.
استفاده از رایانه ها برای انجام آزمایش ها، احتمال اشتباه را از بین می برد و ما را به موفقیت نزدیکتر می کند. برای رسیدن به علم و تکنولوژی نانو باید از همه چیز سر در بیاوریم تا بتوانیم کنترلش کنیم. برای همین به یک جعبه ابزار درست حسابی نیاز داریم، به محاسبه و خلاقیت و علم.
نانو تکنولوژی در ایران
ستاد ویژه توسعه فناوری نانو در ایران سایتی با آدرس http://www.nano.ir/ دارد. در این سایت می‌توانید در گروه‌ها عضو شوید و با افرادی که در این زمینه اطلاعات دارند و یا علاقه مندند صحبت کنید. بخش‌های مختلفی هم برای آموزش و یادگیری و پرسش و پاسخ هم دارد. از همه مهمتر اخباری درباره چیزهای جدیدی که در زمینه نانو در ایران و جهان کشف می‌شود هم در اینجا پیدا خواهید کرد.
شرکت‌های مختلفی هم در زمینه‌ی نانو در داروها، ساختمان سازی، صنعت و پزشکی کار می‌کنند. با جستجوی ساده‌ای در اینترنت می‌توانید با شرکت‌ها و محصولات نانوییای که تولید می‌کنند آشنا شوید.
درسی به نام نانو
نانو به رشته‌های دانشگاهی هم وارد شده است. رشته‌هایی مانند نانوتکنولوژی پزشکی، نانو مواد، نانو تکنولوژی و نانو فیزیک در دانشگاه‌ها و در مقاطع مختلف تدریس می‌شود. در دانشگاه دوره‌ی کارشناسی، کارشناسی ارشد و دکترای رشته‌های مربوط به نانو وجود دارد. برای رفتن به این رشته‌ها می‌توان در دوره‌ی دبیرستان هم ریاضی و هم تجربی خواند.
برای اینکه این ریزه میزه ها را بهتر درک کنید، مکعبی به ابعاد 5/2 نانومتر را در نظر بگیرید. در این مکعب حدود 1000 اتم جای میگیرد. یک جسم نانومتری با اندازه ای حدود 10 نانومتر، هزار برابر کوچکتر از قطر موی سر شماست.
اسم نانو از کشور چشم بادامی‌ها یعنی ژاپن وارد جهان شده است. ژاپن یکی از کشورهای مهم نانویی به حساب می آید؛ اما پیشوند کلمه نانو از زبان یونانی به معنای کوتوله گرفته شده است.
نانو در حرف‌های آدم بزرگ‌ها
اولین بار ریچارد فاینمن طی سخنرانی ای در انستیتو تکنولوژی کالیفرنیا، از این کوتوله ها حرف زد و گفت: « اصول و مبانی فیزیک، امکان ساخت اتم به اتم چیزها را رد نمی کند.»
این آقا که برنده جایزه نوبل فیزیک هم هست، عنوان کرد که می توان ماشین ها را آنقدر ریز و کوچک ساخت تا به اندازه خود اتم برسد؛ یعنی روبات هایی به اندازه یک نانو. مثلا یک کتابخانه را در یک سر سوزن جا دادن. این بیشتر شبیه داستان‌های علمی تخیلی است؛ اما حقیقت دارد. فقط باید صبر کنیم تا به واقعیت تبدیل شود.
جرج اسمیت، سرپرست بخش علوم مواد در دانشگاه آکسفورد می گوید: «در مقیاس نانو، خواص جدید، هیجان انگیز و متفاوتی یافت می شود. با کوچکتر شدن اجسام، نسبت بین فضای سطح و جرم آن افزایش می یابد.»
دانشمندان دیگری مثل جی استورس هال و اریک درکسلر نیز در رؤیای نانوها به روزی فکر می کردند که مثل پلنگ صورتی خانه را به قایق و قایق را به ماشین و ماشین را به موتور و بعد هر وقت حوصله شان سر رفت موتور را مثل یک کاغذ تا می کنند و توی جیبشان می گذارند.
نانوها در خدمت شما هستند
به این فکر کنید که روزی لاستیک هایی که هیچ وقت ساییده نمی شوند، شیشه هایی که هیچ وقت کثیف نمی شوند، لباس هایی که نیازی به شستشو ندارند و روبات هایی که بدون درد وارد بدن شما می شوند ساخته میشوند، و آن موقع مردم با خودشان فکر می‌کنند که آدم‌ها قبلا بدون این تکنولوژی‌ها چگونه زندگی می‌کردند.
وقتی ساختار مواد نانویی را می توان از جهات دمای ذوب به خواص مغناطیسی و حتی رنگ مواد و خیلی چیزهای دیگر را کنترل کرد؛ یعنی در این جهان عجیب و غریب آب را می توان در دمای صفر درجه به جوش آورد و در 100 درجه به یخ تبدیل کرد و یا مس که رسانای خوب الکتریسیته است، در برابر میدان مغناطیسی مقاوم شود. آنگاه شما با رایانه هایی کار می کنید که میلیاردها بار پرسرعتتر از رایانه های امروزی است. هیچ کس به خاطر بیماری ها و سالخوردگی ها نمی میرد و شما و خانواده تان با آسودگی به سفرهای فضایی ارزان و مطمئن خواهید رفت.
نانوهای زیستی، نانوهای زنده
یکی از زیر مجموعه های نانو تکنولوژی، نانو بیوتکنولوژی است که سر و کارش با جانورها و موجودات زنده است.
دانشمندان به دنبال ابزاری هستند که هدفش بررسی اوضاع و احوال درون سلول است. این ابزار بدون آسیب رساندن به اجزای سلول و فعالیت های درونی آن، مأموریتش را انجام می دهد.
اجزای تشکیل دهنده این ابزار ردیف هایی از لوله ها یا سیم های بسیار ظریفی است که وظایف مختلفی را بر عهده دارند. مثلاً هزار پروتئینی را که به وسیله سلول ها ترشح میشوند، شناسایی می کند. همچنین، ذرات نانویی هستند که روی عضوی مصنوعی را که برای پیوند آماده شده می پوشانند و از قبول نکردن عضو توسط بدن جلوگیری می کنند. مواد تشکیل دهنده این ذرات، پلیمر، سرامیک و فلز است. حتی دندان ها را هم دیگر مصنوعی نمی سازند. مثلا دندانی مصنوعی با روکش نانویی تولید می‌شود که هیچ وقت خراش برنمی دارد و در برابر صدمات دندان مقاومت می کند.
ذرات نانویی اکنون به مرحله ای رسیده اند که دانشمندان را در کنترل سلول های بدن کمک می کنند. به این صورت بدن در اختیار انسان‌ها در می‌آید و شاید بتوان از بسیاری از مشکلات بیماری‌ها و صدماتی که به بدن وارد می‌شود جلوگیری کرد.
جعبه ابزار نانویی
شیمی تحلیلی و مدل سازی مولکولی و شبیه سازی یکی از ابزارهایی است که در ساختن مواد و وسایل نانویی کمک زیادی می کند. روش هایی که در آن باید تجربه کنیم تا بدانیم نیروی انسانی، شیمیایی، تجهیزاتی، انرژی و زمان زیادی نیاز دارد؛ اما شیمی تحلیلی این امکان را برای هر فرد فراهم می سازد که فعالیت های شیمیایی چند گانه ای را در 24ساعت انجام دهد، یعنی بدون پول و زمان و انرژی زیاد.
با اینکه علم امروز پیشرفت زیادی داشته، علامت سؤال های زیادی را هم به وجود می آورد. ساخت وسایل الکترونیکی نیازمند عملیات و محاسباتی است که از توان عملیاتی منابع محاسبه گر بیشتر است. همینطور مدل سازی خواص و عملکرد این نمونه ها نیز کار دشواری است و وقت و انرژی زیادی می گیرد.
استفاده از رایانه ها برای انجام آزمایش ها، احتمال اشتباه را از بین می برد و ما را به موفقیت نزدیکتر می کند. برای رسیدن به علم و تکنولوژی نانو باید از همه چیز سر در بیاوریم تا بتوانیم کنترلش کنیم. برای همین به یک جعبه ابزار درست حسابی نیاز داریم، به محاسبه و خلاقیت و علم.
نانو تکنولوژی در ایران
ستاد ویژه توسعه فناوری نانو در ایران سایتی با آدرس http://www.nano.ir/ دارد. در این سایت می‌توانید در گروه‌ها عضو شوید و با افرادی که در این زمینه اطلاعات دارند و یا علاقه مندند صحبت کنید. بخش‌های مختلفی هم برای آموزش و یادگیری و پرسش و پاسخ هم دارد. از همه مهمتر اخباری درباره چیزهای جدیدی که در زمینه نانو در ایران و جهان کشف می‌شود هم در اینجا پیدا خواهید کرد.
شرکت‌های مختلفی هم در زمینه‌ی نانو در داروها، ساختمان سازی، صنعت و پزشکی کار می‌کنند. با جستجوی ساده‌ای در اینترنت می‌توانید با شرکت‌ها و محصولات نانوییای که تولید می‌کنند آشنا شوید.
درسی به نام نانو
نانو به رشته‌های دانشگاهی هم وارد شده است. رشته‌هایی مانند نانوتکنولوژی پزشکی، نانو مواد، نانو تکنولوژی و نانو فیزیک در دانشگاه‌ها و در مقاطع مختلف تدریس می‌شود. در دانشگاه دوره‌ی کارشناسی، کارشناسی ارشد و دکترای رشته‌های مربوط به نانو وجود دارد. برای رفتن به این رشته‌ها می‌توان در دوره‌ی دبیرستان هم ریاضی و هم تجربی خواند.
نویسنده: افروز ارزه‌گر
