بزرگنمايي:
در واقع نانو تکنولوژي فهم و به کارگيري خواص جديدي از مواد و
سيستم‌هايي در اين ابعاد است که اثرات فيزيکي جديدي - عمدتاً متأثر از غلبه
خواص کوانتومي بر خواص کلاسيک - از خود نشان مي‌دهند.
فناوري نانو موج چهارم انقلاب صنعتي، پديده‌اي عظيم است که در تمامي
گرايش‌هاي علمي راه يافته و از فناوري‌هاي نويني است که با سرعت هرچه
تمام‌تر در حال توسعه است. از ابتداي دهه 1980 ميلادي گستره طراحي و ساخت
ساختمان‌ها هر روزه شاهد نوآوري‌هاي جديدي در زمينه مصالح کارآمدتر و
پربازده‌تر در مقاومت، شکل پذيري، دوام و توانايي بيشتر نسبت به مصالح سنتي
است.
نانوفناوري يک دانش به شدت ميان‌رشته‌اي است و به رشته‌هايي چون مهندسي
مواد، پزشکي، داروسازي و طراحي دارو، دامپزشکي، زيست‌شناسي، فيزيک کاربردي،
ابزارهاي نيم رسانا، شيمي ابرمولکول و حتي مهندسي مکانيک، مهندسي
برق، مهندسي شيمي و مهندسي کشاورزي نيز مربوط مي‌شود.
تحليل‌گران بر اين باورند که فناوري نانو، زيست فناوري و فناوري
اطلاعات (IT) سه قلمرو علمي هستند که انقلاب سوم صنعتي را شکل مي‌دهند.
نانو تکنولوژي مي‌تواند به عنوان ادامه دانش کنوني به ابعاد نانو يا
طرح‌ريزي دانش کنوني بر پايه‌هايي جديدتر و امروزي‌تر باشد.
نانو ريشه يوناني "نانس" به معني کوتوله است. فناوري نانو موج چهارم
انقلاب صنعتي، پديده‌اي عظيم است که در تمامي گرايش‌هاي علمي راه يافته است
تا جايي که در يک دهه آينده برتري فرايندها، وابسته به اين تحول خواهد
بود.
ماهيت فناوري نانو توانايي کارکردن در تراز اتمي، مولکولي و فراتر از آن
در ابعاد بين 1 تا 100 نانومتر، با هدف ساخت و دخل و تصرف در چگونگي آرايش
اتم‌ها يا مولکول‌ها با استفاده از مواد، وسايل و سيستم‌هايي با
توانايي‌هاي جديد و با تغيير اين ساختارها و رسيدن به بازدهي بيشتر مواد
است.
فناوري نانو فرايند دستکاري مواد در مقياس اتمي و توليد مواد و ابزار،
به وسيله کنترل آنها در سطح اتم‌ها و مولکول‌هاست. در واقع اگر همه مواد و
سيستم‌ها ساختار زيربنايي خود را در مقياس نانو ترتيب دهند؛ آنگاه تمام
واکنش‌ها سريع‌تر و بهينه‌تر صورت مي‌گيرد و توسعه پايدار پيش گرفته
مي‌شود.
از جمله دستاوردهاي فراوان اين فناوري کاربرد آن در توليد، انتقال، مصرف
و ذخيره‌سازي انرژي با کارايي بالاست که تحول شگرف را در اين زمينه ايجاد
مي‌کند. از اين رو دست‌اندرکاران و محققان علوم نانو در تلاش هستند تا با
استفاده از اين فناوري به آسايش و رفاه بيشتر در درون و برون ساختمان با
يافتن طبقه جديدي از مصالح ساختماني با عملکرد بالا و صرفه‌جويي در
هزينه‌ها بخصوص در مصرف منابع انرژي و در نهايت به توسعه پايدار دست يابند.
در مجموع اين فناوري شامل سه مرحله است:
طراحي مهندسي ساختارها در سطح اتم.
ترکيب اين ساختارها و تبديل آنها به مواد جديد با ساختار نانو با خصوصيات ويژه.
ترکيب اينگونه مواد و تبديل آنها به ابزارهاي سودمند.
در دنيا هر روز اختراعات زيادي در عرصه نانو انجام مي‌شود که در ادامه به بررسي 10 نمونه برتر در عرصه جهاني مي‌پردازيم:
1- لنزهاي چشمي و واقعيت مجازي
شرکت "آي اپتيک"(iOptik) فعال در عرصه فناوري‌هاي نانو در آمريکا موفق
به توسعه لنزهاي تماسي شد که مي‌توانند به جاي هدست‌هاي بزرگ واقعيت مجازي
به کار گرفته شوند، بدون آنکه هيچ گونه تاثيري در ديد فرد داشته باشند.
2- حسگرهاي نانو براي تشخيص حمله قلبي
محققان "دانشگاه صنعتي کاليفرنيا"(Caltech) موفق به طراحي نانوحسگرهايي
شده‌اند که مي‌تواند حمله قلبي را پيش از وقوع آن تشخيص دهد. اين فناوري هم
مي‌تواند سبب نجات جان بيماران شده و همچنين در هزينه‌ها صرفه‌جويي کند.
ابعاد آخرين نسخه اين تراشه تنها 90 ميکرون است.
3- نانوماده‌اي براي مقابله با باکتري‌ها
محققان استراليايي و اسپانيايي موفق شدند با الهام از نوعي سنجاقک و با
استفاده از "سيليسيم سياه"(Black Silicon) نانوماده‌اي طراحي کنند که سطح
آن شبيه بال‌هاي سنجاقک استراليايي موسوم به " wandering percher" است. اين
نانوماده با توجه به داشتن سطح عاج‌مانند مي‌تواند از رشد باکتري‌ها
جلوگيري کند.
4- باتري‌هاي چاپ سه‌بعدي نانويي
محققان دانشگاه هاروارد و دانشگاه ايلي‌نوي با استفاده از چاپگرهاي سه‌بعدي موفق به طراحي باتري‌هايي با طول يک ميلي‌متر شدند.
کاربرد اين باتري‌هاي نانويي در مواردي همچون مهندسي پزشکي و توسعه
حسگرهاي زيستي و ابزارهاي ردياب درمان است که مي‌توانند روي پوست بدن تعبيه
شوند.
5- ربات نانويي جراحي چشم
محققان در "موسسه فناوري زوريخ" (ETH Zürich) موفق شدند يک نانوربات را
توسعه دهند که مي‌تواند براي انجام يک عمل جراحي دقيق در چشم تعبيه شده و
با دقتي مثال‌زدني دوزهاي دارويي مورد نياز را به بافت چشم تزريق کند. قطر
اين ربات جراح تنها 285ميکرون است.
6- تراشه فوق منعطف نانويي
محققان در "موسسه فناوري زوريخ" (ETH Zürich) موفق به توسعه يک تراشه
الکترونيکي نانويي شدند که مي‌تواند با انعطاف مثال‌زدني به دور يک تارمو
بپيچد.
اين نانوتراشه مي‌تواند در فناوري‌هاي پوشيدني و ابزارهاي کاربردي در عرصه پزشکي به کار گرفته شود.
در حال حاضر بيشترين کاربرد اين نانوتراشه‌ها در توليد چشم مصنوعي و همچنين نظارت بر بيماري آب سياه چشم است.
7- نانوالکترودهاي زيست تخريب‌پذير
محققان دانشگاه "کارنگي ملون" (Carnegie Mellon) آمريکا با استفاده از
جوهر ماهي "سپيداج"(Cuttlefish) موفق شدند نوعي ماده شيميايي و يک
نانوساختار براي نيرودهي به وسايل الکترونيکي بلعيدني طراحي کنند.
8- استفاده از نانوذرات براي مبارزه با سلول‌هاي سرطاني
محققان "موسسه فناوري ماساچوست"(MIT) نانوذراتي را طراحي کردند که علاوه
بر حمل داروهاي ضد سرطان مانند دوکسورابيسين، رشته‌هاي کوتاه RNA را نيز
حمل مي‌کند که ژن‌هايي را که سلول‌هاي سرطاني از آنها براي فرار از دارو
استفاده مي‌کنند، غير فعال مي‌کند.
از اين نانوذرات مي‌توان در درمان نوع تهاجمي سرطان پستان استفاده کرد.
9- نانوذرات نقره براي کشتن ميکروب‌ها
محققان موسسه تحقيقاتي "ويلسون" در واشنگتن موفق با توليد نانوذرات
نقره‌اي شدند که از آنها مي‌توان در همه چيز از خميردندان گرفته تا پوشاک
استفاده کرد. اين ذرات مي‌توانند با باکتري‌ها مقابله کنند.
10- توسعه دستگاه‌هاي تست تنفس با استفاده از فناوري نانو
محققان دانشگاه "نيوانگلند"(New England) در آمريکا موفق به طراحي يک
دستگاه تست تنفس براي بيماران ديابتي شدند که از حسگرهاي نانو براي تشخيص
سطوح استون موجود در تنفس بيماران بهره مي‌گيرد.
با توجه به اين 10 مورد کاملا مشخص است که اين فناوري نو، پاي خود را به
تمام عرصه‌ها باز کرده است و با استفاده از آن مي‌توان به پيشرفت‌هاي قابل
ملاحظه‌اي دست يافت.
طبق آمار در سال 2014 حدود بيش از 10 درصد مقالات علمي جهان به عرصه نانوفناوري مربوط بوده و کشورهاي زيادي در اين زمينه فعال هستند.
از نظر تعداد مقالات ثبت شده در سال گذشته، ايران داراي رتبه اول است و
در رده‌بندي کلي رتبه ششم را به خود اختصاص داده است. در ادامه، رده‌بندي
جهاني در عرصه نانوفناوري را مشاهده مي‌کنيد.
