فناوری نانو

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به: ناوبری، جستجو
‎C60‏ که از جستارهای مهم پژوهش‌های وابسته به فناوری نانو است.

فناوری نانو یا نانوتکنولوژی رشته‌ای از دانش کاربردی و فناوری است که جستارهای گسترده‌ای را پوشش می‌دهد. موضوع اصلی آن نیز مهار ماده یا دستگاه‌های در ابعاد کمتر از یک میکرومتر، معمولاً حدود ۱ تا ۱۰۰ نانومتر است. در واقع نانو تکنولوژی فهم و به کارگیری خواص جدیدی از مواد و سیستمهایی در این ابعاد است که اثرات فیزیکی جدیدی - عمدتاً متاثر از غلبه خواص کوانتومی بر خواص کلاسیک - از خود نشان می‌دهند. فناوري نانو موج چهارم انقلاب صنعتی، پدیده اي عظیم است که در تمامی گرایشات علمی راه یافته واز فناوریهاي نوینی است که با سرعت هرچه تمام تر درحال توسعه می باشد. از ابتداي دهه 1980 میلادي گستره طراحی و ساخت ساختمانها هر روزه شاهد نوآوري هاي جدیدي در زمینه مصالح کارآراتر و پربازده ترمقاومت، شکل پذیري، دوام و توانایی بیشتر نسبت به مصالح سنتی است.

نانوفناوری یک دانش به شدت میان‌رشته‌ای است و به رشته‌هایی چون مهندسی مواد، پزشکی، داروسازی و طراحی دارو، دامپزشکی، زیست شناسی، فیزیک کاربردی، ابزارهای نیم رسانا، شیمی ابرمولکول و حتی مهندسی مکانیک، مهندسی برق و مهندسی شیمی نیز مربوط می‌شود. تحلیل گران بر این باورند که فناوری نانو ، فناوری زیستی (Biotechnology) و فناوری اطلاعات (IT) سه قلمرو علمی هستند که انقلاب سوم صنعتی را شکل می دهند.[۴] نانو تکنولوژی می‌تواند به عنوان ادامهٔ دانش کنونی به ابعاد نانو یا طرح‌ریزی دانش کنونی بر پایه‌هایی جدیدتر و امروزی‌تر باشد.

ایران در فناوری نانو مقام هفتم را در دنیا داراست.[۱]

تاریخچه فناوری نانو[ویرایش]

در حدود 400 سال پیش از میلاد مسیح، دموکریتوس فیلسوف یونانی، برای اولین بار واژه اتم را که در زبان یونانی به معنی تقسیم نشدنی است، برای توصیف ذرات سازنده مواد به کار برد. از این رو شاید بتوان او را پدر فناوری و علوم نانو دانست.

نانو ریشه یونانی "نانس" به معنی کوتوله می‌باشد.[۲] فناوری نانو موج چهارم انقلاب صنعتی، پدیده‌ای عظیم می‌باشد که در تمامی گرایشات علمی راه یافته است تا جایی که در یک دههٔ آینده برتری فراینده‌ها، وابسته به این تحول خواهد بود.[۳] ماهیت فناوری نانو توانایی کارکردن در تراز اتمی، مولکولی و فراتر از آن در ابعاد بین ۱ تا ۱۰۰ نانومتر، با هدف ساخت و دخل و تصرف در چگونگی آرایش اتم‌ها یا مولکول‌ها با استفاده از مواد، وسایل و سیستم‌هایی با توانایی‌های جدید و با تغییر این ساختارها و رسیدن به بازدهی بیشتر مواد می‌باشد.فناوري نانو فرایند دستکاري مواد در مقیاس اتمی و تولید مواد و ابزار، به وسیله کنترل آنها در سطح اتم ها و مولکولهاست. در واقع اگر همه مواد و سیستم‌ها ساختار زیربنایی خود را در مقیاس نانو ترتیب دهند؛ آنگاه تمام واکنش‌ها سریع‌تر و بهینه‌تر صورت می‌گیرد و توسعه پایدار پیش گرفته می‌شود.[۲]از جمله دستاوردهای فراوان این فناوری کاربرد آن در تولید، انتقال، مصرف و ذخیره سازی انرژی با کارایی بالاست که تحول شگرف را در این زمینه ایجاد می‌کند.[۳]از اینرو دست‌اندرکاران و محققان علوم نانو در تلاش اند تا با استفاده از این فناوری به آسایش و رفاه بیشتر در درون و برون ساختمان با یافتن طبقه جدیدی از مصالح ساختمانی با عملکرد بالا و صرفه‌جویی در هزینه‌ها بخصوص در مصرف منابع انرژی و در نهایت به توسعه پایدار دست یابند. فناوری نانو منجر به تغیرات شگرف در استفاده از منابع طبیعی، انرژی و آب خواهد شد و پساب و آلودگی را کاهش خواهد داد.

مراحل فن‌آوری نانو[ویرایش]

در مجموع این فناوری شامل سه مرحله می‌باشد:

  1. طراحی مهندسی ساختارها در سطح اتم.
  2. ترکیب این ساختارها و تبدیل آنها به مواد جدید با ساختار نانو با خصوصیات ویژه.
  3. ترکیب اینگونه مواد و تبدیل آنها به ابزارهای سودمند.

انتظار می‌رود که نانو تکنولوژی نیاز بشر را به مواد کمیاب کمتر کرده و با کاستن آلاینده‌ها، محیط زیستی سالم‌تر را فراهم کند..[۴]

محصولات[ویرایش]

محصولات نانو مواد را هم می‌توان به صورت‌های زیر بیان کرد:

  1. فیلم‌های نانو لایه برای کاربردهای عمدتاً الکترونیکی.
  2. نانو پوشش‌های حفاظتی برای افزایش مقاومت در برابر خوردگی و حفاظت در مقابل عوامل مخرب محیطی.
  3. نانو ذرات به عنوان پیش‌سازنده یا اصلاح ساز پدیده‌های شیمیایی و فیزیکی.[۳]

تعریف استاندارد[ویرایش]

  1. به طراحی، تعیین ویژگی ها، تولید و کاربرد مواد، ابزار آلات و سیستم‌ها با کنترل شکل و اندازه در مقیاس نانو می گویند.[۵]
  2. به دستکاری کنترل شده، جاگیری دقیق، اندازه گیری، مدلسازی و تولید مواد در مقیاس نانو می گویند و هدف آن تولید مواد، ابزار و سیستم هایی با ویژگی‌های بنیادی و عملکردهای جدید می باشدپس علم نانو علمی است برای زندگی.[۵]

اصول بنیادی[ویرایش]

یک نانومتر (nm) یک میلیاردیم متر است. برای سنجش طول پیوندهای کربن-کربن، یا فاصلهٔ میان دو اتم بازهٔ ۱۲. تا ۱۵. نانومتر به کار می‌رود؛ همچنین طول یک جفتِ دی‌ان‌ای نزدیک به ۲ نانومتراست. و از سوی دیگر کوچک‌ترین باکتری سلول‌دار ۲۰۰ نانومتر است. اگر بخواهیم برای دریافتن مفهوم اندازهٔ یک نانومتر نسبت به متر سنجشی انجام دهیم می‌توانیم اندازهٔ آن را مانند اندازهٔ یک تیله به کرهٔ زمین بدانیم.[۶]. یا به شکلی دیگر یک نانومتر اندازهٔ رشد ریش یک انسان در طول زمانی است که برای بلند کردن تیغ از صورتش باید بگذرد.[۷]

نانودربهبودکیفیت فضاهای شهری[ویرایش]

  • دیوارنویسی وتبلیغات
  • انتی گرافیت ها(پوشش نانو ضد دیوار نویسی):

انتی گرافیت کردن سطوح توسط پوششهای انتی گرافیتی پایدار که دارای خاصیت ضد آب وضد آلودگی زیاد هستند.پوششهای انتی گرافیتی روی مصالح سفف میگردد رنگهای اسپری ششده و پوسترهای چسفانده شده فه راحتی از روی سطوح دیوار ها,موانع صوتی وپایه پلها در شهرها پاک شوند. نمونه موردی : مجتمع hofjager palais

  • خصوصیت خود تمیزشوندگی در زمین بازی کودکان

فضای بازی کودکان درمرکز پارک که بخشی از آن برای محافظت دربرابر نورواستفاده از پوشش های خودتمیزشونده استفاده شده است.

  • تصویه کننده ی هوا

اگرچه مواد نانونمی توانند کاملا هواراتصفیه کننداما میتوانندکیفیت هوارابهترکنند.این موادبوهاوآلودگی هارانیزریشه کن میکنند. خصوصیت تصفیه کنندگی هوای مصالح نانوهم درخارج وهم درداخل بناهانقش مهمی رادر محیط خارج بازی می کند.

[۸]

رابطه نانو تکنولوژي و معماري[ویرایش]

گستره حوزه نانو تکنولوژي، معماري و ساختمان سازي را نیز در بر می گیرد. اساسا نانو تکنولوژي خود نوعی ساختن و بنا کردن است و از این حیث شباهت زیادي به معماري در مقیاس انسانی دارد. شاید مهمترین فرق تنها در مقیاس نانو ساختارها با ساختارهاي معماري باشد.فن آوري نانو، فن آوري طبیعت است و در پی حقارت مقیاس انسان در فضا یا دگرگونی انسان در طبیعت نیست. این موضوع اثر مستقیم روي فرهنگ کاربران خواهد داشت.

[۹]

شاخه‌های اصلی در نانو[ویرایش]

می‌توان موردهای زیر را شاخه‌های بنیادین دانش نانوفناوری دانست:

جستارهای وابسته[ویرایش]

منابع[ویرایش]

  1. جدول وضعیت 30 کشور دنیا در تولید علم نانو
  2. ۲٫۰ ۲٫۱ عابدینی، ف. و همکاران. "بررسی و تحلیل چگونگی بهره‌گیری ازفناوری نانو در توسعه معماری پایدار". همایش ملی معماری پایدار و توسعه شهری، بوکان، اردیبهشت ۱۳۹۲.
  3. ۳٫۰ ۳٫۱ ۳٫۲ کرامت‌آذر، ز. فیض‌اله بیگی، ا. حاجب، س. "بررسی جایگاه مصالح هوشمند و خود ترمیم در معماری پایدار". اولین همایش ملی معماری، مرمت، شهرسازی و محیط زیست پایدار، همدان، دانشکده فنی شهید مفتح همدان، شهریور ۱۳۹۲.
  4. حق پناه، م. و همکاران. "سازه‌های نو در ساختمان‌های هوشمند با رویکرد معماری پایدار". همایش ملی معماری پایدار و توسعه شهری، بوکان، اردیبهشت ۱۳۹۲.
  5. ۵٫۰ ۵٫۱ دیکشنری نانو
  6. Jennifer Kahn (۲۰۰۶). "Nanotechnology". National Geographic ۲۰۰۶ (June): ۹۸-۱۱۹
  7. Jennifer Kahn (۲۰۰۶). "Nanotechnology". National Geographic ۲۰۰۶ (June): ۹۸-۱۱۹.
  8. نقش مصالح نانودربهبودفضاهای شهری.مولف:لیلاداوودزاده....عضوهیئت علمی دانشگاه سماتهران
  9. کتاب بکارگیري فناوري نانو در عرصه معماري ساختمان . مولف سیده حدیثه صدیق ضیابري ، محمد محمدزاده
  1. ویکی‌پدیای انگلیسی (دسترسی در ۲۱ ژوئیه ۲۰۰۷)

پیوند به بیرون[ویرایش]

جستجو در ویکی‌انبار در ویکی‌انبار پرونده‌هایی دربارهٔ فناوری نانو موجود است.