-
نانوتكنولوژي در جهان
دنياي تكنولوژي هميشه در حال تغيير و تحول بوده است، اما بعضي از اين تحولات تنها در يك زمينه خاص از تكنولوژي نيست بلكه حوزه وسيعي از تكنولوژيها را شامل مي‌شود. صاحبنظران معتقدند، نانوتكنولوژي از جمله اين تحولات را رقم خواهد زد و از اين رو، رقابت سختي بين كشورها بر سر آن به وجود آمده است.
بر مبناي گزارشهاي رسيده از سازمانهاي دولتي در كشورهاي مختلف، ميزان سرمايه‌گذاري آنها در تحقيق و توسعه نانوتكنولوژي در جهان، بين سالهاي 1997 تا 2001، 5\3 برابر افزايش يافته كه بيشترين افزايش مربوط به سال 2001 با نرخ 90درصد است.
امروزه دانشمندان به شبكه گستردهاي از اكتشافات وارد شده‌اند، به گونهاي كه نمي‌توان عرصه‌هايي را در علوم فيزيك، زيست‌شناسي و مهندسي دست نخورده دانست. صنعت دريافته است كه نانو تكنولوژي مزيت رقابتي ايجاد خواهدكرد و تخمين زده مي‌شود تا 10 الي 15 سال آينده، توليد سالانه صنعتي نانوتكنولوژي در سطح جهان به يك تريليون دلار خواهد رسيد. كه اين ميزان توليد به حدود 2 ميليون نيروي انساني شاغل در زمينه نانوتكنولوژي نياز خواهد داشت.
امريكا توسعه پايه‌هاي علوم و مهندسي را با راهبردي چندرشته‌يي از طريق برنامه پيشگامي ملي نانوتكنولوژي آغاز كرده است و ژاپن و اروپا برنامه‌هاي گسترده‌يي دارند و طرحهاي فعلي آنها براي 4 تا 5 سال آينده برنامه‌ريزي شده‌اند. كشورهاي ديگر، حوزه‌هاي داراي پتانسيل خود را ترويج كرده اند و تفاوت ميان كشورها، در زمينه «حوزه‌هاي تحقيق»، «سطح تلفيق برنامه‌ها با بخش‌هاي مختلف صنعت» و «مقياس زماني هدفهاي تحقيق و توسعه» است. نانو تكنولوژ پتانسيل بهبود كارايي انسان، توسعه پايدار مواد، آب، انرژي و غذا، محافظت از باكتريها و ويروس‌هاي ناشناخته و حتي كاهش عوامل بهم زدن نظم عمومي را دارد و توسعه اين عرصه، پيش شرطي براي پيشرفت ساير فناوريهاي كليدي از جمله بيوتكنولوژي و انقلاب ديجيتال است.
تقريبا هيچ حوزه مهمي از شبكه تحقيق و توسعه مقياس نانو دست نخورده باقي نمانده است و ديگر اين سوال مطرح نيست كه آيا نانوتكنولوژي توسعه مي‌يابد يا خيرأ بلكه اين سوال مطرح است كه چه كسي در هر عرصه پيشتاز خواهد بود؟ در واقع انتظار مي‌رود در 10 الي 15 سال آينده به سبب رشد و توسعه نانو تكنولوژي، تغييرات چشمگير علمي، فناوري و اجتماعي ايجاد شود.
تخمين زده شده است كه توليدات نانوتكنولوژي در 10 الي 15 سال آينده به يك تريليون دلار برسد. اگر تصور كنيم حداكثر براي توليد نيم ميليون دلار نياز به يك متخصص باشد، پيش‌بيني مي‌شود 2 ميليون نفر در اين زمينه مورد نياز باشد.
به نظر مي‌رسد دانش فني و محصولات نانوتكنولوژي در همين برهه زماني )15 10سال آينده(، رفته رفته به زندگي روزانه ما وارد شود. اين زمان، اگر آن را با فناوري اطلاعات مقايسه كنيم، زمان نسبتا كوتاهي است.
در مورد نانوتكنولوژي، عبارت «از دست ندادن قطار فعلي» در شركتهاي بزرگ و بعضي كشورها مطرح شده است. «قطار رفته» به فرصتهاي اخير در عرصه‌هايي چون ژنتيك، بيوتكنولوژي و فناوري اطلاعات اشاره دارد. اينك همياري ميان حوزه‌هاي همگرا، نقش موثري در تولد و رشد فناوريهاي جديد ايفامي كند و به نظر مي‌رسد اين همگرايي از مقياس مولكولي در حال شروع شدن است. تشخيص اينكه نانوتكنولوژي روندي كليدي در علم و فناوري قرن بيست‌ويكم است، در سالهاي 1997 و 1998 اتفاق افتاد. كلينتون رييس جمهور وقت امريكا، اولين برنامه ملي نانوتكنولوژي را با مشاركت دستگاه‌هاي كليدي دولت، بخش خصوصي و دانشگاه در ژانويه 2000 اعلام كرد و اين برنامه محرك فعاليتهاي ديگر كشورها شد.
در سال 2001 تقريباص همه كشورهاي توسعه يافته برنامه‌هاي مورد نياز توسعه نانو تكنو لوژي خود را تدوين كرده بودند يا در شروع آن بودند. چندين كشور، استفاده از دفاتر هماهنگ كننده ملي را مشابه شوراي ملي علوم و فناوري امريكا اقتباس كردند. در سال 2001 بيشتر از 30 كشور در عرصه نانوتكنولوژي در سطح ملي داراي فعاليت يا برنامه هستند.
سرمايه‌گذاري‌هاي دولتي در علوم و فناوري نانو بين سالهاي 1997 تا 2001، بيشتر از 3 برابر شده است. در آسيا برنامه‌هاي در حال رشدي در ژاپن، چين، كره جنوبي، تايوان و سنگاپور وجود دارد و در اين زمينه فعاليتها و توافقنامه‌هاي مهم بين المللي افزايش يافته‌اند. به عنوان مثال موافقتنامه‌هايي بين بنياد ملي علوم امريكا و اتحاديه اروپا، APEC، روسيه و چين و همچنين ايالتهاي نيويورك امريكا و كبك كانادا امضا شده است.
از بين فرصتهاي بسيار گسترده تحقيق و توسعه، كشورهاي مختلف با توجه به تجربه و نيازهاي‌شان، حوزه‌هايي را براي توسعه انتخاب كرده‌اند. يك چالش اصلي براي پيشرفت نانوتكنولوژي، آموزش و تعليم نسل جديد نيروهاي كار ماهر با گرايش چند رشته‌يي است. چالشهاي علمي و فني مشتركي نيز وجود دارد كه بين كشورها مشترك است و به دليل اهداف بزرگ انساني مورد توجه قرار مي‌گيرند.
به گفته كارشناسان، انتظار مي‌رود پروژه‌هاي تحقيق و توسعه مشترك بين‌المللي در سالهاي آينده افزايش يابند. نانوتكنولوژي با ديگر حوزه‌هاي تحقيقات داراي وجوه مشتركي است، نه اينكه جايگزين آنها باشد.
درحالي كه محققان منفرد و گروههاي كوچكتر تحقيقاتي، بخش زيادي از تحقيق و توسعه مقياس نانو را انجام مي‌دهند، مراكز تحقيقاتي بزرگتر نقش اساسي در توسعه موضوعات مهم و ايجاد مشاركتها ايفا مي‌كنند. اين مراكز باعث همگرايي بلندمدت، فعاليت بين رشته‌يي و همچنين گردهم آمدن افرادي با تجربيات و ابزارهاي مختلف مورد نياز توسعه نانوتكنولوژي مي‌شوند.
بخش اعظم مراكز مهم نانوتكنولوژي در سراسر جهان در يك سال اخير تاسيس شده است. علاوه بر انقلاب ديجيتال و زيست شناسي جديد ، نا نو تكنو لوژي به عنوان يك روند كليدي علم و فناوري در دهه‌هاي آينده مورد توجه قرار گرفته است و در اين حوزه، اكتشافات بيشتري نسبت به دو حوزه ديگر اتفاق مي‌افتد.
فناوريهاي نانو، بيو و اطلاعات با همياري بزرگي با ديگر علوم رشد خواهند كرد. همگرايي علوم در جهان به سوي ابعاد نانو خواهد بود. تحقيق و توسعه علوم و مهندسي مقياس نانو، عمدتاص در مرحله پيش رقابتي است. همكاري بين‌المللي در تحقيقات بنيادي، چالشهاي فني بلندمدت، علم‌اندازه‌گيري، آموزش و مطالعه اثرات اجتماعي اين فناوري، نقش مهمي در تكوين و رشد اين عرصه خواهد داشت.
مقياس نانو پتانسيل تبديل شدن به كارآمدترين مقياس طولي ساخت و توليد را دارد. صنعت و گروههاي تجاري دريافته‌اند كه نانوتكنولوژي، باعث تغيير ذهنيت عمومي (PARADIGM Shift) در اقتصاد مي‌شود. اين فناوري بزودي تغييرات شگرفي را در تمام عرصه‌ها ايجاد خواهد كرد.
-
كاربرد نانو تكنولوژي در پزشكي
يك باكتري مغناطيسي مي تواند در امتداد ميدان مغناطيسي زمين قرار گيرد و مطابق با آن بالا يا پايين برود تا مقصد مورد نظرش را پيدا كند.
در سال 1966 فيلمي تخيلي با عنوان «سفر دريايي شگفت انگيز» اهالي سينما را به ديدن نمايشي جسورانه از كاربرد نانوتكنولوژي در پزشكي ميهمان كرد. گروهي از پزشكان جسور و زيردريايي پيشرفته شان با شيوه اي اسرارآميز به قدري كوچك شدند كه مي توانستند در جريان خون بيمار سير كنند و لخته خوني را در مغزش از بين ببرند كه زندگي او را تهديد مي كرد. با گذشت 36 سال از آن زمان، براي ساختن وسايل پيچيده حتي در مقياس هاي كوچك تر گام هاي بلندي برداشته شده است. اين امر باعث شده برخي افراد باور كنند كه چنين دخالت هايي در پزشكي امكان پذير است و روبات هاي بسيار ريز قادر خواهند بود در رگ هاي هر كسي سفر كنند.
همه جانداران از سلول هاي ريزي تشكيل شده اند كه خود آنها نيز از واحدهاي ساختماني كوچك تر در حد نانومتر (يك ميلياردم متر) نظير پروتئين ها، ليپيدها و اسيدهاي نوكلئيك تشكيل شده اند. از اين رو، شايد بتوان گفت كه نانوتكنولوژي به نحوي در عرصه هاي مختلف زيست شناسي حضور دارد. اما اصطلاح قراردادي «نانوتكنولوژي» به طور معمول براي تركيبات مصنوعي استفاده مي شود كه از نيمه رساناها، فلزات، پلاستيك ها يا شيشه ساخته شده اند. نانوتكنولوژي از ساختارهايي غيرآلي بهره مي گيرد كه از بلورهاي بسيار ريزي در حد نانومتر تشكيل شده اند و كاربردهاي وسيعي در زمينه تحقيقات پزشكي، رساندن داروها به سلول ها، تشخيص بيماري ها و شايد هم درمان آنها پيدا كرده اند.
در برخي محافل نگراني هاي شديدي در مورد جنبه منفي اين فناوري به وجود آمده است؛ آيا اين نانوماشين ها نمي توانند از كنترل خارج شده و كل جهان زنده را نابود كنند؟
با وجود اين به نظر مي رسد فوايد اين فناوري بيش از آن چيزي باشد كه تصور مي رود. براي مثال، مي توان با بهره گيري از نانوتكنولوژي وسايل آزمايشگاهي جديدي ساخت و از آنها در كشف داروهاي جديد و تشخيص ژن هاي فعال تحت شرايط گوناگون در سلول ها، استفاده كرد. به علاوه، نانوابزارها مي توانند در تشخيص سريع بيماري ها و نقص هاي ژنتيكي نقش ايفا كنند.
طبيعت نمونه زيبايي از سودمندي بلورهاي غيرآلي را در دنياي جانداران ارائه مي كند. باكتري هاي مغناطيسي، جانداراني هستند كه تحت تاثير ميدان مغناطيسي زمين قرار مي گيرند. اين باكتري ها فقط در عمق خاصي از آب يا گل ولاي كف آن رشد مي كنند. اكسيژن در بالاي اين عمق بيش از حد مورد نياز و در پايين آن بيش از حد كم است. باكتري اي كه از اين سطح خارج مي شود بايد توانايي شنا كردن و برگشت به اين سطح را داشته باشد. از اين رو، اين باكتري ها مانند بسياري از خويشاوندان خود براي جابه جا شدن از يك دم شلاق مانند استفاده مي كنند. درون اين باكتري ها زنجيره اي با حدود 20 بلور مغناطيسي وجود دارد كه هر كدام بين 35 تا 120 نانومتر قطر دارند. اين بلورها در مجموع يك قطب نماي كوچك را تشكيل مي دهند. يك باكتري مغناطيسي مي تواند در امتداد ميدان مغناطيسي زمين قرار گيرد و مطابق با آن بالا يا پايين برود تا مقصد مورد نظرش را پيدا كند.
اين قطب نما اعجاز مهندسي طبيعت در مقياس نانو است. اندازه بلورها نيز مهم است. هر چه ذره مغناطيسي بزرگ تر باشد، خاصيت مغناطيسي اش مدت بيشتري حفظ مي شود. اما اگر اين ذره بيش از حد بزرگ شود خود به خود به دو بخش مغناطيسي مجزا تقسيم مي شود كه خاصيت مغناطيسي آنها در جهت عكس يكديگرند. چنين بلوري خاصيت مغناطيسي كمي دارد و نمي تواند عقربه كارآمدي براي قطب نما باشد. باكتري هاي مغناطيسي قطب نماهاي خود را فقط از بلورهايي با اندازه مناسب مي سازند تا از آنها براي بقاي خود استفاده كنند. جالب است كه وقتي انسان براي ذخيره اطلاعات روي ديسك سخت محيط هايي را طراحي مي كند دقيقاً از اين راهكار باكتري ها پيروي مي كند و از بلورهاي مغناطيسي در حد نانو و با اندازه اي مناسب استفاده مي كند تا هم پايدار باشند و هم كارآمد.
محققان در تلاش هستند تا از ذرات مغناطيسي در مقياس نانو براي تشخيص عوامل بيماري زا استفاده كنند. روش اين محققان نيز مانند بسياري از مهارت هايي كه امروزه به كار مي رود به آنتي بادي هاي مناسبي نياز دارد كه به اين عوامل متصل مي شوند. ذرات مغناطيسي مانند برچسب به مولكول هاي آنتي بادي متصل مي شوند. اگر در يك نمونه، عامل بيماري زاي خاصي مانند ويروس مولد ايدز مد نظر باشد، آنتي بادي هاي ويژه اين ويروس كه خود به ذرات مغناطيسي متصل هستند به آنها مي چسبند. براي جدا كردن آنتي بادي هاي متصل نشده، نمونه را شست وشو مي دهند. اگر ويروس ايدز در نمونه وجود داشته باشد، ذرات مغناطيسي آنتي بادي هاي متصل شده به ويروس، ميدان هاي مغناطيسي توليد مي كنند كه توسط دستگاه حساسي تشخيص داده مي شود. حساسيت اين مهارت آزمايشگاهي از روش هاي استاندارد موجود بهتر است و به زودي اصلاحات پيش بيني شده، حساسيت را تا چند صد برابر تقويت خواهد كرد.
دنياي پيشرفته الكترونيك پر از مواد پخش كننده نور است. براي نمونه هر Cdخوان، Cd را با استفاده از نوري مي خواند كه از يك ديود ليزري مي آيد. اين ديود از يك نيمه رساناي غيرآلي ساخته شده است. هر تصوير، قسمت كوچكي از يك Cd به اندازه يك مولكول پروتئين (در حد نانومتر) را مي كند. در نتيجه اين عمل يك نانو بلور نيمه رسانا يا به اصطلاح تجاري يك «نقطه كوانتومي» ايجاد مي شود.
فيزيكداناني كه براي اولين بار در دهه 1960 نقاط كوانتومي را مطالعه مي كردند معتقد بودند كه اين نقاط در ساخت وسايل الكترونيكي جديد و وسايل ديد استفاده خواهند شد. تعداد انگشت شماري از اين محققان ابراز مي كردند كه از اين يافته ها مي توان براي تشخيص بيماري يا كشف داروهاي جديد كمك گرفت و هيچ كدام از آنان حتي در خواب هم نمي ديدند كه اولين كاربردهاي نقاط كوانتومي در زيست شناسي و پزشكي باشد.
نقاط كوانتومي قابليت هاي زيادي دارند و در موارد مختلفي مورد استفاده قرار مي گيرند. يكي از كاربردهاي اين نقاط نيمه رسانا در تشخيص تركيبات ژنتيكي نمونه هاي زيستي است. اخيراً برخي محققان روش مبتكرانه اي را به كار بردند تا وجود يك توالي ژنتيكي خاص را در يك نمونه تشخيص دهند. آنان در طرح خود از ذرات طلاي 13 نانومتري استفاده كردند كه با Dna (ماده ژنتيكي) تزئين شده بود. اين محققان در روش ابتكاري خود از دو دسته ذره طلا استفاده كردند. يك دسته، حامل Dna بود كه به نصف توالي هدف متصل مي شد و Dna متصل به دسته ديگر به نصف ديگر آن متصل مي شد. Dna هدفي كه توالي آن كامل باشد به راحتي به هر دو نوع ذره متصل مي شود و به اين ترتيب دو ذره به يكديگر مربوط مي شوند. از آنجا كه به هر ذره چندين Dna متصل است، ذرات حامل Dna هدف مي توانند چندين ذره را به يكديگر بچسبانند. وقتي اين ذرات طلا تجمع مي يابند خصوصياتي كه باعث تشخيص آنها مي شود به مقدار چشم گيري تغيير مي كند و رنگ نمونه از قرمز به آبي تبديل مي شود. چون كه نتيجه اين آزمايش بدون هيچ وسيله اي قابل مشاهده است مي توان آن را براي آزمايش Dna در خانه نيز به كار برد.
هيچ بحثي از نانوتكنولوژي بدون توجه به يكي از ظريف ترين وسايل در علوم امروزي يعني ميكروسكوپ اتمي كامل نمي شود. روش اين وسيله براي جست وجوي مواد مانند گرامافون است. گرامافون، سوزن نوك تيزي دارد كه با كشيده شدن آن روي يك صفحه، شيارهاي روي آن خوانده مي شود. سوزن ميكروسكوپ اتمي بسيار ظريف تر از سوزن گرامافون است به نحوي كه مي تواند ساختارهاي بسيار كوچك تر را حس كند. متاسفانه، ساختن سوزن هايي كه هم ظريف باشند و هم محكم، بسيار مشكل است. محققان با استفاده از نانو لوله هاي باريك از جنس كربن كه به نوك ميكروسكوپ متصل مي شود اين مشكل را حل كردند. با اين كار امكان رديابي نمونه هايي با اندازه فقط چند نانومتر فراهم شد. به اين ترتيب، براي كشف مولكول هاي زنده پيچيده و برهم كنش هايشان وسيله اي با قدرت تفكيك بسيار بالا در اختيار محققان قرار گرفت.
اين مثال و مثال هاي قبل نشان مي دهند كه ارتباط بين نانوتكنولوژي و پزشكي اغلب غيرمستقيم است به نحوي كه بسياري از كارهاي انجام شده، در زمينه ساخت يا بهبود ابزارهاي تحقيقاتي يا كمك به كارهاي تشخيصي است. اما در برخي موارد، نانوتكنولوژي مي تواند در درمان بيماري ها نيز مفيد باشد. براي مثال مي توان داروها را درون بسته هايي در حد نانومتر قرار داد و آزاد شدن آنها را با روش هاي پيچيده تحت كنترل در آورد. يكي از نانوساختارهايي كه براي ارسال دارو يا مولكول هايي مانند Dna به بافت هاي هدف ساخته شده، «دندريمر»ها هستند. اين مولكول هاي آلي مصنوعي با ساختارهاي پيچيده براي اولين بار توسط «دونالد توماليا» ساخته شدند. اگر شاخه هاي درختي را در يك توپ اسفنجي فرو ببريد به نحوي كه در جهت هاي مختلف قرار گيرند مي توان شكلي شبيه يك مولكول دندريمر را ايجاد كرد. دندريمرها مولكول هايي كروي و شاخه شاخه هستند كه اندازه اي در حدود يك مولكول پروتئين دارند. دندريمرها مانند درختان پرشاخه و برگ داراي فضاهاي خالي هستند، يعني تعداد زيادي حفرات سطحي دارند.
دندريمرها را مي توان طوري ساخت كه فضاهايي با اندازه هاي مختلف داشته باشند. اين فضاها فقط براي نگه داشتن عوامل درماني هستند. دندريمرها بسيار انعطاف پذير و قابل تنظيم اند. همچنين آنها را مي توان طوري ساخت كه فقط در حضور مولكول هاي محرك مناسب، خود به خود باد كنند و محتويات خود را بيرون بريزند. اين قابليت اجازه مي دهد تا دندريمرهاي اختصاصي بسازيم تا بار دارويي خود را فقط در بافت ها يا اندام هايي آزاد كنند كه نياز به درمان دارند. دندريمرها مي توانند براي انتقال Dna به سلول ها جهت ژن درماني نيز ساخته شوند. اين شيوه نسبت به روش اصلي ژن درماني يعني استفاده از ويروس هاي تغيير ژنتيكي يافته بسيار ايمن تر هستند.
همچنين محققان ذراتي به نام نانوپوسته ساخته اند كه از جنس شيشه پوشيده شده با طلا هستند. اين نانوپوسته ها مي توانند به صورتي ساخته شوند تا طول موج خاصي را جذب كنند. اما از آنجا كه طول موج هاي مادون قرمز به راحتي تا چند سانتي متر از بافت نفوذ مي كنند، نانوپوسته هايي كه انرژي نوراني را در نزديكي اين طول موج جذب مي كنند بسيار مورد توجه قرار گرفته اند. بنابراين، نانوپوسته هايي كه به بدن تزريق مي شوند مي توانند از بيرون با استفاده از منبع مادون قرمز قوي گرما داده شوند. چنين نانوپوسته هايي را مي توان به كپسول هايي از جنس پليمر حساس به گرما متصل كرد. اين كپسول ها محتويات خود را فقط زماني آزاد مي كنند كه گرماي نانوپوسته متصل به آن باعث تغيير شكلش شود.
يكي از كاربردهاي شگرف اين نانوپوسته ها در درمان سرطان است. مي توان نانوپوسته هاي پوشيده شده با طلا را به آنتي بادي هايي متصل كرد كه به طور اختصاصي به سلول هاي سرطاني متصل مي شوند. از لحاظ نظري اگر نانوپوسته ها به مقدار كافي گرم شوند مي توانند فقط سلول هاي سرطاني را از بين ببرند و به بافت هاي سالم آسيب نرسانند. البته مشكل است بدانيم آيا نانوپوسته ها در نهايت به تعهد خود عمل مي كنند يا نه. اين موضوع براي هزاران وسيله ريز ديگري نيز مطرح است كه براي كاربرد در پزشكي ساخته شده اند.
محققان از نانوتكنولوژي در ساخت پايه هاي مصنوعي براي ايجاد بافت ها و اندام هاي مختلف نيز استفاده كرده اند. محققي به نام «ساموئل استوپ» روش نويني ابداع كرده است كه در آن سلول هاي استخواني را روي يك پايه مصنوعي رشد مي دهد. اين محقق از مولكول هاي مصنوعي استفاده كرده است كه با رشته هايي تركيب مي شوند كه اين رشته ها براي چسباندن به سلول هاي استخواني تمايل بالايي دارند. اين پايه هاي مصنوعي مي توانند فعاليت سلول ها را هدايت كنند و حتي مي توانند رشد آنها را كنترل كنند. محققان اميدوارند سرانجام بتوانند روش هايي بيابند تا نه فقط استخوان، غضروف و پوست بلكه اندام هاي پيچيده تر را با استفاده از پايه هاي مصنوعي بازسازي كنند.
به نظر مي رسد برخي از اهدافي كه امروزه در حال تحقق هستند در آينده اي نزديك توسط پزشكان به كار گرفته شوند. جايگزيني قلب، كليه يا كبد با استفاده از پايه هاي مصنوعي شايد با فناوري كه در فيلم سفر دريايي شگفت انگيز نشان داده شد، متناسب نباشد اما اين تصور كه چنين درمان هايي در آينده اي نه چندان دور به واقعيت بپيوندند بسيار هيجان انگيز است. حتي هيجان انگيزتر اينكه اميد است محققان بتوانند با تقليد از فرآيندهاي طبيعي زيست شناختي، واحدهايي در مقياس نانو توليد كنند و از آنها در ساخت ساختارهاي بزرگ تر بهره گيرند. چنين ساختارهايي در نهايت مي توانند براي ترميم بافت هاي آسيب ديده و درمان بسياري از بيماري ها به كار روند.
-
اخبار نانو در ايران!
تيم تحقيقاتي کاتاليست و نانوکاتاليست دانشگاه سيستان و بلوچستان اقدام به ساخت يک دستگاه ميکروراکتور شيميائي نموده که در اين گزارش نحوه ساخت و مزيت‌هاي خاص آن مطرح مي‌گردد.
براي ارزيابي و تست عملکرد کاتاليست‌ها و نانوکاتاليست‌ها وجود يک دستگاه ميکروراکتور شيميائي بسيار دقيق با قابليت کارآيي فوق‌العاده زياد ضروري است تا بتوان شرايط عملياتي موجود در پالايشگاه‌ها نظير دما، فشار، سرعت واکنش، مقدار خوراک گازي تزريق شده و غيره را در مقياس آزمايشگاهي مطالعه نمود. لذا تيم تحقيقاتي کاتاليست و نانوکاتاليست دانشگاه سيستان و بلوچستان اقدام به ساخت يک دستگاه ميکروراکتور شيميائي نموده که در اين گزارش نحوه ساخت و مزيت‌هاي خاص آن مطرح مي‌گردد.
براي دريافت فايل كامل گزارش
کد:
www.nano.ir/news/attach/2949.pdfاينجا
برويد.
-
كاركردها و مزاياي شبكه‌سازي زيرساخت هاي توسعه فناوري
چکيده مقاله
شبكه‌سازي رويکردي است که در دهه هاي اخير به طور جدي از طرف دولتها و بنگاه ها، هم در سطح ملي و هم در سطح منطقه اي و جهاني دنبال شده است. اين رويکرد در حوزه فناوري تقريباً در همه مراحل توسعه يک فناوري از زمان خلق يک ايده نوآورانه تا رسيدن آن به مرحله توليد ثروت در بازار تجاري ديده مي‌شود.
هدف اصلي مقاله حاضر تببين کارکرد و مزاياي اصلي يک شبکه است و اينکه شبكه‌سازي تنها با تجميع فيزيكي اجزاء يك شبكه و يا ايجاد بستر نرم‌افزاري ارتباطي بين اجزاء تمام نمي‌شود، بلكه ويژگي اصلي يك شبكه واقعي، جايگيري صحيح يك‌يك اجراء آن، تعامل سازنده آنها با هم و رشد مستمر اجزاء در اثر هم‌افزايي‌هاي ناشي از اين تعاملات است. ماهيت بين رشته‌اي فناوري نانو و نياز به كنار هم قرار گرفتن توانمندي‌هاي مختلف باعث شده است كه شبكه‌سازي زيرساخت‌هاي توسعه فناوري نانو به ويژه توانمندي ها و تجهيزات آزمايشگاهي يك اقدام ضروري از طرف دولتها به حساب آيد.
متن كامل مقاله:nanolab.nano.ir/papers/attach/r1230.pdf
-
گزارش دومین ارزیابی آزمایشگاه های عضو شبکه آزمایشگاهی فناوری نانوی کشور
چکيده مقاله
يكي از اصلي ترين اهداف ستاد ويژه توسعه فناوري نانو از ايجاد شبكه آزمايشگاهي فناوري نانو، فراهم سازي بسترهاي لازم براي ارايه بهتر خدمات آزمايشگاهي به پژوهشگران و صنايع كشور است. اين شبکه تلاش مي كند با ايجاد يك فضاي سالم و رقابتي، زمينه ارايه خدمات مطلوب تر توسط آزمايشگاه هاي عضو شبكه را فراهم كند. لذا حمايت هاي ستاد از آزمايشگاه ها براساس ارزيابي نحوه عملكرد آنها در خدمت رساني به پژوهشگران انجام مي شود.
بر اساس مصوبات كارگروه زيرساخت هاي توسعه فناوري ستاد، از اول سال 1384 آزمايشگاه‌هاي عضو شبكه بايد گزارش خدمات ارايه شده توسط آنها به متقاضيان را در قالب فرم‌هاي ويژه اي هر سه ماه يکبار به اين كميته ارسال نمايند. علاوه بر اين گزارش ها، از روش هاي ديگر مثل نظرسنجي از کاربران شبکه و برخي روش هاي غيرمستقيم براي ارزيابي نحوه عملکرد آزمايشگاه ها استفاده مي شود.
متن کامل گزارش: nano.ir/papers/attach/2274.pdf
-
مشاهير نانو:
دكتر ريچارد فيليپس فاينمن در 11 مي سال 1918 در منهتن نيويورك چشم به جهان گشود. فاينمن در طول سالهاي تحصيلش بر روي رياضيات و علوم بسيار مطالعه مي‌كرد زيرا پدرش مي‌خواست كه او يك معلم فيزيك شود. وي همچنين براي آزمايش در زمينه الكتريسيته يك آزمايشگاه در خانه‌اش برپا كرد. فاينمن از نمادهاي رياضياتي خودش براي توابع Sin، Cos، tanو F(x) استفاده مي‌كرد.
فاينمن در دبيرستان فار راك اوي (Far Rock away) به تحصيل پرداخت و در سال آخر دبيرستان برنده جايزه رياضي دانشگاه نيويورك شد. پس از اتمام دبيرستان او تمايل به ادامه تحصيل داشت اما به جز انستيتو تكنولوژي ماساچوست (MIT) بقيه دانشگاه‌ها به خاطر نمراتش و يهودي‌بودنش از پذيرش وي سرباز زدند. فاينمن در سال 1935 وارد MIT شد و در سال 1939 فارغ‌التحصيل ليسانس فيزيك گرديد. در سال 1942 وي پس از كاركردن بر روي ساخت بمب اتمي (1942-1941) دكتراي خود را از دانشگاه پرينستون دريافت نمود. او پس از دريافت مدرك دكترايش به لوس‌آلاموس (Los Alamos) رفت تا كار بر روي بمب اتمي را ادامه دهد. سپس فاينمن به رياست بخش تئوري منسوب شد. در سال 1945 فاينمن به عنوان استاد فيزيك تئوري در دانشگاه كرنل (Cornell) به فعاليت پرداخت. در بين سالهاي 1952 تا 1959 به عنوان استاد مهمان (Visiting Professor) درس فيزيك تئوري در انستيتو تكنولوژي كاليفرنيا (Caltech) به نام ريچارد چيس تولمن (Richard chase Tolman) مشغول به كار شد. بعد از آن سال تا زمان مرگش در سمت استاد فيزيك تئوري در آن دانشگاه مشغول کار بود.
جايزه آلبرت انيشتن از دانشگاه پرينستون به سال 1954، جايزه آلبرت انيشتن از كالج پزشكي و جايزه لورنس (Lawrence) در سال 1963 جوايزي بودكه ريچارد فاينمن موفق به اخذ آنها گرديد. وي در سال 1965 به خاطر توسعه‌دادن الكتروديناميك كوانتوم که تئوري اثر متقابل ذرات و اتم‌ها را در ميدان‌هاي تشعشعي بيان مي‌كند به شهرت رسيد. وي در قسمتي از كارهايش آنچه را كه امروزه به نام "دياگرام فاينمن" ناميده مي‌شود، ترسيم نمود. اين دياگرام نمودار مكان- زمان اثر متقابل ذرات را نشان مي‌دهد. به خاطر اين كار وي جايزه نوبل را درآن سال به همراه جي- اسكوينجر (J-Schwinger) و اس. آي. توموناجا (S.I. Tomonaga) اخذ كرد.
بعدها در طول زندگيش هنگامي كه به گروه تحقيق حادثه انفجار شاتل چنجر پيوست و دو كتاب خاطراتش را كه پرفروش‌ترين كتاب‌ها شدند، منتشر كرد به چهره برجسته‌اي تبديل شد.
پروفسور فاينمن عضو انجمن فيزيك آمريكا، انجمن آمريكايي علوم پيشرفته و آكادمي ملي علوم بود. او همچنين در سال 1965 به عنوان عضو خارجي انجمن سلطنتي انگلستان انتخاب شد.
در سال1959 ايشان مقاله‌اي را درباره قابليت‌هاي فناوري نانو در آينده منتشر ساخت. فاينمن 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 اين بود «فضاي زيادي در سطوح پايين وجود دارد» باوجود موقعيت‌هايي كه توسط بسياري تا آن زمان كسب‌شده بود، ريچارد. پي. فاينمن را به عنوان پايه گذار اين علم مي‌شناسند.
سخنراني او شامل اين مطلب بود كه مي‌توان تمام دايره‌المعارف بريتانيكا را بر روي يك سنجاق نگارش كرد. يعني ابعاد آن را به اندازه 25000/1 ابعاد واقعيش كوچك كرد. 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 نانو را پيش‌بيني نمود. وي در پايان سخنرانيش 1000 دلار براي اختراع اولين الكتروموتوري كه ابعادش حداكثر 64/1اينچ مكعب باشد، پيشنهاد داد. جايزه‌اي كه براي اولين كسي كه بتواند ابعاد يك صفحه كتاب را به اندازه ابعاد اصليش كوچك كند، تعيين كرد. ابعاد اين صفحه كتاب مي‌بايست به اندازه‌اي باشد كه بتوان آن را به كمك يك ميكروسكوپ الكتروني خواند. اين ايده‌ها در سالهاي 1960 و 1985 تحقق يافتند و جايزه‌هاي آنها نيز پرداخت شد.
ريچارد فاينمن با گوند هوارد (Gwenth Howarth) ازدواج كرد كه ثمره اين ازدواج يك پسر به نام كارل ريچارد (Corl Richard) (متولد 22 آوريل 1961) و يك دختر به نام ميشل كاترين (Michell Cathrine) (متولد 13 آگوست سال 1968) بود. متأسفانه فاينمن در سال 1988 به خاطر سرطان شكم در مركز پزشكي لوس‌آنجلس درگذشت. ياد فاينمن همواره به خاطر گشودن دريچه‌اي نو در قلمرو علم فيزيك به سوي ما، در ذهن‌ها باقي مي‌ماند.
[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
-
كي اريك دركسلر در 25 آوريل 1955 در اوکلند ايالت كاليفرنياي ايالات متحده آمريکا به دنيا آمد. پدرش آلن‌باري دركسلريك مدير مشاور بود و مادرش هازل ادناگاسمن يك آئويدلوژيست (Oudiologist) و يك متخصص در رشته آسيب‌شناسي بود. . وي در پژوهشگاه فناوري ماساچوست (MIT) مشغول به تحصيل شد و ليسانش را در رشته علوم در سال 1977 و فوق ليسانسش را در رشته مهندسي در سال 1979 به پايان رسانيد. سپس دكترايش را با نظارت ماروين مينسكي (marvin Minsky) در همان پژوهشگاه آغاز نمود و درنهايت در سال 1991 موفق به اخذ دكترا در رشته فناوري نانومولكولي شد. وي در 18 جولاي سال 1981 با كريستين لوئيس پترسون كه يك مهندس فارغ‌التحصيل از MIT بود ازدواج كرد.
او مشهورترين شخصيتي است كه در زمينه شناساندن پتانسيل‌هاي فناوري نانو مولكولي به عموم جامعه كارهاي اساسي انجام داده است.
دركسلر به شدت تحت تأثير ايده "محدوديت‌هاي رشد" بود كه در ابتداي دهة 70 مطرح شد. عكس‌العمل او در اولين سال تحصيلش در MIT به اين قضيه چنين بود كه به دنبال كسي بگردد كه بر روي منابع فضايي [منابع خارج از كره زمين] كار كرده باشد. در نهايت او دكتر گراندكي انيل (K.ONILL Geracd) را در پرينستون پيدا كرد. وي فيزيكداني مشهور بود كه بر روي شتاب دهنده‌هاي ذرات، بسيار تبحر داشت و كارهاي برجسته‌اي در زمينه ايده "مهاجرت به فضا" انجام داده بود.
دكسلر در كنار كارهايي كه تابستان‌ها در ساختمان اُ‌نيل بر روي نمونه‌هاي آزمايشگاهي انتقال جرم انجام مي‌داد، مقاله‌هايي نيز براي سه دوره كنفرانس "توليدات فضايي" (كه براي اولين بار در پرينستون تشكيل مي‌شد) تهيه كرد. وي همچنين در سال 1977 و 1979 مقالاتي با همكاري كيت هنسون ((keith Henson منتشر كرد و اختراعاتي (patents) در هر دو زمينه توليد فاز بخار و تشعشع كننده‌هاي و گرم كننده‌ها يا خنك كننده‌هاي فضايي به ثبت رسانيد.
در سال 1975 و 1976 در كسلر وارد مطالعات تابستاني ناسا شد. او توانست ورقه نازك فلزي كه تنها چند 10 اتم ضخامت داشت را توليد كند و از آن به عنوان ايده‌اي براي ساخت بادبان‌هاي قايق‌هاي خورشيدي با بازده بالا استفاده كند.
وي همچنين در زمينه سياست فضايي نيز فعاليت مي‌كرد در سال 1980 به انجمن L5 كمك كرده تا در انعقاد"معاهده ماه" پيروز شوند.
در اواخر دهة 70 او ايده‌هاي مربوط به فناوري نانو مولكولي را بسط داد و سرانجام توانست به موضوع مورد بحث در سخنراني معروف ريچاردفاينمن جامه‌عمل بپوشاند . دركسلر از زماني كه در MIT مشغول گذرانيدن فوق ليسانس بود، به پيش‌بيني در زمينه آينده فناوري بسيار علاقه نشان مي‌داد. او همچون ساير كساني كه دنياي مدرن آينده را پيش‌بيني مي‌كنند، همواره سعي در ايجاد تصاويري باورنكردني از فناوري هاي مدرن داشت.
در سال 1986 وي كتاب موتورهاي آفرينش را منتشر ساخت اين اولين كتابي بودكه طرحي از پتانسيل‌هاي فناوري نانو مولكولي را ارائه مي‌داد.
او اولين كسي بود كه دكترايش را در زمينه فناوري نانو مولكولي دريافت نمود او پس تصحيحاتي بر روي رساله دكترانيش آن را با نام "نانوسيستم‌ها محاسبات و ساخت ماشين‌هاي مولكولي" در سال 1992 منتشر كرد. انتشار اين كتاب توانست جايزه AAP را به عنوان بهترين كتاب در زمينة علوم كامپيوتر در همان سال براي وي به ارمغان بياورد. دركسلر و كريستين پترسون در سال 1986 پژوهشگاه فورسايت (Forsight Institue) را به منظور پيشرفت علوم و مهندسي توليدات مولكولي پايه‌گذاري كردند.
[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
-
ريچارد ارت اسمالي در 6 ژوئن سال 1943 در آكرن اوهايو به دنيا آمد. ابتدا به كالج هوپ رفت و پس از آن در دانشگاه ميشيگان مشغول به تحصيل شد و در سال 1965 ليسانش را از همان دانشگاه دريافت نمود. وي در سال 1973 موفق به اخذ دكترا از دانشگاه پرينستون شد. وي استاد شيمي دانشگاه رايس (Rice) مي‌باشد. وي در سال 1996 به خاطر كشف فولرين (كربن 60) به همراه روبرت كورل استاد شيمي دانشگاه رايس و هارولد كروتو استاد دانشگاه ساسكس موفق به اخذ جايزه نوبل شيمي گرديد. او هم اكنون بر روي نانو لوله‌هاي كربني و امور مرتبط با فناوري نانو كار مي‌كند و صاحب نظري خبره در زمينه ايده فناوري نانو مولكولي مي‌باشد.
[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
-
روبرت اي فريتاس مدير تحقيقات موسسه ساخت مولکولي (Institute for Molecular Manufacturing) مي‌باشد. وي در رشته‌هاي فيزيك، روانشناسي و حقوق تحصيل كرده است و بيش از 150 مقاله فني و عمومي با موضوعات مختلف علمي، مهندسي و حقوقي نوشته است. وي همچنين عهده‌دار نوشتن فصل‌هايي از كتاب‌هاي مختلف مي باشد.
او در سال 1980 گزارشي تحليلي درباره امكان ساخت كارخانه‌هاي فضايي تكثير شونده يعني كارخانه‌هايي كه بتوانند كارخانه‌هاي مشابه خودشان را به وجود آورند نوشت و سپس اولين تحقيق فني را كه به جزئياتي درباره نانوروبات‌هاي پزشكي پرداخته بود در مجله پزشكي (medical jarmal) منتشر ساخت.
اخيراً فريتاس كتاب نانوپزشكي را منتشر كرده است. اين كتاب اولين كتاب فني مي‌باشد كه درباره قابليت‌هاي نانوفناوري مولكولي در نانوروبات‌هاي پزشكي كه كاربردهاي پزشكي و دارويي دارند به بحث پرداخته است. جلد اول اين كتاب در سال 1999 توسط شركت Lands Bioscience منتشر شد. در اين زمان فريتاس محقق موسسه ساخت مولکولي واقع در ايالت كاليفرنيا بود. او در سال 2003 قسمت اول جلد دوم آن كتاب را توسط همان شركت منتشر ساخت. وي در آن زمان در شركت زيوكس zyvex به عنوان يك محقق مشغول به كار بود. زيوكس يك كمپاني در زمينه فناوري نانو مي‌باشد كه مركز آن در فاصله سالهاي 2000 تا 2004 در ريچاردسون تگزاس بود. فريتاس هم اكنون مشغول تكميل كردن قسمت دوم جلد دوم و جلد سوم كتاب نانوپزشكي مي‌باشد. همچنين وي به عنوان مشاور در زمينه‌هاي سنتز نانومكانيكي الماس و طراحي متصل كننده‌هاي مولكولي به عنوان مدير تحقيقات موسسه ساخت مولکولي مشغول به كار مي‌باشد.
در سال 2004 روبرت فريتاس و رالف مركل با همكاري يكديگر كتاب"سينماتيك ماشين‌هاي تكثير شونده" را منتشر نمودند. اين اولين كتابي است كه در زمينه فيزيك ماشين‌هاي تكثير شونده تاكنون به چاپ رسيده است.
[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
-
رالف سي مركل در دوم فوريه سال 1952متولد شد. مركل در سال 1970 از دبيرستان لايورمور (Livermore) فارغ التحصيل شد و دانشگاه بركلي به ادامه تحصيل پرداخت. وي ليسانش را در سال 1974 و فوق‌ليسانش را در سال 1977 در رشته علوم كامپيوتر دريافت نمود. مركل در سال 1979 موفق به اخذ دكترا در رشته مهندسي برق از دانشگاه استنفورد شد. عنوان تز دكتراي وي (Authentication and public key systems) بود.
او يکي از پيشگامان در عرصه طراحي و بازگشايي كليدهاي رمز نويس عمومي بود.(public key cryptography)
با اين حال الان مي‌توان وي را به عنوان يك محقق و يك سخنران در عرصه فناوري نانو و علم کريونيک (cryonics) بر شمرد.
در بخش صنعت او در سال 1980 مديريت توسعه بخش کامپايلر در الكسي )Elxsi( را به عهده گرفت. از سال 1988 تا سال 1999 به عنوان يك محقق در شرکت زيراکس ) Xerox PARC ( به فعاليت پرداخت و ابداعات منحصر بفردي در زمينه رمز نويسي انجام داد. متعاقباً وي به عنوان تئوريسين فناوري نانو در زيوكس(Zyvex) مشغول به كار شد و در سال 2003 به عنوان مدير GTISC (مركز اطلاعات سري فناوري جورجيا) به محيط دانشگاهي بازگشت.
ايشان جزو محققين و طرفداران بنيادي است که افراد بيمار لاعلاج را براي درمان در زمان مناسب منجمد ميکند (Alcor Life Extension Foundation )مي باشد. ايشان معتقد است فناوري نانو پتانسيل بسيار زيادي براي درمان بيماري هاي صعب العلاج دارد. از اين رو ايشان فعاليتهاي خود را در زمينه کاربردهاي اين فناوري در پزشکي متمرکز نموده است.
[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
