تبلیغات
مقالات زیبا - فناوری نانو چیست؟
سه شنبه 17 فروردین 1389

فناوری نانو چیست؟

   نوشته شده توسط: ebi abadani    


تاریخچه
در حدود سال 1950 میلادی ، فیزیکدان معروف آمریکایی ، پروفسور ریچارد فاینمن پیشنهاد ساخت یک موتور الکتریکی با ابعاد کمتر از 1.64 اینج را داد و برای اولین بار کسی که موفق به ساخت آن شود جایزه 1000 دلاری تعیین نمود. سرانجام ویلیام مک لیلان با زحمت فراوان توانست بوسیله یک انبرک دستی و یک میکروسکوپ این کار را به انجام برساند. در واقع هدف فاینمن از این کار ایجاد انگیزه در موسسات آموزشی و تحقیقاتی بود تا توجه آنها را به دنیای میکروها و نانوها جلب کند.

فاینمن برای اولین بار و بطور جدی این بحث را در سال 1960 و در تکنولوژی کالیفرنیا (Caltech) طی یک سخنرانی با عنوان (There is plenty of 200m at the Bottom) مطرح کرد. در طی این سخنرانی فاینمن طریقه نگارش 24 جلد دایره المعارف Britanica را به صورت تئوری بر نوک یک سوزن توضیح داد و بدین ترتیب شاخه جدیدی از دانش پا به عرصه ظهور گذاشت.

كتر مرتضی پیرعلی:فناوری نانو یكی از آخرین دستاوردهای علمی است. طبق بررسی های شورای پژوهش های اجتماعی _ اقتصادی انگلستان، فناوری نانو از جمله موارد رو به گسترش و مورد توجه اجتماعی _ اقتصادی است. بحث هایی كم و بیش در زمینه كاربرد این نوع فناوری چه منتقدانه و یا طرفدارانه وجود دارد. بیشترین اشكالی كه منتقدان در این زمینه وارد می كنند، ترس از انباشته شدن كره زمین از وجود موادی است كه ممكن است این فناوری در پی داشته باشد و به نوعی خطرناك باشد. اما نقطه نظر طرفداران سرسخت این نوع فناوری بیشتر متوجه تاثیر مثبت آن در ارتقای زندگی، تولیدات جدید و توسعه گرانه و تولید محصولات ارزان تر است.

• فناوری نانو چیست؟

به طور كلی این فناوری عبارت از كاربرد ذرات در ابعاد نانو است. یك نانومتر، یك میلیاردم متر است. از دو مسیر به این ابعاد می توان دسترسی پیدا كرد. یك مسیر دسترسی از بالا به پایین و دیگری طراحی و ساخت از پایین به بالا است. در نوع اول، ساختارهای نانو با كمك ابزار و تجهیزات دقیق از خرد كردن ذرات بزرگ تر حاصل می شوند. در طراحی و ساخت از پایین به بالا كه عموما آن را فناوری مولكولی نیز می نامند، تولید ساختارها، اتم به اتم و یا مولكول به مولكول تولید و صورت می گیرند. به عقیده مدیر اجرایی موسسه نانوتكنولوژی انگلستان، فناوری نانو ادامه و گسترش روند مینیاتوریزه كردن است و به این طریق تولید مواد، تجهیزات و سامانه هایی با ابعاد نانو انجام می شود. درحقیقت فناوری نانو به ما امكان ساخت طراحی موادی را می دهند كه كاملا دارای خواص و اختصاصات جدید هستند.

به بیان دیگر این نوع فناوری چیزهایی را كه در اختیار داریم با خصوصیات جدید در اختیار قرار می دهد و یا آنها را از مسیرهای نوینی می سازد. اما گویا صنایع داروسازی از مدت ها قبل به ساخت ذرات ریز مشغول بوده اند. به نظر پروفسور Buckton، طی سخنرانی كه در كنفرانس علوم دارویی انگلستان (BPC) انجام داد ادعا نمود كه فناوری نانو در داروسازی اصطلاح تازه به كار گرفته شده ای برای فناوری تولید ذرات در اندازه میكرونی (particles Micro) است كه از سال ها قبل تهیه و ساخته می شده اند. پس چه چیزی در این بین جدید خواهد بود؟ به عقیده مدیر اجرایی موسسه فناوری نانو انگلیس، دستیابی و ساخت دستگاه های آنالیز پیشرفته و ابداع روش های آنالیز نوین سبب می شود تا ما بتوانیم رفتار مواد را به دقت مورد شناسایی قرار دهیم و از این رهگذر بتوانیم آنها را با ظرافت خاصی دستكاری كنیم.

• تغییر در خصوصیات دارویی

كاربرد فناوری نانو در پزشكی تاثیرات مهمی دارد. شركت Elan یكی از شركت هایی است كه از فناوری نانو در تغییر ذرات دارویی استفاده می كند. این شركت فرایند آسیاب كردن كریستال های نانو را در اختیار دارد كه اجازه می دهد بعد از این پروسس، ذراتی مانند داروی Sirolimns متعلق به شركت Wyeth كه اجبارا می بایست در فرمولاسیون محلول خوراكی به كار برند، بهبود یافته و آن را بتوانند به فرم قرص ارایه نمایند. یعنی با تهیه ذرات نانو فرم محلول این ماده به فرم جامد تبدیل می شوند. داروی Sirolimns به عنوان یك تضعیف كننده سیستم ایمنی همراه سایر فرآورده های دارویی در موارد پیوند اعضا مانند پیوند كلیه به كار می رود. این شركت مدعی است كه با كاهش سایز ذره سرعت انحلال Sirolimns به مقداری كه بتواند به فرم قرص ارایه شود افزایش می یابد. از نظر تجاری این نوع فناوری آسیاب نمودن فقط مختص داروهای با حلالیت بسیار ضعیف است، اما به عقیده این شركت 40 الی 50 درصد فرآورده های جدید (NCE) تقریبا در این رده قرار می گیرد. فناوری نانو همچنین در زمینه داروهای پپتیدی كه عمدتا برای محفوظ ماندن از متابولیسم می بایست به فرم تزریقی تجویز شوند به كمك آمده است و شرایطی را می تواند فراهم نماید تا آنها را بتوان از طریق سایر روش های داروسازی ونیز مورد پذیرش بیمار تجویز كرد.

شركت Xstal Bio كه با دانشگاه های Glasgow Strathelyde همكاری می كند، توانسته است كریستال های نوینی بسازد كه با ذرات پروتئینی پوشش داده شده اند. مدیر اجرایی شركت Xstal Bio معتقد است كه اغلب شركت ها، برای تهیه ذرات نانو از مسیر خرد كردن ذرات بزرگ تر به ذرات كوچك تر استفاده می كنند، اما آنها فرایندی را در اختیار دارند كه مستقیما ذرات كوچك از آن تهیه می شود، بدون آنكه احتیاج به فرایند زیادتری داشته باشند. این فرمولاسیون انسولین استنشاقی را انجام می دهد. بیماران می توانند به سادگی با اسپری كردن و تنفس آن، پودر خشك انسولین و یا یك پروتئین دیگری را دریافت كنند. برای اینكه این راه تجویز به طور موثر در اختیار باشد، ذرات محتوی آن باید آنقدر ریز باشند تا بتوانند در بخش های عمقی مجاری تنفسی نفوذ كنند والبته آنقدر ریز هم نباشد تامبادا پس از مصرف از دهان و بینی خارج شوند. بنابر این شركت Xstal Bio مسیر اثباتی خاصی را پشت سر گذرانده است و هم اكنون این فرآورده در بیماران تحت آزمایش است. فناوری نانو در زمینه تشخیص ساده بیماری ها، تصویربرداری ها و برآوردسریع از كارایی مصرف دارو در افراد نیز كاربردهایی دارد. به طور كلی این فناوری در تولید اعضای مصنوعی، كاشت داروها، استفاده از تشخیص های فردی در كنترل آزمایش های درون تنی و تشخیصی و داروسازی نوین كاربرد دارد. درخصوص آخرین مواردی كه اشاره شد، یعنی مونیتورینگ تشخیصی و داروسازی، این فناوری قادر است ریز وسیله داروهایی بسازد تا پس از كاشتن آن در بدن و كمك آن، سطح خونی مواد بیولوژیك درون بدن دائما تحت كنترل باشد و در صورت نیاز مقداری دارو آزاد و ارایه شود.

• ژن درمانی

یكی دیگر از كاربردهای فناوری نانو در زمینه دارو رسانی ژن هاست. Vector های موجود، ویروس های اصلاح شده روی سیستم ایمنی بدن دارای اثراتی هستند، بنابراین تحقیقات روی ساخت، ذرات نانو كه قابلیت حمل ژن ها را داشته باشند از موارد مورد نیاز می باشد. سایر روش های آزادسازی و دارو رسانی به منظور افزایش تاثیر دارو و كاهش اثرات جانبی آنها نیز وجود دارند كه مورد تحقیق می باشند. به طور مثال كاربرد پوشش هایی كه تحت تابش نور فعال می شوند برای كاربرد داروهای خاص در استخوان ها به كار گرفته می شود از این موارد هستند. این نوع داروها عمدتا به علت نوع پوشش دادن آنها، غیرمحلول باقی می مانند و در استخوان ها جذب می شوند. این پوشش ها پس از قرار گرفتن در معرض نور و تابش به فرم محلول درآمده و اجازه می دهند تا دارو به محل اثر خود رسیده و تاثیر نماید. این تحقیقات همچنین بر روی ذرات مغناطیسی كه به كمك آن بتوان داروها را به محل اصلی هدایت نمود نیز انجام می شوند. پوشش ذرات غیر نانو با پلیمرهایی نظیر پلی اتیلن گلیكول نیز از مواردی است كه به كمك آن داروها را می توان به محل اصلی هدایت نمود. این روش سبب می شود تا اختصاصات دارو تغییر ننماید و دارو از متابولیسم در كبد درامان باقی بماند. این راه دارورسانی نیز به زودی در درمان در دسترس قرار خواهد گرفت. علی رغم آنكه امروزه ممكن است فناوری نانو در مقایسه با علوم رایج و كاربردی بیشتر از یك عبارت باب روز جلب توجه نكند، اما اصلا نباید از توانمندی های آتی آن غفلت كرد.

• تحلیل

مهندسی ذرات و دارو رسانی نوین از مهم ترین فصل های مشترك دارو رسانی با فناوری نانو است، به علت پیشرفت در روندهای ساخت ذرات و فرمولاسیون های دارویی امكان دارو رسانی فرآورده های جدید كه عمدتا از نوع پپتیدها و پروتئین ها می باشند امكان پذیر شده است. هم راستای این پیشرفت ها صنعت ساخت پلیمرهای دارویی امكان تهیه حامل های مناسب برای دارو رسانی به محل های اثر مورد نظر را فراهم كرده است. امید است با یك بازنگری كلی پیرامون توانمندی های موجود در مراكز تحقیقاتی داخلی و امكان سنجی برای انجام پروژه های نانو در عرصه دارو رسانی بتوان از ظرفیت های بالقوه در راستای كاربردی نمودن فناوری نانو در دارو رسانی بهره برداری نمود. متقابلا پژوهشگران نیز می بایستی با درك مناسب از موقعیت فراهم شده و توجه صنایع دارویی از این فناوری، خود را به طور علمی و عملی برای ورود در این عرصه مهیا نمایند و با ارایه دستاوردهای قابل كاربرد، حفظ اعتمام متقابل سرمایه گذاران و گسترش روز افزون این رویكرد در بین صنایع دارویی اقدام نمایند.


فناوری نانو و شیمی
با استفاده از فناوری نانو می‌توان کاتالیزورهایی با نسبت سطح به حجم بسیار بالا تولید کرده و راندمان را در واحدهای شیمیایی به میزان بسیار زیادی افزایش داد. سلولهای خورشیدی کوانتومی با استفاده از هیدروژن به عنوان سوخت تمیز ، نسل جدید باتریها ، پوششهای بسیار مقاوم ، رنگهای بی‌نیاز از شستشو و تحولات خارق‌العاده دیگر در دنیای شیمی و تولید ، از دیگر کاربردهای فناوری نانو ، می‌باشند که قابلیت ایجاد تحول در نحوه زندگی انسان خواهد داشت. به همین ترتیب ، می‌توان کاربردهای بسیاری را در سایر شاخه‌های علوم و فناوری برای فناوری نانو نام برد.

فناوری نانو و پزشکی
همانگونه که می‌دانید روش معمولی درمان دارویی ، بدین صورت است که ماده موثر را وارد بدن می‌کنند و این ماده علاوه بر سلولهای مریض به سلولها و بافتهای سالم بدن نیز سرایت می‌کند. این امر ، باعث مصرف بسیار بالای دارو شده و مهمتر اینکه موجب آسیب رساندن به بافتهای سالم بدن نیز می‌گردد. محققان با استفاده از فناوری نانو ، در حال ساخت کپسولهایی با ابعاد نانومتری هستند که علاوه بر اندازه غیر قابل تصورشان قدرت تشخیص بافتهای مریض را داشته ، دقیقا روی این بافتها قرار گرفته و مقدار داروی لازم را به آنها می‌رسانند.

این پدیده را دارو رسانی (drug delivery) گویند. فناوری نانو همچنین راه را برای ساخت اندامکهای سازگار با بدن بسیار هموارتر ساخته و بسیاری از امراض غیر قابل علاج را درمان پذیر خواهد کرد. در مورد درمان سرطان نیز محققان در حال ساخت نانو ذراتی هستند که به محض ورود به بدن ، بافتهای سرطانی را حتی اگر به اندازه چند سلول باشند، شناسایی کرده و از بین می‌برند. این امر موجب خواهد شد که بافتهای سرطانی در همان روزهای ابتدای شکل گیری ، شناسایی شده و از بین بروند. بطور کلی در سالهای آینده پیشگیری ، تشخیص و درمان بیماریها نسبت به آنچه امروزه به عنوان پزشکی خوانده می‌شود، بسیار متفاوت خواهد شد.

فناوری نانو و حمل و نقل
مواد جدیدی که از نانو ذرات ساخته شده‌اند، به میزان چشم گیری موجب کاهش وزن وسایل نقلیه خواهند شد. در خودروهای نسل آینده ، بجای فولاد ، از مواد مرکب یا نانو کامپوزیتهایی استفاده می‌شود که وزنی بسیار ناچیز و استحکام حیرت انگیز دارند (نسبت استحکام به وزن در این مواد در مقایسه با فولاد چند صد برابر بیشتر است).

کاهش وزن در وسایل نقلیه یعنی دستیابی به سرعتهای بالاتر ، کاهش مصرف سوخت ، کاهش تولید آلاینده‌ها و هزاران منفعت دیگر که به یمن کاهش آلودگی ، عاید بشر خواهد شد. هم‌اکنون با استفاده از این فناوری ، لاستیکهایی ساخته می‌شود که با دارا بودن درصدی از خاک رس ، مقاومت به سایش بسیار بالایی داشته و عمری چند برابر لاستیکهای معمولی دارند.

وضعیت جهانی

از فناوری نانو به عنوان "رنسانس فناوری" و" روان كننده جریان سرمایه گذاری " یاد می شود.ورود محصولات متكی بر این فناوری جهشی بس عظیم در رفاه و كیفیت زندگی و توانائی های دفاعی و زیست محیطی به همراه خواهد داشت و موجب بروز جابجائی های بزرگ اقتصادی خواهد شد . هم اكنون بخش های دولتی و خصوصی كشورهای مختلف جهان شامل ژاپن ، آمریكا، اتحادیه اروپا، چین، هند، تایوان، كره جنوبی، استرالیا، اسرائیل و روسیه در رقابتی تنگاتنگ بر سر كسب پیشتازی جهانی در لااقل یك حوزه از این فناوری به سر میبرند . هم اكنون روی هم رفته حدود 30 كشور دنیا در زمینه فناوری نانو دارای "برنامه ملی" یا درحال تدوین آن هستند، وطی پنچ سال گذشته بودجه تحقیق و توسعه در امر فناوری نانو را به 5/3 برابر افزایش داده اند. كشورهای ژاپن و آمریكا نیز فناوری نانو را اولین اولویت كشور خود در زمینه فناوری اعلام كرده اند .
o چرا " Nano"؟

o nano كلمه‌ای یونانی به معنی كوچك است و برای تعیین مقدار یك میلیاردیم یا 9- 10 یك كمیت استفاده می‌شود. چون یك اتم تقریباً" 10 نانومتر است، این اصلاح برای مطالعه عمومی روی ذرات اتمی و مولكولی بكاربرده میشود.

o تفاوت بین نانوعلم و نانوتكنولوژی چیست؟

o نانو علم صرفا" تحقیق است ولی نانوتكنولوژی كاربرد تحقیقات برای حل مسائل و ساخت مواد جدید است.

o نانوتكنولوژی از كجا آمده است؟

o برای اولین بار ریچارد فینمن برنده جایزه نوبل فیزیك پتانسیل نانوعلم را در یك سخنرانی تكان‌دهنده با نام " درپایین اتاقهای زیادی وجود دارد"، مطرح كرد . فینمن اصرار داشت، كه دانشمندان ساخت وسائلی را،كه برای كار در مقیاس اتمی لازم است، شروع كنند. این موضوع مسكوت ماند، تا اینكه اریك دركسلر (دانشجوی تحصیلات تكمیلیMIT) ندای فینمن را شنید و یك قالب‌كاری برای مطالعه "وسایلی كه توانایی حركت دادن اشیاء مولكولی و مكان آنها را با دقت اتمی دارند" ایجاد كرد، كه در سپتامبر 1981 در مقاله‌ای با نام " پروتئین راهی برای تولیدانبوه مولكولی ایجاد میكند" آن را ارائه داد. دركسلر آن را با كتابی بنام " موتورهای خلقت" دنبال كرد و توسعه مفهوم نانوتكنولوژی را همانند یك كوشش علمی ادامه داد. اولین نشانه های ثبت‌شده از این مفهوم نانوتكنولوژی تغییر مكان دادن اشیا مولكولی، در سال 1989 بود، موقعی كه دانشمندی در مركز تحقیقات آلمادنIBM اتمهای منفردگزنون را روی صفحه نیكل حركت داد، تا نام IBM را روی سطح نیكل نقش كند.

o آیا نانوتكنولوژی خیالی‌تر از علم است؟

o از موقعی كه اولین مقاله در دهه گذشته منتشر شد، از نانوتكنولوژی همانند چوبدست سحرآمیزی برای ساخت كودكان طراح تا ماشینهای تولید اكسیژن برای استعمار كره مریخ، تصور می‌شد. هیجانات از واقعیات جلوتر بود، اما پیشرفت واقعی با مسائلی پیش‌پا افتاده شروع شد.چند سال پیش محققین در دانشگاههای كالیفرنیا، رایس وMIT موفق به ساخت نانوذراتی شدند، كه به دانشمندان كمك می‌كردند. تعدادی از اساتید این دانشگاهها شركتهایی تأسیس كردند، كه وسایل موردنیاز برای تحقیقات مقیاس نانو را می‌ساختند. اكنون آنها به شدت دنبال حفاظت كارهایشان از طریق ثبت اختراع هستند، تا زمینه تولید فرایندهایشان را فراهم كنند. كاربردهای علمی نانوعلم هنوز كم است. اما مقداری از تولیدات اولیه اكنون وارد بازار می‌شوند.

o كارهای علمی انجام‌شده بوسیله نانوتكنولوژی چیست؟

o بیشترین كار علمی روی ایجاد تغییراتی در مواد شیمیایی یا نقشه‌برداری از تركیبات زیستی، مانند DNA و سلولهای سرطانی است. بعضی ازاولین محصولات تجاری، بهبود تولیدات شیمیایی كنونی یا روشهای پزشكی است.


feet pain
دوشنبه 27 شهریور 1396 05:26 ب.ظ
Howdy! I'm at work browsing your blog from my new iphone 4!
Just wanted to say I love reading your blog and look forward to
all your posts! Carry on the great work!
How do you strengthen your Achilles tendon?
سه شنبه 17 مرداد 1396 11:34 ق.ظ
I for all time emailed this weblog post page to all my associates, for the
reason that if like to read it next my contacts will too.
Foot Complaints
یکشنبه 15 مرداد 1396 10:15 ق.ظ
Howdy! I could have sworn I've been to this blog before but after browsing
through some of the post I realized it's new to
me. Anyways, I'm definitely happy I found it and I'll
be bookmarking and checking back often!
Maira
دوشنبه 9 مرداد 1396 09:01 ب.ظ
I know this site offers quality based articles and extra information, is there any other web site which provides these things in quality?
Georgetta
دوشنبه 9 مرداد 1396 08:52 ب.ظ
I don't even know how I ended up here, but I thought this post was good.

I do not know who you are but certainly you're going to a famous blogger if you aren't already ;)
Cheers!
http://jaquelynRamelli.jimdo.com/2015/06/24/hammertoe-surgery-treatment
شنبه 7 مرداد 1396 09:16 ب.ظ
Great site. Lots of useful info here. I'm sending
it to several buddies ans additionally sharing in delicious.
And obviously, thanks on your effort!
at home std test
دوشنبه 5 تیر 1396 12:46 ق.ظ
بسیار ریشه از خود نوشتن در حالی که صدایی
مناسب ابتدا آیا نه نشستن خوب با من پس از برخی از زمان.

جایی در سراسر پاراگراف شما در
واقع قادر به من مؤمن متاسفانه فقط برای while.
من با این حال مشکل خود را با جهش در
منطق و شما خواهد را سادگی به کمک پر کسانی
که شکاف. که شما در واقع که می توانید
انجام من می مطمئنا تا پایان تحت تاثیر قرار داد.
Lillie
دوشنبه 25 اردیبهشت 1396 10:36 ب.ظ
Hello, I think your website might be having browser compatibility issues.
When I look at your website in Chrome, it looks fine but when opening in Internet Explorer, it has some overlapping.
I just wanted to give you a quick heads up! Other then that, superb blog!
Theo
دوشنبه 25 اردیبهشت 1396 11:45 ق.ظ
Hey there would you mind letting me know which web host you're working with?

I've loaded your blog in 3 different internet browsers and I must say this blog loads a lot quicker then most.
Can you suggest a good web hosting provider at a honest price?
Thanks, I appreciate it!
BHW
جمعه 25 فروردین 1396 12:06 ق.ظ
What's Happening i'm new to this, I stumbled upon this
I've found It positively helpful and it has aided me out loads.
I am hoping to give a contribution & assist different customers like its aided me.

Good job.
BHW
شنبه 19 فروردین 1396 12:10 ق.ظ
Amazing! Its truly remarkable article, I have got much clear idea on the topic of from this article.
Fatemeh
سه شنبه 22 اسفند 1391 06:57 ب.ظ
لطفا در آخر هر مطلب منبع را نیز بنویسید.با تشکر
 
لبخندناراحتچشمک
نیشخندبغلسوال
قلبخجالتزبان
ماچتعجبعصبانی
عینکشیطانگریه
خندهقهقههخداحافظ
سبزقهرهورا
دستگلتفکر