پیش‌بینی پیشرفت نانوتکنولوژی با کمک شاخصهای علم و فناوری

پیش‌بینی پیشرفت نانوتکنولوژی با کمک شاخصهای علم و فناوری

چکیده

قرار است نانوتکنولوژی یکی از فناوریهای کلیدی و کارآمد قرن 21 شود. قابلیت اقتصادی آن، حاکی از وجود بازاری بالغ بر چندصد میلیارد یورو برای این فناوری در دهة بعد است. بنابراین نانوتکنولوژی موجب جهت‌دهی فعالیتهای بسیاری از بخشهای صنعتی و تعداد زیادی از شرکتها در جهت آماده‌سازی آنها برای این رقابت جدید شده است. در همین زمان دولتمردان در بخشهای تحقیق و توسعه در سراسر دنیا نیز در حال اجرای برنامه‌های تحقیقاتی خاص در زمینة نانوتکنولوژی هستند تا آیندة کشورهای خود را به وضعیتی مطلوب برسانند. هدف این مقاله، استفاده از شاخصهای تکنولوژیکی و علمی برای پیش‌بینی پیشرفت اقتصادی و مقایسة وضعیت کشورهای مختلف است.

1- مقدمه

علوم نانو در دو دهه گذشته، پیشرفت بزرگی حاصل کرده است. ما شاهد کشفیات علمی و پیشرفتهای تکنولوژیکی مهمی بوده‌ایم. به عنوان مثال، این پیشرفتها شامل اختراع میکروسکوپ تونل‌زنی پیمایشگر (STM) در سال 1982 ]1[ یا کشف فولرینها در سال 1985 می‌باشد]2[. در حال حاضر تعداد اندکی از محصولات مبتنی بر نانوتکنولوژی به استفادة تجاری رسیده‌اند. با این وجود، آیا دانش واقعی علمی، جوابگوی اشتیاق جهانی نسبت به این فناوری هست ؟ تا چه حد احتمال دارد که بازار جهانی در طی 10 تا 15 سال آینده به هزار میلیارد دلار در سال برسد]3[؟

ارزیابی قابلیت فناوریهای تکامل یافته کار آسانی نیست و برای یک فناوری جدید مثل نانوتکنولوژی، این کار دشوارتر است. البته در پیش‌بینی سعی می‌شود از شاخصهایی استفاده شود که توانشان در پیش‌بینی قابلیت دیگر فناوریهای جدید به اثبات رسیده باشد. دو تا از واضح‌ترین شاخصهای پیش‌بینی، تعداد مقاله‌های علمی و تعداد اختراعات ثبت شده هستند. اولی معمولاً شاخص خوبی برای فعالیتهای علمی و دومی برای قابلیت انتقال نتایج علمی به کاربردهای عملی است. شکل 1 تکامل تدریجی انتشارات و اختراعات نانوتکنولوژی از شروع دهة 1980 تا 1998 را نشان می‌دهد. اطلاعات انتشارات جهانی نانوتکنولوژی از داده‌های Science Citation Index (SCI) اقتباس شده است. اختراعات نانو، آنهایی هستند که در European Patent Office (EPO) در مونیخ ثبت شده‌اند. اختراعاتEPO داده‌های بسیاری از کشورها را در بر می‌گیرد. از نظر گسترة کار و هزینة بالا، منطقی به نظر می‌رسد که مخترعین از اختراعات به صورت تجاری بهره‌برداری کنند. لیستی از کلمات کلیدی علوم و فناوری نانو جهت دستیابی به انتشارات، اختراعات و روشها منتشر شده‌است]4[.

تعداد انتشارات در سالهای 1980 و 1985 نسبتاً اندک است، اما در سالهای بعد سیر صعودی می‌یابد و از سال 1986 به بعد سرعت افزایش آنها محسوس می‌باشد. این تغییر ناگهانی را می‌توان به اختراع میکروسکوپ تونل‌زنی پیمایشگر در چند سال قبل از آن]1[، آغاز حضور وسایل تحقیقاتی مفید در آزمایشگاههای تحقیقاتی، دانشگاهی و صنعتی و نیز توجه تحقیقات به سوی مقیاس نانو نسبت داد. افزایش سرعت انتشار مقالات همچنان ادامه پیدا کرده و سیر صعودی آنرا می‌توان ناشی از دسترسی به میکروسکوپ نیروی اتمی که گسترة کاربرد وسیعتری نسبت به STM در مواد غیرهادی دارد (اختراع در سال 1986 ]5[) و نیز کشف مولکول C60 در سال 1985 ]2[ و یا نانولوله‌های کربنی در سال 1991 ]6[ دانست. افزایش تعداد انتشارات در بازة زمانی 1989 تا 1998 بسیار چشمگیر است؛ جهش از 1000 مقاله تا بیش از 12000 مقاله در سال 1998.

میانگین رشد سالانه معادل 27 درصد بوده و رشد سالیانه از 10 تا 80 درصد در نوسان است. اطلاعات بدست آمده از دفتر ثبت اختراعات ایالات متحده]7[ نیز رشدی مشابه با اطلاعات اروپا نشان می‌دهد.

تعداد اختراعات ثبت شده، شاخص‌ مناسبی برای اندازه‌گیری ظرفیت آزمایشگاهها جهت انتقال نتایج تحقیقات به مصارف صنعتی می‌باشد. شکل (1) بیانگر گسترش تعداد اختراعات نانوتکنولوژی در EPO و انتشارات علمی در یک دوره یکسان می‌باشد. به طور معمول، تعداد اختراعات پیرو الگوی انتشارات علمی، البته با تأخیر زمانی محسوسی می‌باشد. منحنی فوق در تمام سالهای 1981 تا 1998 رشد مشخص 28 تا 180 عددی اختراعات را با ضریب رشد %7 در دهة 90 نشان می‌دهد. منحنی اختراعات نوسانات بیشتری را نسبت به منحنی انتشارات نشان می‌دهد. این امر به این علت است که هرگاه تعداد داده‌ها کمتر باشد، نوسانات آماری تاثیرات بیشتری بر روی آنها می‌گذارد. به علاوه پیشرفتهای صنعتی در هر سال تأثیر بیشتری بر روی اختراعات دارد.

تکامل فعالیتهای تکنولوژیکی و علمی نانوتکنولوژی را می‌توان با فناوریهای قبلی مقایسه کرد. در وهلة اول می‌توان از مدل توسعه تکنولوژیکی عمودی (Lineal) استفاده کرد. گراپ]8[، برای چنین مدلی که در شکل (2) به آن اشاره شده است، هشت مرحله را ارائه داده و تکامل از تحقیقات بنیادی تا ورود آن به تولیدات را تشریح نموده است. مرحلة (1) زمان شروع کار تحقیقاتی علمی را نشان می‌دهد. هنگامی که فناوری شروع به ظاهر شدن می‌کند، پیشرفت بیشتری در علوم مشاهده می‌شود (مرحله 2). در مرحلة (3) درک اصول علمی بیشتر شده و اولین نمونه‌های تکنولوژیکی ظاهر می‌گردند.

در مرحلة 4 مشکلات انتقال فناوری به کاربردهای تجاری نمایان می‌شود و در مرحلة 5 پیشرفت در علوم و فناوری راکد می‌ماند. با جهت‌دهی مجدد تحقیقات صنعتی، فرصتهای جدیدی ظاهر می‌شود (مرحله 6) و استفاده‌های تجاری که باعث شروع تحقیقات هزینه‌بر صنعتی می‌شود آشکار می‌گردد (مرحله 7). نهایتاً ورود به تمام بازارها انجام شده و با تولید محصولات حاصل از اختراعات، میزان تحقیقات انک اندک کاهش می‌یابد (مرحلة 8).

جدول 1: انتشارات و اختراعات 15 کشور فعال در این زمینه. داده‌ها به صورت درصد نسبت به کل رقم جهانی داده شده‌اند. دورة انتشارات نانوتکنولوژی بین سال‌های 1997 تا 1999 با هم مقایسه شده‌اند. در مورد اخترعات ثبت شده در EPO و PCT این دوره از سال‌های 1991 تا 1999 را نیز در بر می‌گیرد. دلیل انتخاب این مدت زمان این است که تعداد مطلق اختراعات سالیانه اندک است و در صورت انتخاب زمانهای کوتاهتر، بررسیها دچار اشکال می‌شود. منابع: داده‌های PCTPAT, PCT, EPAT, SCI و محاسبات شخصی.
		انتشارات (1997 – 1999) (%)			اختراعات EPO & PCT (1991- 1999) (%)
	1		آمریکا	7/23		آمریکا	0/42
	2		ژاپن	5/12		آلمان	3/15
	3		آلمان	7/10		ژاپن	6/12
	4		چین	3/6		فرانسه	1/9
	5		فرانسه	3/6		انگلیس	7/4
	6		انگلیس	4/5		سوئیس	7/3
	7		روسیه	6/4		کانادا	0/2
	8		ایتالیا	6/2		بلژیک	7/1
	9		سوئیس	3/2		هلند	7/1
	10		اسپانیا	1/2		ایتالیا	7/1
	11		کانادا	8/1		استرالیا	4/1
	12		کرة جنوبی	8/1		اسرائیل	1/1
	13		هلند	6/1		روسیه	1/1
	14		هند	4/1		سوئد	9/0
	15		سوئد	4/1		اسپانیا	5/0

چنین مدلی که براساس شاخصهای اختراعات و انتشارات می‌باشد و زمانی که از آن برای بررسی فناوریهای رایج امروزی مانند بیوتکنولوژی یا فناوری میکروسیستمها استفاده ‌شود، نتایج خوبی در برخواهد داشت]9[.

با مقایسة اطلاعات مربوط به اختراعات و انتشارات نانوتکنولوژی (شکل 1) با مدل (شکل2) مشخص می‌شود که نانوتکنولوژی به طورکلی فعلاً در انتهای مرحلة (2) یا ابتدای مرحلة (3) می‌باشد. با فرض اینکه این مدل، اطلاعات را به درستی تشریح نماید، حداکثر فعالیت علمی در علوم نانو در 3 تا 5 سال آینده خواهد بود؛ بهره‌برداری عظیم از نتایج آن ممکن است تا 10 سال دیگر به طول انجامد. در یک تخمین اولیه، منحنی نانوتکنولوژی (به عنوان مجموع تمام فناوریهای مقیاس نانو) می‌تواند به عنوان حلقة ارتباط تعدادی از فناوریهای نانو با اهداف و زمان رشد مختلف در نظر گرفته شود. به عنوان مثال، بازاری بزرگ برای وسایل الکترونیکی نانومتری پیش‌بینی می‌شود، ولی ممکن است 1 تا 15 سال تا ورود آنها به بازار، زمان نیاز باشد، هرچند هم‌اکنون نانوذرات TiO₂ به صورت مواد جاذب اشعة UV-B در کرمهای ضد آفتاب یا نانومواد کربنی برای افزایش مقاومت لاستیکها، مورد استفاده قرار می‌گیرند.

هم اکنون حدوداً بیش از یک چهارم تمام اختراعات بر روی وسایل و ابزارآلات متمرکز شده است]7[. این امر نشان‌دهندة این دیدگاه است که نانوتکنولوژی در ابتدای مرحله توسعه فناوری قرار دارد که اولین هدف آن توسعه ابزار مناسب برای نانوساختارسازی سطوح، تولید نانومواد، آنالیز نانواشیاء و غیره می‌باشد. از نظر بخش صنعتی، مهمترین فناوریها، فناوری اطلاعات(IT)، فناوری دارویی و شیمیایی است. برای بخش اول ابزار ذخیره‌سازی اطلاعات، صفحه‌های نمایش تخت یا کاغذهای الکترونیکی جزء اختراعات مهم محسوب می‌شوند. به علاوه، CMOS گسترش یافته، پردازش اطلاعات در مقیاس نانو و وسایل نمایش یا ذخیره‌سازی اطلاعات نیز جزء این زمینه محسوب می‌شوند. زیرا طبق اطلاعات انجمنهای مواد نیمه‌هادی و سایر پیش‌بینیها ]11و10[ پیچیدگی مداوم مراحل فناوری CMOS به زودی به محدوده نانومتری خواهد رسید. (پیش‌بینی می‌شود که ابعاد پردازشگرها در سال 2011 به 22 نانومتر برسد.) صنایع نیمه‌هادی با آگاهی از مشکلات آینده، تاکنون به تحقیق برای یافتن راه‌حلهایی جهت گسترش CMOS به مقیاس نانو و ساخت وسایل جدید در این مقیاس دست زده‌اند.

در مورد صنایع شیمیایی و دارویی، تعداد زیادی از اختراعات برای یافتن روشهای دارورسانی، تشخیصهای پزشکی، درمان سرطان و غیره به ثبت رسیده‌اند، که این اختراعات قسمت عظیمی از بازار آینده را در بر خواهند گرفت. اختراعات نانوتکنولوژی در بخشهای دیگر نظیر صنایع هوایی، صنایع ساخت، فرآوری مواد غذایی، اتومبیل‌سازی، پالایش نفت، بازرسی محیط زیست و غیره هرساله با رشد همراه است. اما تعداد مطلق آنها با توجه به عرصه‌های مورد بحث (ابزارسازی، فناوری اطلاعات، داروسازی و پزشکی) اندک است.

2- فعالان جهانی

بسیاری از کشورها در علوم و فناوری نانو فعالند. 15 کشوری که در زمینه انتشار و اختراع بسیار فعال هستند در جدول (1) ذکر شده‌اند. انتشارات ثبت شده طی سالهای 1999-1997 بر حسب کشورهای منتشر کننده تفکیک شده است. داده‌های اختراعات، دورة طولانی را از سال 1991 تا 1999 در بر گرفته و شامل اختراعات ثبت شده در EPO و PCT می‌باشد. اختراعات PCT در WIPO در ژنو جمع‌آوری شده و سپس می‌تواند به هر دفتر ثبت اختراعی در دنیا یا EPO ارسال گردد. اطلاعات متفاوت بین PCT و EPO در این جدول نیامده است. تجزیه و تحلیل مضاعف اختراعات بین‌المللیPCT، انحرافهای آن با تعداد اختراعات EPO اروپا را کاهش می‌‌دهد. به علاوه تعداد بیشتر اختراعات مورد بررسی، ضریب اطمینان آماری در مقایسه کشورها را بالاتر می‌برد.

ایالات متحده، فعالترین کشور در تحقیقات نانو می‌باشد و حدوداً یک چهارم تمامی انتشارات را از آن خود کرده است. پس از آن ژاپن، آلمان، چین، فرانسه، انگلستان و روسیه قرار دارند. این هفت کشور دارای 70 درصد کل انتشارات علمی مربوط به نانوتکنولوژی در جهان می‌باشند. تمامی کشورهای عضو اتحادیه اروپا و برخی دیگر از کشورهای منتخب اتحادیه اروپا (غیر از لوکزامبورگ که هیچ دانشگاهی در آن وجود ندارد) جزو 50 کشور اول هستند. (که در این جدول نشان داده نشده‌اند.)

سهم چین و روسیه با توجه به حضور آنها در بانک اطلاعاتی SCI بسیار چشم‌گیر بوده و حاکی از حضور مشخص علوم نانو در تحقیقات آنها می‌باشد. جدول مشابهی نشانگر تعداد اختراعات در EPO بر حسب کشورها می‌باشد. مقایسه کشورهای فعال در امر انتشار با کشورهای فعال در امر اختراع، نشان دهنده این است که 15 کشور اول در هر دو مورد مشترکند. به هر حال دامنه اختلاف بین این کشورها مشخصاً وسیعتر می‌باشد، مثلاً انتشارات ایالات متحده 1619 برابر کشور پانزدهم یعنی سوئد می‌باشد، اما اختراعات ثبت شده‌اش 84 برابر این کشور است.

فهرست

مقالة ویژه: پیش‌بینی پیشرفت نانوتکنولوژی با کمک شاخصهای علم و فناوری.. 1

مرکز جدید نانوتکنولوژی ارتش آمریکا 11

همکاری تایوان با کانادا در زمینة نانوتکنولوژی.. 14

گزارشی از شرکتهای نانوتکنولوژی ژاپن.. 16

تلاش برای توسعة نانوتکنولوژی در اروپا 18

سرمایه‌گذاری در نانوتکنولوژی.. 18

امتیازی برای ساخت حسگرهای زیستی.. 20

اولین نمایشگاه بین‌المللی نانوتکنولوژی در سوئیس.... 21

اندازه‌گیری؛ چالشی در نانوتکنولوژی.. 23

ذخیرة 250 ترابیت در یک اینچ مربع. 25

حسگرهای هیدروژنی جدید. 27

تولید هزاران کیلو نانوذرات در یک شرکت نانومواد. 28

دو موفقیت بزرگ در ترانزیستور تک سلولی.. 30

تهیة زیروژلهای کروموفوریک.... 32

توسعة کریستال فوتونیک.... 34

انستیتو نانوتکنولوژی نظامی.. 35

اختراع ابزار آشکارسازی DNA با درجة تفکیک بالا.. 42

خرید فایل

گزارش کارآموزی نانوتکنولوژی و کاربرد آن درکشاورزی

فناوری نانوچیست ؟

نانوتکنولوژی فناوری است که از کنش ها و واکنش هایی که در سطح اتم اتفاق می افتد منشا گرفته و فناوری جدیدیست که تمام علوم را در خواهد نوردید ، به تعبیر دقیق تر نانوتکنولوژی انقلابی جدید برای همه علوم در آینده است . این تکنولوژی قادر به بهبود روش های ارزیابی ، مدیریت و کاهش خطرات برای محیط زیست بوده و فرصت های را برای تولید محصولات جدید فراهم خواهد ساخت . نانوتکنولوژی در واقع مهندسی در سطح اتم و یا گرو.هی از اتم ها می باشد . از همین تعریف ساده بر می آید که نانوتکنولوژی یک رشته جدید نیست ، بلکه رویکرد جدیدی در تمام رشته هاست .

بنابراین علم نانوتکنولوژی توانمندی تولید مواد ، ابزارها و سیستم های جدید برای در دست گرفتن کنترل در سطح مولکولی و اتمی ، با استفاده از خواصی که در آن سطوح ظاهر می شوند را دارد .

البته باید در نظر داشت که ممکن است اصول و قواعد معمولی علم شیمی و فیزیک در سطوح فوق به دو دلیل قابل اعتماد نباشد .

1- خواص ذرات کوچک یک ماده با خواص توده های بزرگ تر آن می تواند متفاوت باشد .

2- نسبت سطح به حجم در ذرات بسیار بالا می رود ، و از آنجا که خصوصیات در سطوح اتمی بسیار متفاوت می باشد این امر باعث تغییر خصوصیات مواد به شکل غیر قابل پیش بینی می شود .

بعنوان مثال وقتی نقره به ذرات بسیار کوچکتر تبدیل می شود ، به صورت ماده ضد میکروب عمل می کند در حالیکه در این شرایط ذرات طلا رنگ های متنوعی را از خود منعکس می کنند .

در آینده نه چندان دور علم نانوتکنولوژی بشر را قادر خواهد کرد تا ماشین هایی را بسازد که توانایی محاسبه ،حرکت ، احساس محیط اطراف و حتی بازسازی خود را داشته باشند . از این رو برای نانوتکنولوژی کاربردهایی را در حوزه های مختلف از غذا ، دارو ، تشخیص پزشکی و بیوتکنولوژی تا الکترونیک ، کامپیوتر ، ارتباطات ، حمل و نقل ، انرژی محیط زیست ، مواد ، هوا فضا و امنیت ملی بر شمرده اند . سازه های نانو می توانند باعث انقلابی در علوم و در تمام سطوح، بخصوص در علم کامپیوتر ، پزشکی و بهداشت ، بیوتکنولوژی و کشاورزی گردند . بنابراین کاربردهای وسیع این عرصه به همراه پیامدهای اجتماعی ، سیاسی و حقوقی آن ، این فن آوری را به عنوان یک زمینه فرا رشته ای و فرابخشی مطرح نموده است . با این وجود چالش های در پیش روی این علم عبارت است از توانایی تولید ، بکار گیری و اندازه گیری موادی که در حد یک الی 100 نانومتر می باشند . باید در نظر داشت که هر نانو برابر است با یک هشت هزارم قطر موی انسان که تقریبا معادل قطر یک اتم اکسیژن می باشد .

هدف ازتهیه و ارائه این مجموعه آشنایی دانش آموختگان رشته های علوم کشاورزی با مبانی علم نانوتکنولوژی می باشد . در این راستا ابتدا نانوذرات ، برخی از کاربردهای آنها و خطرات احتمالی کاربرد آنها در طبیعت مورد بحث قرار میگیرد . سپس نانو ماشین ها به همراه انقباض هایی که می توان از طبیعت برای ساختن و بکارگیری آنها صورت گیرد ارائه می شود . در پایان ضمن آوردن مثال های از کابرد نانوتکنولوژی در کشاورزی، ایده های برای استفاده از این علم در جهت بهبود بکارگیری نهاده های کشاورزی برای تولید محصولات سالم تر مورد اشاره قرار گرفته است .

نانوذرات

همانگونه که گفته شد نانوذرات می توانند از مواد مختلف و به اشکال متفاوتی باشند که در اینجا ما انها را به چهار دسته تقسیم می کنیم.

1- نانوذرات تولید شده از اتم کربن ، اتم های کربن بدلیل ساختمان اتمی خاص می توانند ساختمان های متفاوت ملکولی را ایجاد کنند . مثلا ملکولهای bcckyball، مانند ملکولهای الماس و کرافیت ، فقط از اتم های کربن تشکیل شده اند . این ملکولها دارای ساختمانی توخالی و بیضی شکل بوده و از به هم پیوستن تعداد معینی اتم کربن ( مثلا 60،70،120،180) ایجاد می گردند . البته نوع شصت کربنه آنها که دارای ساختمان ملکولی مستحکم تر و بیشتر به شکل بیضی بوده در حالیکه انواع دیگر کشیده تر هستند .

2- نانو لوله ها (nano tubes) دسته دیگری از ملکولها کربنی می باشند که بسیار شبیه به گروه قبلی بوده ولی با این تفاوت که طول آنها بیشتر و انتهای آنها باز می باشند . نانولوله ها می توانند در کنار هم شبکه های مشبکی را ایجاد کنند . از این لوله ها می توان برای انتقال ملکولها به درون سلول و همینطور بعنوان یک خط کش برای اندازه گیری در حد نانو بهر چیست . این مواد در عرصه تجاری نیز قابلیت های بسیاری دارند که از جمله بهبود کیفیت پوشش ها و طلق ها را می توان بیان کرد .

خرید فایل

سمینار نانوتکنولوژی و کاربرد آن در فرایندهای شیمی و الکتروشیمی

سمینار نانوتکنولوژی و کاربرد آن در فرایندهای شیمی و الکتروشیمی

چکیده:

نانوتکنولوژی عبارتی است که برای مطالعه و بهره برداری از اجسام کوچک که ابعاد آنها فقط در حد چند ملکول و اتم است به کار می رود. دلیل اینکه این موضوع، مهم و جذاب است، آنست که وقتی مواد به سمت اندازه های خیلی کوچک پیش بروند، به طوری که طول آنها در حد چند دهگان یا صدگان از تعداد اتم ها شود، دیگر آن رفتاری که ما برای اجسام بزرگتر انتظار داریم را از خود نشان نمی دهد و آن شروع به نشان دادن خواص جدید و منحصر به فردی از قبیل خواص نوری، مغناطیسی، الکتریکی، شیمیایی، بیوتکنولوژی و… می کند.

در قرن حاضر ما تغییرات عمده ای را در میدان علوم و تکنولوژی داشتیم. از زمانی که ترانزیستورها در نیم قرن پیش اختراع شده اند، الکترونیک به طور گسترده در زندگی ما وارد شده است و اکنون به عنوان یکی از صنایع کلیدی همچنان در حال رشد است. یک تکنولوژی پایا به عنوان یک نیاز عمیق پدیدار گشته است مانند مشاهدات دینامیکی و استاتیکی و دستکاری مواد و تشکیل مواد در سطح ملکولی و یا اتمی، یا بررسی انفرادی اتم ها و ملکول ها. این تکنولوژی رادیکالی ممکن است به صورت تکنولوژی اتمی نامیده شود که در واژگان پذیرفته شده برابر با نانو تکنولوژی می باشد. نه تنها در الکترونیک بلکه همپنین در صنعت شیمیایی و بیوتکنولوژی، با ملاحظه توسعه کاتالیست های جدید، رمزگشایی و دستکاری ژن ها، تکنولوژی دستکاری اتم ها و ملکول ها به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرند.

مقدمه

نانو تکنولوژی به صورت یک فرض علمی در سال 1959 به وسیله ریچارد فیمن که برنده جایزه نوبل شد مطرح گردید.

نانو، کلمه ای است که ریشه یونانی دارد و برای اجسام بسیار ریز به کار می رود. یک نانومتر یک بیلیونیم از متر می باشد. برای تصور چنین اندازه ای می توان اینطور گفت که اگر ده اتم هیدروژن در یک خط قرار بگیرند حدود یک نانومتر قطر خواهند داشت. و یا به صورت دیگر: اگر جهان را در اندازه توپ تنیس در نظر بگیریم، یک توپ تنیس واقعی در اندازه یک نانومتر است. ولاند پروفسور نانوتکنولوژی در لابراتور علوم نانومقیاسی در دانشگاه کمبرج در مورد نانو تکنولوژی چنین گفت:

نانوتکنولوژی موضوعی است برای فهم اینکه وقتی ذرات در ابعاد نانومتر مورد بررسی قرار می گیرند، چگونه خواص شان به طور شگفت انگیزی تغییر می کند. در واقع نانو تکنولوژی مربوط می شود به هر کاربردی از علم که با عناصری که اندازه شان بین 100 نانومتر و 0/1 نانومتر سروکار دارد که در واقع یک اندازه بحرانی برای اهداف نهایی کاربردی می باشد.

البته تعاریف دیگری را نیز می توان برای آن در نظر گرفت:

– نانو تکنولوژی یک انقلابی است که این توانایی را برای تشخیص، دستکاری و تولید مواد بر مبنای مقیاس نانو ارائه می کند.

– نانو تکنولوژی یک علم تکاملی است که از فرایندهای در حال پیشرفت کوچک سازی پدید شده است.

– هنر دستکاری مواد روی مقیاس های بسیار کوچک برای ساختن کارهای میکروسکوپی.

– کارهای بسیار بزرگ با ابزار خیلی کوچک.

در سال 1981 با اختراع «میکروسکوپی تونل زنی» دانشمندان قادر به دیدن مقیاس های نانو از ذرات بودند ولی از دهه 90 به بعد نانو تکنولوژی به طور گسترده تحت بهره برداری های صنعتی قرار گرفت.

نانو تکنولوژی یکی از علومی است که مرزهای کشف نشده بسیار زیادی دارد. به عنوان یک نتیجه، تعدادی از اصول جدید عملکردهای ذرات نانو، هنوز به طور کامل فهمیده نشده است یا نتوانسته شده که اندازه گیری شوند و یا جانشینی برای آنها پیدا نشده است و قبل از اینکه نانو تکنولوژی بتواند به طور کامل مورد بهره برداری قرار گیرد باید این موانع برطرف شود. به هرحال پیشرفت های سریع خیلی زیادی در مورد این مقوله در دهه اخیر به دست آمده است. اکنون با افزایش اساسی در سرمایه گذاری جهانی روی این موضوع، ما انتظار داریم که این سرعت پیشرفت به شتاب خود ادامه دهد.

پروژه تحت عنوان تکنولوژی اتم بدین طریق در محاسبات سال 1992 برای مشاهده این نیازها و تحت سرپرستی کمیته MITI برنامه R&D ملی برای برنامه 10 ساله با بودجه 250 میلیون دلار در کشور ژاپن سازماندهی شد.

آنچه که امروزه تحت عنوان نانوتکنولوژی مطرح است، آشنا شدن و کنترل کردن بسیاری از پدیده ها در ابعاد اتمی و آنگسترو می باشد که مسیری مشکل با آینده ای روشن و نتایجی بس شگفت انگیز است.

خرید فایل

تحقیق نانوتکنولوژی

              فرمت فایل : WORD (قابل ویرایش)تعداد صفحات:33 فهرست مطالب: عنوان                                                         صفحهنانوتکنولوژی علم خواص عجیب مواد     1آغاز نانوتکنولوژی     4نانوتکنولوگی در صنایع نیمه هادی    6نانو فیزیک    9سیر تکاملی و رشد     9مشخصه یابی لایه نازک قطعات الکترونیکی    11ساخت و مشخصه یابی سیستم های چند لایه ای     12وصعت فناوری نانو ال ...

دانلود مقاله ضرورت و روش تدوین استراتژی نانوتکنولوژی

    ضرورت و روش تدوین استراتژی نانوتکنولوژی برای فن‌آوری مخابرات الکترواپتیک کشور   با توجه به افزایش تقاضا برای استفاده از سیستم‌های مختلف ارتباطی سریع و پر ظرفیت، سیستم مخابرات نوری بهترین انتخاب برای جوابگویی به این تقاضای روز افزون است. این سیستم‌ها در سرعت‌های بالا با استفاده از موجبرهای الکترواپتیک در ابعاد نانومتری ساخته می‌شوند. گرچه کشور ما در زمینه‌های مختلف علمی ممکن است از کشورهای پیشرفته عقب‌تر باشد، ولی شواهد حاکی از آن است که در زمینه اپتیک و لیزر فاصله ما با آنها بسیار کم است و با برنامه ریزی دقیق، خیلی سریع می‌توان با آنها رقابت کرد[1]. از طرفی تا سال 2000 هنوز کشورهای منطقه خاورمیانه سهمی در بازار بین المللی مخابرات نوری نداشتند و این منطقه بکر و خالی از رقیب داخلی باقی مانده‌است. ضمنا تا سال 2004 سهم این بازار ...

دانلود مقاله سیاست نانوتکنولوژی

    پدر درخت‌سانها در فکر مهار مولکولهایش 26 جولای 2001- در سال 1979 تومالیا دریافت که چگونه مولکولها را شبیه درخت ترکیب کند، اما تاکنون نتوانسته‌است سرمایه‌ا‌ی برای انجام کارش پیدا کند.دونالد تومالیا راهی برای کنترل مصنوعات پلیمری کشف کرده‌است. درخت‌سانها همانند شاخه‌های یک درخت به صورت یکنواخت رشد کرده و هر بار تعداد آنها در قسمت نهایی هر شاخه دو برابر ‌شد. نتیجه این بود که وی قادر به تولید ماکرومولکولهایی ناب شد که به‌نظر می‌رسد کاربردهای بی‌انتهایی در زمینة علم زیست‌شناسی داشته باشند.   اکنون این شیمیدان شرکت شیمیایی DOW می‌گوید،که برای تأسیس شرکت جدیدش در حال جذب سرمایه‌گذاران است. این شرکت بنام Dendritic Sciences در آن آربور،میشیگان است. تومالیا می‌گوید،که این شرکت به او کمک خواهدکرد تا به رؤ ...

دانلود مقاله کاربرد نانوتکنولوژی در کشاورزی

    کاربرد نانوتکنولوژی در کشاورزی   از مهمترین کاربردهای نانوتکنولوژی در کشاورزی می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:کاربردهای نانو در صنایع غذایی- تولید نانوحسگرها و حسگرهای زیستی برای تشخیص عوامل بیماری‌زا و سموم؛- استفاده از نانو فیلتراسیون به منظور جداسازی و عبور انتخابی مواد بر اساس اندازه و شکل؛- نانوکپسوله کردن مواد طعم دهنده و عطری در مواد غذایی به منظور کنترل رهاسازی آنها در غذا؛- افزایش استحکام مواد بسته بندی و مقاومت آنها در برابر گازها با استفاده از نانوکامپوزیت‌ها در بسته‌بندی موادغذایی؛- تولید نانوکامپوزیت‌های بیوپلیمری جهت کاربردهای غذایی و صنعتی؛- تولید نانوامولسیون‌ها و نانوژل‌ها و نانوفوم‌ها و غیره.   کاربردهای نانو در بیوتکنولوژی- ایجاد حسگرهای زیستی در قالب آزمایشگاه‌های طراحی شده روی یک تراشه بسیار کوچک ( l ...

دانلود گزارش کارآموزی زراعت نانوتکنولوژی و کاربرد آن درکشاورزی

علم نانو می تواند تمام عرصه را مانند زلزله تحت تاثیر قرار دهد وعلم کشاورزی نیز مستنثی نمی باشد . تولید مواد جدید و کارا ، پیشرفت در زمینه تولید محصولات جدید و طراحی روش های جدید برای تولید غذای سالم و حفاظت زیستی این تغییرات در مجموع بسیار گسترده و عظیم خواهد بود . پیشرفت های اخیر در زمینه علم مواد و علم شیمی امکان تولید ذرات نانویی را امکان پذیر کرده که می تواند بطور گسترده در علوم کشاورزی کاربرد دارند . تاکنون استفاده از علم نانو در زمینه کشاورزی جنبه نظری داشته است .اما اخیرا کاربرد آن بطور عملی نیزامکان پذیر شده و این امر ادامه خواهد داشت و اثرات شگرفت آن هر روز بیش از پیش نمایان خواهد شد.بعنوان مثال با استخراج پروتئین فتوسنتز کننده ازکلروپلاست گیاه اسفنج و پوشش دادن آنها با نانو فیلم هایی که قادرند نورخورشید را به جریان الکتریکی تبدیل کنند ، افق استفاده از آن بعنوان منبع تولید انرژی ر ...

دانلود گزارش کارآموزی زراعت نانوتکنولوژی و کاربرد آن درکشاورزی

دانلود گزارش کارآموزی زراعت نانوتکنولوژی و کاربرد آن درکشاورزی علم نانو می تواند تمام عرصه را مانند زلزله تحت تاثیر قرار دهد وعلم کشاورزی نیز مستنثی نمی باشد . تولید مواد جدید و کارا ، پیشرفت در زمینه تولید محصولات جدید و طراحی روش های جدید برای تولید غذای سالم و حفاظت زیستی این تغییرات در مجموع بسیار گسترده و عظیم خواهد بود . پیشرفت های اخیر در زمینه علم مواد و علم شیمی امکان تولید ذرات نانویی را ... دریافت فایل ...

دانلودمقاله مقایسه بودجة نانوتکنولوژی اروپا و آمریکا

      خلاصــهاگر چه مقایسة اولیة سرمایه‌گذاری‌ در زمینة نانوتکنولوژی حاکی از آن است که ایالات متحده به مراتب بیشتر از اتحادیة اروپا در این زمینة بسیار مهم، سرمایه‌گذاری می‌نماید؛ نگاهی دقیق‌تر به آمار و ارقامی که در قالب سه سناریو بیان گردیده است نشان می‌دهد که سرمایه‌گذاری اتحادیة اروپا در زمینة نانوتکنولوژی نه تنها با سرمایه‌گذاری ایالات متحده قابل مقایسه است، بلکه به احتمال زیاد در سال 2003 دو برابر یا فراتر از سرمایه‌گذاری آمریکا خواهد شد. همچنین به دلیل اینکه سرمایه‌گذاری‌های "پنهان" اروپا قابل مشاهده نمی‌باشد، انتظار سود بسیار بالایی برای سرمایه‌گذاری این اتحادیه می‌رود. هزینه‌های "پنهان" ششمین برنامة تحقیقاتی اتحادیة اروپا "FP6" به صورت "اولویت موضوعی" مصرف می‌گردد. این شیوة متعادل می&z ...