معرفی فناوری نانو

فناوری نانو چیست؟

نانو واژه ای یونانی به معنی ((کوتوله)) است. اگر یک چوب یک متری در اختیار داشته باشیم و آن را به یک میلیارد قطعه تقسیم کنیم، اندازه هر قطعه یک نانو متر است.

در واقع هر نانومتر یک میلیاردیم متر یا یک میلیون میلی متر است. مثلاً قطر یک تار موی انسان 80000 نانومتر است.

فناوری (تکنولوژی) نیز به معنی ساختن مواد، وسایل و ابزارهای کاربردی با استفاده از قوانین علمی است. حال با توجه به آن چه گفته شد می توان نتیجه گرفت که فناوری نانو به معنی ساختن مواد و وسایلی است که اجزای تشکیل دهنده ی آن ها در ابعاد میلیاردیم متر باشد.

محدوده ی ابعاد فناوری نانو در حدود 1 تا 100 نانومتر است. با توجه به این که اتم ها و مولکول ها ابعاد نانومتری دارند، با کنترل و نحوه ی آرایش آن ها، از طریق فناوری نانو می توان موادی متفاوت با ساختار و ویژگی های جدید به دست آورد.

البته باید توجه داشت که فناوری نانو با علم نانو متفاوت است. علم نانو به معنی مطالعه ی پدیده ها و دستکاری مواد در مقیاس اتمی و مولکولی است که ویژگی های مواد در این مقیاس، با مقیاس های بزرگ تر فرق می کند. اما فناوری نانو به معنی طراحی، تولید و به کار گرفتن ساختارها، ابزارها و سیستم ها از طریق کنترل شکل و اندازه ی آن ها در مقیاس نانو است.

تشخیص دادن این تفاوت مخصوصاً برای ایجاد یک کسب و کار مهم است؛ زیرا از هزاران تحقیقی که در زمینهـی علم نانو در دانشگاه ها انجام می شود. تنها تعداد کمی از آنها از آزمایشگاه خارج می شوند و به سطح فناوری می رسند و از این تعداد نیز، تعداد کمی به صورت محصول تولید می شوند و از این تعداد محصولات، تنها برخی این قابلیت را دارند که به تأسیس شرکتی منجر شوند.

تاریخچه ی فناوری نانو

در طول تاریخ، یعنی از یونان باستان، دانشمندان همواره معتقد بودند که مواد را آن قدر می توان به اجزای کوچک تقسیم کرد که دیگر قابل خرد شدن نباشد. دانشمندان آن زمان معتقد بودند که این ذرات خردنشدنی بنیان مواد را تشکیل می دهند. شاید بتوان دموکرتیوس، فیلسوف یونانی را پدر فناوری و علم نانو دانست. او اولین کسی بود که 400 سال قبل از میلاد مسیح از واژه ((اتم)) برای توصیف ذرات سازنده مواد استفاده کرد. باید بدانیم که واژه اتم در زبان یونانی به معنی تقسیم نشدنی است و دلیل استفاده دموکرتیوس همین است.

زمان شروع تحقیق و استفاده از فناوری نانو به طور دقیق معلوم نیست. مثلاً شیشه گران قرون وسطا در آن زمان برای ساخت شیشه های کلیساها از ذرّات نانومتری طلا استفاده می کردند و بدون این که بدانند، از فناوری نانو بهره می گرفتند و شیشه های رنگی بسیار زیبایی می ساختند.

اولین کسی که از دید فناوری نانو به جهان توجه کرد، فیزیکدان آمریکایی، ریچارد فاینمن، برنده ی جایزه ی نوبل سال 1965 بود. او در سخنرانی خود به نام ((در پایین دست فضای زیادی وجود دارد)) که در انجمن فیزیکدانان آمریکا ارائه کرد به پیش بینی کاربردهای فناوری نانو در آینده پرداخت. فاینمن در این سخنرانی بیان کرد که در آینده ای نه چندان دور می توانیم اتم ها و مولکول ها را به طور مستقیم دستکاری کنیم. هم چنین او ادعا کرد که می توان تمام دانشنامه ی بریتانیکا را روی یک سنجاق نوشت. یعنی می توان ابعاد آن را تا یک بیست و پنج هزارم ابعاد واقعیش کوچک کرد. فاینمن در پایان سخنرانی خود جایزه های برای اولین کسی که بتواند ابعاد یک صفحه از کتاب را به قدری کوچک کند که فقط به کمک میکروسکپ الکترونی قابل خواندن باشد، در نظر گرفت. به همین دلیل فاینمن را بعد از آن سخنرانی پایه گذار این فناوری می شناسند.

زمانی که فاینمن در مورد فناوری نانو صحبت می کرد، هنوز واژه ای برای معرفی این علم وجود نداشت، تا این که لوریو تاینگوچی، استاد دانشگاه توکیو، در سال 1974 از واژه ی فناوری نانو برای توصیف ساخت موادی در این ابعاد استفاده کرد.

آن چه فاینمن در سخنرانی خود بیان کرد به صورت ایده باقی ماند تا این که اریک در کسلر آمریکایی، دانشجوی تحصیلات تکمیلی دانشگاه MIT، ندای فاینمن را شنید و به مطالعه ی ((ابزارهایی که بتوانند اشیای مولکولی را با دقت اتمی حرکت دهند)) پرداخت و در سال 1981 در مقاله ای به نام ((پروتین، راهی برای تولید انبوه مولکولی ایجاد می کند)) نتایجی را که به دست آورده بود، ارائه داد.

در کسلر این موضوع را در کتابی به نام ((موتورهای خلقت)) دنبال کرد و به بازآفرینی و تعریف دوباره ی فناوری نانو پرداخت. هم چنین او در رساله ی دکترای خود عمیق تر به بررسی این موضوع پرداخت. اولین دکترای فناوری نانو را در سال 1991 از موسسه ی فناوری ماساچوست دریافت کرد.

منابع


دنیای نو در ابعاد نانو (فناوری نانو)/ نویسنده: نگار زاده ختمی مآب و رضا ایجادی؛ انتشارات کانون پرورش فکری کودکان و نوجوانان، تهران