کتابخانه ای در کف دست

اگرچه فناوری نانو مدتی است که وارد عرصه الکترونیک دیجیتال شده ولی تاکنون از این فناوری به ساده ترین شکل ممکن استفاده شده است اما اینک تحولی عظیم در حال شکل گیری است. ساخت حسگرها و بازوهای روباتیک با اندازه هایی در حدود ۹ میکرومتر که برای قطع و وصل کردن سیگنال های مخابراتی استفاده می شوند، بیشترین کاربرد این فناوری نوین را به خود اختصاص داده اند. امروز در زمانه ای قرار گرفته ایم که با پشت سر گذاشتن مرحله اول باید خود را آماده رویارویی با مرحله دوم پیشرفت بکنیم.
دومین گام گستره وسیعی از ابزارها و دستگاه های الکترومکانیکی را تحت تاثیر قرار داده است و روش ساخت آنها را دگرگون خواهد کرد. روی آوردن سازندگان و شرکت های بزرگ سازنده تراشه، دیسک های سخت و سی دی ها و... به سمت تکنولوژی «MEMS» یعنی ساخت دستگاه های الکترومکانیکی فوق العاده کوچک باعث می شود قیمت این قطعات کاهش یافته و عملکرد آنها بهبود قابل ملاحظه ای پیدا کند.
انتظار می رود این بهبود عملکرد همه جانبه باشد. بدین معنی که مصرف دستگاه ها پایین آمده، وزن آنها کمتر شده و حجم آنها نیز کوچک تر شود. انتظار می رود علاوه بر بهبود عملکرد یا ارزان تر شدن دستگاه های فعلی کارهایی هم که قبلاً غیرقابل انجام بوده و یا با دشواری های زیادی انجام می شدند، به راحتی قابل انجام شوند. به طور مثال انجام جراحی های چشم می تواند نمونه خوبی از این کارها باشد.
یکی از مواردی که فناوری نانو خیلی سریع (مثلاً در سال جاری میلادی) ممکن است روی فرآیند ساخت آن تاثیر بگذارد، گوشی های تلفن همراه است. این فناوری می تواند باعث ساخت تجهیزاتی شود که با قرار دادن آنها در داخل گوشی ها پارامترهای محیطی مختلف مانند فاصله تا نزدیک ترین آنتن، شرایط جوی مانند دما و رطوبت و موارد مشابه دیگر اندازه گیری شده و مدارهای تقویت کننده داخل گوشی خود را با این پارامترها سازگار کنند. این سازگاری به معنای بهتر شدن کیفیت صدا در حد بسیار عالی و صرفه جویی بیشتر در عمر باتری و کمتر شدن قطع ارتباط ها خواهد بود.
در فناوری نانو با روی هم قرار دادن چهار یا پنج لایه بسیار نازک با قطر کمتر از سه نانومتر، حسگرها و بازوهای روباتیک و سایر وسایل صنعتی ساخته می شود. ناگفته نماند که انجام این عمل چقدر سخت و دشوار است. دکتر «تارپین» یکی از دانشمندانی است که بیش از ۳۰ سال روی تکنولوژی های نوری کار کرده و اکنون با تعجب بیان می کند که هرگز در طول دوران کاری خود چنین فرآیند ظریف و پیچیده ای (دستاوردهای جدید فناوری نانو) را تجربه نکرده است.
نانو تکنولوژی (که از سال ۲۰۰۰ میلادی کار جدی روی آن آغاز شده است) در حال حاضر مورد توجه بسیاری از شرکت ها و سازمان های دنیا قرار گرفته است و روز به روز بیشتر وارد مرحله تجاری می شود.
بدون شک اصلی ترین رقیب ها در این عرصه ایالات متحده آمریکا و ژاپن هستند. جورج بوش رئیس جمهور آمریکا برای سال ۲۰۰۶ میلادی حدود یک میلیارد دلار بودجه برای تحقیق و توسعه در زمینه نانو تکنولوژی در نظر گرفته است. ژاپن هم که اصلی ترین رقیب آمریکا در این زمینه است، تقریباً هم زمان با آمریکا و از سال ۲۰۰۰ میلادی کار در این زمینه را آغاز کرده است. شاید بتوان در زمینه صنعتی و تجاری کردن نانو تکنولوژی این کشور را یک گام جلوتر از آمریکا دانست. ولی در عوض آمریکا نیز در زمینه تحقیقات پایه ای و دست یافتن به راهکارهای جدیدی که از این فناوری استفاده می کند، از ژاپنی ها جلوتر است.
یک نمونه از این تحقیقات پایه ای محاسبات مولکولی است. در این روش از مولکول ها برای انجام پردازش های مختلف و به دست آوردن حاصل عملیات ریاضی استفاده می شود. این در حالی است که ایالات متحده برای سال ۲۰۰۷ میلادی در حدود ۳ میلیارد دلار بودجه برای گسترش توسعه در زمینه نانوتکنولوژی استفاده خواهد کرد. در حال حاضر دو وزارتخانه مهم ژاپن یعنی وزارت فرهنگ، آموزش، علوم و تکنولوژی (MEXT) و وزارت صنایع، تجارت و اقتصاد (METI) روی فناوری نانو تمرکز کرده و علاقه زیادی به این موضوع از خود نشان می دهند. شرکت های خودرو سازی تویوتا و نیسان به همراه شرکت الکترونیکی NEC تاکنون توانسته اند تا حد قابل توجهی این فناوری را وارد عرصه صنعت کرده و از آن بهره برداری کنند.
سپرهای تقویت شده تویوتا و نیسان و باتری های سوختی NEC که با متانول کار می کنند، نمونه هایی از این کاربرد موفق محسوب می شوند. برای آنکه بتوان مقایسه ای بین نانوتکنولوژی و فناوری های قدیمی داشت، جالب است بدانیم که باتری های جدید ساخت NEC عمری ۱۵ برابر باتری های فعلی دارند و قرار است این شرکت کامپیوترهای کیفی خود را که از این باتری استفاده می کنند، هر چه سریع تر به بازار ارائه کند. البته رقبای این شرکت نیز در این مورد بیکار ننشسته اند و انتظار می رود توشیبا و هیتاچی نیز کامپیوترهای کیفی مشابهی را تقریباً همزمان با NEC ارائه کنند.
احتمالاً علاقه وافر ژاپنی ها به نانوتکنولوژی به دلایل تاریخی و علاقه مندی آنها به ساخت تجهیزات مینیاتوری و خیلی کوچک باشد. همان طور که از سابقه چند دهه گذشته هم برمی آید، ژاپنی ها همواره در این راستا موفق عمل کرده و در بعضی موارد پیشتاز بوده اند. بنابراین دلیلی وجود ندارد که در مورد نانوتکنولوژی شاهد خلاف این قضیه باشیم. بودجه کشور ژاپن برای تحقیقات نانوتکنولوژی در سال گذشته ۸۰۰ میلیون دلار بوده است که از این لحاظ پس از آمریکا در رتبه دوم جهان قرار دارد. نمونه هایی از پروژه هایی که در حال حاضر ژاپنی ها با استفاده از فناوری نانو روی آن کار می کنند عبارتند از: ساخت صفحات LCD فوق العاده نازک و سبک، بدنه های بسیار مقاوم و سبک برای اتومبیل ها و هواپیماها و شیشه های بسیار دقیق که می تواند در ساخت DVDها مورد استفاده قرار گیرد.
DVD هایی که با این شیشه های دقیق ساخته می شوند، می توانند پرتو لیزر را دقیق تر متمرکز کرده و بازتاب دهند و بدین ترتیب ظرفیت ذخیره سازی آنها بسیار بالاتر خواهد بود. شرکت های ژاپنی علاوه بر این تکنیک پیشرفته، روی چند لایه کردن آنها نیز کار می کنند. یک DVD دو لایه از نظر ظاهری کاملاً شبیه به یک DVD معمولی است ولی اطلاعات در دو لایه مختلف آن ذخیره می شوند و بدین ترتیب حجم ذخیره سازی این DVDها دو برابر نمونه معمولی آن خواهد بود.
این فناوری فقط در حد حرف و تئوری نیست و به ادعای آقای «کوجی فوجی تا» که یکی از محققان نانو شیشه در شهر توکیو است، در مرحله ورود به صنعتی شدن است. به بازار آمدن فناوری های اینچنینی می تواند ما رابه مرحله ای برساند که شش سال قبل در سال ۲۰۰۰ رئیس جمهوری وقت آمریکا پیش بینی کرده بود، یعنی مرحله ای که بتوان مطالب کلیه کتاب های موجود در کنگره آمریکا را در وسیله ای به اندازه کف دست ذخیره کرد.

منبع : امواج برتر