نانوتکنولوژی دنیا را نامرئی می کند

پیشرفت علم و تکنولوژی تا اندازه یی افزایش یافته که این روزها رایانه ها می توانند اطلاعات را تقریباً بدون صرف هیچ هزینه یی بازتولید کنند. این فرآیند که روزبه روز دامنه آن وسیع تر می شود به کمک بیت ها صورت می گیرد و باعث می شود تمامی اطلاعات پس از تبدیل شدن به صفر حجم بسیار کوچکی را اشغال کنند و در مواقع ضروری بدون صرف هرگونه زمان و هزینه در اختیار کاربر قرار گیرند. اما اخباری که از گوشه و کنار دنیا به گوش می رسد نشان دهنده آن است که این مساله دانشمندان را اقناع نمی کند. در کنار کوچک کردن حجم اطلاعات ذخیره شده در رایانه ها، جمعی از محققان در حال بررسی طرحی هستند که به موجب آن بتوانند بدون صرف هزینه اتم ها را به صورت مجزا در کنار هم قرار دهند و همانند فناوری بیت های کامپیوتری، آنها را در زمینه های مختلف به کار برند. این امر تولید خودکار محصولات را بدون نیروی کار سنتی مانند عمل کپی در ماشین های زیراکس میسر می سازد.
نانوتکنولوژی در اصل نحوه ساخت ابزارهای نوین مولکولی منحصر به فرد با به کارگیری خواص شیمیایی کاملاً شناخته شده اتم ها و مولکول ها را ارائه می دهد. این فناوری که شاید کمتر به آن پرداخته شده و مردم اطلاع چندانی از آن ندارند، در تولید محصولات خودجوش، تولید رایانه هایی که چند میلیارد بار سریع تر از رایانه های امروزی هستند، اختراعات بسیار جدید و... موثر واقع می شود.
دکتر Drexler در همایش جهانی نظام علمی در زمینه نانوتکنولوژی می گوید؛ در جهان اطلاعات، فناوری های دیجیتالی کپی برداری را سریع، ارزان، کامل و عاری از هزینه بری یا پیچیدگی محتوایی کرده اند. حال اگر همین وضعیت در جهان ماده اتفاق بیفتد چه می شود؟ هزینه تولید یک تن تراشه RAM تقریباً معادل هزینه ناشی از تولید همان مقدار فولاد خواهد شد.
اگر سرعت توسعه و رشد علم به همین صورت ادامه پیدا کند، در آینده نزدیک گروهی از دانشمندان قادر به ساخت اولین روبات با مقیاس نانومتری می شوند که قادر به همانندسازی است. طی چند سال با تولید پنج میلیارد تریلیون نانوروبات، تقریباً تمامی فرآیندهای صنعتی و نیروی کار کنونی از رده خارج خواهند شد، کالاهای مصرفی نیز به وفور یافت شده و ارزان، شیک و با دوام خواهند شد، دارو یک جهش سریع و کوانتومی به جلو را تجربه خواهد کرد و سفرهای فضایی و همانندسازی ها امن و مقرون به صرفه خواهند شد. به این دلایل و هزاران دلیل دیگر، سبک های زندگی روزمره در جهان به طور زیربنایی متحول خواهد شد و الگوی رفتاری انسان ها تحت الشعاع این روند قرار خواهد گرفت.
با نانوتکنولوژی در آینده نه چندان دور در خانه های جدید آجرها ممکن است هنگامی که ترکی در آنها ظاهر می شود خودشان را تعمیر کنند. ماشین ها ممکن است با لایه یی به استحکام الماس پوشانده شوند که آنها را در برابر خراش ها محافظت کند. پزشکان خواهند توانست صدها نوع بیماری را تنها با قرار دادن یک قطره خون در یک دستگاه تشخیص داده و پس از چند ثانیه نتیجه را دریافت کنند.
نانوتکنولوژی در جهانی بسیار کوچک کنترل می شود. هدف نانوتکنولوژی ساخت اشیا به صورت اتم به اتم، مولکول به مولکول و با یک رویکرد از پایین به بالاست؛ این همان راهی محسوب می شود که طبیعت میلیون ها سال است آن را انجام می دهد.
در دنیای بسیار کوچک و جالب توجه نانوها، انواع جدید میکروسکوپ ها و برنامه های قدرتمند کامپیوتری شبیه ساز که در ۱۰ سال اخیر توسعه پیدا کرده اند، نقشی مهم در این زمینه برعهده دارند. میکروسکوپ ها نه تنها به دانشمندان اجازه می دهند اتم ها را از نزدیک مشاهده کنند، بلکه این امکان را فراهم می آورند تا آنها را جابه جا کنند. همان طور که در آزمایش مشهور سال ۱۹۹۰ دانشمندان مرکز تحقیقاتی Almaden وابسته به شرکت صاحب نام IBM صورت گرفت، متخصصان توانستند لغت «IBM» را توسط ۳۵ اتم زنون بنویسند.
● نانو و نامرئی شدن اجسام
نانوتکنولوژی امروزه توانسته به یکی از ارکان اصلی زندگی بشر تبدیل شود و تمامی جوانب زندگی ساکنان هزاره سوم را در دست بگیرد. با این حال برخی دانشمندان بریتانیایی در حال بررسی موضوعی وابسته به علم نانو هستند که شاید به کمک آن بتوان به نامرئی شدن افراد کمک کرد.
یکی از فیزیکدانان دانشگاه سلطنتی لندن در این خصوص می گوید؛ مردم در طول روز با اجسام و اشیای مختلفی روبه رو می شوند که هرکدام از این اجسام ظاهری به خصوص را در ذهن آنها تداعی می کند. این اجسام در برخی مواقع می توانند جلوی دید فرد را بگیرند و مانعی برای تماشای جسمی که در فضایی دورتر قرار گرفته، شوند. به جای آنکه فرد محل قرار گرفتن خود را تغییر دهد و با رفتن به مکان دیگر امکان تماشای جسم دورتر را برای خود فراهم آورد، نانوتکنولوژی می تواند اجسام نزدیک را نامرئی کند و زاویه دید جهانیان را گسترش دهد.
نورهایی که از اجسام مختلف ساطع می شوند معمولاً به طبیعت بازمی گردند. برای مثال، زمانی که ما در یک بیابان گرم و داغ قرار می گیریم و در دوردست سراب مشاهده می کنیم، نورهایی که از آسمان تابیده می شوند به اشعه های نوری شکسته شده تبدیل و تصویر آسمان را روی خاک منعکس می کنند. این امر موجب می شود فرد تشنه یی که در بیابان قرار گرفته فریب بخورد و تصور کند که در دوردست آب وجود دارد. دانشمندان دانشگاه سلطنتی لندن، دانشگاه دوک(Duke) و موسسه مستقل تخصصی Leonhardt شفافیت یک تصویر را وابسته به نوری که از یک جسم به خصوص منتشر می شود، نمی دانند و بر این باورند که مجموعه انوار امکان تماشای یک شیء را برای ما فراهم می آورد. در این میان جمعی دیگر از محققان معتقدند پدیده نامرئی شدن می تواند با انتشار بسیار آرام اشعه های نور در اطراف یک جسم صورت گیرد. با این روش شعاع های نوری در مسیر اصلی حرکت می کنند و باعث می شوند هیچ نور یا سایه یی از یک جسم منعکس نشود. این روش می تواند جسم مورد نظر را نامرئی کند که البته برای انجام این کار به نیروی بسیار بالا نیازی نیست.
پروفسور دیوید شوریگ یکی ازمحققان دانشگاه دوک می گوید تصور کنید که با سوراخ کردن فضا می خواهید شیء مورد نظر خود را درون آن سوراخ قرار دهید، به نحوی که تمام منافذ آن پر شود. این سوراخ همانند حفره یی است که درون یک لباس پشمی ایجاد می شود و شما سعی می کنید با کمک گرفتن از نخ و سوزن این حفره را از بین ببرید و اجازه ندهید نور از آن عبور کند. این دقیقاً همان روندی است که در نانوتکنولوژی دنبال می شود تا یک جسم نامرئی شود و امکان مشاهده آن از بین برود.
موادی که سطح بیرونی جسم مورد نظر را می پوشانند تا دیده نشود در اصطلاح metamaterial یا مواد مغناطیسی حساس خوانده می شوند. طول موجی که مواد مغناطیسی حساس تولید می کنند، نسبت به طول موج تشکیل شده توسط شعاع های نوری کوتاه تر است و از این رو ساختاری ظریف تر از نور دارند. اگر این طول موج ها بلندتر شوند، به جای کنترل کردن این فرآیند باعث می شوند شعاع های نوری در فضا پخش شوند. براساس نتایج حاصل از یک سری مطالعات دقیق و حساب شده، طول موج نور قرمز تقریباً معادل ۶۵۰ نانومتر یا یک میلیاردم یک متر است که در مقابل طول موج نور آبی ۴۷۵ نانومتر محاسبه می شود. امواج رادیویی، ریزموج ها و امواج مادون قرمز نسبت به نورهایی که با چشم قابل رویت هستند، طول موج بلندتری دارند که در این میان اشعه فرابنفش، اشعه X و اشعه های گاما کم ترین طول موج را به خود اختصاص داده اند.
هریک از مواد مغناطیسی حساس که روی الکترودها قرار می گیرند همانند یک آنتن بسیار دقیق عمل می کنند و به صورت مرتب به ارسال و دریافت امواج می پردازند. به گفته پندری یکی از محققان دانشگاه سلطنتی لندن، این مواد نحوه انتشار شعاع های نوری و تابش آنها را به طور کامل زیر نظر گرفته و آنها را کنترل می کنند.
مشکلی که در این زمینه وجود دارد این است که وقتی سطح بیرونی برخی اجسام به کمک این مواد پوشانده می شود، در فرآیند دریافت و ارسال امواج نوری، این اجسام همانند یک سطح شیشه یی تاریک به نظر می رسند که این امر باعث می شود آنها نامرئی نشوند. در این میان کارشناسان با آزمایش های فراوان دریافته اند که اگر مواد مغناطیسی به اندازه کافی به سطح جسم مورد نظر آغشته شود دیگر امکان بروز این مشکل وجود نخواهد داشت و جسم نامرئی خواهد شد. آغشته کردن سطح بیرونی یک جسم به مواد مغناطیسی حساس با پشت سر گذاشتن مراحل پیچیده یی صورت می گیرد که در این میان تطابق این مواد با طول موج تابیده شده به آن کار را بسیار دشوار می کند.
● نانو و وضعیت جهانی
امروزه این شاخه از علم تاثیرات فراوانی بر زندگی مردم گذاشته و به همین خاطر کارشناسان از فناوری نانو به عنوان «رنسانس فناوری» و «روان کننده جریان سرمایه گذاری» یاد می کنند. ورود محصولات وابسته به این فناوری جهشی بس عظیم در رفاه و کیفیت زندگی و توانایی های دفاعی و زیست محیطی به همراه داشته و تاکنون موجب بروز جابه جایی های بزرگ اقتصادی شده است. در حال حاضر بخش های دولتی و خصوصی کشورهای مختلف جهان نظیر ژاپن ، امریکا، چین، هند، تایوان، کره جنوبی، استرالیا، روسیه و اتحادیه اروپا در رقابتی تنگاتنگ بر سر کسب پیشتازی جهانی در لااقل یکی از حوزه های این فناوری به سر می برند. درحال حاضر نزدیک به ۳۰ کشور دنیا در زمینه فناوری نانو دارای برنامه ملی هستند و گفته می شود طی پنج سال گذشته بودجه تحقیق و توسعه در امر نانوتکنولوژی را به ۵/۳ برابر افزایش داده اند. ژاپن و امریکا نیز فناوری نانو را اولین اولویت کشور خود در زمینه فناوری اعلام کرده اند.

میثم لطفی

منبع : روزنامه اعتماد