دوشنبه, ۲۲ بهمن, ۱۴۰۳ / 10 February, 2025
مجله ویستا
فناوری هزاره سوم
![فناوری هزاره سوم](/mag/i/2/70kbe.jpg)
در این قلمرو، اتمها و ذرات رفتاری غیرمتعارف را از خود به نمایش میگذارند و قابلیتهای این علم فقط توانایی كوچك كردن اجسام نیست . دانشمندان با استفاده از این مواد در تلاشند دستگاه ها و ابزارهایی بسازند كه از قابلیت های بسیار شگفت انگیز و غیرمتعارف برخوردار باشد كه فهرست بیشماری از محصولات را در برمیگیرد. در واقع، متخصصان نانو میكوشند با كار بر روی چگونگی حركت اتم ها و نوع قرار گرفتن آنها در كنار یكدیگر و نیز با تغییرات خاص به تركیبات مقاوم تری از مواد دست یابند و كیفیت مواد تولیدی را بهبود بخشیده و درنهایت تولید مواد مختلف را اقتصادیتر كنند. طبیعت خود از دیرباز از نانوتكنولوژی بهره گرفته و در این زمینه مهارت یافته است.
بطور مثال موهای بسیار نازك را در كف پای مارمولك ببینید كه با كمك آنها میتواند به دیوار بچسبد و حتی از یك صفحه شیشه یی خود را آویزان كند. نانوتكنولوژی با الهام از طبیعت نویدبخش ابداع روشهایی در ساخت سامانه های كوچكتر، سبكتر، مقاومتر، كارآمدتر و ارزانتر است. پروفسور مارك ولاند ، رییس آزمایشگاه علوم نیوكاسل در دانشگاه كمبریج میگوید نانوتكنولوژی، خود یك فناوری نیست، بلكه یك فناوری توانمندسازی است بطوری كه میتواند در محصولات بسیار متنوعی نمود پیدا كند. نانوتكنولوژی اكنون در حافظه فلاش ، تراشه رایانه ، ساخت روكش ها، انواع جدید سنجشگر ها و بخصوص در حوزه پزشكی كاربرد یافته است.
انتظار میرود نانوتكنولوژی عملكرد موادی مانند پلیمرها، الكترونیك، رنگها، باتریها، سنجشگر ها، سلولهای سوختی، سلولهای خورشیدی، روكشها، رایانه ها، و سامانه های نمایشگر را تغییر دهد بطوری كه تا پنج سال آینده ، استفاده از باتری هایی كه عمر كوتاهی دارند منسوخ خواهد شد و تا۱۰ سال آینده نحوه انجام آزمایشهای پزشكی متحول میشود.همچنین پیش بینی شده است كه پنج سال آینده دستگاه پخش موسیقی آی پاد IPOD با۱۰ برابر ظرفیت كنونی جزو وسایل معمولی و عادی خواهد بود و همچنین در آینده یی نه چندان دور، یك «ترابیت» از داده ها كه معادل۱۰ ساعت تصاویر ویدیویی غیرفشرده با كیفیت بالا است، در فضایی به اندازه یك تمبر پستی قابل ذخیره میشود.
نانوتكنولوژی نقش خود را در كوچك كردن اجزا ایفا میكند كه نتیجه آن افزایش كارایی یك مجموعه است. پروفسور جان ریان، رییس مركز بیونانوتكنولوژی در دانشگاه آكسفورد میگوید اگرچه میتوان با اتمها ابزارهای نانو ساخت ، اما بخاطر پرهزینه و كند بودن فرآیند ساخت ، روش مناسبی برای تولید نیست. یكی از مهمترین چالشهای عملی در سالهای آینده درك اصول اساسی زیست شناسی و استفاده از آنها در ابداع انواع جدید نانوتكنولوژی خواهد بودأ بطوری كه دانشمندان با بهره گیری از این دانش میتوانند با استفاده از موادی كه از مواد طبیعی مقاومترند، انواع جدیدی از ابزارهای نانو بسازند. مواد نانو بخاطر نحوه خاص آرایش اتمها، از خواص الكتریكی و نوری غیر متعارفی برخوردارند. بطور مثال محققان پارچهیی ساخته اند كه از طریق الكترونیكی تغییر رنگ میدهد یا یونیفورم ارتشی در معرض نور فرابنفش تغییر شكل پیدا میكند، اما مهمترین پیشرفتهای نانوتكنولوژی در حوزه پزشكی بهدست آمده است.
نانوپزشكی امكان تشخیص زودتر و بهتر بیماری و دارو درمانی هدفمند و دقیق تر را میسر میسازد و امكان درمان سفارشی یعنی درمان مناسب برای هر شخص نیز با این شیوه وجود دارد. امید است نانوتكنولوژی به شكل ورقه های انعطاف پذیر حاوی الكترودهای مینیاتوری نتیجه عمل ایمپلنت های عصبی، حلزون گوش و شبكیه چشم را بهبود بخشد.
نانوتكنولوژی به كوچك شدن ابزارهای تشخیص پزشكی و سنجشگرها خواهد انجامید و با این كار هزینه تهیه كیت های تشخیص بیماری در كشورهای در حال توسعه بسیار پایین میآید و از این لحاظ، نانوتكنولوژی امكان رشد فناوریهای قدیمی را برای كشورهای درحال توسعه فراهم آورد. تروی كركپاتریك از تحقیقات جهانی GEمیگوید بزرگترین دستاورد نانوتكنولوژی، ساخت مواد جدید است و این مواد روكشهای ضدزنگ برای ساخت توربین های هیدروالكتریك با كارایی بیشتر در آبهای پرازگل و لای، و فیلترهای نانو برای تصفیه سریعتر آب را شامل م شود. تحقیقات جهانی GE همچنین در حال مطالعه در مورد خواص نانوسرامیك هایی است كه علاوه بر سبكی قدرت مقاومت بسیار زیادی داشته باشد. ساختار مولكولی این مواد باعث میشود كارایی روكشهای نانوسرامیك مورد استفاده در ساخت هواپیماها ۱۰درصد افزایش یابد و انرژی كمتری مصرف و آلاینده های كمتری تولید شود. تحقیقات جهانی |پ همچنین تحقیق در زمینه صنعت الكترونیك را نیز مد نظر دارد. در حال حاضر، مهمترین مشكل سازندگان تراشه ها بالا بردن سرعت نیست. زمانی كه تراشه ها با سرعت زیادی كار میكنند گرمای بسیاری زیادی تولید میشود كه باعث ذوب شدن تراشه میشود.
به همین خاطر برای كنترل گرما به مواد بهتری نیاز است. تحقیقات جهانی |پ با استفاده از موادی كه از خواص نانوذرات بهره گرفته، نوعی چسب تراشه ساخته است كه میتواند گرما را از درون پردازشگر رایانه به بیرون منتقل كند.
●كاربردهای شگفت انگیز
برخی از نمونه محصولات و دستگاه هایی كه با كمك این فناوری در دست تولید است یا هم اكنون تحقیق درباره آنها در مراحل بسیار پیشرفته قرار دارد، شامل دیودهای ارگانیك )آلی ( افشاننده نور برای استفاده در نمایشگر رایانه ها، ورقه های نازكی كه نور را به الكتریسیته تبدیل میكنند، لایه های نازك و شفاف محافظ پنجره ها كه در برابر خش و خراش مقاومند و به صورت خودكار با دریافت پرتو ماورای بنفش خورشید، خود را تمیز میكند، است.
همچنین پارچه هایی كه لكه ها و چربیها را به خود نمیگیرند و به صورت خودكار حرارت خود را تنظیم میكنند، حاصل بهكارگیری نانوتكنولوژی است. لباسهای هوشمندی كه ضربان قلب و درجه حرارت بدن افراد را اندازه گیری میكنند، لوله های بسیار سبك و مقاوم برای كاربردهای مختلف، مفاصل مخصوص لگن خاصره ساخته شده از مواد سازگار با بدن، رنگ های ضدخوردگی و مقاوم در برابر پوسته پوسته شدن، شیشه هایی كه به صورت خودكار رنگ خود را با تغییر حرارت تغییر میدهند و نور محیط را تنظیم میكنند جزو این دسته هستند.
حافظه های مغناطیسی با ظرفیت بسیار بالا، باتریهای ساخته شده از لوله های كربنی برای وسایل الكترونیك و اتومبیلهای برقی، دستگاههای كوچك قابل كارگذاری در بدن )ایمپلنت ( هم از جمله تولیدات فناوری نانو محسوب میشود. از آنجا كه از شماری از مواد نانو در ساخت محصولات آرایشی و یا محصولات تركیبی همچون تراشه های الكترونیك ، تلفنهای همراه و لوحهای فشرده «دیویدی» استفاده میشود، این نگرانی بوجود آمده است كه با توجه به عدم وجود معیارها و موازین نظارتی دقیق ، حضور این مواد در محیط زیست مخاطراتی را برای سلامتی افراد ایجاد میكنند.
شركتهای دیگر با استفاده از فناوری نانو پارچه هایی تولید كردند كه با یك بار تكاندن آنها میتوان حالت اتوی اولیه را به آنها بازگرداند و چین و چروك آنها را از بین برد. با همین یك بار تكان همه گرد و خاكی كه به این پارچه ها جذب شده اند نیز برطرف میشود.
با استفاده از این مواد، نوارهای زخمبندی هوشمندی تهیه شده است كه به محص مشاهده نخستین علایم عفونت در مقیاس مولكولی، پزشكان را آگاه میسازد. از همین نوع مواد همچنین لیوانهایی تولید شده كه خودبهخود تمیز میشوند. همچنین لنزها و عدسیهای عینك ساخته شده از جنس مواد نانو ضدخش هستند و یك گروه از محققان تا آنجا پیش رفته اند كه میخواهند با مواد نانو پوششهای مناسبی تولید كنند كه سلولهای حاوی ویروسهای خطرناك نظیر ویروس ایدز را دربرگرفته و مانع از خروج آنها میشود. گروهی از محققان نانوتكنولوژی بر این باورند كه میتوان بدون آسیب رساندن به سلولهای حیاتی، به كاوش و تحقیق در درون آنها پرداخت. در واقع، شیوه های كنونی برای بررسی سلولها بسیار ابتدایی است و دانشمندان برای شناخت آنچه كه در درون سلول اتفاق میافتد مجبورند سلولها را از هم بشكافند و در این حال بسیاری از اطلاعات مهم آن از بین میرود.گروه دیگری از دانشمندان نیز دستگاهی را در دست ساخت دارند كه با استفاده از ذرات طلا میتواند پروتیینهای معینی را فعال یا غیرفعال كند. نانوتكنولوژی همچنین امكان مشاهده رویدادهای بسیار نادر یا مولكولهایی باچگالی بسیار كم را برای محققان فراهم آورده است. به عنوان مثال، بلورهای مینیاتوری نیمه هادی های فلزی در یك فركانس خاص از خود نور ساطع میكنند و از این نور میتوان برای مشخص كردن مجموعه یی از مولكولهای زیستی و برچسبگذاری برای شناسایی آنها استفاده كرد. یك گروه از محققان در دانشگاه میشیگان نیز توانسته اند سنجشگر خاصی را تكمیل كنند كه قادر است حركت اتمهای روی را در درون سلولها دنبال كند و به دانشمندان در تشخیص نقایص زیست عصبی كمك نماید. از ابزارهای نانو همچنین میتوان برای عرضه موثرتر داروها به بدن استفاده كرد. در واقع، محققان با انجام آزمایشی دریافتند كارایی حمله به سلولهای سرطانی با استفاده از ذرات نانو،۱۰۰ برابر افزایش مییابد. پژوهشگران امیدوارند در آینده یی نه چندان دور با استفاده از فناوری نانو بتوانند فعالیتهای درون سلولها را تحت كنترل خود درآورند و البته هم اكنون نیز گام های بلندی در این زمینه برداشته
شده است. بطور مثال مولكول «دی ان آ» را درون سلول كنترل كنند و به این ترتیب، نانو تكنولوژی به محققان امكان میدهد تا اطلاعات خود را درباره سلولها كه اصلیترین بخش سازنده بدن جانداران است تكمیل نمایند.
●خطرات و تهدیدها
مخالفان نانوتكنولوژی میگویند درك و تصویر غلط از قابلیتهای نانوتكنولوژی، نگرانی های زیادی را بهوجود آورده است. ساخت سنجشگر های پزشكی برای همه بسیار جالب است، اما نقاط ضعفی هم وجود دارد و با رواج سنجشگر های پزشكی، سلامت جسمی افراد بطور شبانه روزی قابل كنترل خواهد بود. حال اگر كسی به این داده ها نفوذ كند چه اتفاقی خواهد افتاد؟
به همین خاطر قوانینی باید وضع شود، اما این قوانین نباید دست وپاگیر باشد. درباره خطرات احتمالی نانو تكنولوژی نظرات افراطی نیز بیان شده است. از جمله محققی به نام «اریك دركسلر»كه از او با عنوان «پدر نانو تكنولوژی» یاد میشود چند سال قبل دركتابی مدعی شده بود كه نانو تكنولوژی به ظهور روبات های بسیار كوچكی خواهد انجامید كه میتوانند مانند ماشین تكثیر خودكار، خودبهخود تكثیر یافته و در نهایت موجودات كره زمین را به تسخیر درآورند.
پروفسور ولاند میگوید اگر كسی به فكر ماشین تكثیر خودكار بیافتد، از نانوتكنولوژی استفاده نمیكند. طراحی یك ماشین مولكولی بسیار پیچیده است، حال چگونه ممكن است كسی به فكر ساخت ماشین مولكولی تكثیر خودكار هم بیافتد؟ «دركسلر» اخیرا احتمال گسترش ماشینهای نانو تكثیرخودكار را رد كرده است. وی ترس از راهیابی ذرات زیستی نانو )كه خودبهخود تكثیر میكنند( به درون بدن انسان و پیامدهای غیرقابل پیش بینی حاصل از آن را بیمورد میداند.
پروفسور ریان میگوید این ترس های غیرواقعی مانع از توجه به مزایا و نگرانی های واقعی نانوتكنولوژی شده است. وی میگوید كشف ذرات نانو استنشاقی در جریان خون كه در سراسر مغز منتشر شده یكی از این نگرانیهاستأ هرچند خطرات آن هنوز شناخته نشده است. درحال حاضر در شهرهای بزرگ قسمت اعظم هوایی كه ما به درون ریه های خود میفرستیم ذرات ریزی است كه اندازه برخی از آنها همانند دود گازوییل، به اندازه نانو است. هم اكنون، پیامدها و تاثیرات منفی و خطرناك نانوتكنولوژی بر سلامت انسان و محیط زیست توجه گسترده مراكز تحقیقات علمی را در اروپا و امریكا به خود جلب كرده است و چاپ دهها تحقیق و مطالعه در رسانه های آلمانی و امریكایی نشان میدهد «نانو ذرات» میتوانند برای همه جانداران از باكتریها تا پستانداران خطرناك باشند. این در حالی است كه دولتمردان نیز با پیوستن به جمع پژوهشگران و سازمان های زیست محیطی بیش از پیش سعی میكنند تا تاثیر «نانو ذرات» بر روی سلامتی و محیط زیست را به افكار عمومی جهان معرفی و اعلام كنند. نتیجه یك تحقیق نشانگر آن است كه نانو ذرات برای برخی جانداران مرگ آور است. برپایه این تحقیق ، چنانچه «نانوذرات كربنی» به شش های یك موش برسند، به گلوله یی تبدیل میشوند كه میتواند به اندامهای داخلی حیوان آسیب رسانده و باعث بروز مشكلات تنفسی و حتی منجر به مرگ موش شود. «افا اوبردورستر» از دانشگاه دالاس میگوید مطالعات نشان میدهد نانو ذرات متشكل از۶۰ مولكول كربن میتوانند به لایه های سلولی مغز ماهیها آسیب وارد كنند. در حال حاضر اطلاعات در مورد پیامدها و آثار نانوتكنولوژی بر سلامتی و محیط زیست و تاثیرات متقابل نانو ذرات مختلف بر روی یكدیگر بسیار ناچیز است و همچنان تردیدهای بسیار زیادی در حوزه نوظهور نانوتكنولوژی باقی میماند و این در حالی است كه بیش از۱۳۰ فراورده نانو در حال حاضر در بازار امریكا وجود دارد و ارزش صنعت نانو در سال۲۰۱۲ میلادی )یعنی هشت سال دیگر( حدود یك بیلیون دلار پیش بینی شده است.
با آنكه نانوذرات برای تحقیق و صنعت، جالب و بااهمیت است اما پیش بینی تاثیر این ذرات بر روی جانداران و طبیعت بسیار دشوار است، چون نانوذرات همواره خواص شیمیایی، الكتریكی و ظاهری خود را نسبت به اندازه خود تغییر میدهند. به عنوان نمونه، نانو ذرات طلا كه یك عنصر شیمیایی است از خاصیت بسیار رادیواكتیو برخوردار است. در حال حاضر پژوهشگران تلاش دارند از انتشار نانوذرات در محیط زیست جلوگیری كنند تا این ذرات نیز به سرنوشت خطرناك پنبه نسوز دچار نشوند. پنبه نسوز كه در ابتدای كشف كاربرد بسیار زیادی یافته بود هم اكنون بخاطر خطرات آن برای سلامتی و محیط زیست به عنوان مادهیی مرگ آور محسوب میشود.
به گفته پروفسور «كن دانلدسن» از مركز پزشكی ریه و سینه در دانشگاه ادینبورو، مواد در ابعاد نانو میتوانند به بخشهایی از بدن وارد شوند كه برای ذرات عادی پراكنده در محیط امكان ورود وجود ندارد و هنوز مشخص نیست كه ورود این ذرات ریز به بدن از نظر سم شناسی چه تاثیرات نامطلوبی بر عملكرد اندامها خواهد گذاشت.
توجه به این نكته حایز اهمیت است كه میتوان محصولاتی مفید و مناسب تولید كرد، اما گاهی خطر این محصولات بیش از فایده آنها خواهد بود. «جیم تامس» از گروه فعالان «ئی.تی.سی» ETC میگوید درحالی مواد نانو مورد استفاده قرار میگیرند كه كسی از عوارض آنها برای سلامتی مطلع نیست.
●توسعه صنعت نانو
درحال حاضر غول های صنعتی همانند GE فعالیت زیادی در زمینه تحقیقات نانوتكنولوژی دارند و برای مثال، حمایت مالی از ابتكار ملی نانوفناوری )ان .ان .آی.( در امریكا بین سالهای۲۰۰۰ تا۲۰۰۵ تقریبا چهار برابر افزایش یافته و به یك میلیارد دلار رسیده است.
كشورهای جهان برای پژوهش و تحقیق بر روی نانوذرات در سال جاری بالغ بر ۴ میلیارد دلار بودجه هزینه كردند و در حال حاضر، بیش از۴۵۰ شركت تحقیقاتی تجاری در سراسر جهان و۲۷۰ دانشگاه در اروپا، امریكا و ژاپن سرگرم انجام تحقیقات در عرصه نانو تكنولوژی هستند.
●نانو تكنولوژی در ایران
پیش بینیهای انجام شده نشان میدهد نانوتكنولوژی در۱۰ سال آینده در جهان بازاری معادل هزار میلیارد دلار را به خود اختصاص خواهد داد و با وجود این، سابقه نانوتكنولوژی در ایران نسبتا كم و حدود سه یا چهار سال است. در آینده نزدیك با عرضه محصولات فناوری نانو، ایران ناگزیر به ورود به این عرصه خواهد شد كه این امر آمادگی برنامهریزان و محققان كشور را در این زمینه طلب میكند. با بهكارگیری محصولات نانوتكنولوژی به عنوان نمونه، امكان تولید محصولات و مشتقات نفتی ارزانتر، تولید محصولات سبك با استحكام بالاتر و یا استفاده از نانو ذرات در درمان بیماریهای صعب العلاج مانند سرطان فراهم میشود. طرفداران پیشرفت نانو تكنولوژی تاكید دارند كه از رهگذر این فناوری امكانات زیادی برای تكمیل روشهای درمانی موثرتر و یا تولید محصولات و شیوه هایی كه میتواند عرصه های مختلف نظیر الكترونیك ، رایانه و تولید انرژی را دستخوش تحول اساسی سازد، پدیدار خواهد شد.
از این فناوری درآینده میتوان در تصفیه موثرتر آب آشامیدنی، استفاده از انرژی خورشیدی، عرضه موثرتر داروها به بدن ، تولید سنجشگرهایی برای تشخیص سلامت مواد غذایی، كاشت ایمپلنت در بدن برای كمك به ناشنوایان و نابینایان و نظایر آن استفاده كرد و این تازه شروع كار استأ نانوتكنولوژی راه خود را در تولید پیدا كرده و نحوه كاربرد علوم را تغییر داده است.
نوشته شده توسط: مریم مولوی
ایران مسعود پزشکیان دولت چهاردهم پزشکیان مجلس شورای اسلامی محمدرضا عارف دولت مجلس کابینه دولت چهاردهم اسماعیل هنیه کابینه پزشکیان محمدجواد ظریف
پیاده روی اربعین تهران عراق پلیس تصادف هواشناسی شهرداری تهران سرقت بازنشستگان قتل آموزش و پرورش دستگیری
ایران خودرو خودرو وام قیمت طلا قیمت دلار قیمت خودرو بانک مرکزی برق بازار خودرو بورس بازار سرمایه قیمت سکه
میراث فرهنگی میدان آزادی سینما رهبر انقلاب بیتا فرهی وزارت فرهنگ و ارشاد اسلامی سینمای ایران تلویزیون کتاب تئاتر موسیقی
وزارت علوم تحقیقات و فناوری آزمون
رژیم صهیونیستی غزه روسیه حماس آمریکا فلسطین جنگ غزه اوکراین حزب الله لبنان دونالد ترامپ طوفان الاقصی ترکیه
پرسپولیس فوتبال ذوب آهن لیگ برتر استقلال لیگ برتر ایران المپیک المپیک 2024 پاریس رئال مادرید لیگ برتر فوتبال ایران مهدی تاج باشگاه پرسپولیس
هوش مصنوعی فناوری سامسونگ ایلان ماسک گوگل تلگرام گوشی ستار هاشمی مریخ روزنامه
فشار خون آلزایمر رژیم غذایی مغز دیابت چاقی افسردگی سلامت پوست