نانوتکنولوژی

برخی کاربردهای دفاعی نانوتکنولوژی عبارتند از: تسلط اطّلاعاتی از طریق نانوالكترونیك پیشرفته بعنوان یك قابلیت مهم نظامی ، امكان آموزش مؤثّرتر نیرو، به كمك سیستمهای واقعیت مجازی پیچیده‌تر حاصله از الكترونیك نانوساختاری ، استفادهٔ بیشتر از اتوماسیون و رباتیك پیشرفته برای جبران كاهش نیروی انسانی نظامی، كاهش خطر برای سربازان و بهبود كارآیی خودروهای نظامی ، دستیابی به كارآیی بالاتر (وزن كمتر و قدرت بیشتر) موردنیاز در صحنه‌های نظامی و در عین‌حال تعداد دفعات نقص فنّی كمتر و ه ز ینهٔ كمتر در عمر كاری تجهیزات نظامی ، پیشرفت در امر شناسایی و در نتیجه مراقبت عوامل شیمیایی، زیستی و هسته‌ا‌ی ، بهبود طرّاحی در سیستمهای مورد استفاده در كنترل و مدیریت عدم تكثیر سلاحهای هسته‌ا‌ی ، تلفیق ابزارهای نانو و میكرومكانیكی جهت كنترل سیستمهای دفاع هسته‌ا‌ی . در بسیاری موارد، فرصتهای اقتصادی و نظامی مكمّل هم هستند. كاربردهای درازمدت نانوتكنولوژی در زمینه‌های دیگر، پشتیبانی كننده امنیت ملّی است و بالعكس.
● کاربرد نانوتکنولوژی در صنعت الکترونیک
ذخیره‌سازی اطلاعات در مقیاس فوق‌العاده کوچک، با استفاده از این فناوری می‌توان ظرفیت ذخیره سازی اطلاعات را در حد ۱۰۰۰ برابر یا بیشتر افزایش دهد و نهایتاً به ساخت ابزارهای ابرمحاسباتی به کوچکی یک ساعت مچی منتهی شود.
ظرفیت نهایی ذخیره اطلاعات به حدود یک ترابیت در هر اینچ ربع برسد، و این امر موجب می‌شود که ذخیره‌سازی ۵۰ عدد DVD یا بیشتر در یک هارد دیسک با ابعاد یک کارت اعتباری شود.
ساخت تراشه‌ها در اندازه­های فوق­العاده کوچک به عنوان مثال در اندازه­های ۳۲ تا ۹۰ نانو متر، تولید دیسک‌های نوری ۱۰۰ گیگا بایتی در اندازه­های کوچک نیز می­باشد.
● تاریخچه فناوری نانو در جهان
چهل سال پیش Richard Feynman ، متخصص کوانتوم نظری و دارنده جایزه نوبل، درسخنرانی معروف خود در سال ۱۹۵۹ با عنوان " آن پایین فضای بسیاری هست "( Ther is plenty of room in the bottom ) به بررسی بعد رشد نیافته علم مواد پرداخت. وی درآن زمان اظهار داشت : "اصول فیزیک، تا آنجایی که من توانایی فهمش را دارم، بر خلاف امکان ساختن اتم به اتم چیزها حرفی نمی­زنند." او فرض را بر این قرار داد که اگر دانشمندان فرا گرفته­اند که چگونه ترانزیستورها و دیگر سازه­ها را با مقیاسهای کوچک بسازند، پس ما خواهیم توانست که آنها را کوچک و کوچک­تر کنیم. در واقع آنها به مرزهای حقیقی­شان در لبه­های نامعلوم کوانتوم نزدیک خواهند بود به­طوری که یک اتم را در مقابل دیگری به­گونه­ای قرار دهیم که بتوانیم کوچکترین محصول مصنوعی و ساختگی ممکن را ایجاد کنیم.
● با استفاده از این فرمهای بسیار کوچک چه وسایلی می­توانیم ایجاد کنیم؟ ‌
Feynman در ذهن خود یک "دکتر مولکولی" تصور کرد که صدها بار از یک سلول منحصربه فرد کوچکتر است و می­تواند به بدن انسان تزریق شود و درون بدن برای انجام کاری یا مطالعه و تایید سلامتی سلولها و یا انجام اعمال ترمیمی و به­طور کلی برای نگهداری بدن در سلامت کامل به سیر بپردازد. در بحبوبه سالهای صنعتی کلمه "بزرگ" از اهمیت ویژه­ای برخوردار بود. مثل علوم بزرگ، پروژه­های مهندسی بزرگ و غیره حتی کامپیوترها در دهه ۱۹۵۰ تمام طبقات ساختمان را اشغال می­کردند. ولی از وقتی Feynman نظرات و منطق خود را بازگو کرد، جهان روندی به­سوی کوچک شدن در پیش گرفت. ‌
Marvin Minsky تفکرات بسیار باروری داشت که می­توانست به اندیشه­های Feynman قوت ببخشد. Minsky پدر یابنده هوش­های مصنوعی دهه ۷۰-۱۹۶۰ جهان را در تفکراتی که مربوط به آینده می­شد، رهبری می­کرد. در اواسط دهه ۷۰ ، Eric Drexler که یک دانشجوی فارغ التحصیل بود، Minskey را به­عنوان استاد راهنما جهت تکمیل پایان­نامه­اش انتخاب کرد و او نیز این مسئولیت را بر عهده گرفت. Drexler سبت به وسایل بسیار کوچک Feynman علاقه­مند شده بود و قصد داشت تا در مورد تواناییهای آنها به کاوش بپردازد. Minskey نیز با وی موافقت کرد. Drexler در اوایل دهه ۸۰، درجه استادی خود را در رشته علوم کامپیوتر دریافت کرده بود و گروهی از دانشجویان را به صورت انجمنی به دور خود جمع نموده بود. او افکار جوانترها را با یک سری ایده­ها که خودش "نانوتکنولوژی" نامگذاری کرده، مشغول می­داشت. Drexler اولین مقاله علمی خود را در مورد نانوتکنولوژی مولکولی (MNT) در سال ۱۹۸۱ ارایه داد. او کتاب Engin of Creation:The Coming Era of Nanotechnology را در سال ۱۹۸۶ به چاپ رساند. Drexler تنها درجه دکتری در نانوتکنولوژی را در سال ۱۹۹۱ از دانشگاه MIT دریافت داشت. او یک پیشرو در طرح نانوتکنولوژی است و هم­اکنون رئیس استیتو Foresight و Research Fellow می­باشد.
● تعیین بودجه­های کلان در کشورهای صنعتی برای تحقیقات در زمینه نانوتکنولوژی‌
بسیاری از كشورهای توسعه‌یافته و در حال توسعه (در حدود ۳۰ كشور)، برنامه‌هایی را در سطح ملی برای پشتیبانی از فعالیتهای تحقیقاتی و صنعتی نانوتكنولوژی تدوین و اجرا می‌نمایند. زیرا نانوتكنولوژی به عنوان انقلابی در شرف وقوع، آینده اقتصادی كشورها و جایگاه آنها در جهان را تحت تأثیر جدی قرار خواهد داد و این مس أ له در این كشورها توسط صاحب‌نظران و محققان تبیین‌شده و برای مدیران اجرایی به صورت یك امر شفاف و قطعی درآمده است. در بخشی از این كشورها، در یكی دو سال اخیر تحركات شدیدی از طرف دولتها برای سرعت بخشیدن به توسعه نانوتكنولوژی صورت گرفته و فعالیتهایی كه تا قبل از این به صورت خودجوش توسط محققان انجام می‌گرفته است، با تشویق و حمایتهای مستقیم دولت ادامه یافته‌اند كه در این قسمت نمودار ستونی میزان سرمایه گذاری دولتها آورده شده است:
همانگونه كه اشاره شد بسیاری از كشورهای پیشرفته و در حال پیشرفت، برنامه‌هایی را برای پشتیبانی از فعالیتهای تحقیقاتی و صنعتی نانوتكنولوژی تدوین و اجرا می‌نمایند. اما یك سوال مهم برای كشور ما و بسیاری از كشورها كه هنوز به نانوتكنولوژی به عنوان تمدن آینده علمی توجه كافی نكرده‌اند، این است كه آیا باید با این روند همراه شد یا نه؟ توجه به فضای بسیار بزرگ و در حال ایجاد نانوتكنولوژی و حجم وسیع فعالیتهای مربوط به آن در دنیا، این باور را به انسان القاء می‌كند كه دیر یا زود باید آینده را دید و برای ورود به آن اقدام نمود.
● ورود كشورها به عرصه نانوتكنولوژی اجتناب‌ناپذیر است.
‌بسیاری از صاحب‌نظران و محققان، نانوتكنولوژی را مساوی آینده دانسته‌اند. به عنوان نمونه كمیته مشاوران رئیس‌جمهور آمریكا در علوم و فناوری در تأیید برنامه ملی نانوتكنولوژی برای سال ۲۰۰۱، از نانوتكنولوژی به عنوان محور آینده جهان یاد می‌كند. به دلیل تأثیرات این فناوری بر اكثر فناوریهای موجود، عقیده صاحب‌نظران این است كه متخصصان رشته‌های مختلف بدون گرایش به مباحث مقیاس نانو در دهه‌های آینده فرصتی برای رشد نخواهند داشت و شكوفایی بسیاری از فناوریهای مهم ازجمله فناوری اطلاعات و بیوتكنولوژی به عنوان دو دستاورد بسیار عظیم قرن بیستم بدون بهره‌گیری از نانوتكنولوژی دچار اختلال خواهند شد. از این جهت این مسئله برای دانشگاهیان، محققان و مسؤولان هر كشور امری حیاتی است.● دلایل اساسی ضرورت ورود كشور به عرصهٔ نانوتكنولوژی ‌
علاوه بر موضوع فوق، می‌توان دلایل زیر را برای اجتناب‌ناپذیری ورود كشورهایی چون ایران اقامه نمود: ‌
▪ تاثیر اساسی نانوتكنولوژی در رشد و پیشرفت بسیاری از فناوریها ‌
ماهیت فرارشته‌ای علوم و فناوری نانو به عنوان توانمندی تولید مواد، ابزارها و سیستمهای جدید با دقت اتم و مولكول، موجب تعریف كاربردهای بسیاری زیادی در عرصه‌های مختلف علمی و صنعتی شده است. برای نانوتكنولوژی كاربردهای بسیاری را در حوزه‌های دارو و غذا و بهداشت، درمان بیماریها، محیط‌زیست، انرژی، الكترونیك، كامپیوتر و اطلاعات، مواد، ساخت و تولید، هوافضا، بیوتكنولوژی و كشاورزی و امنیت ملی و دفاع برشمرده‌اند. به همین دلیل بر تمام فناوریها تأثیر گذاشته و دیر یا زود باید شاهد محصولات آنها بود. به عنوان نمونه در بخش پزشكی و بهداشت، یك زمینه كاری بسیار مهم، سیستم توزیع دارو در داخل بدن می‌باشد. مصرف دارو در حال حاضر به صورت حجمی است در حالی كه سلولهای خاصی از بدن نیازمند آن می‌باشند. در روش جدید دارو با وسایل ترزیق متفاوت با امروزه به صورت مستقیم به سمت سلولهای مشخص جهت‌گیری شده و دارو به محل نیاز تحویل داده می‌شود. با همین مكانیزم، بیماریهای بزرگ و كوچك در آغاز شكل‌گیری قابل تشخیص و درمان خواهند بود. یا در بخش مواد، پروژه‌هایی در دست كار می‌باشد كه موادی با وزن بسیار كم و خواص بسیار مناسب تولید شوند. كاربرد این مواد در ساختمان، خودرو، هواپیما و بسیاری از ملزومات زندگی انسانها دیده خواهد شد. بنابراین عرصه بسیار وسیع نانوتكنولوژی كه زندگی انسانها را نیز در برخواهد گرفت، خود القاءكننده این نتیجه خواهد بود كه نمی‌توان به روی آن چشم بست.
▪ تأثیر نانوتكنولوژی بر امنیت جهانی ‌‌
از نظر دفاعی، نانوتكنولوژی برای كشورها، هم فرصت است هم تهدید. به لحاظ كاربردهای بسیار زیادی كه این فناوری می‌تواند در امور نظامی داشته باشد، گرایش زیادی در بخش دفاعی كشورها به تحقیق و توسعه نانوتكنولوژی صورت گرفته است. این كاربردها از لباسهای مانع خطر تا پرنده‌های بسیار كوچك، تجهیزات اطلاعاتی و بسیاری موارد دیگر است كه هم‌اكنون با حمایت وزارتخانه‌های دفاع كشورهایی چون آمریكا، ژاپن و برخی كشورهای اروپایی به صورت پروژه‌های تحقیقاتی در حال انجام هستند. از این جهت این فناوری برای كشورها یك تهدید محسوب می‌شود. اما برای كشورهایی كه بتوانند با استفاده از روند موجود، جایگاهی را در آینده امنیت جهانی برای خود در نظر بگیرند، یك فرصت خواهد بود. با توجه به اینكه این كاربردها بسیار متنوع هستند، هر كشوری می‌تواند زمینه‌ای را برای پیشگامی در جهان سهم خود نماید و در آینده رقابتهای بین‌المللی نقشی داشته باشد.
● شكل‌گیری بازارهای بسیار بزرگ ‌
شواهد موجود نشان می‌دهد كه درصد بالایی از بازارهای محصولات مختلف متكی بر نانوتكنولوژی خواهد بود و به همین دلیل دولتها و شركتهای بزرگ و كوچك به دنبال كسب جایگاهی برای خود در این بازارها هستند. میهیل روكو، رئیس كمیته علوم و فناوری نانو در ریاست‌جمهوری آمریكا طی مقاله‌ای در ماه می سال ۲۰۰۱، پتانسیل نانوتكنولوژی برای تغییر چشمگیر در اقتصاد جهانی را یادآوری نموده است. بر مبنای پیش‌بینی وی و بخش دیگری از صاحب‌نظران در ده الی ۱۵ سال آینده نانوتكنولوژی بازار نیمه‌هادی را به طور كامل تحت تأثیر قرار خواهد داد. خبرهایی نیز كه اخیراً از شركتهای اصلی سازنده پردازنده‌های كامپیوتر در آمریكا و ژاپن منتشر شده است، از ورود پردازنده‌های حاوی یك میلیارد نانوترانزیستور تا قبل از ۱۰ سال آینده حكایت دارد. به عنوان مثال شركت اینتل اعلام نموده است كه در سال ۲۰۰۷ پردازنده‌های متكی بر نانوترانزیستور را با قدرت و سرعت بسیار بیشتر و مصرف كمتر نسبت به آخرین دستاوردهای امروزی نیمه‌هادی‌ها وارد بازار خواهد كرد. ‌
در بخش دارو نیز پیش‌بینی شده است تا ۱۰ الی ۱۵ سال آینده نیمی از این صنعت متكی بر نانوتكنولوژی خواهد بود كه خود نیاز به وسایل تزریق جدید و آموزشهای پزشكی روزآمد خواهد داشت یا در مورد موادشیمیایی، فقط ذكر بازار ۱۰۰ میلیارد دلاری كاتالیستها كه تا ۱۰ سال آینده به طور كامل متكی بر كاتالیستهای نانوساختاری خواهد بود برای نشان دادن اهمیت بحث كافی است. از هم‌اكنون بازار بزرگی برای بكارگیری مواد جدید در محصولات فعلی در حال شكل‌گیری است. موادی كه می‌توانند خواص جدید و فوق‌العاده‌ای به محصولات موجود بخشیده و موجب كاهش قیمت آنها شوند. به عنوان نمونه نانولوله‌های كربنی ( Carbon Nanotubes ) با وزن بسیار كمتر و استحكام بسیار بیشتر نسبت به موادی چون فولاد، بخش زیادی از صنایع را در آینده تحت تاثیر قرار خواهد داد. ‌
در كنار این پیش‌بینی‌ها، این سؤال باید مطرح شود كه جایگاه كشورهایی كه به نانوتكنولوژی دسترسی ندارند، در بازارهای آینده و اقتصاد جهانی چه خواهد بود. با توجه به اینكه سهم هر كشور یا بنگاه در زمان شكل‌گیری یك بازار تثبیت می‌شود، زمان سرمایه‌گذاری برای رسیدن به جایگاه مناسب، همین امروز است.
● تصور مردم عامی از فناوری نانو
از هنگامیكه فناوری نانو توجه عموم را به خود جلب كرد متخصصان متعددی نسبت به اهمیت اقبال عمومی به این فناوری در تعیین اثر نهایی بر جامعه مطالبی را بیان كرده اند.
بر اساس گزارش آخرین شماره خبرنامه فناوری نانو، بدین دلیل دولت آمریكا ضمن تلاش برای ارتقا سطح توسعه فناوری نانو، سرمایه‌ای برای بررسی موضوعات مرتبط با بهداشت، ایمنی و مسایل زیست محیطی مواد نانومقیاس اختصاص داده است.
‌بر طبق مورد از آخرین بررسی‌های انجام شده ادامه برنامه‌های مربوط به آموزش عمومی درباره فناوری‌های نانو و ایمنی نهایی آن از اهمیت خاصی برخوردارست زیرا به این وسیله می‌توان حمایت از ان را توسعه داد.
‌برای ارزیابی سطح دانش و نیز تصور مردم نسبت به فناوری نانو، دو محقق از دانشگاه‌های ویسكانسین مادیسون و كرنل، تحقیقی در این زمینه روی بیش از ‪ ۷۰۰فرد بالغ انجام داده اند.
‌در این تحقیق انها مجموعه سوالاتی با هدف درك طرز تصور مردم از فناوری نانو، درك ارزیابی خطرات و فواید این فناوری، درك ارزیابی خطرات و فواید این فناوری، ادبیات فناوری نانو و اینكه مردم چگونه و از چه راهی نسبت به این فناوری آگاهی پیدا می‌كنند مطرح كرد.
‌در این بررسی همچنین سوالاتی طراحی شده بود تا نقش اموزش و عقاید مشخص در موضع‌گیری نسبت به فناوری نانو را نشان دهد.
شاید لازم باشد تا تلاش‌هایی جهت غلبه بر اثرات سوء شكست‌های علمی قبلی به عمل آید.

منبع : سازمان آموزش و پرورش استان خراسان