فناوری نانو به عنوان یکی از پیشرفت‌های برتر دهه‌های اخیر، به سرعت به یکی از مهم‌ترین حوزه‌های تحقیقاتی و کاربردی در دنیای امروز تبدیل شده است. با استفاده از ابزارها و تکنیک‌های نانومتری، ما قادر به تهیه، کنترل و بهینه‌سازی مواد و ساختارها در ابعاد نانومتری هستیم. از نگاه دانش شیمی علم نانو دانش جدیدی نیست. از صدها سال پیش با وارد کردن ذرات نانو در ساختار شیشه، شیشه‌هایی به رنگ نارنجی، قرمز، بنفش یا سبز ساخته شده است. انیشتین در قسمتی از دانشنامه دکترای خود اندازه مولکول قند را یک نانومتر محاسبه کرده بود. بنابراین هم شیشه گران باستان و هم انیشتین دانشمندان علم نانو بودند. چیزی که دانش نوین نانو را از آن‌ها متمایز می‌کند به کارگیری فناوری‌های پیشرفته برای ایجاد تغییرات در حد نانومتر است.
فناوری نانو
فناوری نانو علم و تکنولوژی مربوط به تحقیق، طراحی، ساخت و کاربرد مواد و دستگاه‌ها در سطح نانومتر است. نانومتر به معنای یک میلیاردمتر است. در این مقیاس طولی، مواد و ساختارها خصوصیات خاصی به خاطر حجم و سطح نانویی که دارند، از خواص متفاوتی برخوردار می‌شوند. نانو تکنولوژی شامل مطالعه و کنترل خواص و رفتار مواد در سطح نانومتر است. به عنوان مثال: در سطح نانو، مواد می‌توانند خواص الکترونیکی، نوری، مکانیکی و حرارتی منحصر به فردی داشته باشند که با اندازه‌گیری و تغییر ابعاد نانومتری آن‌ها قابل کنترل هستند.
نانو تکنولوژی در حال حاضر در بسیاری از صنایع و زمینه‌های کاربردی مورد استفاده قرار می‌گیرد، از جمله: الکترونیک، پزشکی، انرژی، محیط زیست، مواد، کشاورزی و ارتباطات. به عنوان مثال: در الکترونیک نانو، تولید تراشه‌هایی با اندازه‌های نانومتری باعث بهبود عملکرد و کاهش اندازه و وزن دستگاه‌ها می‌شود. همچنین نانو تکنولوژی می‌تواند در حل مسائل پزشکی نیز تاثیرگذار باشد، از جمله تشخیص و درمان بیماری‌ها، تولید داروهای نانو، محیط زیست و سیستم‌های بیولوژیکی.
مزیت و کاربرد فناوری نانو
یکی از مزیت‌های برجسته این فناوری، توانایی اعمال این تغییرات خاص در خواص مواد بر اساس نیازها و کاربردهای مختلف است. به عنوان مثال: با تغییر اندازه و توزیع نانوذرات در یک ماده، می‌توان خواص مکانیکی، الکتریکی، حرارتی و نوری آن را بهبود بخشید. همچنین امکان ترکیب نانومواد با مواد دیگر و ایجاد ساختارهای ترکیبی نانومتری با خواص جدید و فوق‌العاده نیز وجود دارد.
تکنولوژی نانو در بسیاری از صنایع و زمینه‌های کاربردی مختلف از جمله: الکترونیک، پزشکی، انرژی، محیط زیست، مواد و پوشش‌ها، الکتروکاتالیز، حسگرها، فوتونیک، اپتیک و بسیاری موارد دیگر کاربرد دارد. همچنین تحقیقات در ادامه مطلب...
نانو تکنولوژی علم دستکاری اتم‌ها و مولکول‌ها در مقیاس نانو است که 80000 برابر کوچک‌تر از عرض یک موی انسان است.
نانو فناوری یک دانش رشته‌ای است و به رشته‌هایی چون: مهندسی مواد، پزشکی، داروسازی و طراحی دارو، دامپزشکی، زیست‌شناسی، فیزیک کاربردی، ابزارهای نیم رسانا، شیمی ابرمولکول و حتی مهندسی مکانیک، مهندسی برق و مهندسی شیمی نیز مربوط می‌شود. نانو تکنولوژی به معنی انجام مهندسی مواد در ابعاد اتمی، مولکولی و ساخت موادی با خواص کاملا متفاوت در ابعاد نانو است.
نانو تکنولوژی به بهبود چشمگیر و حتی متحول کردن بسیاری از بخش‌های فناوری و صنعت کمک می‌کند که از جمله فناوری اطلاعات، امنیت داخلی، پزشکی، حمل‌ونقل، انرژی، ایمنی مواد غذایی و علوم محیطی و بسیاری دیگر.
بسیاری از مزایای فناوری نانو به این واقعیت بستگی دارد که می‌توان ساختار مواد را در اندازه‌های بسیار کوچک برای دستیابی به ویژگی‌های خاص تنظیم کرد. در نتیجه مجموعه ابزار علم مواد را تا حد زیادی گسترش داد. با استفاده از فناوری نانو، مواد را می‌توان به طور موثری قوی‌تر، سبک‌تر، بادوام‌تر، واکنش‌پذیرتر، رسانای الکتریکی بهتر، در میان بسیاری از ویژگی‌های دیگر ساخت.
کاربرد فناوری نانو در وسایل مختلف
در مواد کامپوزیت پلیمری، در چوب‌های بیسبال، راکت‌های تنیس، دوچرخه‌ها، کلاه ایمنی موتورسیکلت، قطعات خودرو، چمدان‌ها و محفظه‌های ابزار برقی استفاده می‌شوند که آن‌ها را سبک، سفت، بادوام و انعطاف‌پذیر می‌سازد.
نانو تکنولوژی و کاربرد آن در مصرف انرژی
نانو تکنولوژی در حال یافتن کاربرد در منابع سنتی است و به شدت رویکردهای انرژی جایگزین را برای کمک به برآوردن تقاضای روز افزون انرژی در جهان تقویت می‌کند. بسیاری از دانشمندان به دنبال راه‌هایی برای توسعه منابع انرژی پاک، مقرون به صرفه و تجدیدپذیر، همراه با ابزارهایی برای کاهش مصرف انرژی و کاهش بار سمیت بر محیط‌زیست هستند.
نانو تکنولوژی با کاتالیز بهتر کارایی تولید سوخت از مواد خام نفتی را بهبود می‌بخشد. همچنین باعث کاهش مصرف سوخت در وسایل نقلیه و نیروگاه‌ها از طریق احتراق با راندمان بالاتر و کاهش اصطکاک می‌شود.
کاربرد فناوری نانو در پزشکی
فناوری نانو در حال حاضر در بسیاری از جنبه‌های پزشکی شامل: دارورسانی، تصویربرداری تشخیصی، تشخیص‌های بالینی، نانو داروها و استفاده از نانو مواد در ابزار پزشکی تاثیرگذار بوده است.
نانو پزشکی به حوزه‌ای از علم اطلاق می‌شود که نانو تکنولوژی را با داروها یا مولکول‌های تشخیصی ترکیب می‌کند تا توانایی هدف‌گیری سلول‌ها یا بافت‌های خاص را بهبود بخشد.
کاربردهای نانو تکنولوژی در پزشکی شامل: تصویربرداری، تشخیص یا تحویل داروهایی است که به متخصصان پزشکی در درمان بیماری‌های مختلف کمک می‌کند. همچنین فناوری نانو بسیاری از مشکلات حل نشده در صنایع دارویی را حل می‌کند.
کاربرد فناوری نانو در محصلات کشاورزی
نانو تکنولوژی چشم انداز بهبود کشاورزی و صنایع غذایی را با نانو ابزارهای جدید برای کنترل تشخیص سریع بیماری‌ها، افزایش ظرفیت گیاهان برای جذب مواد مغذی در میان سایرین، دارد.
نانو تکنولوژی یک فرآیند کنترل کشاورزی پیشرو را، به ویژه با ابعاد کوچک آن، رصد می‌کند. هدف نانو مواد در کشاورزی کاهش میزان انتشار مواد شیمیایی، به حداقل رساندن تلفات مواد مغذی در کود دهی و افزایش عملکرد از طریق مدیریت آفات و مواد مغذی است.
منابع قابل توجه استفاده از فناوری نانو در کشاورزی شامل کاربردهای خاص مانند: نانو کودها و نانو آفت‌کش‌ها برای ردیابی محصولات و سطوح مواد مغذی برای افزایش بهره‌وری بدون آلودگی خاک، آب و محافظت در برابر چندین آفات حشرات و بیماری‌های میکروبی است.
نانو تکنولوژی ممکن است به عنوان حسگر برای پایش کیفیت خاک مزرعه کشاورزی عمل کند و در نتیجه سلامت گیاهان کشاورزی را حفظ کند. این بررسی چالش‌های فعلی پایداری، امنیت غذایی و تغییرات آب و هوایی را که توسط محققان در زمینه نانو تکنولوژی در بهبود کشاورزی بررسی می‌شود، پوشش می‌دهد.
کاربرد تکنولوژی نانو در صنعت لوازم ارایش
استفاده از فناوری نانو در جریان‌های مختلف: علم، از الکترونیک گرفته تا پزشکی گسترده شده است. این نفوذ گسترده نانو تکنولوژی در صنایع آرایشی و بهداشتی به دلیل خواص افزایش یافته به دست آمده توسط ذرات در سطح نانو از جمله رنگ، شفافیت، حلالیت و غیره است.
اخیرا نگرانی‌هایی در مورد ایمنی این گونه مواد آرایشی و بهداشتی مطرح شده است که صنایع آرایشی و بهداشتی را مجبور کرده است تا استفاده از فناوری نانو در لوازم آرایشی و بهداشتی را محدود کرده و قوانین را قبل از ورود به بازار، تحت یک ارزیابی ایمنی کامل قرار دهند.
در این بررسی، بر انواع نانو مواد مورد استفاده در لوازم آرایشی و بهداشتی توسط برندهای مختلف آرایشی، خطرات احتمالی ناشی از آن‌ها هم برای زندگی انسان و هم برای محیط‌زیست و آنچه که تمام مقررات اتخاذ شده یا می‌توان برای غلبه بر آن‌ها انجام داد، تاکید می‌شود.
نتیجه گیری
ایران در رتبه هفتم جهان در استفاده از تکنولوژی نانو قرار دارد. از جمله دستاوردهای فناوی نانو در کشور می‌توان به تولید و معرفی انواع و اقسام محصولات از جمله: محصولات خانگی نانو، خودرو نانو، منسوجات نانو، محصولات آرایشی¬ و¬ بهداشتی، محصولات کشاورزی، محصولات ساختمانی و دارویی از سوی160 شرکت نانویی فعال اشاره کرد که بیش از370 قلم محصول را شامل می ¬شود.