رفتن به مطلب

جستجو در تالارهای گفتگو

در حال نمایش نتایج برای برچسب های 'فناوری نانو'.



تنظیمات بیشتر جستجو

  • جستجو بر اساس برچسب

    برچسب ها را با , از یکدیگر جدا نمایید.
  • جستجو بر اساس نویسنده

نوع محتوا


تالارهای گفتگو

  • انجمن نواندیشان
  • فنی و مهندسی
  • علوم پزشکی
  • علوم پایه
  • ادبیات و علوم انسانی
  • فرهنگ و هنر
  • مراکز علمی
  • مطالب عمومی
  • مکانیک در صنعت مکانیک در صنعت Topics
  • شهرسازان انجمن نواندیشان شهرسازان انجمن نواندیشان Topics
  • هنرمندان انجمن هنرمندان انجمن Topics
  • گالری عکس مشترک گالری عکس مشترک Topics
  • گروه بزرگ مهندسي عمرآن گروه بزرگ مهندسي عمرآن Topics
  • گروه معماری گروه معماری Topics
  • عاشقان مولای متقیان علی (ع) عاشقان مولای متقیان علی (ع) Topics
  • طراحان فضای سبز طراحان فضای سبز Topics
  • بروبچ با صفای مشهدی بروبچ با صفای مشهدی Topics
  • سفيران زندگي سفيران زندگي Topics
  • گروه طرفدارن ا.ث.میلان وبارسلونا گروه طرفدارن ا.ث.میلان وبارسلونا Topics
  • طرفداران شياطين سرخ طرفداران شياطين سرخ Topics
  • مهندسی صنایع( برترین رشته ی مهندسی) مهندسی صنایع( برترین رشته ی مهندسی) Topics
  • گروه طراحی unigraphics گروه طراحی unigraphics Topics
  • دوستداران معلم شهید دکتر شریعتی دوستداران معلم شهید دکتر شریعتی Topics
  • قرمزته قرمزته Topics
  • مبارزه با اسپم مبارزه با اسپم Topics
  • حسین پناهی حسین پناهی Topics
  • سهراب سپهری سهراب سپهری Topics
  • 3D MAX 3D MAX Topics
  • سیب سرخ حیات سیب سرخ حیات Topics
  • marine trainers marine trainers Topics
  • دوستداران بنان دوستداران بنان Topics
  • ارادتمندان جليل شهناز و حسين عليزاده ارادتمندان جليل شهناز و حسين عليزاده Topics
  • مکانیک ایرانی مکانیک ایرانی Topics
  • خودرو خودرو Topics
  • MAHAK MAHAK Topics
  • اصفهان نصف جهان اصفهان نصف جهان Topics
  • ارومیه ارومیه Topics
  • گیلان شهر گیلان شهر Topics
  • گروه بچه های قمی با دلهای بیکران گروه بچه های قمی با دلهای بیکران Topics
  • اهل دلان اهل دلان Topics
  • persian gulf persian gulf Topics
  • گروه بچه های کرد زبان انجمن نواندیشان گروه بچه های کرد زبان انجمن نواندیشان Topics
  • شیرازی های نواندیش شیرازی های نواندیش Topics
  • Green Health Green Health Topics
  • تغییر رشته تغییر رشته Topics
  • *مشهد* *مشهد* Topics
  • دوستداران داريوش اقبالي دوستداران داريوش اقبالي Topics
  • بچه هاي با حال بچه هاي با حال Topics
  • گروه طرفداران پرسپولیس گروه طرفداران پرسپولیس Topics
  • دوستداران هامون سینمای ایران دوستداران هامون سینمای ایران Topics
  • طرفداران "آقایان خاص" طرفداران "آقایان خاص" Topics
  • طرفداران"مخربین خاص" طرفداران"مخربین خاص" Topics
  • آبی های با کلاس آبی های با کلاس Topics
  • الشتریا الشتریا Topics
  • نانوالکترونیک نانوالکترونیک Topics
  • برنامه نویسان ایرانی برنامه نویسان ایرانی Topics
  • SETAREH SETAREH Topics
  • نامت بلند ایـــران نامت بلند ایـــران Topics
  • جغرافیا جغرافیا Topics
  • دوباره می سازمت ...! دوباره می سازمت ...! Topics
  • مغزهای متفکر مغزهای متفکر Topics
  • دانشجو بیا دانشجو بیا Topics
  • مهندسین مواد و متالورژی مهندسین مواد و متالورژی Topics
  • معماران جوان معماران جوان Topics
  • دالتون ها دالتون ها Topics
  • دکتران جوان دکتران جوان Topics
  • ASSASSIN'S CREED HQ ASSASSIN'S CREED HQ Topics
  • همیار تاسیسات حرارتی برودتی همیار تاسیسات حرارتی برودتی Topics
  • مهندسهای کامپیوتر نو اندیش مهندسهای کامپیوتر نو اندیش Topics
  • شیرازیا شیرازیا Topics
  • روانشناسی روانشناسی Topics
  • مهندسی مکانیک خودرو مهندسی مکانیک خودرو Topics
  • حقوق حقوق Topics
  • diva diva Topics
  • diva(مهندسین برق) diva(مهندسین برق) Topics
  • تاسیسات مکانیکی تاسیسات مکانیکی Topics
  • سیمرغ دل سیمرغ دل Topics
  • قالبسازان قالبسازان Topics
  • GIS GIS Topics
  • گروه مهندسین شیمی گروه مهندسین شیمی Topics
  • فقط خودم فقط خودم Topics
  • همکار همکار Topics
  • بچهای باهوش بچهای باهوش Topics
  • گروه ادبی انجمن گروه ادبی انجمن Topics
  • گروه مهندسین کشاورزی گروه مهندسین کشاورزی Topics
  • آبروی ایران آبروی ایران Topics
  • مکانیک مکانیک Topics
  • پریهای انجمن پریهای انجمن Topics
  • پرسپولیسی ها پرسپولیسی ها Topics
  • هواداران رئال مادرید هواداران رئال مادرید Topics
  • مازندرانی ها مازندرانی ها Topics
  • اتاق جنگ نواندیشان اتاق جنگ نواندیشان Topics
  • معماری معماری Topics
  • ژنتیکی هااااا ژنتیکی هااااا Topics
  • دوستداران بندر لیورپول ( آنفیلد ) دوستداران بندر لیورپول ( آنفیلد ) Topics
  • group-power group-power Topics
  • خدمات کامپپوتری های نو اندیشان خدمات کامپپوتری های نو اندیشان Topics
  • دفاع دفاع Topics
  • عمران نیاز دنیا عمران نیاز دنیا Topics
  • هواداران استقلال هواداران استقلال Topics
  • مهندسین عمران - آب مهندسین عمران - آب Topics
  • حرف دل حرف دل Topics
  • نو انديش نو انديش Topics
  • بچه های فیزیک ایران بچه های فیزیک ایران Topics
  • تبریزیها وقزوینی ها تبریزیها وقزوینی ها Topics
  • تبریزیها تبریزیها Topics
  • اکو سیستم و طبیعت اکو سیستم و طبیعت Topics
  • >>سبزوار<< >>سبزوار<< Topics
  • دکوراسیون با وسایل قدیمی دکوراسیون با وسایل قدیمی Topics
  • یکم خنده یکم خنده Topics
  • راستی راستی Topics
  • مهندسین کامپیوتر مهندسین کامپیوتر Topics
  • کسب و کار های نو پا کسب و کار های نو پا Topics
  • جمله های قشنگ جمله های قشنگ Topics
  • مدیریت IT مدیریت IT Topics
  • گروه مهندسان صنایع گروه مهندسان صنایع Topics
  • سخنان پندآموز سخنان پندآموز Topics
  • مغان سبز مغان سبز Topics
  • گروه آموزش مهارت های فنی و ذهنی گروه آموزش مهارت های فنی و ذهنی Topics
  • گیاهان دارویی گیاهان دارویی صنایع غذایی شیمی پزشکی داروسازی

جستجو در ...

نمایش نتایجی که شامل ...


تاریخ ایجاد

  • شروع

    پایان


آخرین بروزرسانی

  • شروع

    پایان


فیلتر بر اساس تعداد ...

تاریخ عضویت

  • شروع

    پایان


گروه


نام واقعی


جنسیت


شماره موبایل


محل سکونت


تخصص ها


علاقه مندی ها


عنوان توضیحات پروفایل


توضیحات داخل پروفایل


رشته تحصیلی


گرایش


مقطع تحصیلی


دانشگاه محل تحصیل


شغل

17 نتیجه پیدا شد

  1. کفشی که پس از استفاده کاشته می شود یک شرکت هلندی کفشی را عرضه کرده است که پس از استفاده می تواند در باغچه کاشته شود و جوانه بزند. این شرکت هلندی به نام oat نوعی کفش کتانی را عرضه کرده است که کاملا تجدیدپذیر زیستی است. در حقیقت، ویژگی این کفش عجیب در این است که به جای دور انداخته شدن می تواند در باغچه کاشته شود و همانند یک گیاه رشد کند. این کفش که ظرف چند هفته آینده بر روی سایت این شرکت برای فروش عرضه می شود سبزترین و تجدیدپذیرترین کفش دنیا است. محققان این شرکت برای اختراع این کفش قابل جوانه زدن دو سال تحقیق کردند. این کفش از چوپ پنبه، شاهدانه، کتان زیستی، پلاستیک تجدیدپذیر و سفیدکننده های غیر کلرات ساخته شده است. براساس گزارش آنسا، این کفش که برنده جایزه زیستی ترین محصول "هفته مد آمستردام" شد به محض اینکه در خاک قرار بگیرد کاملا تجزیه می شود و دانه هایی که داخل زبانه بالایی آن قرار گرفته اند شروع به جوانه زدن کرده و یک گیاه واقعی را به وجود می آورند.
  2. 1. فناوری‌نانولوله‌های کربنی 1-1. غشاهای نانولوله‌‌ای نانولوله‌های کربنی می‌توانند برای تشکیل غشاهایی با تخلخل نانومتری و دارای قابلیت جداسازی آلودگی‌ها، به طور یکنواخت هم‌راستا شوند. تخلخل‌های نانومتری نانولوله‌ها این *****ها را از دیگر فناوری‌های *****اسیون بسیار انتخاب‌پذیرتر نموده است. همچنین نانولوله‌های کربنی دارای سطح ویژه بسیار بالا، نفوذپذیری زیاد و پایداری حرارتی و مکانیکی خوبی هستند. اگر چه چندین روش برای سنتز نانولوله‌های کربنی استفاده شده است، غشاهای نانولوله‌ای می‌توانند به وسیله پوشش‌دهی یک ویفر سیلیکونی با نانوذرات فلزی به عنوان کاتالیست، که موجب رشد عمودی و فشردگی بسیار زیاد نانولوله‌های کربنی می‌شود، سنتز شوند و پس از آن برای افزایش پایداری، فضای بین‌ نانولوله‌های کربنی را با مواد سرامیکی پر نمود . حذف آلودگی‌ها مطالعات آزمایشگاهی نشان می‌دهد که غشاهای نانولوله‌ای می‌توانند تقریباً همه انواع آلودگی‌های آب را حذف کنند؛ این آلودگی شامل باکتری، ویروس، ترکیبات آلی و تیرگی است. همچنین این غشاها نویدی برای فرایند نمک‌زدایی و گزینه‌ای برای غشاهای اسمز معکوس هستند. مقدار تصفیه آب اگر چه تخلخل نانولوله‌های کربنی به طور قابل توجهی کوچک است، غشاهای نانولوله‌ای نشان داده‌اند که به خاطر سطح داخلی صاف نانولوله‌ها، شدت جریان بیشتر یا یکسانی نسبت به تخلخل‌های بسیار بزرگ‌تر دارند . هزینه با توسعه روش‌های جدید و بسیار مؤثر برای تولید نانولوله‌های کربنی، هزینه تولید غشاهای نانولوله‌‌ای به طور پیوسته کاهش می‌یابد. بر اساس پیش‌بینی‌ برخی منابع، به دلیل کاهش قیمت نانولوله‌های کربنی، غشاهای نانولوله‌ای بسیار ارزان‌تر از سایر غشاهای *****اسیون، غشاهای اسمز معکسوس، سرامیک و غشاهای پلیمری خواهد شد. از آن جا که نانولوله‌های کربنی شدت جریان بالایی را نشان می‌دهند، فشار مورد نیاز برای انتقال آب نسبت به فرایند نمک‌زدایی با اسمز معکوس، کاهش می‌یابد و به دلیل این ذخیره انرژی، نمک‌زدایی با استفاده از *****های نانولوله‌ای بسیار ارزان‌تر از اسمز معکوس خواهد بود. انتظار می‌رود غشاهای نانولوله‌ای بسیار بادوام‌تر از غشاهای متداول باشند و استفاده مجدد از آنها بازدهی *****اسیون را کاهش ندهد . روش مصرف غشاهای نانولوله‌ای می‌توانند در گزینه‌های مشابهی به عنوان غشاهای میکرو*****اسیون و اولترا *****اسیون استفاده شوند. مطالعات نشان می‌دهد که این مواد بادوام و در برابر گرما مقاومند و تمیز کردن و استفاده مجدد از آنها ساده است و با استفاده از فرایند اولتراسونیک و اتوکلاو درC ْ121 در مدت 30 دقیقه تمیز می‌شوند . توضیحات تکمیلی انتظار می‌رود در پنج الی ده سال آینده، شاهد ورود غشاهای نانولوله‌ای نمک‌زا به بازار باشیم. اخیراً محققان برای غلبه بر چالش‌های مرتبط با افزایش مقیاس فناوری، فعالیت‌های تازه‌ای را مدنظر قرار داده‌اند . 1-2. نانوغربال‌ها آزمایشگاه‌های سلدن (Seldon)، چندین طرح مبتنی بر *****های نانوغربال را توسعه داده‌اند. نانوغربال از نانولوله‌های کربنی جفت‌ شده با یکدیگر تشکیل می‌شود که روی یک زیرلایه متخلخل و منعطف قرار گرفته‌اند. و می‌توان برای تشکیل *****های شبه‌کاغذی، آنها را روی یک زیرلایه صاف و یا لوله‌ای قرار داد، با این کار توانایی پیچیده شده شدن به اطراف هر ساختار استوانه‌ای متداول و یا هر ساختار دیگری را به دست می‌آورند، همچنین برای افزایش سطح ***** می‌توان نانوغربال‌های مسطح را تا زد. اخیراً در آزمایشگاه‌های مذکور چندین نمونه ***** قابل حمل مبتنی بر این فناوری، برای خالص‌سازی آب ساخته شده‌اند؛ این *****ها در اندازه قلم بوده و تحت عنوان ابزارهای *****اسیون نی‌مانند به نام water stick معروف هستند . حذف آلودگی‌ها از نانوغربال‌ها می‌توان در حذف گستره وسیعی از ترکیبات آلی و معدنی و یا مواد زیستی استفاده کرد. این ***** می‌تواند از چندین لایه نانولوله‌ کربنی ساخته شود که هر لایه قابلیت حذف نوع متفاوتی از ترکیبات را دارد. نانوغربال‌های مورد استفاده در Water stick توانایی حذف بیش از 99/99 درصد از باکتری‌ها، ویروس‌ها، کیست‌ها، میکروب‌ها، کپک‌ها، انگل‌ها، و همچنین کاهش قابل توجه آرسنیک و سرب را دارند. نانوغربال‌های چند عملکردی نیز مانند ترکیبات معدنی اعم از فلزات سنگین، کودها، فاضلاب‌های صنعتی و دیگر مواد می‌توانند ترکیبات آلی از قبیل Pesticideها و herbicideها را حذف نمایند. همچنین می‌توان ***** را با یک لایه ضدباکتری برای جلوگیری از تشکیل فیلم بیولوژیکی پوشاند. در حال حاضر آزمایشگاه‌های سلدن مشغول ارتقای این فناوری برای استفاده از آن در نمک‌زدایی از آب دریا هستند . مقدار تصفیه آب نانوغربال‌ها در مقایسه با دیگر ابزارهای *****اسیون که دارای همان اندازه تخلخل هستند، به دلیل خواص انتقال جرم سریع نانولوله‌ها، بدون استفاده از فشار، شدت جریان مناسبی را تأمین می‌کنند. در یک ***** نمونه با قطر پنج سانتی‌متر شدت جریان شش لیتر بر ساعت مشاهده شده است. همچنین water stick برای تصفیه یک لیتر آب آلوده در 90 ثانیه طراحی شده است. این *****، در طول عمر مفیدش 200 تا300 لیتر آب تولید می‌کند؛ اگر چه این مقدار می‌تواند با تغییرات پیش از *****اسیون افزایش داده شود . هزینه آزمایشگاه‌ سازنده برای قیمت‌گذاری water stick یک طرح رقابتی را با دیگر فناوری‌های مشابه در نظر دارد، تا این فناوری برای مردم کشورهای در حال توسعه قابل استفاده باشد . روش مصرف Water stick که شبیه نی نوشیدنی طراحی شده آب تمیز آشامیدنی تولید می‌کند. اخیراً نمونه‌ای از Water stick به گونه‌ای طراحی شده است که می‌توان وسیله‌ای با ***** قابل تعویض را طراحی کرد. علاوه بر این هنگامی که عمر مفید این ***** به پایان می‌رسد، به طور اتوماتیک جریان را متوقف می‌‌کند. نانوغربال‌ها توان ترکیب با دیگر ابزارهای *****اسیون را دارند . توضیحات تکمیلی آزمایشگاه‌های سلدن، سیستم تولیدی را برای تولید نانوغربال‌ها توسعه داده‌اند؛ این سیستم دارای صرفه اقتصادی، ظرفیت تولید 276 متر مربع بر ماه است که هر متر مربع برای 396 ***** کافی است. در حال حاضر پزشکان آفریقایی نمونه‌ای از water stick را مورد استفاده قرار داده‌اند . 2. روش‌های دیگر نانو*****اسیون 2-1. ***** آلومینای نانولیفی شرکت Argonide فناوری جاذب‌های نانولیفی را به صورت کارتریج *****های نانوسرام عرضه کرده است. این جاذب‌ها از نانوالیاف آلومینا با بار مثبت روی زیرلایه شیشه‌ای تشکیل شده‌اند. نانوالیاف آلومینا سطح بیشتری نسبت به الیاف متداول داشته و بار مثبت بالایی دارند که باعث جذب سریع‌تر آلودگی‌‌های باردار منفی از قبیل ویروس‌ها، باکتری‌ها و کلوئیدهای آلی و غیرآلی می‌شود. حذف آلودگی‌ها *****های نانوسرام بیش از 99/99 درصد ویروس‌ها، باکتری‌ها، انگل‌ها، ترکیبات آلی طبیعی، DNA و کدری را حذف می‌کند، همچنین دارای قابلیت جذب 9/99 درصد از نمک‌ها، مواد رادیواکتیو و فلزات سنگین از قبیل کروم، آرسنیک و سرب را هستند، حتی اگر ذرات، نانومقیاس و یا حل شده باشند. *****های نانوسرام در PH بین پنج تا 9 بهتر عمل می‌کنند. مقدار تصفیه آب شدت جریان *****های نانوسرام بدون استفاده از فشار حدود یک تا 5/1 لیتر بر ساعت، به ازای هر سانتی‌متر مربع از ***** است. حداکثر فشار چهار bar می‌تواند به ***** اعمال شود که منجر به شدت جریان 9 تا ده لیتر بر ساعت به ازای هر سانتی‌متر مربع از ***** خواهد شد. کارتریج *****های نانوسرام دارای یک طراحی تاخورده است که سطح آنها را افزایش می‌دهد. همچنین طبق گزارش ***** به طور متوسط مقاومت عملکردی بالایی نسبت به غشاهای بسیار متخلخل دارد. هزینه شرکت آرگوناید (Argonide) هزینه تولید *****های نانوسرام را ارزان اعلام کرده است؛ چرا که آنها می‌توانند با استفاده از فناوری کاغذسازی تولید شوند. در حال حاضر هر متر مربع ***** ده دلار هزینه برمی‌دارد، که ممکن است این مقدار به سه دلار برسد. کار تریج *****ها به ازای 20-200 *****، وابسته به قطر آنها در حدود 37 دلار هزینه دارند. صفحات ***** می‌توانند با قرار گرفتن در اطراف لوله‌های فلزی، بین دو ***** متداول و یا در یک نگهدارنده مجزا، هزینه نهایی ***** را کاهش دهند. *****های نانوسرام به جای جمع‌آوری ذرات بسیار ریز بر روی سطح، آنها را جذب می‌کنند؛ بنابراین نسبتاً عمر مفید و طولانی‌تری دارند. روش مصرف مطابق با توصیه‌های شرکت آرگوناید، *****های نانوسرام به تصفیه‌های پیشین و یا پسین، تمیز کردن، شارژ مجدد ***** و یا از بین بردن مواد زاید خطرناک نیاز ندارند. این *****ها به طور همزمان ترکیبات شیمیایی و بیولوژیکی را بدون استفاده از مواد گندزدای شیمیایی و یا مواد منعقدکننده، حتی در آب‌های شور بسیار کدر حذف می‌کنند. توضیحات تکمیلی به گفته شرکت آرگوناید، *****های نانوسرام می‌توانند پودرهای بسیار ریز فلزی حذف شده را برای کاربردهای صنعتی بازیافت کنند. 2-3. نانوالیاف جاذب جریان شرکت KX طرحی از *****های جاذب جریان شامل نانوالیاف را با هدف استفاده در کشورهای در حال توسعه بهره‌برداری کرده است. ***** شامل یک لایه پیش *****اسیون برای حذف چرک‌ها، یک لایه جاذب برای حذف آلودگی‌های شیمیایی و یک لایه نانوالیاف برای حذف آلودگی‌ها و ذرات کلوئیدی است. نانوالیاف از چندین پلیمر آب‌دوست، رزین‌ها، سرامیک‌ها، سلولز، آلومینا و دیگر مواد ساخته می‌شوند. این فناوری در مقیاس‌های خانگی و شهری قابل دسترسی است. حذف آلودگی‌ها طبق گزارش‌ها، *****های سطح فعال بیش از 99 درصد از باکتری‌ها، ‌ویروس‌ها، انگل‌ها، آلودگی‌های آلی و دیگر آلودگی‌های شیمیایی را حذف می‌کنند. مقدار تصفیه آب طبق اعلام شرکت‌ سازنده، مقیاس خانگی *****های سطح فعال می‌تواند به ازای هر *****375 لیتر آب را با سرعت چهار تا شش لیتر بر ساعت تولید کند. در مقیاس روستایی بیش از 7500 لیتر بر روز با سرعت 6/5 لیتر بر دقیقه تولید می‌کند. در مقیاس روستایی هر ***** برای بیش از 95 هزار لیتر آب مؤثر است. هزینه انتظار می‌رود *****های خانگی شش تا11 دلار فروخته شوند و *****های جایگزین برای آنها 8/0تا9/0 دلار هزینه دربر خواهد داشت؛ یعنی 002/0 دلار به ازای هر لیتر آب. همچنین *****های روستایی بین 100 تا 150 دلار هزینه خواهند داشت که تقریباً 0003/0 دلار به ازای هر لیتر است. روش مصرف طراحی *****های سطح فعال به گونه‌ای است که بدون استفاده از تجهیزات وسیع، یا نگهدارنده به‌آسانی قابل استفاده باشند. 3. سرامیک‌های نانو‌حفره‌ای، کِلِی‌ها و دیگر جاذب‌ها 3-1. غشای سرامیکی نانوحفره‌ای شرکت آلمانی AG Nanovation، طرحی از *****های سرامیکی نانوحفره‌ای را تحت عنوان Nano pore و سیستم‌های *****اسیون غشایی را با مقیاس‌های متنوعی عرضه نموده است. *****های غشایی Nano pore از نانوپودرهای سرامیکی روی مواد پایه از قبیل آلومینا تشکیل شده‌اند و در اندازه‌های متفاوت و در دو شکل لوله‌ای و مسطح موجود هستند. این محصولات با استفاده از نانوپودرهای سرامیکی شرکت و تحت فرایندهای پیوسته تولید می‌شوند. حذف آلودگی‌ها طبق ادعای شرکت سازنده، *****های غشایی Nanopore باکتری‌ها، ویروس‌ها و قارچ‌ها به طور مؤثر از آب حذف می‌کنند. علاوه بر این آزمایش‌های کیفی آب، Coliformها، fecal coliformها، Salmonella یا streptococci را در آب تصفیه شده نشان نمی‌دهند. مقدار تصفیه آب مقدار آب تولیدی وابسته به اندازه و شکل ***** و کیفیت آب تصفیه شده است. یک واحد *****اسیون با ابعاد cm 15× 60×120 سطحی معادل با 2 m 11 ایجاد کرده، می‌تواند 8 هزار لیتر آب آلوده را در روز تصفیه کند. هزینه ‌تولید سیستم‌های *****اسیون غشایی بر مبنای pore Nano با فرایندهای پیوسته که همزمان تمامی لایه‌های ***** مونتاژ می‌شوند، ارزان است؛ هنگامی که تمامی هزینه‌های *****اسیون که شامل حفظ، ‌جایگزینی *****ها، تمیز کردن عوامل و هزینه‌های عملیاتی است، با مواردی از قبیل عمر طولانی‌تر *****، پایداری بیشتر و تمیز کردن کمتر همراه شوند، هزینه این *****ها با *****های پلیمری قابل رقابت می‌گردد. روش مصرف *****های غشایی Nano pore با توجه به خواص ضدرسوبی بسیار شدید خود نیاز به تمیزسازی مکرر ندارند. همچنین می‌تواند به جای پاکسازی شیمیایی با بخار استرلیزه شود. غشاهای Nano pore نسبت به آلودگی‌های قارچی و باکتریایی، اصطکاک، اسید و بازهای غلیظ شده، دمای بالا و اکسیداسیون مقاوم هستند. 3-2. تک‌لایه‌های خودآرا روی پایه‌های مزوپروس (SAMMS) آزمایشگاه ملی پاسیفیک نورث وست (PNNL) تک‌لایه‌های خود آرا روی پایه‌های مزوپروس را توسعه داده است. این فناوری از مواد سرامیکی یا شیشه‌ای با تخلخل نانومتری شکل گرفته است؛ به طوری که تک‌لایه‌ای از مولکول‌ها می‌توانند به یکدیگر متصل شوند. تک‌لایه و لایه مزوپروس، قابلیت برنامه‌ریزی شدن برای حذف آلودگی‌های خاصی را دارند. SAMMS نسبت به بسیاری از غشاها و فناوری‌های جاذب دیگر، جذب سریع‌تر، ظرفیت بالاتر و انتخاب‌پذیری بهتری را از خود نشان داده است. SAMMS برای حذف آلودگی‌های فلزی از آب آشامیدنی، آب‌های زیرزمینی و فاضلاب‌های صنعتی طراحی شده است . حذف آلودگی‌ها PNNL مدعی است که SAMMS 9/99 درصد از جیوه، سرب، ‌کروم، آرسنیک، ‌کادمیم، فلزات پرتوزا و دیگر سموم فلزی را جذب می‌کند. همچنین طبق گزارش‌ها، SAMMS می‌تواند برای حذف فلزات خاصی برنامه‌ریزی شود؛ ولی برخی فلزات از قبیل کلسیم، منیزیم و روی را حذف نمی‌کند. SAMMS برای حذف آلودگی‌های زیستی، یا آلی مؤثر نیست. مقدار تصفیه آب از SAMMS می‌توان در گستره وسیعی از کاربردها از تصفیه آب مصرفی گرفته تا تصفیه فاضلاب‌های صنعتی، استفاده کرد. این *****ها سطح ویژه‌ای در حدود 600 تا هزار متر مربع به ازای هر گرم دارند. تولید هر کیلوگرم SAMMS، 150 دلار هزینه دارد که با نمونه‌ای از رزین تعویض یونی با هزینه 42 دلار و کربن فعال با هزینه 78/1 دلار به ازای هر کیلوگرم قابل مقایسه است. همچنین برای حذف یک کیلوگرم جیوه، 13 کیلوگرم SAMMS مورد نیاز است و در مقابل، 154 کیلوگرم رزین تعویض یونی و 40 هزار کیلوگرم کربن فعال مورد نیاز خواهد بود. روش مصرف SAMMS به پودری شکل و اکسترود شده است که می‌تواند برای *****های تعویض یونی مناسب باشد. این *****ها گاهی اوقات به منظور حذف آلودگی‌های جذب شده با یک محلول اسیدی احیا می‌شوند. آلودگی‌های ایجاد شده از احیای SAMMS طبق استانداردهای سازمان حفظ محیط زیست آمریکا غیرسمی بوده، می‌توانند به عنوان یک آلودگی متداول تصفیه شوند. 3-4. Arsenx Arsenx، یک رزین جاذب متشکل از نانوذرات اکسید آهن آب دار روی یک زیرلایه پلیمری است و برای حذف آرسنیک و دیگر آلودگی‌های فلزی به‌کار می‌رود. نانوذرات، سطح ویژه بالا، ظرفیت بیشتر و سینتیک جذب سریع‌تری فراهم می‌نماید. Arsenx می‌تواند برای کاربردهای مصرفی کوچک و یا استفاده‌های صنعتی و شهری بزرگ طراحی شود، همچنین در و نیز در ابزارهای طراحی شده برای رزین‌های تعویض یونی مورد استفاده قرار گیرد. حذف آلودگی‌ها Arsenx موادی از قبیل آرسینک، وانادیم، اورانیوم، کروم، آنتیموان و مولیبدن را حذف و سولفات‌ها، کربنات‌ها، فلوریدها، کلریدها، سدیم، منیزیم و یا آلودگی‌های زیستی را حذف نمی‌کند. مقدار تصفیه آب شدت جریان عبوری آن بسیار وابسته به نوع ابزاری است که Arsenx استفاده می‌کند. بدون در نظر گرفتن طراحی سیستم، برای تماس بین Arsenx و آب 5/2 تا سه دقیقه زمان نیاز است. هر گرم Arsenx حدوداً 38 میلی‌گرم آرسنیک را نگه می‌دارد. هزینه شرکت Solmetex اشاره می‌کند که با توجه به کم شدن ظرفیت Arsenx در طول احیاء، می‌تواند نسبت به جاذب‌های دیگر در طی حیاتش هزینه کمتری داشته باشد. هزینه اولیه سیستم وابسته به طراحی‌های متفاوت آن است، اما به طور متداول از 07/0 تا 2/0دلار به ازای هر هزار لیتر گزارش شده است که شامل هزینه‌های استهلاک و هزینه‌های عملیاتی و حفظ و نگهداری است. روش مصرف Arsenx به گفته شرکت Sometex می‌تواند به عنوان رزین‌های تعویض یونی در زمینه‌های مشابه مورد استفاده قرار گیرد. این ***** نیاز به پیش یا پس تصفیه نداشته و گاهی اوقات با محلول سود سوزآور احیا می‌شود و متناسب با سطح آلودگی، بعد از سه ماه تا یک سال خاصیت خود را از دست خواهد داد. گزارش‌ها حاکی از آن است که زیرلایه پلیمری Arsenx بادوام بوده و می‌تواند در گسترده دمایی یک تا 80 درجه سانتی‌گراد عمل کند. 3-5. پلیمر حفره‌ای سیکلودکسترین سیلکودکسترین یک ترکیب پلیمری است که از ذراتی با حفره‌های استوانه‌ای تشکیل شده است؛ این ذرات می‌توانند آلودگی‌های آلی را جدا کنند. پلیمر سیکلودکسترین را می‌توان به صورت پودر، دانه‌ای و یا لایه نازک برای استفاده در ابزارها و کاربردهای متفاوت تولید کرد. به هر حال پلیمر سیکلودکسترین برای تصفیه آب مصرفی استفاده شده و همچنین می‌تواند برای تصفیه در جای آب‌های زیرزمینی یا پاکسازی فاضلاب‌های شیمیایی آلی و نفتی نیز مورد استفاده قرار گیرد. حذف آلودگی‌ها سیکلودکسترین گستره وسیعی از آلودگی‌های آلی شامل بنزن، هیدروکربن‌های پلی‌آروماتیک، فلورین‌ها، و آلودگی‌های حاوی نیتروژن، استن، کودها، Pesticidها و بسیاری دیگر را حذف می‌کند. آزمایش‌ها نشان می‌دهند که پلیمرسیکلودکسترین این آلودگی‌ها را تا حد ppt کاهش می‌دهد، در حالی که کربن فعال و زئولیت این آلودگی‌ها را تا حد ppm کاهش می‌دهد. همچنین پلیمر صدهزار مرتبه بیشتر از کربن فعال، ترکیبات آلی پیوند می‌دهد و بازدهی حذف یکسانی برای آب با غلظت آلودگی پایین را نشان داده است. پلیمرسیکلودکسترین تحت تأثیر رطوبت هوا قرار نگرفته، می‌تواند در نواحی مرطوب بدون اشباع یا غیرفعال شدن، مورد استفاده قرار گیرد. همچنین آلودگی‌های جذب شده را از خود عبور نمی‌دهد. مقدار تصفیه آب پلیمرسیکلودکسترین ظرفیت بارگذاری 22 میلی‌گرم از آلودگی‌های آلی به ازای هر گرم از پلیمر را دارد، که با 58 میلی‌گرم به ازاری هر گرم کربن فعال قابل مقایسه است. این پلیمر برای تماس با آب آلوده حدوداً به پنج ثانیه زمان نیاز دارد. و در حین احیا ظرفیت خود را از دست نداده، می‌تواند به طور نامحدودی استفاده شود. هزینه تولید پلیمرسیکلودکسترین، ارزان بوده است و می‌توان آن را مستقیماً از نشاسته، با تبدیل 100 درصد تولید شود. انتظار می‌رود که تولید انبوه، هزینه آن را پایین‌تر از قیمت کربن فعال و زئولیت آورد. شرکت پژوهشی محصولات پلیمری اشاره می‌کند که روشی را جهت افزایش مقیاس‌ این فرایند برای تولید مواد توسعه داده است. اخیراً شرکت پژوهشی Manhattan یک فناوری را برای کاربردهای مصرفی توسعه داده و اظهار می‌دارد که تولید انبوه موجب ارزان‌تر شدن پلیمر نسبت به سایر روش‌های حذف آلودگی‌های آلی خواهد شد. روش مصرف پودر سیکلودکسترین می‌تواند در ستون، کارتریج و یا *****های بستری به گونه‌ای متراک شود که آب از آن بگذرد. سیکلودکسترین دانه‌ای می‌تواند مستقیماً در منبع یا لوله‌های آب به‌کار رود و لایه نازک آن می‌تواند روی زیر‌لایه‌ای از شیشه برای تشکیل غشاء قرار گیرد. از همه اشکال متفاوت سیکلودکسترین می‌توان در ابزارهای طراحی شده برای *****ها، غشاها و یا جاذب‌ها استفاده کرد. پلیمرسیلکودکسترین هم آب‌دوست و هم آب‌گریز است؛ لذا می‌تواند بدون استفاده از فشار برای جذب آب از میان تخلخل‌ها مورد استفاده قرار گیرد. پلیمر گاهی اوقات به احیا با استفاده از یک الکل ساده از قبیل اتانول یا متانول نیاز خواهد داشت و ممکن است به خاطر به ظرفیت بارگذاری پائین آن نسبت به کربن فعال و جاذب‌های دیگر به عملیات بیشتری نیاز داشته باشد. توضیحات تکمیلی آلودگی‌هایی که پلیمر سلیکودکسترین جذب می‌کند، می‌تواند بعد از احیا، برای کودها، Pesticideها و محصولات صنعتی دیگر بازیافت شود. 3-6. نانوکامپوزیت‌های پلی‌پیرون- نانولوله‌کربنی آزمایشگاه‌ ملی پاسیفیک نورث وست یک غشای نانوکامپوزیتی شامل لایه نازکی از یک پلیمر جاذب موسوم به پلی‌پیرون را روی ماتریسی از نانولوله‌های کربنی که سطح مخصوص و پایداری غشا را افزایش می‌دهند، توسعه داده است. برخلاف جاذب‌های دیگر که به احیای شیمیایی نیاز دارند این غشاها می‌توانند به طور الکتریکی احیا می‌شوند. حذف آلودگی‌ها غشاهای پلی‌پیرون دارای نانولوله‌ کربنی با بار مثبت است و می‌توان پرکلرات‌ها، سزیم، کروم و دیگر آلودگی‌های باردار منفی را حذف کند. همچنین غشاهای نانوکامپوزیتی می‌توانند برای حذف نمک طراحی شوند. از آنجا که پلی‌پیرون می‌تواند به طور منفی باردار شود، بنابراین این غشاء ذرات باردار مثبت از قبیل کلسیم و منیزیم را حذف می‌کند. مقدار تصفیه آب غشاهای نانوکامپوزیتی پلی‌پیرون- نانولوله‌کربنی قابل استفاهه مجدد هستند آزمایش‌ها نشان می‌دهد که این غشاها بعد از صد دوره استفاده بسیار کم بازدهی خود را از دست می‌دهند. همچنین به خاطر خواص انتقال جرم سریع نانولوله‌های کربنی شدت جریان بالایی دارند. هزینه انتظار می‌رود که غشاهای پلی‌پیرون- نانولوله کربنی در استفاده طولانی مدت، نسبتاً کم هزینه باشند؛ چرا که آنها می‌توانند بدون از دست دادن قابل توجه ظرفیت جذب، احیا شده، استفاده شوند. این غشاها هزینه‌های مرتبط با خرید و ذخیره‌سازی مواد شیمیایی احیاکننده و تعلیم کاربران را ندارند. علاوه بر این، انتظار می‌رود که هزینه نانولوله‌های کربنی در پنج سال آینده بین ده تا صد برابر کاهش یابد. روش مصرف این غشاها آلودگی‌های ثانویه خطرناک تولید نمی‌کنند. با بکارگیری جریان الکتریکی، بار پلیمر خنثی شده و آلودگی‌های جذب شده، از غشا آزاد می‌شوند. با حذف آلودگی‌ها، پلیمر می‌تواند دوباره باردار شده و مجدداً استفاده شود. 4. زئولیت 4-1. زئولیت‌های طبیعی، مصنوعی، زغال‌سنگ و ترکیبی زئولیت‌ها مواد جاذب با ساختار شبکه‌ای جهت تشکیل تخلخل‌ها هستند. آنها می‌توانند از منابع طبیعی به دست آمده و یا سنتز شوند. زئولیت‌های مصنوعی معمولاً از محلول‌های سیلیکون-آلومینیوم یا زغال‌سنگ ساخته شده و به عنوان جاذب یا ابزار تعویض یونی در کارتریج یا *****های ستونی به‌کار می‌روند. شرکت فناوری‌های AgION ترکیبی از زئولیت‌ها و یون‌های نقره طبیعی با خواص ضدباکتری تولید می‌کند. حذف آلودگی‌ها زئولیت‌ها به طور متداول برای حذف آلودگی‌های فلزی به‌کار می‌روند. زئولیت‌های طبیعی مکزیک و مجارستان، آرسنیک را از منابع آب آشامیدنی تا حد مورد پذیرش سازمان بهداشت جهانی کاهش می‌دهند. زئولیت‌های ساخته شده از زغال‌سنگ می‌توانند گستره‌ای از فلزات سنگین شامل سرب، مس، روی، کادمیم، نیکل و نقره را از آب آلوده جذب کنند. همچنین می‌توانند تحت شرایط خاصی کروم، آرسنیک و جیوه را جذب کنند. ظرفیت جذب زئولیت‌ها متأثیر از چند عامل؛ ترکیبشان، PH آب و غلظت انواع آلودگی‌هاست. به عنوان مثال تأثیرات PH آب بر روی سطح باردار شده منفی و یا مثبت زئولیت قابل ذکر است. همچنین با توجه جذب آسان سرب و مس در زغال‌سنگ، غلظت بالای این مواد، مقدار کادمیم و نیکل حذف شده را کاهش می‌دهد. ترکیبات زئولیت- نقره AgIoN، بازدهی را در مقابل میکروارگانیسم‌ها که شامل باکتری‌ها و کپک‌هاست، ارتقا می‌دهند. زئولیت نمی‌تواند آلودگی‌های آلی را به قدر کافی حذف کند، همچنین رطوبت هوا در اشباع زئولیت‌ها دخالت داشته، موجب کاهش بازدهی آنها می‌شود. مقدار تصفیه آب مقدار آبی که زئولیت‌ها می‌توانند تصفیه کنند، وابسته به منبع زئولیت و ابزاری است که آنها استفاده می‌کنند. در مورد زئولیت‌های زغال‌سنگ، محتوای کربن این ماده به طور قابل توجهی سطح مخصوص و در نتیجه ظرفیت جذب زئولیت را تحت تأثیر قرار می‌دهند. هزینه زئولیت‌ها را می‌توان به طور ارزان تولید کرد زیرا منبع آنها به طور طبیعی و فراوان در دسترس است. در امریکا زئولیت‌های دانه‌ای برای کاربردهای صنعتی و کشاورزی بین 30 تا 70 دلار به ازاری هر تن و برای محصولات مصرفی بین 5/0 تا 5/4 دلار به ازای هر کیلوگرم هزینه دارند. روش مصرف چگونگی مصرف زئولیت‌ها بسیار وابسته به نوع ابزاری است که در آن استفاده می‌شوند. این ابزار می‌تواند شامل رزین‌های تعویض یونی، کارتریج و ابزارهای ستونی و غیره باشند. علاوه بر این زئولیت‌ها گاهی اوقات به احیا با یک محلول اسیدی نیاز دارند. مصرف زئولیت‌های زغال‌سنگ ممکن است مشکل‌ساز باشد، چرا که مطالعات نشان می‌دهند مقادیری از آلودگی‌های سرب، کادمیم، کروم، مس، جیوه، روی و دیگر آلودگی‌ها می‌توانند از زغال‌سنگ گذشته و موجب آلودگی خاک، آب‌های زیرزمینی و آب شوند. همچنین مشخص شده است که مقادیر آرسنیک و منیزیم عبور کرده از Fly ash بسیار بیشتر از مقادیر توصیه شده سازمان بهداشت جهانی است. ترکیبات زئولیت نقره AgION نیاز به پاک‌سازی مکرر دارند، زیرا پوشش ضدباکتری نقره از تشکیل آلودگی‌های بیولوژیکی روی ***** جلوگیری می‌کند و در این صورت نیاز به ذخیره‌سازی و مصرف احیاء‌کننده‌های شیمیایی مرتفع می‌شود. 5. فناوری‌های مبتنی بر نانوکاتالیست‌ها 5-1. نانوذرات آهن خنثی نانوذرات آهن خنثی (NZVI) برای تصفیه درجا و غیردرجای آب‌های زیرزمینی استفاده می‌شوند. این ماده همزمان یک جاذب و یک عامل احیاکننده است، همچنین موجب می‌شود که آلودگی‌های آلی به ترکیبات کربنی با درجه سمیت کمتری شکسته شوند و فلزات سنگین کلوخه شده، به سطح خاک بچسبند. NZVI را می‌توان برای تصفیه درحا مستقیماً به منابع آب‌های زیرزمینی تزریق کرد، یا می‌توان از آن در غشاها برای کاربردهای خارجی استفاده کرد. همچنین NZVI دو فلزی که در آن نانوذرات آهن با یک فلز ثانویه از قبیل پالادیم برای افزایش فعالیت آهن پوشیده می‌شوند، موجود است. NZVI بسیار فعال بوده و سطح مخصوص بالایی نسبت به ZVI دانه‌ای دارد. حذف آلودگی‌ها NZVI می‌تواند برای فرآوری گستره وسیعی از آلودگی‌های متداول زیست‌محیطی، مثل متان کلردار، بنزن کلردار، Pesticideها، رنگ‌های آلی، تری‌هالومتان‌ها، PCBها، آرسنیک، نیترات و فلزات سنگین از قبیل جیوه، نیکل و نقره استفاده شود. همچنین ممکن است توانایی کاهش پرتوهای رادیویی را داشته باشد. پالادیم پوشیده‌شده با NZVI نشان داده است که همه ترکیبات کلردار را در مدت هشت ساعت تا زیر مقادیر قابل رؤیت کاهش می‌دهد. این در حالی است که NZVI معمولی برای حذف بیش از 99 درصد از این ترکیبات به 24 ساعت نیاز دارد. نانوذرات نسبت به آلودگی‌ها، برای یک دوره شش الی هشت هفته‌ای، فعال باقی می‌مانند. NZVI نشان داده است که در گستره وسیعی از PHها و دماهای خاک و مقادیر Nutrient مؤثر است. مقدار تصفیه آب مقدار آب زیرزمینی که NZVI می‌تواند فرآوری کند، وابسته به کیفیت آهن، شامل تعداد دفعاتی که استفاده مجدد شده است؛ نوع زیرلایه مورد استفاده، کیفیت آب معدنی برای تولید محلول قابل تزریق، شامل مقدار اکسیژن، مقدار و نوع ذرات ریز در محلول، است. دریک مطالعه موردی، سطحی با مساحت صد مترمربع را 057/6 لیتراز محلول شامل kg 2/11 از NZVI تحت تأثیر قرار می‌دهد. مطالعه دیگری نشان می‌دهد که در یک منطقه، مقدار 136 کیلوگرم NZVI برای فراوردی 6/11میلیون کیلوگرم از خاک کافی است؛ اما در منطقه دیگر همین مقدار از NZVI تنها برای فرآوری 102 میلیون کیلوگرم از خاک به‌کار می‌رود. دلایل ذکر شده برای این مطابقت نداشتن شامل حجم متفاوت آب مصرف شده در تهیه محلول، مقادیر متفاوت کنش‌پذیری آهن به‌دلیل تفاوت در مقدار اکسیژن آب و مقدار متفاوت فشار کاربردی در حین تزریق است. هزینه NZVI حدوداً 40 تا 50 دلار به ازای هر کیلوگرم و پلادیم پوشش‌یافته با NZVI بین 68 تا 146 دلار به ازای هر کیلوگرم هزینه دارد. اگر چه NZVI به طور قابل توجهی نسبت به ZVI دانه‌ای و میکرومقیاس که هر کدام به ترتیب 2/2 و 75/3 دلار به ازای هر کیلوگرم هزینه دارند، گران است، اما از آن جا که مقادیر کمی از NZVI به دلیل سطح ویژه و واکنش‌پذیری بسیار بالای آن مورد نیاز است، از نظر اقتصادی به‌صرفه است. در مقابلِ هر گرم پودر تجاری ZVI که سطحی کمتر از یک متر مربع دارد، NZVI به ازای هر گرم 5/33 مترمربع سطح واکنش‌پذیر داشته و سرعت تصفیه آن ده تا صد مرتبه سریع‌تر است. روش مصرف استفاده درجا و غیردرجای از NZVI نسبتاً آسان است. برای کاربردهای درجا، پودر NZVI را برای تشکیل محلول آهن با آب در یک منبع مخلوط کرده، سپس با یک پمپ و چاه تزریق مستقیماً به خاک‌آلوده تزریق می‌کنیم. از آنجا که تجهیزات مشابه مورد استفاده برای دیگر موارد تزریقی موجود است، تجهیزات چاهی خاص مورد نیاز نیست. NZVI به دلیل داشتن ذرات کوچک‌تر نسبت به ZVI دانه‌ای، راحت‌تر تزریق شده، می‌تواند تا اعماق بیشتری نفوذ کند. همچنین نانوذرات NZVI می‌توانند در یک ماتریس جامد از قبیل کربن فعال، زئولیت، نانولوله‌های کربنی و دیگر مواد برای تولید غشاهایی با کاربرد غیردرجا ایمن شوند. 5-2. فتوکاتالیست‌های نانومقیاس دی‌اکسید تیتانیوم دی‌اکسید تیتانیوم هم به عنوان عامل احیای فتوکاتالیستی و هم به صورت یک جاذب عمل می‌کند و به صورت درجا و غیردرجا در تصفیه آب استفاده می‌شود. دی‌اکسید تیتانیوم در حضور آب، اکسیژن و تابش UV، رادیکال‌های آزاد تولید می‌کند که این رادیکال‌ها آلودگی‌های متفاوت را به ترکیبات کربنی با درجه سمیت کمتری تجزیه می‌کنند. دی‌اکسید تیتانیوم نانومقیاس، سطح بیشتر و فرایند فتوکاتالیستی سریع‌تری را نسبت به ذرات بزرگ‌تر فراهم می‌نماید. دی‌اکسید تیتانیوم یا به صورت نانوپودر، برای استفاده در سوسپانیون‌ها و یا به شکل *****های دانه‌ای موجود است و در چندین شکل دیگر به عنوان پوشش برای غشاهای ثابت، میکروکره‌های نانوکریستالی و غشاهای ترکیبی با سیلیکا به‌کار می‌رود. حذف آلودگی‌ها دی‌اکسید تیتانیوم تقریباً همه آلودگی‌های آلی را تجزیه می‌کند. این ماده بسیار آب‌دوست است؛ و بنابراین توانایی جذب آلودگی‌های زیستی و فلزات سنگین از قبل آرسنیک را دارد. راندمان آن تابع کیفیت دی‌اکسید تیتانیوم، شدت پرتو فرابنفش، PH آب، موجودی اکسیژن و غلظت آلودگی‌ها است. مقدار تصفیه آب سیستم‌های متفاوت دی‌اکسید تیتانیوم، شدت جریان و سرعت‌های حذف متنوعی را فراهم می‌کنند و ازهمه آنها می‌توان محدوده استفاده کرد. نانوپودرهای سوسپانسیون شده دی‌اکسید تیتانیوم فرایند فتوکاتالیستی پُربازدهی را از خود نشان می‌دهند؛ چرا که سطح داخلی آنها در معرض تابش اشعه فرابنفش و آلودگی‌ها قرار می‌گیرد. به دلیل ترکیب سطوح کنش‌پذیر با مواد پایه و در نتیجه، کاهش سطح فعال، بازده نانوذرات دی‌اکسید تیتانیوم که به عنوان پوشش استفاده شده یا روی زیرلایه‌هایی از قبیل شیشه و سرامیک ثابت شده‌اند، پنج برابر درصد بازده فتوکاتالیستی نانوذرات سوسپانسیون شده است. همچنین تخلخل غشا یا زیرلایه، بر شدت جریان و عمر مفید این سیستم‌ها مؤثر است. میکروکره‌های نانوکریستالی دی‌اکسید تیتانیوم، سطحی قابل مقایسه با نانوپودرها دارند، اما فرایندهای فتوکاتالیستی آهسته‌تری انجام می‌دهند. هزینه هزینه نانوپودرهای دی‌اکسید تیتانیوم برحسب کیفیت آن چند صد دلار بر کیلوگرم است. به عنوان مثال اخیراً شرکت Altair یک سیستم تولیدی‌ به ثبت رسانده است، که می‌تواند نانوپودرهای دی‌اکسید تیتانیوم را در مقیاس انبوه و بسیار ارزان تولید کند. همچنین این شرکت فروش محصولات کوچک مبتنی بر این فناوری را طراحی می‌کند. این محصولات در دو اندازه 40 کیلوگرم بر ساعت و یک تا دو کیلوگرم بر ساعت موجود خواهند بود. این واحد، دی‌اکسید تیتانیوم را از تتراکلرید تیتانیوم تولید می‌کند که می‌تواند حدوداً هزاروصد دلار به ازای هر تن یا صد و ده دلار به ازای هر کیلوگرم فروخته شود. روش مصرف به دلیل سختی بازیافت و جداسازی ذرات بعد از تصفیه، استفاده از نانوپودرهای دی‌اکسید تیتانیوم سوسپانسیون شده مشکل است. ذرات سوسپانسیون معمولاً به وسیله اولترا*****اسیون یا میکرو*****اسیون جدا می‌شوند اما در حین این فرایند مقدار قابل توجهی از ذرات از بین می‌روند. استفاده از میکروکره‌های نانوکریستالی آسانتر است. آنها در آب از طریق حباب‌سازی هوا سوسپانسیون شده و به طور طبیعی در ظرف آب برای بازیافت آسان‌تر ته‌نشین می‌شوند. 5-4. اکسیدآهن نانوساختار جاذب شرکت فناوری‌های Adedge آمریکا، اکسیدآهن نانوساختار دانه‌ای و خشکی به نام AD33، برای حذف آرسنیک عرضه نموده است. AD33 با ترکیبی خواص کاتالیستی و جذبی اکسیدآهن با هم، ضمن تبدیل آرسنیک به موادی با سمیت کمتر، به طور همزمان آن را از آب جدا می‌نماید، این شرکت همچنین طرحی از لوازم مصرفی شامل *****های AD33 را ارائه نموده است. حذف آلودگی‌ها AD33 می‌تواند بیش از 99 درصد آرسنیک را حذف کند، همچنین می‌تواند مقادیر سرب، روی‌، کروم، مس و دیگر فلزات سنگین را کاهش دهد و آلودگی‌های جذب شده را از خود عبور نمی‌دهد. مقدار تصفیه آب عمر مفید *****های AD33 معمولاً دو تا چهار سال است. سیستم‌های تصفیه خانگی سری مدالیون شرکت Adedge با سه دبی19، 26 و 38 لیتر بر دقیقه موجود است، همچنین شرکت Adedge کارتریج‌های حاوی AD33 با دبی متوسط دو لیتر بر دقیقه را عرضه نموده است. عمر مفید این کارتریج‌ها بین سه هزار و 800 تا 11 هزار و 400 لیتر است و به طوری که تخمین زده می‌شود چهار تا شش برابر بزرگ‌تر از دیگر جاذب‌های تجاری موجود است. هزینه هزینه کارتریج‌های AD33 برای هر مورد حدوداً 50 دلار است و هزینه هر ***** مجزا وابسته به مقدار خریداری شده است؛ اما به طور نمونه بین هشت تا 13 دلار به ازای هر لیتر تغییر می‌کند. روش مصرف طبق توصیه‌های شرکت Adedge، *****ها و محصولات AD33 نیاز به جایگزینی مکرر داشته و مواد شیمیایی یا احیاءکننده‌ها برای آنها استفاده نمی‌شود. با توجه به خشکی ابزارهای AD33، نسبت به سایر ابزارهای *****اسیون مبتنی بر آهن مرطوب، راحت‌تر استفاده می‌شوند؛ به طوری که در گسترده وسیعی از سیستم‌ها استفاده می‌شوند. علاوه بر این، ابزارهای AD33 مصرف‌شده خطرناک نیست می‌توان آنها را طبق استانداردهای سازمان حفاظت از محیط‌زیست آمریکا در زمین دفع کرد. 6. نانوذرات مغناطیسی 6-1. Magneto ferritin نانوذرات مغناطیسی معمولاً به عنوان جاذب و نانوکاتالیست برای تصفیه آب بررسی شده‌اند. شرکت انگلیسی Nano Magnetics، نانوذرات مغناطیسی را تحت عنوان Magneto ferritin ارائه کرده و مشغول بررسی توانایی آن برای انجام اسمز پیش‌رونده (forward osmosis) به عنوان گزینه‌ای با بازدهی انرژی برای اسمز معکوس است. در چنین سیستمی از نانوذرات مغناطیسی برای تولید فشار اسمزی مورد نیاز برای راندن آب از میان یک غشای *****اسیون استفاده شده‌اند. برخلاف اسمز معکوس که برای تولید فشار اسمزی نیازمند انرژی ورودی است. حذف آلودگی‌ها Magneto ferritin با توانایی اسمز پیش‌رونده، برای نمک‌زدایی در نظر گرفته شده است؛ اگر چه با توجه به به نوع غشای مصرفی قادر به حذف آلودگی‌های دیگر نیز هست. مقدار تصفیه آب شرکت Nano Magnetics اشاره می‌کند که Magneto ferritin را می‌توان از آب، بازیافت و بدون هیچ محدودیت ویژه‌ای دوباره استفاده کرد. هزینه اطلاعات خاصی نسبت به هزینه‌های Magneto ferritin در دسترس نیست؛ اما به گفته شرکت Nano Magnetics عمر طولانی و استفاده مجدد این مواد آنها را نسبت به اسمز معکوس از لحاظ هزینه بسیار مناسب‌تر نموده است. همچنین اسمز پیش‌رونده هزینه‌های مرتبط با انرژی را تا 40 درصد هزینه‌های اسمز معکوس کاهش می‌دهد. روش مصرف هنوز برای Magneto ferritin هیچ سیستم قطعی‌ای طراحی نشده است؛ اما برخی منابع اشاره می‌کنند که نانوذرات مغناطیسی در یک طرف غشاء برای ایجاد غلظت، به صورت غیرتعادلی به منبع آب اضافه شده‌اند. این اختلاف غلظت فشار اسمزی مورد نیار برای راندن آب منبع از میان غشاء را ایجاد خواهد کرد. سپس نانوذرات می‌توانند با استفاده از میدان مغناطیسی از آب خالص‌سازی شده، بازیافت شوند. بررسی روش های خالص سازی آب با به کارگیری فناوری نانو نانو، دلالت بر یک واحد بسیار کوچک در علم اندازه گیری دارد. یک نانومتر معادل 9-10 متر یا به عبارتی یک میلیاردم متر است. اخیراً با ورود فناوری های نوین از قبیل زیست فناوری و نانو فناوری، مواد و راهکارهای جدیدی برای تصفیه آب و نیز آب و فاضلاب های صنعتی و کشاورزی معرفی شده و یا می شوند. کاربردهای فناوری نانو در این خصوص عبارتند از : نانو *****ها، نانو فتوکاتالیست ها، مواد نانو حفره ای، نانو ذرات، نانو سنسورها، توانایی های این فناوری در تصفیه آب و با توجه به انواع آلودگی های نقاط مختلف ایران مورد ارزیابی قرار گرفته است. در گذشته نه چندان دور اهداف تصفیه خانه های آب آشامیدنی کاهش مواد معلق و زدودن عوامل زنده بیماری زا در آب بود که با روشهای متداول *****اسیون و گندزدایی قابل حصول بوده اند. لیکن با افزایش غلظت مواد ریزدانه، ترکیبات ازته، مواد آلی و معدنی و فلزات سنگین به منابع آب روش های متعارف جوابگوی نیازتصفیه خانه ها نبوده و لازم است از فرآیندهای نسبتاً جدید در تصفیه خانه ها استفاده شود. اخیراً نیز با ورود فناوری های نوین از قبیل زیست فناوری و نانو فناوری، مواد و راهکارهای جدیدی برای تصفیه آب و نیز آب و فاضلاب های صنعتی و کشاورزی معرفی شده و یا می شوند. مفهوم نانوفناوری به حدی گسترده است که بخش های مختلف علوم و فناوری را تحت تأثیر خود قرار داده و در عرصه های مختلف از جمله محیط زیست کاربردهای وسیعی یافته است. در این مقاله به بررسی کاربردهای فناوری نانو در صنعت آب می پردازیم. نانو *****ها تاریخچه نانو *****اسیون به دهه هفتاد میلادی زمانی که غشاهای اسمز معکوس با فشارهای نسبتاً پایین همراه با جریان آب تصفیه ای قابل قبول، بسط و توسعه پیدا کردند باز می گردد. استفاده از فشارهای بسیار بالا در فرآیند اسمز معکوس، اگر چه منجر به تهیه آب با کیفیت بسیار عالی می شد، ولیکن به همان نسبت هزینه گزاف انرژی مصرفی عاملی نگران کننده به شماره می آمد. در نتیجه، تهیه آب با استفاده از این روش از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نبود. بنابراین استفاده از غشاهایی با میزان درصد حذف پایین تر ترکیبات محلول، اما با قدرت نفوذ آب بیشتر و به طبع آن، افزایش حجم آب تصفیه شده با کیفیتی مطلوب (درحد استانداردهای مورد نظر) در فناوری جداسازی یک پیشرفت قابل ملاحظه، به شمار می آمد. از ین رو غشاهای اسمز معکوس با فشار پایین، بعنوان غشاهای نانو *****اسیونی شناخته شدند. نانو *****اسیون فرآیند غشایی جدیدی است که خواص آن بین فرایندهای اسمز معکوس و اولترا*****اسیون قرار دارد و در اختلاف فشار پایین (10-20 بار) قابل استفاده می باشد. به علت عمل نمودن در فشار پایین و بازیابی بالاتر، هزینه های عملیاتی و نگه داری این فرآیند به مواد شیمیایی نیاز نبوده و پساب تولیدی فشرده و غلیظ می باشد. لذا هزینه حمل و نقل و دفع آن کمتر است. به کمک تجهیزات خاص غشاء ها به طور خودکار تمیز می شود. در مورد فرآیند نانو *****اسیون، هزینه انرژی به مراتب از اسمز معکوس کمتر می باشد. نکته حائز اهمیت در مورد نانو *****ها نسبت به سایر غشاها، قدرت انتخاب گری در حذف یون هاست. غشاهای نانو *****اسیون معمولاً از دو لایه تشکیل می شود. لایه نازک و متراکم عمل جداسازی و لایه محافظ، عمل حفاظت در برابر فشار سیستم را انجام می دهد. غشاهای نانو *****اسیون معمولاً در دو نوع باردار و غیرباردار موجود هستند. مکانیسم اصلی در حذف ملکول های بدون بار، خصوصاً ترکیبات آلی بر پایه غربالسازی استوار می باشد. در حال که حذف ترکیبات یونی به دلیل بر عم کنش های الکتروستاتیک بین سطح غشا و گونه های باردار، حذف می شوند. امروزه غشاهای نانویی تجاری، در اشکال متفاوتی استفاده می گردند. این اشکال شامل، سیستم های مارپیچی، صفحه ای، جعبه ای، لوله ای و فیبری می باشد. شکل هر یک از غشاهای نانویی براساس نوع غشا و نانویی براساس نوع غشا و به منظور بالا بردن بازده و عملکرد آن انتخاب می گردد. نانو *****ها برای حذف محدوده وسیعی از ترکیبات به کار گرفته شده است، از جمله : §حذف آفت کش ها از جمله آترازین، سیمازین، دیورن و ایزوپرتورن §حذف ترکیبات آلی فرار مانند مشتقات کلردار آلی سبک مانند کلروفرم، تری کلرواتیلن و تتراکلرواتیلن §حذف محصولات جانبی حاصل از واکنش گندزدا با ترکیبات آلی آب از جمله هالومتان ها §حذف کاتیون ها و سختی §حذف کروم (VI)، اورانیم، آرسنیک §حذف آنیون ها §حذف پاتوژن ها نانو مواد نانومواد در مقایسه با مواد در ابعاد بزرگ دارای سطوح بسیار وسیع تری هستند. به علاوه این مواد قادر به بر هم کنش با گروه های شیمیایی مختلف به منظور افزایش میل ترکیبی آنها با ترکیبات ویژه می باشند. همچنین نانومواد می توانند به عنوان لیگندهای قابل بازیافت با ظرفیت و عملکرد انتخابی بسیار بالا برای یون های فلزی سمی به هسته های رایواکتیو، حلال های آلی و معدنی به شمار می آیند. جاذب ها به طور وسیعی به عنوان جداساز محیطی در خالص سازی آب و برای حذف آلاینده های آلی از آب آلوده استفاده می شدند. تحقیقات وسیعی در این زمینه صورت گرفته است از جمله می توان به کاربرد نانو تیوپ های کربنی تک دیواره برای حذف یون های سنگین ماننده 2Pb، 2Cu، 2Cd، چیتوزان با گروه های عاملی فسفاته برای حذف 2Pb، ترکیب کربن نانوتیوپ- اکسید سدیم برای حذف As (V) ، نانو بلورهای FeO(OH) - برای جذب AS (V) و Cr (VI) ، زئولیت های تعویض یون NaP1 برای حذف فلزات سنگین از پساب های معدنی اسیدی مانند 3Cr، 2Ni، 2Zn، 2Cu، 2Cd، نانو مواد کربنی برای جذب مواد آلی فرار، رنگ های آلی و ترکیبات آلی و ترکیبات آلی کلره، فولرن برای جذب ترکیبات آروماتیک چند حلقوی مانند نفتالین اشاره نمود. نانو مواد حفره ای مواد نانو حفره ای به عنوان یک زیر مجموعه مواد نانو ساختار با دارا بودن سطح منحصر به فرد، شکل ساختمانی و خواص حجمی در زمینه های مختلف از جمله، فرایندهای تعویض یونی، جداسازی، کاربردهای کاتالیستی، ساخت حسگرها، ایزولاسیون ملکولی های زیستی و خالص سازی کاربرد دارند. به طور کلی مواد نانو حفره ای را می توان براساس دامنه قطر منافذ نانویی به سه دسته میکروپور، مزوپور و کاروپور تقسیم نمود. براساس سیستم آیوپاک، حفره های مواد میکروپور دارای قطری کمتر از 2 نانومتر می باشند. مزوپورها دارای حفره های به قطر بین 2 تا 50 نانومتر و ماکروپورها دارای حفره هایی با قطر بیشتر از 50 نانومتر هستند. مواد نانوحفره ای را می توان براساس جنس، از قبیل آلی یا معدنی، سرامیک یا فلز و یا خواص آنها دسته بندی نمود. در سیستم های پلی مری، سرامیکی و یا کربنی نیز مشابه این چنین حفره هایی دیده می شود که البته شکل حفره ها در آن متفاوت هست. در واقع جنس ماده، شکل حفره ها، اندازه آنها و توزیع و ترکیب حفره ها است که در نهایت مشخص کننده نوع کاربرد ماده نانو حفره ای می باشد. این مواد شامل §کربن های نانوحفره ای ترکیبات دارای کاربردهای متنوعی از جمله، جذب گازهای آلاینده، بسته های کاتالیستی، *****های تصفیه آب، مخزن نگهداری گاز و... باشند. §زئولیت های نانوحفره ای عمده کاربرد زئولیت های در فرایندهای تصفیه ای آب (شامل تصفیه آب شرب و پساب های صنعتی) حذف یون های فلزات سنگین می باشد. §پلیمرهای نانوحفره ای (نانوپروس پلی مرها عمده کاربرد پلی مرهای نانوحفره ای براساس عملکرد آنها به عنوان جاذب تعریف می گردد. از جداسازی ملکول های آلی خاص از سیستم های بیولوژیکی تا کاربرد آن ها را در تصفیه آب به منظور حذف آلودگی های ناشی از ترکیبات آلی نظیر فنل ها شامل می شود. نانو ذرات §حذف آرسنیک با نانو ذرات سریم §حذف آرسنیک با نانو ذرات اکسید آهن §حذف کروم با نانو ذرات آهن §حذف مس، کبالت و نیکل با نانو ذرات آهن §حذف ترکیبات آلی با نانو ذرات آهن §حذف آلاینده ها با نانو ذرات آهن در محل §کاهش نیترات با نانوذرات دوفلزی پالادیم- مس §گندزدایی آب با نانو ذرات نقره نانو سنسورها در تصفیة آب و پساب از آنجائی که بسیاری از خواصی که انتظار می‌رود توسط سنسورها اندازه‌گیری شود در سطح مولکولی یا اتمی هستند از نانوتکنولوژی در کاربردهای حسگری یا شناسایی استفادة زیادی می‌شود. سنسورهایی که در ابعاد نانومتری ساخته شده‌اند از حساسیت فوق‌العاده‌ای برخوردارند، عملکرد انتخابی دارند و پاسخ‌دهنده می‌باشند. بنابراین تأثیر نانو تکنولوژی بر سنسورها فوق‌العاده عمیق و گسترده است. به طور کلی به منظور کنترل بوی ناخوشایند، لازم است تا اندازه‌گیری‌هایی مبنی بر میزان بوی منتشر شده انجام شود. ترکیبات بسیاری در بوهای ناشی از تصفیة پساب شناسایی شده‌اند. به طور نمونه این ترکیبات عبارتند از: ترکیبات کاهش یافتة گوگرد یا نیتروژن، اسیدهای آلی، آلدئیدها یا کتون‌ها. در سال‌های اخیر سنسورهای تجارتی مجموعه‌ای که بینی الکترونیکی نامیده می‌شوند برای شناسایی میکروارگانیسم‌ها و فلزات سنگین در آب آشامیدنی (مانند کادمیوم، سرب و روی) و به منظور شناسایی و تعیین مشخصات بوهای ناشی از مخلوط بخار جمع شده در بالای یک جامد یا مایع موجود در یک محفظة دربسته، تولید شده‌اند. این سنسورها روش سریع‌تر و نسبتاً ساده‌ای را برای پیگیری تغییرات در کیفیت آب و فاضلاب صنعتی فراهم می‌آورند. نانوفتوکاتالیست فتوکاتالیست ماده‌ای است که در اثر تابش نور بتواند منجر به بروز یک واکنش شیمیایی شود، در حالی که خود ماده، دست خوش هیچ تغییری نشود. فتوکاتالیست‌ها مستقیماً در واکنش‌های اکسایش و کاهش دخالت ندارند و فقط شرایط موردنیاز برای انجام واکنش‌ها را فراهم می‌کنند. تیتانیم دی اکسید TIO2 (با گستره اندازه بین خوشه‌ها تا کلوئیدها – پودرها و تک بلوهای بزرگ)، نزدیک به یک فتوکاتالیست ایده‌آل است و تقریباً تمامی این خصوصیات رادارد. تنها استثناء آن این است که نور مرثی را جذب نمی‌کند. نانو ذرات دی اکسید تیتانیم، بر سطح زیرلایهای مناسبی از جمله شیشه و یا ترکیبات سیلیسی، پوشش داده می‌شوند و در حوضچه‌های تحت تابش نور ماوراء بنفش، قرار می‌گیرند. بسیاری از آلاینده‌های موجود در آب‌های صنعتی که TIO2 آن‌ها را با آب و دی‌اکسید کربن تبدیل می‌کند عبارتند از: آلکان‌ها، آلکن‌ها، آلکین‌ها، اترها، آلدئیدها، الکل‌ها، ترکیبات آمینی، ترکیبات سیانیدی، استرها و ترکیبات آمیدی.
  3. *mishi*

    مواد عايق نانو

    مقدمه اين خلاصه مروري دارد بر بازار عايق‌بندي ساختمان و اينكه فناوري نانو چگونه مي‌تواند به اين كار كمك كند. به كمك نانو مواد متخلخل، پوشش‌ها و پوشرنگهاي (paints) حاوي اين نانوذرات مي‌توانند به ذخيره‌ي انرژي در جامعه كمك كرده و راحتي و سلامتي را در داخل ساختمان‌ها به ارمغان آورند. بخش ساختمان‌سازي، بزرگترين مصرف‌كننده‌ي (40%) انرژي است و اصلي‌ترين سهم را در انتشار گازهاي گلخانه‌اي (GHG) با ميزان بيش از 36% در اتحاديه‌ي اروپا دارد. در حدود 80% از مصرف انرژي مربوط به ساختمان و انتشار گاز‌هاي گلخانه‌اي مرتبط با انرژي است كه در داخل ساختمان و در طي عمر عمر ساختمان از آن استفاده مي‌شود، در حالي كه فقط 20% انرژي براي توليد و انتقال مواد در ساختمان به كار مي‌رود. تفكيك مصرف انرژي در ساختمان نشان مي‌دهد كه گرمايش و تهويه‌ي هوا (HVAC) تقريباً 36% سهم دارند. در نتيجه، تهويه‌ي هوا حدود 10% از مصرف انرژي اتحاديه‌ي اروپا و انتشار گازهاي گلخانه‌اي را شامل مي‌شود. ساختمان‌ها عموماً طول عمر طولاني با ميانگين عمر بيشتر از 60 سال دارند. اين موضوع باعث مي‌شود كه بهبود بازده انرژي تمام ساختمان‌هاي اروپا، فقط از طريق عايق‌بندي مناسب و فناوري‌هاي مديريت گرما براي همه ي ساختمان‌ها مشكل باشد. براي داشتن تاثير اساسي در زمان كوتاه‌تر (10 تا 20 سال)، ساختمان‌هاي موجود بايد از نظر عملكرد گرمايي به روز شوند. فناوري نانو ارزش افزوده ايجاد مي‌كند بيشتر عايق‌هاي ساختماني كه اخيراً استفاده مي‌شوند، پنل‌هاي نسبتاً ضخيم يا فوم‌هاي ساخته شده از مواد متخلخل آلي و معدني مثل فايبرگلاس، الياف معدني، پلي‌يورتان و پلي‌استايرن هستند. عايق‌هاي جديد‌تر شامل پنل‌هاي عايق خلأ (VIPs) و هواژل‌ها هستند كه بهترين عملكرد در زمينه‌ي عايق‌هاي ساختماني با عملكرد عايقي بسيار بالا را دارند، اما محدوديت‌هايي از جمله قيمت بالا را دارا هستند. گرمانگار ساختمان، با يك ساختمان سنتي در زمينه ـ مرجع: موسسه‌ي Passivhaus براي عايق كردن ساختمان با استانداردهاي بالا با استفاده از مواد مرسوم عايق‌بندي، لايه‌هاي ضخيمي از اين مواد نياز است. براي مثال، يك خانه كه مطابق با استاندارد Passivhaus ساخته شده است، مجهز به تجهيزاتي است كه كل مصرف انرژي آن را كمتر از 120 kWh/M2/yr مي كند. براي اين منظور به عايق‌هاي معمولي با ضخامت بيش از 30 سانتي‌متر براي ديوارها و 50 سانتي‌متر براي سقف، و نيز شيشه‌هاي سه جداره با هوا و چارچوب‌هاي خاص براي پنجره‌ها نياز خواهد داشت. اين راه‌حل‌هاي عايق‌بندي ممكن است براي ساختمان‌هاي جديد نسبتاً عملي باشند، ولي در مورد ساختمان‌هاي موجود جنبه‌هايي مثل اصلاح نماي خارجي و كاهش متراژ داخلي امكان پذيري آنها را محدود مي‌كند. نظر به اينكه 80% از ساختمان‌هاي اروپا در آينده (2030) از قبل وجود داشته و اينكه 30% از ساختمان‌هاي موجود امروزي ساختمان‌هاي تاريخي هستند، نياز به راه‌حل‌هايي جديد به خصوص براي ساختمان‌هاي موجود، احساس مي‌شود. فناوري نانو قادر است مواد عايق جديدي با عملكرد عايقي خاص توليد كند كه با اين مواد مي‌توان به نتايجي معادل با محصولات سنتي و با ضخامت كمتر رسيد، همين موضوع باعث شده است براي به روز كردن ساختمان‌ها بسيار مورد توجه قرار گيرد؛ مثال‌هايي از اين نانومواد شامل هواژل‌ها، نانوفوم‌ها و پوشش‌هاي پنجره‌ها (window coating) است. اما قيمت بالاي اين مواد پذيرفتن آنها را محدود كرده است. فناوري نانو چگونه در اين زمينه كمك مي‌كند؟ به عنوان يك قانون كلي مواد متراكم تر عملكرد عايقي ضعيف‌تري از خود نشان مي‌دهند؛ در مواد متخلخل با اندازه‌ي حفرات بزرگتر نيز انتقال گرما بيشتر و عايق‌بندي ضعيف‌تر است. مواد متخلخل در مقياس نانو مانند هواژل‌ها نسبت به جامدهاي ديگر دانسيته‌ي كمتري دارند، به علاوه به دليل اندازه‌ي حفرات در اندازه‌ي نانو به عنوان عايق، عالي عمل مي‌كنند. مواد عايق ديگري كه از فناوري نانو در آنها استفاده مي‌شود شامل پوشش‌ها و پوشرنگها (paints) هستند. اين مواد در كاهش انرژي تابشي كه مربوط به انتقال گرما است موثر هستند. هر ماده‌اي انرژي تابشي را منتشر ، جذب و منعكس مي‌كند؛ مواد با انتشار كم، موادي هستند كه ميزان كمي از انرژي تابشي را انتشار مي‌دهند. شيشه‌هاي با انتشار كم معمولاً ولي نه هميشه يك پوشش بسيار نازك از فلزات دارند كه تابش گرماي را بازتاب مي‌دهند يا انتشار آن را كم مي‌كنند، با اين كار انتقال گرما از شيشه كاهش مي‌يابد. در زمستان، تابش گرمايي كه در داخل توليد مي‌شود، دوباره به داخل منعكس مي‌شود، در حالي كه در تابستان، تابش گرماي فروسرخخورشيد به بيرون منعكس مي‌شود و داخل خنك مي‌ماند. دو روش براي توليد شيشه‌هاي پوشش داده شده با انتشار كم وجود دارد؛ پوشش سخت شامل استفاده از روش رسوب‌دهي بخار شيميايي در فشار اتمسفر (APCVD)، و پوشش نرم شامل روش رسوب‌دهي خلأ كاتدپراني مغناطيسي(MSVD). يك شيشه‌ي پوشش داده شده با روش MSVD عملكرد بهتري نسبت به شيشه‌ي پوشش داده شده با روش APCVD دارد؛ با اين وجود روش دوم با دوام‌تر است. فيلم‌هاي پنجره‌اي (window films) هم گزينه‌ي مناسب ديگري است كه انتقال گرما به پنجره را كاهش مي‌دهند. اين فيلم‌ها در مقايسه با پوشش‌ها مزايايي دارند، مثلاً آن‌ها مي‌توانند طول موج خاصي از نور را بدون كاهش شفافيت شيشه بازتاب دهند. اين فيلم‌ها از بيش از 200 نانومترضخامت و از پليمرهايي ساخته شده‌اند كه مي‌توانند به عنوان ***** فرابنفش (UV) و فروسرخ(IR) عمل كنند. مزيت‌هاي اصلي اين فيلم‌ها عبارتند از: توانايي آنها براي ***** كردن نور UV و IR در حالي كه نور مرئي مي‌تواند عبور كند؛ عدم حضور فلزات كه مي‌توانند منجر به خوردگي شوند؛ و اينكه آن‌ها مي‌توانند در ساختمان‌هاي موجود نصب شوند. به علاوه، انرژي صرف شده در فيلم‌هاي پنجره‌اي اساساً كمتر از پنجره‌هاي جديد با انتشار كم است، كه به اين معني است كه تعادل CO2 از اضافه كردن فيلم‌هاي پنجره‌اي به پنجره‌هاي موجود اساساً بهتر از اين است كه با پنجره‌هاي موجود با انتشار كم جايگزين شوند. اثرات اقتصادي / صنعتي در حال حاضر فناوري نانو ارزش تجاري بسيار كمي در عايق‌بندي ساختمان‌ها دارد. محصولات نانويي كه تجاري شده‌اند ارزش بالا و هزينه‌ي بالا دارند، اين محصولات مثل هواژل‌‌ها مي‌توانند در تعداد كمي از ساختمان‌ها نصب شوند. با اين وجود، اين بخش در حال رشد است؛ بازار جهاني براي هواژل‌ها در سال 2008، 82.9 ميليون دلار بوده است و انتظار مي‌رود كه تا سال 2013 با نرخ رشد ساليانه 54.8% به 646.3 ميليون دلار برسد. انتظار مي‌رود كه بازار به سمت كاربرد عايق‌هاي صوتي و گرمايي پيش رود. امروزه، بزرگترين بازار براي اين مواد عايق نانويي خارج از صنعت ساختمان‌سازي است: در عايق‌بندي لوله‌هاي نفت و گاز مدفون در اعماق دريا؛ در تجهيزات پزشكي و در صنايع فضايي. توليدكنندگان اصلي هواژل‌ها شركت Aspen Aerogel (USA) و Cabot (USA) مي‌باشند. اين موضوع براي پوشش‌هاي پنجره‌ي نانويي صادق نمي‌باشد، اين پوشش‌ها در حال نفوذ به بازار هستند، به خصوص بازار شيشه‌هاي تخت و بازار فيلم‌هاي پنجره‌اي. بيشتر توليد‌كنندگان (Asahi, Pilkington, St Gobain) شيشه‌هاي تخت بزرگ در جهان شيشه‌هاي موظف متنوعي توليد مي‌كنند، اين شيشه‌ها شامل (اغلب ضخامت در حد نانو دارند) پوشش‌هاي فلزي و يا اكسيدهاي فلزي هستند؛ اما برخي از اين شركت‌ها (به تنهايي يا با همكاري با كارشناسان پوشش شركت‌هايي مثل Beneq (FI)، Ferro (USA) يا Arkema (FR)) در حال ايجاد پوشش‌هاي با فناوري نانو پيچيده‌تر هستند كه عملكرد مناسب‌تري دارند و دامنه‌ي وسيع‌تري از پوشرنگها را شامل مي‌شوند. امروزه پوشش‌هاي با انتشار كم براي شيشه‌هاي تخت براي همه‌ي جهان بازاري 1 بيليون دلاري دارد، با توجه به تقاضاها تخمين زده مي‌شود كه تا سال 2015 به 360 ميليون متر مربع هم برسد. علاوه بر اين، بايد توجه شود كه بازار فيلم پنجره‌اي در دست شركت‌هايي مثل Global Window Films (USA)، 3M (USA)، Bekaert (BE) يا Hanita Coatings (ISR) مي‌باشد. امروزه ارزش كل حدود 500 ميليون يورو تخمين زده مي‌شود، كه بخشي از آن شيشه‌هاي ساختماني است (بازار مهم ديگر شيشه‌هاي خودرويي مي‌باشد) كه بخش كوچكي از آن مربوط به توليدات نانويي مي‌باشد. عملكرد اصلي كه توسط فناوري نانو ارائه مي‌شود اين است كه بدون مانع ايجاد كردن در برابر نور، گرما بازتاب داده مي‌شود، و يا قابليت داشتن هر رنگ براي پنجره‌ها با لايه‌هاي پوششي نانويي ايجاد مي‌شود. بايد اشاره كرد كه انتظار مي‌رود تقاضاي جهاني براي مواد عايق با گسترش 3.8% به 29 بيليون يورو در سال 2012 برسد. پتقاضاي ساليانه‌ي جهاني شيشه‌هاي تخت با رشد 4% تا سال 2012 به 73 بيليون دلار برسد. به خصوص، انتظار مي‌رود كه شيشه‌هاي ساختماني با نرخ ساليانه 8% رشد يابند. هدف اين است كه شيشه‌هاي تخت براي ساختمان به 65% تقاضاي ساليانه برسد، در حالي كه بخش مربوط به خودرو 25% بازار را شامل مي‌شود، و 10% باقيمانده متعلق به كاربردهاي ويژه مثل وسايل خانه و آينه‌ها است. تقاضا و توليد جهاني در چند كشور و چند شركت تمركز دارد، كه در شكل زير نشان داده شده است؛ شركت‌هاي Saint-Gobain، Pilkington و Asahi نزديك به نيمي از بازار جهاني را به خود اختصاص داده‌اند. تقاضاي جهاني براي شيشه‌هاي تخت (بر حسب تن) ظرفيت توليد جهاني شيشه‌هاي تخت براي پذيرفتن فناوري نانو، توليدكنندگان مواد عايق مثل فوم‌ها و پنل‌ها ناگزيرند به طور كامل از ماشين‌آلات و مهارت‌هاي جديد استفاده كنند. براي توليدكنندگان پنجره نياز است كه ماشين‌آلات جديدي براي خطوط توليد فعليشان اضافه كنند. هر دو گروه توليدكنندگان اذعان دارند كه كارگران هم بايد در اين زمينه‌ي جديد مهارت كسب كنند، و مقرارت كنترلي و ايمني نيز بايد تكميل شوند. ميزان آمادگي فناوري مواد مختلفي كه مي‌توان فناوري نانو را در آن‌ها به كاربرد در سطوح مختلف توسعه در شكل زير نشان داده شده‌اند. تأثير اجتماعي بر شهروندان اروپايي به واسطه‌ي توليد محصولات عايق نانويي، شهروندان اروپايي مي‌توانند كاهش در مصرف انرژي خانه‌هايشان را تجربه كنند، به خصوص در خانه‌هايي كه به دلايل زيبايي يا از دست دادن فضا نمي‌توانند خانه‌هايشان را عايق‌بندي كنند. كارشناسان ادعا مي‌كنند كه براي خانه‌هاي موجود، مصرف انرژي از مقدار كنوني (300kWh/m2) به مقدار 50 kWh/m2 در سال كاهش مي‌يابد. اين كاهش زماني اهميت بيش‌تر مي‌يابد كه انتظار مي‌رود قيمت سوخت به طور چشم‌گيري در سال‌هاي آتي افزايش يابد. زماني كه از اين مواد استفاده مي‌شود، ساكنان‌ خانه‌ها از يك محيط داخلي بهتر لذت مي‌برند، اگرچه تهويه لازم است ولي اختلاف دما تقريباً حذف مي‌شود. به علاوه، سرمايه‌گذاري نسبتاً بالايي كه براي عايق كردن ساختمان مطابق با استاندارد‌ها هزينه مي‌شود با هزينه‌ي مصرف انرژي جبران مي‌شود. در سطح اجتماعي، تأثير اصلي راه‌حل‌ها براي عايق‌بندي نانويي كاهش انتشار گاز‌ها گلخانه‌اي از طريق كاهش مصرف انرژي‌ مربوط به دستگاه‌هاي تهويه‌ي هوا توسط ساختمان‌هاي موجود است. چالش‌ها هواژل‌هايي كه امروزه در بازار در دسترس هستند بيشتر هواژل‌هاي معدني مي‌باشند؛ رايج‌ترين آن‌ها از سيليكا ساخته مي‌شوند. محدوديت‌هاي اين هواژل‌ها شكنندگي آن‌ها، مقاومت به رطوبت كم و فرايند‌ توليد گران است. به دليل اين محدوديت‌ها، پيشرفت‌هايي در زمينه‌ي هواژل‌ها صورت گرفته و توليدكنندگان به سوي فرايند‌هاي جديد براي توليد پيش مي‌روند. هواژل‌هاي آلي شكنندگي كمتري دارند، خواص مكانيكي بهتري دارند، حتي در مقايسه با مشابه‌هاي معدنيشان سبك‌تر بوده و به عنوان عايق گرمايي بهتري عمل مي‌كنند؛ اما توسعه‌ي اين مواد در مراحل اوليه است. هواژل‌هاي هيبريدي مواد هيبريدي آلي ـ معدني هستند كه مشخصه‌هاي بهتري در مقايسه با هواژل‌هاي معدني ايجاد مي‌كنند. وابسته به تركيب مواد، هواژل‌هاي هيبريدي مي‌توانند تا 100 برابر در مقابل تنش‌هاي مكانيكي مقاوم باشند، مي‌توانند در برابر رطوبت بي‌اثر و در برابر تابش‌هاي گرمايي به عنوان يك مانع موثر عمل كنند. چالش پيش رو در اين زمينه يافتن راه‌هايي است كه بتوان با هزينه‌ي كم و حجم بالاي توليد، هواژل‌هاي هيبريدي و آلي توليد كرد. فرايند‌ توليد هواژل‌ها شامل دو مرحله‌ي اصلي است: ساخت يك ژل كه حلال در آن نفوذ كرده و حذف حلال با يك فرايند خشك كردن خاص. امروزه رايج‌ترين فرايند براي خشك كردن، خشك كردن فوق بحراني است كه يك روش گران (و با انرژي زياد) براي ساخت مي‌باشد. در اين رابطه، چالش پيش رو فرايند خشك كردن زير نقطه‌ي بحراني براي توليد انبوه است؛ اين يك فرايند اقتصادي خشك كردن است كه در فشار اتمسفري و دماهاي نسبتاً كم مي‌توان به آن دست يافت. چالش اصلي براي پوشش‌ها ايجاد پوشش‌هاي شيشه مقاوم‌تر با روش رسوب‌دهي خلأ كاتدپراني مغناطيسي (MSVD) است. پيشرفت‌هايي در اين زمينه بدست آمده است، اما پوشش‌هاي APCVD هنوز هم مقاوم‌ترين پوشش‌ها مي‌باشند. يك چالش هم براي پوشش‌هاي سرد و هم پوشش‌هاي نرم، بهبود مقاومت به خوردگي است، به دليل اين كه در تركيبشان فلز‌ات هم حضور دارند. موضوع مهم بررسي تأمين مالي سرمايه‌گذاري مورد نياز براي بهبود بهره‌وري انرژي است، زيرا كه در بسياري از موارد سازنده يا مالك (و در نتيجه سرمايه‌گذار) از صرفه‌جويي در مصرف انرژي بهره‌اي نمي‌برد. جايگاه رقابتي اتحاديه‌ي اروپا براي پوشش‌هاي پنجره، اروپا با شركتي‌هاي كوچك با تكنولوژي بالا (مثل Beneq يا Peer+) كه با شركت‌هاي بزرگ جهاني شريك هستند، جايگاه بالايي دارد. به علاوه برخي شركت‌هاي بزرگ مثل Arkema و BASF نيز در بين آنها ديده مي‌شوند. براي شيشه‌هاي تخت نانويي، شركت‌هاي Pilkington، St Gobian و Asahi Glass Europe، فعاليت‌هاي تحقيقاتي را فراهم كرده و اين قابليت وجود دارد كه نتايج برخي تحقيقات به بازار راه پيدا كند. در اروپا، تحقيقات بر روي نانوفوم‌ها و هواژل‌ها تا امروز پايين‌تر از شاخص جرم بحراني بوده است، با وجود اينكه همكاري‌ها در چارچوب برنامه‌هايي آغاز شده، هرگز به بازارهاي قابل توجه يا قابليت توليد انبوه نمي‌رسند. با اين وجود، اخيراً برخي صنايع شيميايي بزرگ تمايل بيشتري به اين مواد پيدا كرده‌اند و روي نانوفوم‌هاي پليمري با كارايي بيشتر و قيمت كمتر تمركز كرده‌ و به دنبال روش‌هاي توليد با هزينه‌ي كمتر هستند. براي فيلم‌هاي پنجره‌اي، شركت‌هاي Solutia، Bekaert و 3M در جهان پيشرو هستند؛ از بين اين شركت‌ها، شركت Bekaert از اركان اصلي توليد اين مواد در بلژيك است. اتحاديه‌ي اروپا اخيراً شروع به رسيدگي به فرصت‌هايي كه در اين زمينه وجود دارد كرده است، و به پروژه‌هايي در چهارچوب برنامه‌ي هفتم كمك مالي مي‌كند. با دادن بخشي از فرصت‌هاي بازار و ايجاد ارتباط براي تحقيقات موفق، اتحاديه‌ي اروپا مي‌تواند بر چالش‌هاي اصلي فائق آيد. از ديدگاه صنعتي، شركت‌هاي اصلي شامل Cabot (USA)، TAASI (USA)، Nanopore (USA)، Branch Tech International (USA)، Aspen Aerogel (USA)، Aerogel Composites (USA)، MarkeTech (USA)، 3M (USA)، DuPont (USA)، Arkema (France)، BASF (Germany)، Beneq (Finland)، Bekeart (Belgium)، Hanita Coating (Israel)، Solutia (USA) و Research Frontier, Inc (USA) مي‌باشند. خلاصه • درمورد مواد عايق نانويي، جايگاه كنوني اتحاديه در مقايسه با صنايع قوي ايالات متحده ضعيف است، اگرچه برخي از آنها ظرفيت توليد در آلمان را دارند (Cabot Aerogels). با اين وجود، صنايع شيميايي اتحاديه‌ي اروپا توانايي و استراتژي لازم براي گسترش و اقتصادي كردن نانوفوم‌هاي آلي را دارند و انتظار مي‌رود كه از اكنون تا 5 تا 10 سال ديگر به بازار راه پيدا كنند. • در مورد پوشش‌هاي پنجره‌، چند شركت به علاوه‌ي تأمين‌كنندگان فناوري پوشش در اروپا مستقر بوده و بعنوان پيشتاز در تجارت عمل مي‌كنند. در مورد فيلم هاي پنجرهاي نانويي هم وضعيت مشابه است؛ حداقل يك شركت كه در جهان پيشتاز است، در اروپا مستقر است و استراتژي‌هاي لازم را پايه‌گذاري مي‌كند. از ديدگاه علمي، تعداد كمي دانشگاه يا موسسه‌ي تحقيقاتي هستند كه تحقيقات قوي در اين زمينه‌ي خاص دارند. • تأثير اجتماعي پنجره‌هاي با انتشار كم نانويي (و فيلم‌هاي پنجره‌اي) كه با فوم‌هاي پليمري حاوي نانومواد (يا هيبريدها) كه براي عايق‌بندي ساختمان‌ها ايجاد مي‌شوند، به طور بالقوه بسيار بالاست، كه راه‌حلي واقعي براي ساختمان‌هاي موجود بوده و نياز به نو شدن براي بازده انرژي بالاتر (براي پاس كردن استانداردها در آينده) را دارند، مي‌باشد. قابليت صنعت اتحاديه‌ي اروپا براي رسيدن به ميزاني از ارزش قيمتي براي توليدات نانويي، مشخص مي‌كند كه آيا اين پتانسيل مي‌تواند به واقعيت تبديل شود يا خير. منبع ObservatoryNANO Briefing, August 2010
  4. برآورد هزينه ارائه و كشف يك داروي جديد به بازار مصرف بين 500 ميليون تا 5/1 ميليارد دلار تخمين زده شده است. مهمترين علت اين رقم سرسام‌آور، تعلل و توقف داروها در مرحله آزمايشات باليني و احياناً طي مطالعات بعد از ورود به بازار (post marketing) مي‌باشد. علي‌رغم، آنكه پيشرفت‌هاي جديد امكان دسترسي محققين را به دسته تركيبات داروئي نوين فراهم مي‌نمايد، معذالك اكثر متخصصين داروسازي به دنبال يافتن راه‌هايي هستند تا از طريق آن داروها را به دقت به‌ محل اثر اصلي خود برسانند تا بيشترين اثر درماني آن ها بروز نمايد. در حال حاضر اكثر داروها از طريق جذب سيستميك به محل اثر خود ارائه مي‌شوند . پايه‌هاي اين نگرش بر اين مبنا است كه اگر مقدار كافي از دارو وارد سيستم گردش خون شود، بالاخره مقداري از آ ن به محل اثر خود اعم از اينكه محل اثر در بافت ، عضو و يا سلول‌ ‌باشد خواهد رسيد . به طور مثال برخي از داروهاي ضد سرطان از اين طريق بر روي سلول هاي در حال تقسيم تأثير مي‌گذارند ، اما در همان حال ممكن است به سلول هاي سالم نيز به نوعي مانند سلول هاي سرطاني آسيب برسانند . البته براي مواجه با اين مشكل و كاهش هزينه‌هاي مربوط به ارائه داروهاي جديد، مي‌بايستي كه آنها را به طور اختصاصي بر روي اهداف تعيين شده طراحي نمود. در مواردي حتي دارو را به آنتي بادي اختصاص ي سلول گرفتار موردنظر متصل مي‌نمايند تا داروي پيوند يافته بتواند به راحتي مسير اتصال خود به سلول هاي هدف را به طور اختصاصي پيدا كند. برخي از محققين نيز نقاط ورودي را در مسير متابوليكي بيماري ها پيدا كرده اند و بر مبناي آن داروها را طراحي و ارائه مي‌نمايند ، اما آيا راه اختصاصي وجود دارد تا بتواند حتي يك مولكول دارو را به طور ايده آل به هدف خود متصل نمايد؟ نگاه ريزتر براي مواجه و مقابله با يك چنين مشكلاتي، بسياري از محققين خود را در مسير فناوري نانو قرار داده‌اند. قطع نظر از سايز و شكل ذرات كه اغلب مي‌بايستي كمتر از 100 نانومتر باشد، نانو سامانه‌هاي نوين داروسازي (Nano DDS) روش هاي هدف‌گيري شده‌اي را براي ارائه مقادير بيشتر از مواد داروئي به مناطق هدف در اختيار قرار مي‌‌دهند. با درنظر گرفتن اينكه ، البته با ارائه فقط يك متد نمي‌توان ك ليه مشكلات ف ارماكوك ي نت ي ك را برطرف نمود،‌ اما معذالك مي‌بايست اذعان ن م ود كه ارائه اين نوع ذرات خيلي از مشكلات توزيع در بدن را حذف و يا كاهش مي‌دهد. به دليل اينكه اكثر داروها داراي خواص هيدروف وبي ك (ليپوفيل) هستند ، بنابراين در غلظت‌هاي زياد در بافت تمايل به رسوب دادن پيدا مي‌كنند و براي برطرف كردن اين اثر مي‌بايستي كه همراه آنان مواد جانبي زيادي در فرمولاسيون‌ها به كار روند و لذا س ميت‌هاي بافتي زيادي در اين موارد حاصل مي شود. براي مقابله با اين مشكل، نانو سامانه هاي نوين دارورساني زيادي كه داراي خواص آبدوستي و يا ل يپوفيل باشند طراحي شده است. در برخي از موارد خيلي از داروها سريع تجزيه و به سرعت از اد ر ار دفع مي‌شوند. در اين موارد تغييرات فيزيكوشيميايي مي تواند سبب افزايش فراهمي زيستي داروها ‌شود و در نهايت سبب كاهش نياز به تجويز دارو در اندازه‌هاي كمتري ‌شود. مطالعات نشان داده است كه انكپسول نمودن مواد داروئي تأثير زيادي در مهار ك ليرنس دارو ها از بدن مي‌گذارد. مشكل ديگري كه در مورد داروهاي سيتوتو كسي ك وجود دارد ، مورد تهاجم قرار گرفتن ساير بافت ها توسط اين نوع داروهاست (Extravasation) . با به كارگيري انواع پليمرهاي زيست تخريب‌پذير در سامانه‌هاي nanoDDS بر اين مشكل نيز مي‌توان تا حدي فائق آمد. در هر صورت به دليل آنكه سامانه‌هاي nanoDDS مي‌توانند حجم توزيع مربوط به داروها را بدن كاهش دهند، لذا عوارض جانبي داروهاي مورد مصرف با اين سامانه‌ها نيز كاهش مي‌يابد. علي‌رغم مكانيسم هدف‌گيري شده اين نوع دارورساني كه در بالا توضيح داده شد، نسبت مولكول دارو به مولكول هدف مي‌بايستي 1 به 1 باشد . اما سامانه‌هاي nanoDDS مي‌توانند صدها و يا هزاران مولكول از دارو را با خود حمل نمايند و اين نسبت را افزايش دهند و در نهايت سبب ارائه يك نوع رهش كنترل شده و طولاني‌تر به درون بافت هدف شوند . بنابراين به علت كاهش دوز مورد نياز، اين نوع دارورساني مناسب تر خواهد بود . داروها در ذرات حامل بدون شك با پيشرفت‌هاي اخيري كه در زمينه صنعت پلي‌مر و شيمي سطح در كنار ساير روش‌هاي صنعتي نمودن فراهم شده است، كانون توجه در فناوري دارورساني ، در زمينه طراحي و كاربرد ذرات نانو باشد. در اين عرصه از ساختمان‌هاي مولكولي با هسته سراميكي و يا فلزي تا كمپلكس‌هاي ذرات ليپد ـ پليمر همگي توانائي خود را براي داروسازي به اثبات رسانيده‌اند . بطور مثال شركت Nano Med pharmaceuticals تمامي تلاش خود را بر روي دارو رساني به مغز و همچنين به سيستم ايمني معطوف داشته است. بنا به گفته مسؤولين اين شركت، محققين آنجا توانسته‌اند نانوذرات با طبيعت خنثي، كاتيونيك و يا آنيونيك را از ذرات شيميايي كه عمدتاً داراي خواص داروئي هستند طراحي و توليد كنند. اين ذرات حاوي فرآ ورده هائي از نوع الكل‌هاي با زنجيره طولاني، فسفوليپيدها و مواد فعال كننده سطحي هستند. آنها توانسته‌اند اين داروها را به صورت انكپسول شده و يا به صورت جذب شده بر روي ذرات نوعي ماتريك س طراحي شده در سايز نانو سوار نمايند و اين مجموعه را در اختيار سلول‌هاي هدف قرار دهند. در دارو رساني به سيستم اعصاب مركزي (CNS) ، مشكل‌ترين بخش مربوط به عبور دارو از سد خوني مغزي BBB و رساندن دارو به بخش‌هاي مركزي است. براي آنكه داروئي بتواند براي بيماري‌هائي نظير سرطان مغز، سكته مغزي، آلزايمر و يا پاركينسون مؤثر شود ، مي‌بايستي به راحتي بتواند از اين سد خوني ـ مغزي عبور نمايد. در حال حاضر 95% داروهاي موجود اين مشكل را دارند و لذا در اين گونه موارد به طور مستقيم و با پذيرش مخاطراتي ، آنها را به درون مغز و يا مايع مغز ي- نخاعي تزريق مي نماي ند و يا حتي در بعضي موارد به كمك كاشتني‌ها (implants) دارو در مغز وارد مي‌شود. در حال حاضر برخي از شركت هاي داروئي توانسته‌اند نانو ذراتي را از داروها تهيه نمايند تا بدون برخورد با محدوديت عبور از سد خوني - مغزي بتواند دارو به طور طولاني اثر به بافت‌هاي مغزي برسند و در نتيجه عوارض سميت و عوارض حاصل از دو زاژ بالاتر برطرف شود. داروي paclitaxel كه در موارد درمان سرطان مغز به كار مي‌رود نيز توسط فناوري نانو به صورت ذرات نانو با قابليت عبور از سد خوني ـ‌ مغزي تهيه و قابل ارائه است. در اين مورد نيز نانو ذرات حاوي paclitaxel در مقادير كمتر و با عوارض جانبي كمتر به درون مغز دارورساني مي‌شود. يك شركت ديگر آلماني به نام Nano Del Technologies با استفاده از جذب داروها بر روي سطح ذرات پلي سيانوآكر يلات توانسته است در راه ارائه فناوري نانو و دارو رساني اقدامات عملي انجام دهد. آنها پس از سوار كردن دارو بر روي پليمر در طي پليمريزاسيون و سپس با مواد فعال سطحي مانند پلي سوربات 80 ذرات نانو را پوشش داده و امكان دارورساني و رهش كنترل شده آن را فراهم مي‌نمايند. البته اين شركت هنوز به درستي مكانيسم برداشت و انتخاب اين ذرات توسط سلول ها را نتوانسته است به دست آورد و لكن شايد نوعي مكانيسم نفوذ به درون سلول (enodcytosis) مطرح باشد. به نظر ميرسد كه پلي سوربات 80 سبب تحريك آپوپروتئين E/B شده و آن هم باعث اتصال ذرات نانوحاوي دارو به ليپوپروتئين‌هاي گيرنده‌هاي سطحي مستقر در سطح سلول‌ها شود و به اين صورت داروها در داخل ذرات به درون سلول هاي مغزي راه مي‌يابند. علي‌رغم آنكه اين شركت هنوز در مرحله آزمايشات بر روي حيوانات است، مغذالك كارائي اين سامانه در دارو رساني ضد صرع ها ، ضد دردها و داروهاي مؤثر بر اعصاب به اثبات رسيده است. اين سامانه به طور جالبي براي دارورساني doxorubicin كه يك داروي مؤثر در سرطان مغز مي‌باشد جواب داده است. در حال حاضر اين شركت آمادگي همكاري مشترك با ساير شركت هاي داروئي به م ن ظور انتقال امتياز و ادامه همكاري را دارد. روغن و آب در حاليكه شركت ها ي ي مانند NanoMed به دنبال طراحي سامانه‌هائي براي انكپسول كردن داروها و يا اتصال آنها بر روي ذرات نانو هستند، ساير شركت ها سامانه ذراتي را فرموله مي‌كنند كه در آنها مولكول داروجزئي از ساختار مواد تشكيل دهنده باشد. به دليل آنكه اغلب ساختارهاي داروئي ليپوفيل هستند،‌ لذا اين دسته از ذرات نانو مي‌بايستي كه در داخل امولس ي ون‌هاي روغن ـ آب عرضه شوند. به طور مثال محققين شركت Kereos ذراتي را عرضه كرده‌اند كه از پرفلوروكربن‌هائي (perfluorocarbones) تشكيل شده است . البته اين ذرات از نظر داروسازي بي‌تأثير هستند و آنها را با لايه‌هاي ليپيدي پوشش داده‌اند. در حقيقت لايه ليپيدي يك محل اتصال نانوكووالانت مناسبي را براي اتصال عوامل ليپوفيل مانند برخي از مولكول هاي كوچك و آ‌نتي‌بادي‌ها فراهم مي‌كند. هر يك از ذرات داخل امولس ي ون كه حاوي 10 الي چند صد مولكول ليگان د هدف هستند مي‌توانند با مولكول‌هاي زيستي يا بيوماركرها اتصال برقرار نمايند. هر يك از اين ذرات مي‌توانند با تعداد زيادي حتي 000/100 مولكول از موادي كه روي آ ن سوار شده اند همراه شوند و به طور فوق العاده اختصاصي به مولكول هدف برسند. اين تعداد از مولكول هاي مواد دارو ي ي در مقايسه با ساير روش‌ها كه براي دارورساني آنها مي‌بايستي مقدار زيادي از مواد تجويز شونده بسيار جالب و متمايز است. شركت Kereos اين سامانه از نانو ذرات را براي كاربرد در تصويربرداري رز و نانس مغناطيسي (MRI) و در ارتباط با دارورساني براي كاربرد داروهاي قلبي و ضدسرطان پيشنهاد داده است در غالب نظريه ، اين مواد پس از اتصال اختصا صي به مولكول‌هاي سرطاني مي‌توانند زمينه موجود در تصاوير مربوط به MRI را تشكيل دهند، كه از حيث ك اربرد ، اين مواد در مراحل اوليه ايجاد سرطان‌ها به امر تشخيص و درمان كمك مي‌كند. در بيماري هاي قلبي عروقي، پيشگيري از تشكيل پلاك آترواسكلروزين كه ريشه خيلي از بيماري هاي قلبي عروقي است و همچنين سبب حملات قلبي مي‌شود بسيار مهم است. Bristol-Myers Squibb توانسته است كاربرد اين نوع ذرات نانو را در تشخيص پلاك‌هاي اوليه به اثبات برساند و از سال 2007 در مرحله مطالعات باليني در عرصه درمان نيز اين شركت امولس ي ون‌ه اي ي را براي عرضه داروهاي مؤثر بر تومورهاي جامد ارائه كرده است كه تا سال 2006 در مرحله باليني قرار خواهند گرفت. فلورن ها ( Fullerenes ) محققين مؤسسه C Sixty از ماكرو مولكول هاي درماني به صورت فلورن ها استفاده مي‌كنند. در حقيقت اين مولكو ل هاي غول‌پيكر داراي 20 الي 84 كربنه هستند و از نظر ساختاري شبيه توپ فوتبال هستند و به عنوان آنتي - اكسيدان و داراي قدرت جذب راديكال هاي آزادي هستند كه در طي بيماري هائي مانند بيماري هاي اعصاب، حملات قلبي و ديابت افزايش مي‌يابند. انواعي از مواد داراي اكسيژن فعال و راديك ا ل‌هاي آزاد موجود هستند كه مي توانند الكترون‌هاي غيرمزدوج خود را در تماس با مولكول‌هاي حياتي مانند اسيدهاي نوكلئيك قرار ‌دهند و به اين وسيله سبب تخريب سلولي و مرگ سلول (apoptosis) ‌شوند. محققين C Sixty معتقدند كه فلورن ها به صورت يك "اسفنج راديكالي" عمل مي‌كند و مي‌تواند كه الكترون هاي تخريب شده را در ميان بگيرد. در عمل فلورن ها در آب نامحلول هستند لذا لازم است تا به نوعي محلوليت آنها افزايش يابد. اين شركت توانسته است فلورن ها را ب ه كمك اسيدمالونيك اصلاح ساختار نمايد و توليد ماده‌اي به نام C3 را بنمايد كه به طور مؤثري در بيماري تخريب اعصاب مؤثر است. بعدها دسته تركيباتي به نام دندريمر ها تهيه شدند كه اين مواد شاخه‌دار بزرگ مي‌توانستند خواص محلوليت در آب را افزايش دهند. اين امر منجر به تهيه تركيباتي شد كه رفتار فارماكوكينتيك و توزيع در بدن مانند مولكول هاي كوچك را داشتند. اين شركت مجوز يكي از فرآورده هاي خود را به شركت Merck داده است. ليپوزوم‌ها ليپوزوم‌ها در دارورساني با استقبال زيادي روبرو شده‌اند. اين مواد مي‌توانند به طور كروي مواد داروئي را دربر گر فته و احاطه نماي ن د. تاكنون بسياري از تركيبات از جمله ضدسرطان‌ها و آنتي بيوتيك‌ها توسط ليپوزوم‌ها مورد استفاده قرار گرفته اند . در مقابل نيز شركت‌هائي مانند Anosys وجود دارند كه توانسته‌اند از ليپوزوم‌ها به صورت حامل‌هاي دارو ي ي استفاده نمايند. اغلب سلول ها براي انتقال پيام و سيگنال مهم خود به سلول ديگر از حامل‌هائي به نام dexosome ها استفاده مي‌كنند. در سيستم ايمني ، اين سلول هاي دندانه‌دار ، آنتي‌ژن‌ توم و رها و عوامل ويروس ي و عفونت ز ا را حس مي‌كنند و اين پيام را به سطح سلول منتقل مي‌نمايند. در آنجا اين پيام توسط سلول هاي T مورد شناسائي واقع مي‌شود و سپس سلول هاي شناخته شده به عنوان آنتي‌ژن را نابود مي‌سازد. شركت Anosys توانسته‌اند با شناسايي dexosome هائي ، واكسن‌هائي را تهيه نمايند كه به كمك آنها مولكول‌هاي هدف را در سيستم ايمني مورد شناسائي قرار دهند. در حقيقت اين شركت توانسته است dexosome هاي مصنوعي براي هدف قراردادن سرطان را بسازد. محققين Anosys به كمك اين روش خواهند توانست نوعي ايمني اكتسابي بر عليه انواعي از سرطان‌ها ايجاد نمايند. اين شركت فاز I مطالعات باليني مربوط به اين روش را پشت‌سرگذاشته و به زودي در فاز II مطالعات قرار خواهد گرفت. اهميت اندازه ذرات قطع نظر از اينكه آيا تحقيقات مذكور در حد فرمولاسيون خواهند ماند و يا به صورت دارورساني توسط ذرات انجام خواهد پذيرفت، معذالك مي‌بايست اذعان نمود كه روش هاي فناوري نانو مسير خود را ادامه خواهند داد. به عقيده كارشناسان البته اندازه كوچك ذرات بسيار مؤثر است به طوريكه در زير 100 نانومتر، ذرات قابليت هاي جالبي از نظر خواص شيميايي، فيزيكي و بيولوژيك بدست مي‌آورند. تحليل با توجه به گسترش روز- افزون كاربرد فرآورده هاي نانو و استقبال صنايع دارويي ساير كشورها از اين رويكرد، مي بايستي تمامي ظرفيت هاي بالقوه اين فناوري نوين در صنعت داروسازي كشور به درستي برآورد شود و تاثير آن را در ايجاد تحولات كيفي و كمي مد نظر قرار داد. البته مطالعات اوليه اي كه تاكنون انجام شده است نيز ضرورت استقبال از اين رويكرد را تاييد مي نمايد. لذا اهميت انجام پروژه هاي نانو در مراكز تحقيقاتي و دانشگاهي از ارزش بالايي برخوردار است. اميد است كه با انجام پژوهش هاي جدي و كاربردي ضمن ارزشيابي اهميت به كار گيري نتايج حاصل از آنها، صنايع دارويي موجود در كشور بتوانند از دستاورد هاي آن در آينده استفاده نمايند. منبع: دارو فنآوری ايران
  5. نانو فناوري به عنوان جديدترين حوزه فناوري در دنيا، مورد توجه اکثر کشورها قرار گرفته است. براي آشنايي بيشتر هنرمندان عزيز با اين فناوري به معرفي و تبيين آن مي پردازيم. 1-1) تعريف نانوفناوري و آشنايي با آن نانوفناوري در تعريف بسيار ساده، يعني تکنولوژي هايي که در ابعاد نانومتر عمل مي کنند. نانومتر واحد اندازه گيري است و برابر با10-9 يک ميلياردم متر يا متر است. اندازه اتم ها و مولکول ها در اين محدوده قرار دارد. بنابراين با ورود به اين فضاي کوچک، بشر مي تواند در نحوه آرايش و چينش اتم ها و مولکول ها دخالت کند و به ساخت مواد جديد و ساختارهايي متفاوت با آن چه تاکنون وجود داشته است، بپردازد. نانوفناوري که از دو کلمه «نانو» و «فناوري» تشکيل شده است به معناي توسعه، ساخت، طراحي و استفاده از محصولاتي است که اندازه آنها يك تا صد نانومتر قرار دارند. در حقيقت نانوفناوري يک فناوري جديد نيست. بلکه يک مقياس جديد در فناوري ها و رويکردي تازه در تمام رشته‌ها است ؛ که اين توانايي را به بشر مي دهد، که بتواند دخالت خود را در ساختار مواد گسترش دهد و در ابعاد بسيار ريز ، به ساخت و طراحي اقدام كند. اين توانايي مي تواند در تمام فناوري هايي که بشر تاکنون به آن دست يافته است، اثر گذار باشد. 1-2) کاربردها و اهميت نانوفناوري اگر چه هنوز نانوفناري در آغاز حيات خود قرار دارد، ولي در همين چند سال اخير اميدهاي زيادي را در بين دانشمندان براي دستيابي به مواد با قابليت هاي بالا و ساخت محصولات با عمر و کيفيت بالا ايجاد کرده است. توليد نانوتيوب هاي کربني (ساختارهاي لوله اي کربني) ماده اي در اختيار بشر قرار داد که رساناتر از مس، مقاوم تر از فولاد و سبک تر از آلومينيوم است. همچنين با ساتفاده از نانو ذرات، مي توان سطوح خود تميز شونده يا هميشه تميز ساخت و ريايش مغناطيسي را چندين برابر نمود. لاستيک هاي با عمر بالاي ده سال و دارورساني به تک سلول هاي آسيب ديده در بدن، از توانايي هايي ست که بشر به مدد نانوفناوري به آن دست يافته است. دانشمندان اميدوارند با گسترش فعاليت ها در نانوفناوري، علاوه بر صرفه جويي هايي که در اثر ارتقاي کيفيت در محصولات سنتي ايجاد مي کنند، به مواد و محصولات با خواص جديد و چند منظوره دست يابند. اگر بپذيريم که نانوفناوري، توانمندي توليد مواد، ابزارها و سيستم هاي جديد با در دست گرفتن کنترل در سطوح ملکولي، اتمي و استفاده از خواص آن سطوح است. آن گاه درمي يابيم كاربردهاي اين فناوري، در حوزه هاي مختلف اعم از غذا، دارو، تشخيص پزشکي، فناوري زيستي، الکترونيک، کامپيوتر، ارتباطات، حمل و نقل، انرژي ، محيط زيست ، مواد، هوافضا، امنيت ملي و غيره خواهد بود؛ به گونه اي که به زحمت مي توان عرصه اي را که از آن تأثير نپذيرد معرفي نمود. کاربردهاي وسيع اين عرصه به همراه پيامدهاي اجتماعي، سياسي و حقوقي آن، اين فناوري را به عنوان يک زمينه فرا رشته اي و فرابخشي مطرح نموده است. هر چند آزمايش ها و تحقيقات پيرامون نانوتکنولوژي از ابتداي دهه هشتاد قرن بيستم به طور جدي پي گيري شد، اما اثرات تحول آفرين، معجزه آسا و باورنکردني نانوفناوري در روند تحقيق و توسعه باعث گرديد، نظر تمامي کشورهاي بزرگ به اين موضوع جلب گردد و فناوري نانو را به عنوان يکي از مهم ترين اولويت هاي تحقيقاتي خويش، طي دهه اول قرن بيست و يکم محسوب نمايند. استفاده از اين فناوري در کليه علوم پزشکي ، پتروشيمي، علوم مواد، صنايع دفاعي، الکترونيک ، کامپيوترهاي کوانتومي و ... باعث شده است، تحقيقات در زمينه نانو به عنوان يک چالش اصلي علمي و صنعتي پيش روي جهانيان باشد. لذا محققين ، اساتيد و صنعت گران ايراني بايد در يک بسيج همگاني، جايگاه، موقعيت و وضعيت خويش را در خصوص اين موضوع مشخص نمايند و با يک برنامه ريزي علمي دقيق و کارشناس شده به حضوري فعال و حتي رقابتي سالم در اين جايگاه، عرض اندام و ابراز وجود نمايند. براي چنين هدفي ، طراحي يک برنامه منسجم، فراگير و همه جانبه اجتناب ناپذير است. 1-3) تاريخچه اي از ظهور نانوفناوري چهل سال پيش ريچارد فايمن، متخصص کوانتوم نظري و دارنده جايزه نوبل، در سخنراني معروف خود در سال هزار و نهصد و پنجاه و نه ميلادي با عنوان «آن پايين، فضاي بسياري هست» ، به بررسي بعد رشد نيافته علم مواد پرداخت. وي در آن زمان اظهاركرد: «اصول فيزيک، تا آن جايي که من توانايي فهميدن آن را دارم، بر خلاف امکان ساختن اتم به اتم چيزها حرفي نمي زنند.» او فرض را بر اين قرار داد که اگر دانشمندان فرا گرفته اند چگونه ترانزيستورها و ديگر سازه ها را با مقياس هاي کوچک بسازند، پس ما خواهيم توانست که آن ها را کوچک و کوچک تر کنيم. در واقع آن ها به مرزهاي حقيقي خود در لبه هاي نامعلوم کوانتوام نزديک خواهند بود. به نحوي که اتم را در مقابل ديگري به گونه اي قرار دهيم که بتوانيم کوچک ترين محصول مصنوعي و ساختگي ممکن را ايجاد کنيم. با استفاده از اين فرم هاي بسيار کوچک چه وسايلي را که نمي توانيم، ايجاد کنيم. فايمن در ذهن خود يک «دکتر مولکولي» تصور کرد که صدها بار از يک سلول منحصر به فرد کوچک تر است و مي تواند به بدن انسان تزريق شود و درون بدن براي انجام کاري يا مطالعه و تأييد سلامتي سلول ها و يا انجام اعمال ترميمي و به طور کلي براي نگه داري بدن در سلامت کامل به سير بپردازد. مي توان گفت در آن سال ها کلمه «بزرگ» از اهميت ويژه اي برخوردار بود (مثل علوم بزرگ، پروژه هاي مهندسي بزرگ و غيره ؛ حتي کامپيوترها در دهه هزار و نهصد و پنجاه (م) تمام طبقات ساختمان را اشغال مي کردند) . ولي از وقتي فايمن نظرو منطقه خود را بازگو کرد، جهان روندي به سوي کوچک شدن در پيش گرفت. پس از آن، ماروين مينسکي تفکرات بسيار باروري داشت ، که مي توانست به انديشه هاي فايمن قوت ببخشد. ميسنکي پدر علم هوش مصنوعي است و در دهه هزار و نهصد و شصت تا هفتاد (م) جهان را در تفکراتي که مربوط به آينده مي شد، رهبري کرد. در اواسط دهه هفتاد ميلادي، اريک در کسلر که يک دانشجوي فارغ التحصيل بود، ميسنکي را به عنوان استاد راهنما جهت تکميل پايان نامه خود انتخاب کرد. او نيز اين مسؤوليت را بر عهده گرفت. در کسلر سخت به وسايل بسيار کوچک فايمن علاقه مند شده بود و قصد داشت تا در مورد توانايي هاي آنان به کاوش بپردازد. مينسکي نيز با وي موافقت کرد. در کسلر در اوايل دهه هشتاد(م) ، درجه استادي خود را در رشته علوم کامپيوتر دريافت کرد و گروهي از دانشجويان را به صورت انجمني به دور خودجمع نمود. او افکار جوان ترها را با يک سري ايده ها که خود «نانوفناوري» نام گذاري کرد، مشغول است. در کسلر اولين مقاله علمي خود را در مورد نانوفناوري مولکولي (MNT) در سال هزار و نهصد و هشتاد و يك ارايه داد. او کتاب Engin of Creation: The Coming Era of Nanotechnology را در سال هزار و نهصد و هشتاد و شش به چاپ رساند. در کسلر اولين درجه دکتري در نانوفناوري را در سال هزارونهصد و نود و يك از دانشگاه MIT دريافت كرد. 1-4) اهميت نانوفناوري براي کشور ما بسياري از صاحب نظران و محققان، نانوفناوري را مساوي آينده مي دانند. به عنوان نمونه کميته مشاوران رئيس جمهوري آمريکا در علوم و فناوري، در تأييد برنامه ملي نانوتکنولوژي براي سال دو هزار و يك ميلادي، از نانوفناوري به عنوان محور آينده جهان ياد مي کند. به دليل تأثير اين فناوري بر اکثر صنايع و فناوري هاي موجود، عقيده صاحب نظران اين است که متخصصان رشته هاي مختلف بدون گرايش به مباحث نانو در دهه هاي آينده، فرصتي براي رشد نخواهند داشت و شکوفايي بسياري از فناوري هاي مهم از جمله فناوري اطلاعات و بيوتکنولوژي به عنوان دو دستاورد بسيار عظيم قرن بيستم بدون بهره گيري از نانوفناوري دچار اختلاف خواهند شد. از اين جهت اين مسئله براي دانشگاهيان، محققان و مسؤولان هر کشور امري حياتي است. به عبارت ديگر مي توان گفت، اولويت کشور هر صنعت و فناوري که باشد، بدون تسلط بر ابعاد نانو، در دنياي جديد نمي توان در آن صنعت و فناوري حرفي در دنيا زد. بنابراين مي توان دلايل زير را براي اجتناب ناپذيري ورود کشورهايي چون ايران اقامه نمود. تآثير اساسي نانوفناوري در رشد و پيشرفت بسياري از صنايع و فناوري ها ماهيت فرا رشته اي علوم و فناوري نانو به عنوان توانمندي توليد مواد، ابزارها و سيستم هاي جديد با دقت اتم و مولکول، موجب تعريف کاربردهاي بسيار زيادي در عرصه هاي مختلف علمي و صنعتي شده است. براي نانوفناوري کاربردهاي بسياري را در حوزه هاي دارو، غذا، بهداشت ، درمان بيماريها، محيط زيست ،انرژي ، الکترونيک ، کامپيوتر، اطلاعات ، مواد ، ساخت ، توليد ، هوا فضا ، بيوتکنولوژي و کشاورزي، امنيت ملي و دفاع برشمرده اند. لذا مشاهده مي شود که نانوفناوري در صنايع و تمام فناوري ها تأثير گذاشته است . اين تأثير اغلبً ريشه اي و بنيادين است. به عنوان نمونه در بخش پزشکي و بهداشت، يک زمينه کاري بسيار مهم، نانوفناوري، سيستم توزيع دارو در داخل بدن است. مصرف دارو در حال حاضر به صورت حجمي است؛ در حالي که سلول هاي خاصي از بدن نيازمند آن است. در روش جديد، دارو با وسايل تزريق متفاوت با امروزه به صورت مستقيم به سمت سلول هاي مشخص جهت گيري شده و دارو به محل نياز تحويل داده مي شود. اين تحول در صنعت داروسازي بنيادين است. تأثيرات امنيتي نانوفناوري (فرصت و تهديد) از نظر دفاعي، نانوفناوري براي کشورها، هم فرصت و هم تهديد است، به لحاظ کاربردهاي بسيار زيادي که اين فناوري مي تواند در امور نظامي داشته باشد، گرايش زيادي در بخش دفاعي کشورها به تحقيق و توسعه نانوفناوري صورت گرفته است. اين کاربردها از لباس هاي مانع خطر تا پرنده هاي بسيار کوچک، تجهيزات اطلاعاتي و بسياري موارد ديگر است که هم اکنون با حمايت وزارتخانه هاي دفاع کشورهايي چون: آمريکا، ژاپن و برخي کشورهاي اروپايي به صورت پروژه هاي تحقيقاتي در حال انجام هستند. از اين جهت اين فناوري براي کشورها يک تهديد محسوب مي شود. اما براي کشورهايي که بتوانند با استفاده از روند موجود، جايگاهي را در آينده امنيت جهاني براي خود در نظر بگيرند، يک فرصت خواهد بود. اين کاربردها بسيار متنوع هستند، هر کشوري مي تواند زمينه اي را براي پيشگامي در جهان سهم خود نمايد و در آينده ي رقابت هاي بين المللي نقشي داشته باشد. شکل گيري بازارهاي بسيار بزرگ جديد شواهد موجود نشان مي دهد که درصد بالايي از بازارهاي جديد محصولات مختلف متکي برنانوفناوري خواهد بود. به همين دليل دولت ها و شرکت هاي بزرگ و کوچک به دنبال کسب جايگاهي براي خود در اين بازارها هستند. ميهيل روکوه، رئيس کميته علوم و فناوري نانو در رياست جمهوري آمريکا طي مقاله اي در ماه «مي» سال دو هزار و يك (م)، پتانسيل نانوفناوري براي تغيير چشمگير در اقتصادي جهاني را يادآوري نموده است. بر مبناي پيش بيني وي و اعتقاد بخش ديگري از صاحب نظران در ده الي پانزده سال آينده، نانوفناوري بازار نيمه هادي را به طور کامل تحت تأثير قرار خواهد داد . خبرهايي نيز که به تازگي از شرکت هاي اصلي سازنده پردازنده هاي کامپيوتر در آمريکا و ژاپن منتشر شده است، از ورود پردازنده هاي حاوي يک ميليارد نانوترانزيستور تا قبل از ده سال آينده حکايت دارد. به عنوان مثال شرکت اينتل اعلام نموده است که در سال دو هزار و هفت پردازنده هاي متکي بر نانوترانزيستور را با قدرت و سرعت بسيار بيشتر و مصرف کمترنسبت به آخرين دستاوردهاي امروزي نيمه هادي ها، وارد بازار خواهد کرد. در بخش دارو نيز پيش بيني شده است تا ده الي پانزده سال آينده نيمي از اين صنعت متکي بر نانوفناوري خواهد بود که خود نياز به وسايل تزريق جديد و آموزش هاي پزشکي روزآمد خواهد داشت. همچنين در صنايع شيميايي، فقط ذکر بازار صد ميليارد دلاري کاتاليست ها که تا 10 سال آينده به طور کامل متکي بر کاتاليست هاي نانوساختاري خواهد بود؛ براي نشان دادن اهميت بحث کافي است. همچنين از هم اکنون بازار بزرگي براي بکارگيري مواد جديد در محصولات فعلي در حال شکل گيري است. موادي که مي تواننند خواص جديد و فوق العاده اي به محصولات موجود بخشيده و موجب کاهش قيمت آن ها شوند. به عنوان نمونه نانولوله هاي کربني (Carbon Nanotubes) با وزن بسيار کمتر و استحکام بسيار بيشتر نسبت به موادي چون فولاد، بخش زيادي از صنايع را در آينده تحت تأثير قرار خواهد داد. 4-5) تقسيم بندي هاي فني و صنعتي نانوفناوري نانوفناوري را هم از نظر شاخه هاي علمي و فني آن و هم از نظر کاربردهاي صنعتي مي توان دسته بندي نمود. برخي از شاخه هاي علمي و فني آن عبارتند از : الف – نانوپودر ب – نانوسراميک ج – نانوالکتريک د– نانوپزشکي ه- نانوزيست فناوري نمونه اي از تقسيم بندي کاربردهاي آن نيز در زير آمده است. الف) کاربرد در ساخت مواد نانوفناوري تغيير بنيادي مسيري است که در آينده، موجب ساخت مواد جديد خواهد شد و انقلابي در مواد و فرآيندهاي توليد آن ها ايجاد خواهد کرد. محققين قادر به ايجاد ساختارهايي از مواد خواهند شد، که در طبيعت نبوده و شيمي مرسوم نيز قادر به ايجاد آن نيست. برخي از مزاياي مواد نانوساختار عبارتست از : مواد سبک تر، قوي تر و قابل برنامه ريزي، کاهش هزينه عمر کاري از طريق کاهش دفعه هاي نقص فني؛ ابزارهايي نوين بر پايه اصول و معماري جديد؛ بکارگيري کارخانه هاي مولکولي يا خوشه اي که مزيت مونتاژ مواد در سطح نانو را دارند. اين مواد مي توانند، کاربرهاي مختلفي را در صنايعي همچون: صنعت هواپيمايي، صنعت خودرو، لوازم خانگي و غيره ايجاد نمايد. ب) کاربرد در پزشکي و بدن انسان: سيستم هاي زنده را رفتارهاي مولکولي در مقياس نانومتر اداره مي کنند. مقياسي که شيمي، فيزيک، زيست شناسي و شبيه سازي کامپيوتري، همگي به آن سمت در حال گرايش هستند. اكنون نگرش هايي به سمت استفاده از ابزارها و سيستم هاي نانوساختاري، بوجود آمده است که فرآيند آزمايشگاهي کنوني توالي ژني (genome sequencing) را به نحو شگرفي با استفاده از سطوح و ابزارهاي نانو ساخته (nanofabricated) دگرگون کرده است. افزايش قدرت انسان براي ترسيم سرشت ژنتيکي يک فرد، روش هاي شناسايي و درمان را دگرگون مي کند. فراتر از سهل شدن استفاده بهينه از دارو، نانوتکنولوژي مي تواند فرمولاسيون و مسيرهايي براي رهايش دارو (Drug Delivery) تهيه کند، که به نحو حيرت انگيزي توان درماني داروها را افزايش مي دهد. همچنين افزايش قابليت هاي نانوتکنولوژيکي، به طور خاص مطالعات بنيادي زيست شناسي و پاتولوژي سلولي را تقويت خواهد کرد. در نتيجه پيشرفت ابزراهاي تحليل گر جديد که قادر به شناسايي جهان نانومتر باشند، اين امر بسيار محتمل خواهد بود؛ که بتوان خواص شيميايي و مکانيکي سلول ها (از جمله: فرآيندهايي هم چون تقسيم سلولي و غيره) را اندازه گيري و تغيير داد. اين قابليت ها تکميل کننده ( و به شدت پشتيباني کننده) تکنيک هاي مرسوم در علوم حيات هستند. مواد زيست سازگار با کارآيي بالا، از توانايي بشر در کنترل نانوساختارها حاصل خواهد شد. نانو مواد سنتزي معدني و آلي را مثل، اجزاي فعال، مي توان براي اعمال نقش تشخيصي (مثل ذرات کوانتومي که براي مرئي سازي به کار مي رود) درون سلول ها وارد نمود. افزايش توان محاسباتي بوسيله نانوفناوري، ترسيم وضعيت شبکه هاي ماکرومولکولي را در محيط هاي واقعي ممکن مي سازد. اين گونه شبيه سازي ها براي بهبود قطعات کاشته شده زيست سازگار در بدن و جهت فرآيند کشف دارو، الزامي خواهد بود. شناسايي و ترميم زخم ها و آسيب هاي بافتي همانند، ساختارهاي طبيعي ( مانند گلبول هاي سفيد و مولکول هاي ترميم کننده زخم) در اندازه هاي نانو است. نيز با استفاده از اين فناوري امکان تشخيص سريع بيماري هاي صعب العلاج و سرطاني امکان پذير است. با استفاده از اين فناوري جديد در دراز مدت مي توان تومورهاي مغزي را به درستي تشخيص داد و بدون آسيب زدن به بافت هاي سالم و با استفاده از پرتودرماني اين بيماري را بهبود بخشيد ، که براي بيماران سرطاني بسيار مايه اميد است. نانو کپسول هاي توليدي با استفاده از فناوري نانو، داراي موادي مانند: ويتامين A، رتينول و بياکاروتن خواهند بود، که بايد به لايه هاي عمقي پوست منتقل شوند تا بيشترين خواص ضد پيري و ساير خواص دارويي خود را بروز دهند. با کارگذاري نانو ذرات فعال نوري در داخل گلبول هاي سفيد خون، موفق به شناسايي سلول هاي آسيب ديده خواهيم شد. ج) کاربردهاي نانو در کشاورزي، آب، انرژي و ميحط زيست نانوفناوري ، منجر به تغييراتي شگرف در استفاده از منابع طبيعي، انرژي و آب خواهد شد و پساب و آلودگي را کاهش خواهد داد. همچنين فناوري هاي جديد، امکان بازيافت و استفاده مجدد از مواد، انرژي و آب را فراهم خواهند کرد. در زمينه محيط زيست ، علوم و مهندسي، نانو مي تواند تأثير قابل ملاحظه اي در درک مولکولي فرآيندهاي مقياس نانو که در طبيعت رخ مي دهد، در ايجاد و درمان مسائل زيست محيطي از طريق کنترل انتشار آلاينده ها، در توسعه فناوري هاي «سبز» جديد که محصولات جانبي ناخواسته کمتري دارند و يا د رجريانات و مناطق حاوي فاضلاب، داشته باشند. لازم به ذکر است ، نانوفناوري توان حذف آلودگي هاي کوچک از منابع آبي ( کمتر از دويست نانومتر) و هوا (زير بيست نانومتر) و اندازه گيري و تخفيف مداوم آلودگي در مناطق وسيع تر را دارد. در زمينه انرژي، نانوفناوري مي تواند به طور قابل ملاحظه اي کارآيي، ذخيره سازي و توليد انرژي را تحت تأثير قرار داده، مصرف انرژي را پايين بياورد. به عنوان مثال، شرکت هاي مواد شيميايي، مواد پليمري تقويت شده يا نانوذرات را ساخته اند، که مي تواند جايگزين اجزاي فلزي بدنه اتومبيل ها شود. استفاده گسترده از اين نانو کامپوزيت ها مي تواند ساليانه يك و نيم ميليارد ليتر صرفه جويي مصرف بنزين به همراه داشته باشد. نيز انتظار مي رود تغييرات عمده اي در فناوري روشنايي در ده سال آينده رخ دهد. مي توان نيمه هادي هاي مورد استفاده در ديودهاي نوراني (LEDها) را به مقدار زياد در ابعاد نانو توليد کرد. در آمريکا، حدود بيست درصد کل برق توليدي، صرف روشنايي (چه لامپ هاي التهابي معمولي و چه فلوئورسنت) مي شود. مطابق پيش بيني ها در ده تا پانزده سال آينده، پيشرفت هايي از اين دست مي تواند مصرف جهاني را بيش از ده درصد کاهش دهد که يك صد ميليارد دلار در سال صرفه جويي و دويست ميليون تن کاهش انتشار کربن به همراه خواهد داشت. در زمينه آب، بايد گفت جمعيت جهان د رحال افزايش و منابع آب آشاميدني در حال کاهش است. سازمان ملل پيش بيني مي کند که در سال دو هزار و بيست و پنج ، حدود چهل و هشت کشور (معادل سي و دو درصد جمعيت جهان) دچار کمبود آب آشاميدني باشند. تخليص و نمک زدايي آب از زمينه هاي مورد توجه در دفاع پيش گيرانه و امنيت زيست محيطي است. چرا که در سطح جهان ممکن است در آينده با مشکل کمبود آب مواجه شويم. استفاده از آب شرب با دو برابر سرعت افزايش جمعيت و کمبود حاصل از آن که بر اثر آلودگي نيز تشديد مي شود، افزايش مي يابد. دستگاه هايي به کمک نانوفناوري ساخته شده اند، که آب دريا را با انرژي ده برابر کمتر از دستگاه اسمز معکوس و لااقل صد برابر کمتر از تقطير، نمک زدايي مي کنند. اين فرآيند کاراز نظر مصرف انرژي کاملاً عملي است، چون الکترودهاي با مساحت سطحي بسيار بالا ساخته شده اند، که از طريق کنار هم قراردادن نانولوله هاي کربني و ديگر ابتکارات طراحي، رساناي الکتريسته شده اند. همچنين نانوفناوري به طور مستقيم در پيشرفت کشاورزي سهيم خواهد بود. از جمله : مواد شيميايي سازگار با زيست که براي تغذيه گياه يا حفظ آن در برابر حشرات به شکل مولکولي طراحي شده اند، ارتقاي ژنتيکي گياهان و حيوانات، انتقال ژنها و داروها به حيوانات؛ انتقال ژن ها و دارو به حيوانات، امکان سازگاري گياهان با خشکسالي و شوري و ... د) کاربردهاي نانوفناوري در هوافضا و امنيت ملي محدوديت هاي شديد سوخت براي حمل بار به مدار زمين و ماوراي آن و علاقه به فرستادن فضاپيما براي مأموريت هاي طولاني به مناطق دور از خورشيد، کاهش مداوم اندازه، وزن و توان مصرفي را اجتناب ناپذير مي سازد. مواد و ابزار آلات نانوساختاري ، اميد حل اين مشکل را بوجود آورده است. «نانو ساختن» (Nanofabrication) همچنين در طراحي و ساخت مواد سبک وزن، پرقدرت و مقاوم در برابر حرارت، مورد نياز براي هواپيماها ، راکت ها، ايستگاه هاي فضايي و سکوهاي اکتشافي سياره اي يا خورشيدي، تعيين کننده است. همچنين استفاده روزافزون از سيستم هاي کوچک شده تمام خودکار، منجر به پيشرفت هاي شگرفي در فناوري ساخت و توليد خواهد شد. اين مسأله باتوجه به اين که محيط فضا، نيروي جاذبه کم و خلاء بالا دارد، موجب توسعه نانوساختارها و سيستم هاي نانو که ساخت آن ها در زمين ممکن نيست ؛ در فضا خواهد شد. برخي کاربردهاي دفاعي نانوفناوري نيز عبارتند از : تسلط اطلاعاتي از طريق نانوالکتريک پيشرفته به عنوان يک قابليت مهم نظامي، امکان آموزش مؤثرتر نيرو به کمک سيستم هاي واقعيت مجازي پيچيده تر حاصله از الکترونيک نانوساختاري، استفاده از اتوماسيون و رباتيک پيشرفته براي جبران کاهش نيروي انساني نظامي، کاهش خطر براي سربازان و بهبود کارآيي خودروهاي نظامي، دستيابي به کارايي بالاتر (وزن کمتر و قدرت بيشتر) مورد نياز در صحنه هاي نظامي و در عين حال تعداد دفعات نقص فني کمتر، هزينه کمتر در عمر کاري تجهيزات نظامي، پيشرفت در امر شناسايي و در نتيجه مراقبت عوامل شيميايي، زيستي و هسته اي، بهبود طراحي در سيستم هاي مورد استفاده در کنترل و مديريت تکثير نشدن هسته اي، و تلفيق ابزارهاي نانو و ميکرومکانيکي جهت کنترل سيستم هاي دفاع هسته اي ، در بسياري موارد، فرصت هاي اقتصادي و نظامي مکمل هم هستند. کاربردهاي درازمدت نانوفناوري در زمينه هاي ديگر، پشتيباني کننده امنيتملي است و بالعکس. ذ – کاربرد نانوفناوري در صنايع بهداشتي و آرايشي استفاده از مواد غيرآلي به عنوان جاذب اشعه خورشيد جهت کاربرد در ضد آفتاب ها، انقلاب بزرگي در صنايع بهداشتي و دارويي به وجود آورده است. استفاده از نانو ذرات اکسيد روي براي کرم هاي ضد آفتاب و نيز به عنوان ضد التهاب و نانو ذرات اکسيد تيتانيوم براي کاهش صدمات ناشي از آسيب روز افزون اشعه ماوراي بنفش بر روي پوست، گسترش پيدا کرده است. استفاده از نانو ذرات اکسيد تيتانيوم و سيليکون بر روي صورت سبب مي شود پوست صورت، ظاهري صاف و بدون چروک به خود بگيرد و نيز از اين نانو ذرات به عنوان درمان خشکي پوست هم استفاده مي شود. همچنين از نانو ذرات اکسيد تيتانيوم در شامپوهاي محافظ پوست، کرم صورت و پمادهاي بهداشتي ديگراستفاده مي شود. ساخت نانو ماشين هايي که قادرهستند، فرم موي افراد را به نحو دلخواه آنان تغير دهند، چين و چروک پوست را صاف کرده و چربي اضافي را جمع آوري کنند. جوراب هاي حاوي نانو ذرات نقره ، باعث مهار رشد باکتري و قارچ ها مي شود و از بروز بوي بد پاها، مسائل مربوط به پاي ورزشکاران ، عفونت ناخن پا و عفونت کف پا که بيشتر در افراد ديابتي بروز مي کند، جلوگيري مي کند. و) کاربرد فناوري در صنعت الکترونيک با استفاده از اين فناوري مي توان ظرفيت ذخيره سازي اطلاعات را در حد هزار برابر يا بيشتر افزايش داد و در نهايت به ساخت ابزارهاي ابر محاسباتي به کوچکي يک ساعت مچي منتهي شد. اگر ظرفيت نهايي ذخيره اطلاعات، به حدود يک ترابيت در هر اينچ مربع برسد، ذخيره سازي پنجاه عدد DVD بيشتر در يک هاردديسک با ابعاد يک کارت اعتباري ميسر خواهد شد. ساخت تراشه ها در اندازه هاي فوق العاده کوچک به عنوان مثال در اندازه هاي سي و دو تا نود نانومتر و توليد ديسک هاي نوري 100 گيگا بايتي در اندازه بايتي در انازه هاي کوچک نيز از ديگر کاربردهاست. ز) کاربرد نانوفناوري در صنعت خودرو يکي از اصلي ترين موضوعات مطرح در نانو فناوري، ساخت مواد با خواص جديد است. اين مواد ارزش افزوده بسيار بالا و کارايي بيشتري در تمام صنايع خواهند داشت؛ که صنعت خودرو نيز از آن مستثني نيست. ساخت بدنه سبک تر و مقاوم تر براي خودرو، ساخت لاستيک هايي با مقاومت سايشي بهتر، ساخت قطعات موتور با عمر چند برابر، کاهش مصرف سوخت خودرو، ساخت باتري هايي با انرژي بالا و دوام بيشتر، ساخت حس گرهاي چند منظوره براي كنترل فرآيندهاي مختلف در خودرو، ساخت کاتاليزورهاي اگزوز خودرو جهت کاهش آلودگي هوا، لايه هاي خيلي محکم با خصوصيات ويژه اي مثل الکتروکروميک (رنگ پذيري الکتريکي) يا خود پاک کنندگي براي استفاده در شيشه ها و آينه هاي خودرو و سازگار کردن خودرو با محيط زيست و بسياري از موارد ديگر از جمله کاربردهايي هستند که نانوفناوري در صنعت خودرو خواهد داشت. همچنين جايگزيني کربن سياه تايرها با ذرات رس و پليمرهاي نانومتري، فناوري جديدي است که تايرهاي سازگار با محيط زيست و مقاوم در برابر ساييدگي را به ارمغان مي آورد. صنعت خودرو از طرفي در معرض فشارهاي ناشي از قيمت سوخت و مسايل ايمني است و از طرف ديگر به شدت تحت تأثير سلايق و تنوع در خواسته هاي مشتريان براي مدل هاي جديد خودرو است که با رجوع به فناوري نانو مي توان بر مشکلات فوق فايق آمد. ح) کاربردهاي ديگر پژوهشگران سراسر دنيا جهت يافتن کاربردهايي براي نانو لوله ها در زمينه هاي مختلفي مانند: رنگ، باتري و وسايل الکترونيکي کوچک، در حال رقابت هستند. يکي از اين موارد، دستگاه اشعه ايکس ست که در آينده مي تواند کوچک تر، ارزان تر و دقيق تر باشد و عملکرد بهتري در مراکز راديولوژي و مراکز بازرسي فرودگاه ها داشته باشد، از نانولوله جهت ذخيره انرژي بهتر در باتري ها نيز استفاده مي شود. کاتاليزورها به سطح ويژه وابسته هستند و با استفاده از فناوري نانو مي توان اين سطح ويژه را به مقدار فوق العاده اي افزايش داد که سبب افزايش سرعت و کارايي در واکنش هاي شيميايي مي شود. با بهره گيري از فناوري نانو مي توان گيريسي توليد نمود که در درجه حرارت هاي بسيار بالا مورد استفاده قرار گيرد. 1-6) ده محصول جاري شده با استفاده از فناوري نانو در زير، ده محصول برتر نانو فناوري در سال دو هزار و سه ميلادي طبقه بندي شده است. اين خبر، نشان مي دهد کساني که هنوز معتقدند نانوفناوري فقط در آزمايشگاه است، اشتباه فکر مي کنند. 1 – پارچه هاي ضدچروک و ضد لکه شرکت آمريکايي نانوتکس با اضافه نمودن ساختارهاي مولکولي به الياف کتان، اليافي ساخته است که مايعات و لکه ها بر روي آن ها حرکت نموده و جذب نمي شوند. بنابراين چنانچه قهوه بر روي شلوار سفيد رنگي ريخته شود به طرز شگفت انگيزي بر روي آن حرکت کرده و جذب نمي شود ( مثل حرکت قطرات آب بر روي پرهاي غاز). شرکت سوئيسي نانواسفربه تازگي در رقابت با شرکت فوق محصولاتي توليد کرده است که نه تنها در صنايع پوشاک سازي بلکه در بخش هاي پزشکي و لوازم خانگي مثل مبلمان کاربرد دارند. محصولات اين شرکت ضد چربي است. 2 – واکس اسکي با کيفيت برتر تيم ملي اسکي کانادا از اين واکس استفاده نموده است و به زودي هر اسکي بازي مي تواند از آن استفاده کند. نانوواکس سراکس يکي از اولين محصولات جهاني است که با استفاده از نانوفناوري شيميايي، پوشش هوشمندي با خواص چند عملکردي ايجاد مي نمايد. اين واکس به وسيله شرکت آلماني نانوگيت توليد شده و سطحي بسيار ليز و سخت ايجاد مي نمايد. اين پوشش بسيار نازک، نسبت به پوشش هاي قبلي که به سرعت خاصيت خود را از دست مي دادند، بسيار بادوام تر است. اين پوشش هوشمند با کاهش دما بسيار سفت مي شود و با کريستال هاي برف و پوست سازگاري بسيار خوبي دارد. محصولات نانوواکس با فرمول هاي مختلفي براي انواع ورزش هاي زمستاني که در شرايط مختلف انجام مي شوند توليد شده اند. 3 – محافظ پوست با قابليت نفوذ عميق صنايع آرايشي و بهداشتي نقش مهمي در پيشبرد صنعت ذرات دارند. يکي از اهداف اين صنايع، پيدا نمودن سيستم رسانش مواد فعال متنوع با قابليت نفوذ عميق است. ال اورال يکي از بزرگ ترين شرکت هاي توليد کننده مواد آرايشي در جهان، اولين محصول نانوفناوري خود را در سال هزار و نهصد و نود و هشت (م) معرفي نمود. اين محصول کرم ضدچروک با نام Plenitude Revitalift است. در توليد اين کرم از يک فرآيند انحصاري نانوفناوري ( تا دويست نانومتر) به منظور داخل نمودن ويتامين A به درون يک کپسول پليمري استفاده شده است. کپسول مانند اسفنج، کرم را درون خود جذب و نگه داري مي نمايد تا اين که پوسته بيروني آن در زير پوست حل شود. بر طبق بررسي هاي شرکت L’Oreal هشتاد درصد خانم هايي که اين کرم را مصرف کرده اند خاصيت ضد چروک بودن آن را تأييد نموده اند. همچنين هفتاد و پنج درصد آنان مي گويند اين کرم در سفت شدن پوست مؤثر است. بنابراين نانوفناوري مي تواند مسيري به سمت جواني طولاني باشد. 4 – دوربين ديجيتال OLED اغلب دوربين هاي ديجيتال با استفاده از ديود گسيل نور آلي (OLED) ساخته مي شوند. OLED ها نه تنها روشن تر از LCD ها است .بلکه انرژي کمتري نسبت به آن ها مصرف مي نمايد. همچنين آن ها داراي زاويه ديد وسيع تري هستند. اولين دوربين ديجيتالي که در آن از نمايش دهنده هاي OLED استفاده شده است دوربين سه ويك دهم مگاپيکسل است که توسط شرکت کداک توليد شده است. 5- عينک هاي آفتابي با کيفيت بالا شرکت نانو فيلم با استفاده از نانوفناوري، پوشش هاي پليمري بسيار نازک ضد انعکاس و حفاظتي براي عينک ها ساخته است به گونه اي كه شيشه آن ها در مقابل خراشيدگي مقاومت داشته و ضد انعکاس مي باشد. اين شرکت ابتدا لايه هايي به ترتيب با ضخامت صدو پنجاه نانومتر و بيست ميکرون را بر روي سطح لنزها نشاند و سپس از فرايند خودساماني شيميايي براي نشاندن پوشش پليمري بر روي سطح خارجي عدسي ها استفاده نمود. ضخامت پوشش فوق، سه تا ده نانومتر بود که عدسي ها را ضد انعکاس مي کرد. پوشش فوق علاوه بر ايجاد خاصيت ضدانعکاسي براي عدسي ها، چربي و لکه ها را از روي آن برطرف و عدسي ها را حساس تر نيز مي نمايد. 6 – کلاه ايمني هوشمند يکي از بزرگ ترين مشکلات موتورسواران، تغيير شرايط نور است. به عنوان مثال، ورود به تونل مي تواند يک کار خيلي خطرناک باشد. هر ساله هزاران موتور سوار در تصادف هاي ناشي از اين موضوع کشته مي شوند. شرکت سوئدي کروموژينکس مشکل فوق را با توليد نوع جديد از کلاه ايمني با نام «آفتابگردان» حل کرده است. شفافيت اين کلاه به سرعت تحت تأثير شرايط نوري موجود با استفاده از يک فيلم نازک يا ورقه الکتروکروميک (EC) تغيير مي کند. اين فيلم شامل لايه هاي نازک اکسيد است که بين دو ورقه پليمري انعطاف پذير روي هم قرار گرفته اند. 7- نانو جوراب نه تنها ورزشکارها بلکه اکثر مردم از عرق پا رنج مي برند و نمي توانند آن را تحمل نمايند. بطور طبيعي هر پا داراي دويست و پنجاه هزار غده عرقي است ، که قادرند حدود پانصد ميلي ليتر عرق در روز توليد نمايند. عرق پاي ورزشکاران ناشي از قارچ هايي است که بين پنجه پا و چين و چروک پوست جمع مي شوند. به تازگي جوراب هايي از جنس کتان که به وسيله نانو ذرات نقره بهبود يافته اند، توسط شرکت سول فرش وارد بازار شده است. نانو ذرات نقره از رشد باکتري ها و قارچ ها جلوگيري نموده و بدين وسيله از چرب شدن و بد بو شدن پا جلوگيري مي کند. 8 – کرم هاي ضد آفتاب مصرف کرم هاي ضد آفتاب معمولي پوست را به قدري سفيد مي کند که حالت نامناسبي پيدا مي کرد. اين سفيدي ناشي از اکسيد روي است. دليل استفاده از اکسيد روي آن است که فاکتورهاي قبلي حفاظت در برابر آفتاب SPF معمولي فقط در برابر اشعه ماوراي بنفش نوع B(UVB) از پوست حفاظت مي نمودند اما اکسيد روي از پوست در برابر هر دو نوع اشعه ماوراي بنفش A و B (UVA و UVA) محافظت مي کند. جهت حل اين مشکل، شرکت BASF ماده اي به نام Z- COTE با کمک نانوفناوري ساخته است. اين ماده جزء اصلي کرم جديد ضدآفتاب با نام تجاري NuCell SunSense SPF30 است. بر طبق گفته هاي مسئولان شرکت BASF، نانو ذرات پراکنده شده اکسيد روي، جزء اصلي Z-COTE است . کاربرد نانوفناوري در Z-COTE سبب توليد نانو کريستال هاي اکسيد روي با خلوص بالا شده، که اين امر منجر به افزايش مرغوبيت کرم هاي ضدآفتاب مي شود. از ديگر مزاياي کرم هاي ضدآفتاب جديد، اين است که Z-COTE به وسيله پوست جذب نشده و ايجاد حساسيت (آلرژي) نمي کند. 9 و 10 – توپ ها و راکت هاي تنيس با کيفيت بالا توسعه پايدار مواد، به تازگي کارخانجات ساخت راکت تنيس را بر آن داشته است که از نانو فناوري استفاده نمايند. در سال دو هزار و دو (م) کارخانه فرانسوي بابولات راکت هاي مدل VS را که با استفاده نانو لوله هاي کربني ساخته شده بودند به بازار عرضه نمود. نانولوله هاي کربني صد برابر محکم تر از فولاد و شش برابر سبک تر از آن است. اين مواد سبب افزايش سفتي و استحکام پايدار کننده هاي موجود در دو طرف راکت تنيس مي شوند. به گفته مسئولين کارخانه Babolat، راکت هاي نوع VS Nanotube پنج برابر مستحکم تر از راکت هاي کربني موجود است و نيروي بيشتري را به توپ وارد مي کنند. شرکت InMart نيز توپ هاي تنيسي با نام Wilson double core ساخته است که درون آن ها نانو کامپوزيت وارد شده است. InMart براي آئروديناميک تر شدن اين توپ ها، هسته داخلي آن ها را با ورقه هايي از نانو کامپوزيت هاي پليمر خاک رس به ضخامت بيست ميکرومتر لايه نشاني مي کند(ضخامت هر کدام از اين ورقه ها يك نانومتر است) در اثر اين فرآيند هيچ تغييري در وزن و الاستيسيته آن ها بوجود نمي آيد. قيمت اين توپ ها يك و نيم دلار از قيمت توپ هاي معمولي بيشتر و طول عمر آن ها دو برابر توپ هاي معمولي است. اين توپ ها هم اکنون در جام Davis مورد استفاده قرار مي گيرند. منبع:وبلاگ کهکشانی از علم شیمی
  6. فناوری نانو هیچ زمینه علمی را به حال خود رها نکرده است. علوم کشاورزی نیز از این قاعده جدا نیستند. تا به حال کاربردهای متعددی از فناوری نانو در کشاورزی، صنایع غذایی و علوم دامی مطرح شده است. ضرورت بکارگیری فناوری نانو در علوم کشاورزی و صنایع غذایی: طبق آخرین گزارش سازمان ملل متحد، حدود 800 میلیون نفر از جمعیت جهان دچار فقر غذایی هستند و شمار افراد قرار گرفته در زیر خط فقر از نظر تامین انرژی مورد نیاز روزانه بدن) روز به روز در حال افزایش است. جدیدترین پیش بینی ها حاكی از آن است كه این آمار تا سال 2020 میلادی به رقمی بالغ بر یك میلیارد نفر خواهد رسید و این بدان معناست كه حفظ نوع بشر در بلندمدت و نجات خیل عظیم انسان ها از خطر گرسنگی، نیازمند توجه ویژه ی متخصصان و سیاست مداران امروز جهان به توسعه ی پایدار و همه جانبه ی صنعت كشاورزی است. همان طور كه می دانید ورود نسل اول فناوری ها به عرصه ی كشاورزی، در چند دهه ی گذشته منجر به وقوع انقلابی در کشاورزی و گذر از كشاورزی سنتی به كشاورزی صنعتی گردید، در این دوره افزایش چشمگیری در كیفیت و كمیت محصولات كشاورزی صورت گرفت كه البته در كنار آن استفاده ی بی رویه از منابع، مشكلاتی را نیز در پی داشت. اكنون با گذشت سال ها از وقوع انقلاب کشاورزی و كاهش مجدد نسبت رشد تولیدات كشاورزی به جمعیت جهان، لزوم به كارگیری فناوری های جدید در صنعت كشاورزی پیش از هر زمان دیگری آشكار است. در این بین فناوری نانو به عنوان یك فناوری بین رشته ای و پیشتاز، رفع مشكلات و كمبود ها در بسیاری از عرصه های علمی و صنعتی، به خوبی جایگاه خود را در علوم كشاورزی و صنایع وابسته آن به اثبات رسانیده است. فناوری نانو كاربردهای وسیعی در همه مراحل تولید، فرآوری، نگهداری، بسته بندی و انتقال تولیدات كشاورزی دارد. ورود فناوری نانو به صنعت كشاورزی و صنایع غذایی متضمن افزایش میزان تولیدات و كیفیت آن ها، در كنار حفظ محیط زیست و منابع كره ی زمین می باشد. رابطه میان فناوری نانو وعلوم کشاورزی در زمینه های زیر قابل بررسی است : 1- نیاز به امنیت در کشاورزی و سیستم های تغذیه ای 2- ایجاد سیستم های هوشمند برای پیشگیری و درمان بیماریهای گیاهی 3- خلق وسایل جدید برای پیشرفت در تحقیقات بیولوژی و سلولی 4- بازیافت ضایعات حاصل از محصولات کشاورزی از بین تدابیر موجود در مدیریت آفات کشاورزی استفاده از آفت کش ها و سموم سریعترین و ارزان ترین روش برای واکنش به یک وضیت اضطراری است . روش های کنترل زیستی در حال حاضر بسیار هزینه بر هستند . در این روش ها کنترل آفت از طریق یکی از دشمنان طبیعی آن آفت صورت می گیرد . امروزه مصرف بی رویه آفت کش ها مشکلات زیادی را ایجاد کرده اند این مشکلات شامل اثرات سوء بر سلامت انسان ( ایجاد مسمومیت های حاد یا بیماری های مزمن ) ، تاثیر این مواد بر حشرات گرده افشان و حیوانات اهلی مزارع و همچنین ورود این مواد به آب و خاک و تاثیر مستقیم و غیر مستقیم آن در این نظام های زیستی می باشد . مصرف بی رویه آفت کش ها محصولات کشاورزی را نیز به منبع ذخیره سم تبدیل می کند. مهمترین سوال در زمینه استفاده از آفت کش ها این است که :چقدر از این سموم استفاده کنیم ؟ استفاده از داروهای (سموم) هوشمند در ابعاد نانو می تواند راه حل مناسبی باشد . این داروها که قابلیت حرکت در گیاه را دارند در بسته هایی که حاوی نشانی خاصی هستند قرار میگیرند .برچسب نشانی یک کد مولکولی است که بر روی بسته نصب شده و به بسته اجازه میدهد که به بخشی از گیاه که مورد حمله عامل بیماری یا آفت قرار گرفته تحویل داده شود . این ناقلین در ابعاد نانو همچنین دارای خود تنظیمی نیز می باشند به این معنی که دارو فقط به میزان لازم به بافت گیاهی تحویل داده می شود . دقت در ردیابی بافت هدف و میزان اندک اما موثر دارو باعث می شود استفاده از سموم در کشاورزی به حداقل برسد . همه ما میدانیم که پیشگیری بر درمان مقدم است . بیماری های گیاهی نیز از روی علائمی مانند تغییر رنگ یا تغییر شکل اندام ها شناسایی می شوند ولی مسئله اینجاست که این علائم مدتها پس از ورود عامل بیماری به بافت گیاه بروز پیدا می کنند به همین خاطر با سریعترین اقدام ها برای جلوگیری از شیوع بیماری باز هم مقداری از محصول از بین می رود . در نتیجه نیاز به ابزاری که به کمک آن بتوان در همان مراحل ابتدایی ورود عامل بیماری، آن را کنترل و مهار کرد بسیار ضروری به نظر میرسد. نانو حسگرهای زیستی ابزارهایی هستند که که از تلفیق ابزارهای شیمیایی ، فیزیکی و زیستی بدست آمده اند. این حسگرها شامل ترکیبات زیستی مانند یک سلول ، آنزیم و یا آنتی بادی متصل به یک مبدل انرژی هستند و قادرند که تغییرات ایجاد شده در مولکول های اطراف خود را گزارش دهند . این گزارش ها توسط سیگنالهایی که مبدل انرژی به تناسب با مقدار آلودگی تولید میکند دریافت می شوند. بنابراین اگر تجمع زیادی از عامل بیماری در اطراف این حسگرها وجود داشته باشد سیگنال های قوی فرستاده می شوند . ارزیابی حضور آلاینده ها در محیط توسط حسگرها در چند دقیقه میسر است اما با استفاده از روش های رایج حداقل 48 ساعت زمان برای تشخیص نیاز است . استفاده از نانوحسگرهای زیستی در بسته های غذایی نیز کاربرد که در صورت شروع فساد مواد غذایی می توانند هشدار دهنده باشند . از دیگر کاربردهای فناوری نانو در صنایع غذایی ایجاد پلاستیک های جدید در صنعت بسته بندی مواد غذایی است . در تولید این پلاستیک ها از فناوری نانو ذرات استفاده شده است . اکسیژن مسئله سازترین عامل در بسته بندی مواد غذایی است زیرا این عنصر باعث فساد چربی مواد غذایی و همچنین تغییر رنگ آنها میشود . در این پلاستیک جدید نانوذرات به صورت زیگزاگ قرار گرفته اند و مانند سدی مانع از نفوذ اکسیژن می شوند . به بیان دیگر مسیری که گاز باید برای ورود به بسته طی کند طولانی می شود . به همین خاطر مواد غذایی در این بسته ها تازگی خود را بیشتر حفظ می کنند . با طولانی کردن مسیر حرکت مولکولهای اکسیژن، مواد غذایی دیرتر فاسد می شوند. فناوری نانو با استفاده از فرایندهای طبیعی زیستی ، شیمیایی و فیزیکی در بازیافت مواد باقیمانده از محصولات کشاورزی و تبدیل آنها به انرژی و یا مواد شیمیایی صنعتی نیز نقش دارد . به طور مثال از زمان برداشت پنبه تا تولید پارچه بیش از 25 % الیاف به ضایعات تبدیل می شوند . در دانشگاه کرنل در آمریکا روشی تحت عنوان «ریسندگی الکتریکی» ابداع شده که با استفاده از این روش از ضایعات پنبه محصولاتی مانند کلافهای پنبه و نخ البته با کیفیت پایین تر تولید میکنند . دانشمندان علوم پلیمر از این روش برای تولید نانو فیبرها از سلولز که 90% الیاف پنبه را تشکیل می دهد استفاده کرده اند و الیافی کمتر از 100 نانومتر تولید کرده اند که 1000 بار کوچکتر از الیاف فعلی است . یکی از کاربردهایی که برای این الیاف ریز سلولزی بیان شده جذب آفت کش ها و کودهای شیمیایی از محیط برای جلوگیری از ورود آنها به اکوسیستم و رها کردن مجدد این مواد در محیط در مواقع مورد نیاز است . از دیگر محصولات فناوری نانو ، نانو کاتالیزورها هستند که قابلیت تبدیل روغن های گیاهی به سوخت را جهت ایجاد منابع جدید انرژی دارند . پیشرفت در زمینه علوم گیاهی ، کشاورزی و صنایع غذایی رابطه مستقیمی با پیشرفت در تحقیقات زیست شناسی سلولی و مولکولی دارد . تولید ابزارهای جدید تحول شگرفی در تحقیقات سلولی و مولکولی ایجاد کرده است . امروزه میکروسکوپ هایی که قابلیت ایجاد مشاهده در مقیاس نانو را دارند در توسعه علوم زیستی نقش مهمی را ایفا می کنند. کاربردهای نانو در زراعت : - کشاورزی دقیق (خاص مکانی) بطور كلی كشاورزی‌ دقیق یك نوع نگرش جدید در مدیریت مزرعه است. امروزه با استفاده از نانو سنسورها مشخص می شود كه هر قسمت كوچك از مزرعه به چه میزان عناصر غذائی و سم نیاز دارد و بدین وسیله از آلودگی‌ محیط زیست جلوگیری‌کرده ، سلامت محصولات و افزایش بازده اقتصادی‌ راممكن می سازد. نانو سنسور ها می توانند با کنترل دقیق وگزارش دهی به موقع نیاز های گیاهان به مرکز پردازش اطلاعات سیستم را در نگهداری محصولات یاری نماید. - ایجاد گلخانه‌های كم‌هزینه‌تر با هدف صرفه‌جویی در مصرف انرژی و دوام بیشتر در برابر رطوبت ساختارهای نانویی می توانند گلخانه هایی در حجم كم اما انبوه پدید آورند كه تقریباً با اندازه ای برابر 10 درصد كل مزارع زیر كشت در حال حاضر ، می توانند جمعیت كنونی جهان را تغذیه نمایند. در این صورت میلیونها هكتار از زمین های كشاورزی به محیط های طبیعی برای سكونت حیوانات در سراسر جهان باز گردانده می شوند . کاربردهای نانو در اصلاح نباتات: - انتقال ژن های مورد نظر به سلول های گیاهی با استفاده از نانومواد در این روش از سامانه ی رسانش نانوذرات طلای پوشیده با DNA یا RNA بداخل سلول استفاده می شود. - ساخت ابزارهای جدید برای بیولوژی سلولی و مولكولی این ابزار ها جهت تعیین مولكول‌های خاص ، شناسایی و جداسازی آن ها استفاده می شوند و کاربری بسیاری دارند که از این بین می توان به موارد زیر اشاره کرد ؛ تكنولوژی و علم تولید مثل ، اصلاح نژاد حیوانات و گیاهان ، تبدیل ضایعات به انرژی و محصولات جانبی مفید و علم و تكنولوژی كودسازی - اصلاح بذرها به شیوه اتمی کاربردهای نانو در تولید سموم و کود های موثر و کم خطر: ذرات سموم کشاورزی به وسیله عواملی از قبیل باد ، وارد هوا شده و با ورود به سیستم تنفسی انسان، آن را در معرض انواع بیماری های استنشاقی قرار می دهد، تحولات نانوفناوری، با افزایش میزان سوددهی و کاهش عوارض سموم کشاورزی ، معضلات ناشی از این سموم را رفع می کند و آنها را به محصولاتی کاملاً مفید تبدیل می کند. - تولید سموم و كودهای شیمیایی با استفاده از نانوذرات و نانوكپسول ها این نسل از سموم و کود ها قابلیت رهایش كنترل شده یا تاخیری ، جذب و تاثیرگذاری بیشتر و سازگاری با محیط زیست را دارا هستند. - تولید كریستالهای نانویی جهت افزایش كارایی استفاده از آفت‌كش‌ها استفاده از كریستالهای نانویی امکان كاربرد آفت‌كش‌ها با دُز های كمتر را فراهم می آورد و این یعنی به حداقل رساندن ورود این ترکیبات خطرناک به طبیعت. -تولید نانوکودها (Nanofertilizers) این ترکیبات نانویی به سرعت و به صورت کامل جذب گیاه شده و به خوبی نیازها و کمبود های غذایی آن را مرتفع می سازد. کاربردهای نانو در گیاه پزشکی: - کنترل فعالیت های اجزای سلولی گیاهان بدون آسیب رسانی به آنها شیوه های کنونی برای بررسی سلول ها بسیار ابتدایی است و دانشمندان برای شناخت آنچه که در سلول اتفاق می افتد ناگریزند سلول ها را از هم بشکافند و در این حال بسیاری از اطلاعات مهم مربوط به سیالهای درون سلول یا ارگانهای موجود در آن از بین می رود. پیشرفت های نانوفناوری بطور خاص مطالعات بنیادی زیست شناسی را تقویت خواهد کرد. محققان امیدوارند در آینده ای نه چندان دور با استفاده از نانوفناوری موفق شوند فعالیت اجزای هر سلول را تحت کنترل خود در آورند. هم اکنون گام های بلندی در این زمینه برداشته شده ، به عنوان نمونه دانشمندان میتوانند فعالیت پروتئین ها و مولکول D.N.A را در درون سلول کنترل کنند. به کمک نانوفناوری روش جدیدی برای بررسی بیان ژن و آنالیز mR.N.A سلولهای زنده بدون مرگ یا تخریب آنها با استفاده از میکروسکوب نیروی اتمی AFM ارائه شده است. - حسگرهای هوشمند و سیستم‌های حمل هوشمند به منظور ردیابی و مبارزه ی سریع و مفید با ویروس‌ها و سایر عوامل بیماریزا گیاهی به کار می روند. - تیمار مولكولی بیماریها، ردیابی سریع بیماریها، افزایش توانمندی گیاهان برای جذب مواد مورد نیاز کاربردهای نانو در تصفیه ی آب و وسایل آبیاری: - نمک زدایی و تصفیه ی اقتصادی تر آبها جهت شرب و کشاورزی سازمان ملل پیش بینی کرده که در سال 2025 میلادی ، 48 کشور جهان (معادل 32% جمعیت جهان) دچار کمبود آب آشامیدنی و کشاورزی می شوند، تخلیص و نمک زدایی آب به کمک نانوفناوری از زمینه های مورد توجه در دفاع پیشگیرانه و امنیت زیست محیطی است. سامانه های نانویی طراحی شده می توانند آب دریا را با صرف انرژی 10 برابر کمتر از دستگاه اسمز معکوس، و 100 برابر کمتر از دستگاه تقطیر،نمک زدایی کنند. استقاده از نانو ذرات و نانو*****ها امکان تصفیه و بهسازی آب را با سرعت و دقت بیشتر فراهم می کند همچنین استفاده از نانو *****ها در حذف آلودگیهای میکروبی آب (Bioremediation) کاربری گسترده ای دارد. - بی خطر ساختن مواد آلاینده آب و خاک و قابلیت بازیافت آنها - ساخت سوپر جاذبهای آب از پلیمرها و مواد کامپوزیت این مواد به منظور ذخیره و حفظ رطوبت بیشتر در خاک طراحی گردیده اند و استفاده از آنها به ویژه در مناطق خشک و کم آب در افزایش میزان عملکرد بسیار مفید خواهد بود. - ساخت مواد پوششی جدید و کارا برای پوشش درون لوله های فلزی این مواد پوششی به منظور جلوگیری از خوردگی ناشی از سیالات و کاهش زبری جداره لوله ها به کار می روند. - بکار گیری پلیمرهاو مواد کامپوزیت برای تولید انواع قطره چکان قطره چکان های ساخته شده با این مواد قابلیت تنظیم دقیق فشار آب را دارند همچنین به واسطه ی نوع مواد اولیه ی مورد استفاده این قطره چکان ها نسبت به نفوذ ریشه گیاه مقاوم هستند. کاربرد های فناوری نانو در حوزه های زراعت ، اصلاح نباتات ، تولید سموم و کود ، گیاه پزشکی و آبیاری در این مقاله بررسی گردید ، امید که مطالب ارائه شده مورد استفاده ی علاقمندان این فناوری نوین قرار گرفته باشد. منابع 1- صمیمی جعفر، جهانشاهی محسن، 1386 اقتصاد نانو انتشارات دانشگاه مازندران 2- جهانشاهی، محسن، مجله نانو و توسعه شماره 4، سال دوم 3- سایت [Hidden Content] 4- جهانشاهی محسن، 1386، سند راهبردی فن آوری نانو 5- دانشنامه مهندسی ایران - www.smsm.ir
  7. مغناطیس‌های كوچك و مثال موتور ساعت مچی نانوفناوری با قابلیت ها و توانایی هایی كه دارد، نقش مهمی را در توسعه و پیشرفت علوم و صنایع ایفا خواهد كرد و كارهایی را انجام خواهد داد كه قبلاً انجام آن ممكن نبوده است؛ به عنوان مثال، شما می‌خواهید موتوری را برای یك ساعت مچی طراحی نمایید، طبعاً این موتور كوچك خواهد بود و اندازة اجزای آن نیز كوچك‌تر خواهد شد و نمی‌توان از مغناطیس‌های معمولی و بزرگ برای ساخت آن استفاده كرد. برای ساخت این موتور باید از مغناطیس‌های قوی و كوچك استفاده نمود. اما ساختن این مغناطیس‌های كوچك با فناوری معمولی ممكن نیست و احتیاج به فناوری پیشرفته‌تری دارد. یكی از توانایی‌هایی كه نانوفناوری ایجاد می‌نماید، قابلیت ساختن مغناطیس‌های كوچك است. در بعضی از پودرهای مغناطیسی، كیفیت مغناطیسی با كاهش ابعاد ذره‌های پودر بهبود می‌یابد. فریت‌های مغناطیسی كه مواد مغناطیسی سرامیكی هستند از این دسته‌اند. این فریت‌ها شامل مغناطیس‌های سخت (مغناطیس‌های دایمی) و مغناطیس‌های نرم (مغناطیس‌های موقتی) هستند. در این فریت‌ها، با كاهش ابعاد ذره‌های پودر تا ابعاد 500 تا 100 نانومتر، می‌توان به مغناطیس‌هایی با كیفیت بسیار خوب دست یافت. در بعضی از پودرهای مغناطیسی، كیفیت مغناطیسی با كاهش ابعاد ذره‌های پودر بهبود می‌یابد. فریت‌های مغناطیسی كه مواد مغناطیسی سرامیكی هستند از ین دسته‌اند. ین فریت‌ها شامل مغناطیس‌های سخت (مغناطیس‌های دیمی) و مغناطیس‌های نرم (مغناطیس‌های موقتی) هستند. در ین فریت‌ها، با كاهش ابعاد ذره‌های پودر تا ابعاد 500 تا 100 نانومتر، می‌توان به مغناطیس‌های با كیفیت بسیار خوب دست یافت. كاربردهای نانومغناطیس‌ها امروزه نانومغناطیس‌‌ها همچون سایر مغناطیس‌ها گسترة كاربرد وسیعی دارند. یكی از كاربردهای اصلی نانومغناطیس‌ها، استفاده از آنها در محیط‌های ذخیره‌سازی اطلاعات (Recording media) است. صفحه‌های مغناطیسی ذخیره‌سازی اطلاعات، مثالی از این محیط‌ها هستند. سطح این صفحه‌ها از جنس ذره‌های مغناطیسی است. این ذره‌ها باید بسیار ریز و دارای دانه‌بندی یكنواخت باشند. با استفاده از نانوفناوری امكان ساخت این ذره‌‌ها فراهم شده است.كاربرد دیگر نانو مغناطیس‌ها در ساخت موتورهای الكتریكی كوچك است. هنگامی كه این موتورها كاربردهایی ظریف و حساس دارند، مغناطیس‌های استفاده شده در آنها با فناوری نانو ساخته می‌شود. نانومغناطیس‌ها در صنایع الكتروفتوكپی نیز استفاده می‌شود. جوهرهای استفاده شده در این صنایع، دارای پودرهای نانومغناطیس هستند. از زمینه‌های جدید برای كاربرد نانوذره‌های مغناطیسی، تولید مایع‌ها و سیال‌های مغناطیسی است. این مواد در براده‌برداری از سطوح و تصفیه آب مطرح هستند. صنایع پزشكی و بیولوژی یكی از زمینه‌های بزرگ برای استفاده از نانومغناطیس‌ها هستند كه در آنها نانوفناوری و زیست‌فناوری با هم تلاقی پیدا می‌كنند. علاوه بر این موارد، نانومغناطیس‌‌ها در صنایع نظامی، رایانه،‌ برق و خودرو نیز كاربرد دارند. در بسیاری از كاربردهایی كه ذكر گردید،‌ محصولات نانومغناطیس‌ها وارد بازار شده‌اند.‌ متأسفانه در كشور ما به علت ضعف صنعت مغناطیس و عدم آشنایی تولیدكننده‌ها با فناوری نانو،‌ تولید نانومغناطیس‌ها مطرح نیست. انقلاب نانوفناوری در صنعت مغناطیس امروزه بیشترین استفاده از نانومغناطیس‌ها به تولید نانوپودرهای مغناطیسی مربوط می‌شود. البته در كنار این پودرها،‌ قطعه‌های مغناطیسی هم مورد استفاده هستند،‌ اما چون با كاهش ابعاد ذره‌های پودر، كیفیت قطعه‌های مغناطیسی هم بهبود می‌یابد، بیشتر روی پودرها تكیه می‌شود. ساخته‌شدن پودرهای مغناطیسی در ابعاد نانو می‌تواند انقلابی در صنعت مغناطیس ایجاد نماید. راهكارهای توسعه تحقیقات نانو مغناطیس در كشور برای توسعه صنعت نانومغناطیس در كشور باید مشكلات توسعة فناوری نانو حل شود. برای برطرف‌كردن برخی از این مشكلات، باید تعریف مناسبی از جایگاه تحقیقات در دانشگاه‌ها ارایه شود. در حال حاضر بودجه‌های تحقیقاتی بین وزرات‌خانه‌های مختلف توزیع می‌شود و دانشگاه‌ها برای كسب بودجه برای تحقیقات مجبور به مراجعه به این وزارت‌خانه‌ها هستند. مبحث نانوفناوری، مبحثی است كه در چند سال اخیر مطرح شده است و حتی در كشورهای پیشرفته هم موضوعی نو شمرده می‌شود؛ برای پیشرفت در این فناوری باید به دانشگاه ها مراجعه نمود چون دانشگاه‌ها در صف مقدم علمی كشور هستند و برای پرداختن به مباحث علمی روز دنیا بیشترین صلاحیت علمی را دارند. از طرف دیگر فعالیت های ستاد نانوفناوری باید پایدار و هدفمند باشد. تصمیم های این ستاد باید به صورت متمركز باشد و از اعمال سلیقه در آنها و تعدد مراكز تصمیم‌گیری دوری شود. اولویت‌ها در این مركز مشخص شود و بودجه‌ها و كمك‌های تعیین‌شده از جانب این مركز به طور مناسبی توزیع گردد. به این شكل متخصصان و پژوهشگران دلگرم می‌شوند و در نتیجه نانوفناوری در كشور پیشرفت می‌نماید. علاوه بر آنچه گفته شد برای پیشبرد صحیح فناوری نانو باید تمامی اطلاعات مربوط به آن را تا حد ممكن گردآوری كرده و در اختیار افراد توانایی قرار داد كه بتوانند آینده را ترسیم و برنامه‌ای مشخص برای آینده فناوری نانو در كشور ارایه نمایند. www.smsm.irدانشنامه مرجع مهندسی ايران
  8. خلاصه : انتشارات Scientific American يکي از منابع اصلي اطلاعات در حوزۀ علوم و فناوري است که در سال 1845 بنا نهاده شده است. تاکنون 144 برندۀ جايزۀ نوبل با نوشتن 234 مقاله، با اين انتشارات همکاري داشته‌اند. اطلاعات اين انتشارات در دو قالب مجلۀ چاپي و سايت انتشارات در دسترس علاقمندان قرار دارد که حدود 5/3 ميليون نفر در سراسر جهان، نسخه چاپي آن را دريافت مي‌کنند و هر ماه حدود 7/2 ميليون نفر از سايت آن بازديد مي‌کنند. سايت Scientific American اخيراً مصاحبه‌اي با دکتر سيم‌چي، يکي از محققان فناوري نانو ايران را منتشر کرده است. در اين مصاحبه که ترجمه کامل آن در ادامه مي‌آيد، ضمن معرفي حوزه‌هاي تحقيقاتي دکتر سيم‌چي، اثرات تحريم‌هاي غرب بر رشد و توسعه علمي ايران نيز مورد سوال قرار گرفته است. [TABLE=class: text] [TR] [TD]متن اين مقاله به صورت pdf قابل دريافت مي باشد()[/TD] [/TR] [/TABLE] اين مقاله در ماهنامه شماره 172 به چاپ رسيده است
  9. سلام دوستان ! :icon_pf (44): لطفا سایت های مفید مرتبط به مهندسی مواد (کلیه گرایش ها) شامل سایت های علمی، صنعتی، تجاری، دانشگاه ها و ... را در این تاپیک معرفی کنید. همچنین در صورت امکان اطلاعات مختصری از حوزه فعالیت و عملکرد سایت، بخش های مفید آن و ... را بیان نمایید! با تشکر
  10. spow

    نانوتکنولوژی

    چکیده درك ماهيت مواد و چگونگي ساختارهاي آنها هميشه از اهميت ويژه اي برخوردار بوده است . مواد علاوه بر اينكه جزء مواهب طبيعت به شمار مي آيند ، در ساخت وسايل و تامين احتيجات انسان نقش عمده اي دارند . علم هم به تناسب پيشرفتي كه در چند سال اخير داشته ،توانسته است ديدگاه درستي از ماده و توانايي هاي آن پيدا كند به گونه ايکه اکنون با بررسي زمينه هاي اتمي و زير اتمي مواد و عناصر، امكان ساخت و بنا گذاري مدل هاي جديدتري از مولكول ها فراهم شده است . نانوتكنولوژي، توانمندي توليد مواد، ابزار و سيستم‌هاي جديد با در دست گرفتن كنترل در سطح ملكولي و اتمي و استفاده از خواصي است كه در آن سطوح، ظاهر مي‌شود. گستردگي علوم و فناوري نانو موجب تعريف كاربردهاي بسيار در عرصه‌هاي مختلف علمي و صنعتي شده است. پديده‌هايي كه در دنياي نانومتري رخ مي‌دهند بسيار پيچيده و برخي هنوز ناشناخته‌اند، اما دگرگوني و انقلاب نانوتكنولوژي، اجتناب ناپذير است. در جهان، تحقيقات گسترده‌اي در زمينه كاربردي كردن فناوري نانو در صنايع مختلف انجام شده و حجمي قابل ملاحظه از سرمايه‌هاي تحقيقاتي كشورها صرف اين كار مي‌شود.
  11. مقدمه الف ـ چرا به محاسبه نيازمنديم؟ علاقة مردم به محاسبات طولاني و خسته‌كننده، از ديرباز وجود داشته است. اما اين محاسبات که اغلب با شيوه‌هاي دستي صورت مي‌گرفت، به محض برخورد به اولين پيچيدگي‌ها به بن‌بست مي‌خورد و بي‌حاصل مي‌ماند. با وجود اين، کساني هم بودند که از همين پيچدگي‌ها لذت مي‌بردند و براي رفع آنها کوشش مي‌کردند. در نيمة دومِ قرن بيستم، کامپيوتر (ماشين حسابگر) اختراع شد و محاسبات پيچيده و بسيار مفصل به اموري عادي و روزمره بدل گرديدند. در اين مقاله نمي‌خواهيم تاريخچة محاسبات را بازگو کنيم، بلكه قصد ما تأکيد بر اين نکته است که دنياي امروز، پيشرفتِ پرشتاب خود را به دقت، و بويژه دقت در محاسبات پيچيده و مفصل، مديون است. هر کدام از ما در طول روز بارها و بارها، آگاه و ناخودآگاه، با خود محاسبه مي‌کنيم: الان ساعت چند است؟ چقدر پول همراهمان است و با اين پول چقدر مي‌شود خريد کرد؟ اگر اين کار را بکنيم، چه نتيجه‌اي خواهد داشت... محاسبات ديگري هم هستند که با تکية صِرف به توان ذهني نتيجه نمي‌دهند. انجام اين‌قبيل محاسبات نيازمند مقداري سواد و کاغذ و قلم است. محاسبات پيچيده‌تر به ابزاري پيچيده‌تر نياز دارند. احتمالاً هيچ‌كس نمي‌تواند فقط با استفاده از كاغذ و قلم صد عدد فيثاغورثي غير يكسان توليد کند. 3، 4، 5 يک دسته از آنهاست، بقيه را شما بگوييد! موضوع به اينجا ختم نمي‌شود؛ كلّ زندگي بشر تحت‌الشّعاع محاسبات مختلف قرار گرفته است. كسي كه مي‌خواهد يک چهارپايه بسازد، بايد لااقل جمع و تفريق بلد باشد. كسي هم كه مي‌خواهد هواپيماي جت بسازد، بايد صدها معادله را حساب كند تا به نتيجة مطلوب برسد. خلاصه اينکه هر كه طاووس خواهد، جور هندِستان كشد! امروزه دانشمندان با داشتن اطّلاعات آزمايشگاهي و تحليل محاسباتي آنها، در پي حلّ مسائلي بسيار مهم و در عين حال عادي هستند. مثلاً اينکه چگونه مغز تصاوير ارسالي از عصب بينايي را تحليل مي‌كند؟ چطور اين تصاوير ثبت مي‌شود به طوري كه اگر يك بار ديگر آن را ببينيم يادمان مي‌آيد كه آن را قبلاً ديده‌ايم؟ (جالب است بدانيد که «سازمان فضانوردي آمريكا» (NASA) احتمال پاسخگويي و به كارگيري اين تكنيك را سال‌هاي 2030 ميلادي به بعد اعلام كرده است. (منبع: [Hidden Content]) حلّ چنين مسائلي در علوم، از طرفي نيازمند استفاده از فنون محاسباتي پيشرفته و از سوي ديگر همكاريِ تنگاتنگ دانشمندان رشته‌هاي مختلف است. به همين علت، انقلاب‌هاي علمي آينده در بستر فعاليت‌ها و كشفيات بين‌رشته‌اي در علوم اتفاق مي‌افتند. نانوفناوري از جمله مهمترين و اصلي‌ترين انقلاب‌هاي علمي و فناورانة آينده است و در اين ميان نانوفناوري محاسباتي در پيشبرد و اثبات نظريه‌ها و فرضيه‌هاي مربوط به علوم مقياس نانو (يعني حدود ميليونيم متر) نقشي بي‌بديل بازي مي‌کند. در اينجا سعي مي‌كنيم گوشه‌اي از مقدمات دستيابي به محاسبات پيشرفته را بازگو كنيم. ب ـ دربارة شبيه سازي ابتدا مقدماتي از محاسبات كامپيوتريِ اتمي ـ مولكولي يا مشخصاّ « شبيه سازي ديناميك مولكولي» را كه سرآغاز محاسبات پيشرفته‌تر است، ذكر مي‌كنيم. مدل‌سازي ديناميك مولكولي در مقابل روش «مونت كارلو» قرار دارد. در روش ديناميك مولكولي، سعي مي‌شود معادلة قانون دوم نيوتن براي پيدا كردن مسير حركت ذره نسبت به زمان واقعي به دست آيد، ولي در روش دوم سيستم مورد بررسي، همواره در حال تعادل فرض مي‌شود و زمان واقعي مشخص نيست. در ذيل تمام مباحث، الگوريتم‌وار آمده است. در هر يک از انواع شبيه سازي، چهار موضوع كلي را بايد در نظر بگيريم: 1. بايد بعد از انتخاب موضوع، اطلاعاتي از قوانين فيزيكي حاكم بر مسئله داشت؛ بخصوص قوانين بنيادي فيزيك، شيمي و زيست‌شناسي كه سعي مي‌شود همراه روش‌هاي محاسباتي تا جايي كه لازم است به آنها بپردازيم. از جمله، شناخت انواع نيروهاي موجود در طبيعت و به تبع آنها انرژي‌هاي پتانسيل موجود در طبيعت. 2. بايد روش‌هاي حلّ عددي معادلات رياضي حاكم بر پديده‌هاي فيزيكي را دانست. امروزه روش‌هاي جديد روز‌به‌روز در حال گسترش‌اند. اين روش‌ها انواع و اقسامي دارند كه با توجه به مسئلة مورد نظر و ميزان دقتي كه مدّنظر است متفاوتند. 3. بايد با يكي از زبان‌هاي برنامه‌نويسي متناسب با مسئلة مورد نظر آشنا بود؛ از QBASIC گرفته تا ++C و غيره. براي كار ما كه تنها دنبال يادگيري هستيم حتي QBASIC هم كافي است، ولي ما در محيط VISUALBASIC برنامه هايمان را كامپايل مي‌كنيم. نكتة قابل توجه: امروزه نمايشي كردن نتايج محاسبات و شبيه‌سازي‌ها كه به آن VISUALIZATION مي‌گويند، امر مهمي است. در واقع، تهية انيميشن از كار بسيار راه‌گشا و مورد اقبال مردم است. به اين منظور، ما انيميشن‌هاي دوبعدي را در محيط يادشده براي كارهاي خود برمي‌گزينيم. 4. آشنايي با تحليل داده‌ها و خطاهاي محاسباتي. اين موضوع در سطوح حرفه‌اي شبيه سازي اهميت فراواني دارد. ج- آنچه يك متخصص شبيه‌سازي انجام مي‌دهد 1. يك پديدة فيزيكي در طبيعت اتفاق افتاده است. رفتار اجزا و كل آن پديده به‌دقت مورد مشاهده قرار مي‌گيرد و ثبت و ضبط مي‌شود. موادي (منظور مولكول‌هايي بزرگ يا كوچك) با اجزاي مختلف، در حضور ديگر همنوعان يا انواع ديگر، چه رفتاري دارند؟ 2. متخصص، يا براي اين پديده‌ها توجيه منطقي دارد يا ندارد. اگر داشته باشد، حتماً راه رسيدن به آن توجيه منطقي (كه مبناي آن يك قانون فيزيكي است)، داراي مقبوليت نسبي است، وگرنه بايد راه‌هاي مختلف را امتحان كرد. 3. با ارائة يك مدل رياضي ساده، مي‌توان هر دو امكان فوق را بررسي كرد. يعني از يك طرف مهر تأييد بر يافته‌هاي ثبت‌شده زد و از طرف ديگر راه‌هاي جديد پيشنهاد کرد. اينكه چرا مدل بايد پاية رياضي داشته باشد، به آن علت است كه رياضيات منطق مطلق است و هيچ روند صحيح رياضي به نتيجة غلط منجر نمي‌شود، مگر از ابتدا مدل با سهل‌انگاري طرح شده باشد. 4. روش‌هاي حلّ عددي كه در كامپيوترها مورد استفاده قرار مي‌گيرند نيز به کار مي‌آيند. 5. يکي از روش‌هاي معمول شبيه‌سازي متناسب با مدل يا مسئله، كدنويسي مي‌شود، يعني نهايتاً فعاليت شبيه‌ساز به يك كد (برنامة) كامپيوتري تبديل مي‌شود. 6. و بالاخره شخص سعي خود را در تفسير، مقايسه، نتيجه‌گيري و احياناً تعميم به کار خواهد گرفت. اين تفسير و نتيجه‌گيري بر اساس يك سري اصول مربوط به آمار و محاسبات صورت مي‌گيرد. این عکس کوچک شده است برای مشاهده ی سایز اصلی کلیک کنیدشکل1: مدلسازي پلي است ميان نظريه و آزمايش منبع: باشگاه نانو[Hidden Content]
  12. هنگامي که درباره نانوفناوري شروع به جستجو و مطالعه کنيد، به موضوعات و مواد مختلفي بر مي خوريد مانند:"نانولوله ها، شبيه سازي مولکولي، نانوداروها، سلول هاي سوختي، کاتاليزورها، نانوذرات و..." بنابراين ممکن است نانوفناوري رشته اي کاملا گسترده به نظر آيد که موضوعات آن ربط چنداني به هم ندارند. به طور کلي مطالعات نانوفناوري را مي توان به سه دسته تقسيم کرد. اگرچه روشهاي تحقيقاتي در آن ها بايکديگر متفاوت است، اما اين سه شاخه کاملا به يکديگر مرتبط هستند و پيشرفت در يکي از شاخه ها مي تواند در شاخه هاي ديگر نيز کاملا موثر باشد. اين سه شاخه عبارتند از: پروتئين ها و رشته هاي DNA از موضوعات اصلي تحقيقات در نانوفناوري مرطوب هستند. 1- نانوتکنولوژي مرطوب: اين شاخه به مطالعه سيستم هاي زنده اي مي پردازد که اساسا در محيطهاي آبي وجود دارند. در اين شاخه ساختمان مواد ژنتيکي، غشاءها و ساير ترکيبات سلولي در مقياس نانومتر مورد مطالعه قرار مي گيرد. پژوهشگران موفق شده اند ساختارهاي زيستي فراواني توليد کنند که نحوه عملکرد آنها در مقياس نانويي کنترل مي شود. اين شاخه دربرگيرنده علوم پزشکي،دارويي و به طور کلي علوم و روشهاي مرتبط با زيست فناوري است. 2- نانوتکنولوژي خشک: اين شاخه از علوم پايه شيمي و فيزيک مشتق مي شود و به مطالعه تشکيل ساختارهاي کربني، سيليکون و مواد غير آلي و فلزي مي پردازد. نکته قابل توجه اينست که الکترونهاي آزاد که در فناوري مرطوب موجب انتقال مواد و انجام واکنشها مي گردند، در فناوري خشک خصوصيات فيزيکي ماده را پديد مي آورند. در نانوتکنولوژي خشک کاربرد مواد نانويي در الکترونيک، مغناطيس و ابزارهاي نوري مورد مطالعه قرار مي گيرد. براي مثال طراحي و ساختن ميکروسکوپ هايي که بتوان با استفاده از آنها مواد را در ابعاد نانومتر ديد. نانو لوله هاي کربني (راست) و نانوترانزيستورها (چپ)، دو نمونه از تحقيقات در نانوفناوري خشک 3- نانوتکنولوژي محاسبه اي: در بسياري از مواقع ابزار آزمايشگاهي موجود براي انجام برخي از آزمايشها در مقياس نانومتر مناسب نيستند و يا آنکه انجام اين آزمايشها بسيار گران تمام مي شود. در اين حالت از رايانه ها براي شبيه سازي فرآيندها و واکنش هاي اتم ها و مولکول ها استفاده مي شود. شناختي که به وسيله محاسبه به دست مي آيد، باعث مي شود که زمان لازم براي پيشرفت نانوتکنولوژي خشك بطور محسوسي کاهش يابد و البته تأثير مهمي در نانوتکنولوژي مرطوب نيز خواهد داشت. نانو چرخ دنده ها (راست) و نانوموتورها (چپ) از نانو ساختارهايي هستند که با استفاده از شبيه سازي رايانه اي اطلاعات زيادي درباره آنها داريم. اما اين وسايل هنوز در عمل مورد استفاده قرار نگرفته اند. منبع: باشگاه نانو
  13. فن آوری نانو یکی از بزرگترین و اصلی ترین فن آوریهای قرن 21 است. پیشوند نانو از کلمه یونانی Nanos به معنی کوتوله گرفته شده است. این فن آوری با مقیاسی سرو کار دارد که ده ها هزار بار کوچکتر از یک میلیمتر است. فناوری نانو به دنبال بررسی کردن، تولید کردن و به کارگیری ساختارهایی است که اندازه آنها کوچکتر از 100 نانومتر است. تاریخچه ی فن آوری نانو برمی گردد به ریچارد فاینمن، فیزیک دانی که به عنوان پدر فناوری نانو شناخته می شود. نظریات مهم وی در فیزیک کوانتم، وی را به دانشمند تاثیر گذار در قرن 20 تبدیل کرد تا جاییکه در سال 1965 جایزه نوبل علم فیزیک به این دانشمند داده شد. البته فاینمن هیچگاه از کلمه فناوری نانو استفاده نکرد و نوریو تانیگوچی ژاپنی دانشمندی بود که برای اولین بار در سال 1974 این کلمه را به کار برد. امروزه فن آوری نانو در تمامی حوزه های علم و فن آوری نفوذ کرده است و بسیاری معتقدند که در مقیاس نانو مرز بین رشته های مختلف از بین خواهد رفت. سومین جشواره بین المللی نانو در روز سوم آبان ماه در تهران افتتاح گردید. جشنواره ایی که تا هفتم آبان ادامه داشت. 207 مشارکت کننده در قالب 176 غرفه نمایشگاهی در فضایی به وسعت 15 هزار متر مربع که توسط ستاد فناوری نانو برگزار شده بود، حضور یافتند. دکتر سعید سرکار، دبیر ستاد فنآوری نانو در مراسم گشایش جشنواره، بخش "هنر و فناوری نانو" را، بخش جدید جشنواره امسال عنوان کرد و افزود: تلفیق این فناوری با هنر حائز اهمیت و جالب توجه است زیرا این فناوری می‌تواند برای حفظ آثارهنری وابنیه تاریخی مورداستفاده قرارگیرد. وی تصریح کرد: فراخوان جشنواره، از اردیبهشت ماه سال جاری آغاز شد و 300 اثر به ستاد ویژه‌ی توسعه‌ی فناوری نانو ارسال گردید که از این تعداد 93 اثر از قبیل داستان، نقاشی، انیمیشن، آثار حجمی و تصویرسازی هستند. دبیر ستاد ویژه توسعه فناوری نانو با اشاره به بخش کریدور خدمات فناوری تا بازار، اظهار کرد: بدون ارایه‌ خدمات نمی‌توان شاهد رسیدن یک فناوری تا بازار بود که در جشنواره‌ امسال این بخش متشکل از 12 پایگاه خدماتی سعی دارد تا درصد به موفقیت رسیدن یک محصول تا بازار را افزایش دهد. سرکار افزود: در سومین جشنواره فناوری نانو بیش از 80 شرکت تولیدی حضور دارند که محصولات خود را ارایه می‌کنند که بسیاری از این محصولات در راهیابی به بازارهای جهانی نیز موفق بوده اند. وی افزود: همچنین درخواست 30 کارگاه تخصصی در سومین جشنواره فناوری نانو دریافت شد که از این تعداد، 13 نمونه مورد تایید قرار گرفته و برگزار می‌شود. در این جشنواره شرکت هایی که در زمینه پوشش و پلیمر فعالیت کرده بودند نیز دستاوردهای خود را به نمایش گذاشتند. از جمله در بخش خودرو، شرکت ساپکو وابسته به ایران خودرو و بهمن دیزل، کاربرد نانوکامپوزیت و پوشش های نانویی را در خودروی SOREN و مینی بوس نانویی به نمایش گذاشتند. دستاوردهای دیگر همانند لوله های عایق صدا، رنگهای عایقی، آنتی میکروبیال و غیره به نمایش گذاشته شد که با تنی چند از غرفه گذاران در زمینه پلیمر و پوشش مصاحبه هایی به عمل آمده که در ادامه خواهید خواند. (1) سعید محمدی یزدی، کارشناس ستاد فن آوری نانو و مسوول روابط عمومی نمایشگاه نانو در گفت گو با خبرنگار بسپار از فعالیت های ستاد فن آوری نانو در ارتقا و پیشبرد این تکنولوژی در کشور و نقش ستاد در این ارتباط می گوید: وظایف ستاد فن آوری نانو را می توان در ارایه راه کارهایی برای توسعه نانو در حوزه ی علوم و فن آوری و صنعت دانست. در بخش علوم و ارایه مقالات ISI ما توانسته ایم در رتبه ی 14 جهانی و در بخش صنعت در جایگاه دهم قرار بگیریم. بسپار- رتبه های اعلام شده از طرف چه ارگانهایی بوده است؟ محمدی یزدی: رتبه ی چهاردهم از طرف سازمانهای بین المللی ذی ربط، اما رتبه ی دهم را براساس مشاهدات خود از وضعیت بازار محصولات تجاری ارایه کرده ایم. بسپار-معیار شما برای این ارزیابی چه بوده است؟ محمدی یزدی: با توجه به رشدی که در حوزه ی پلیمر ها، نانو کامپوزیت و پوشش های نانویی و کاربرد آنها در صنعت خودرو صورت گرفته، همچنین در بخش کشاورزی و نساجی پیش رفت های قابل توجهی که انجام شده و طرح هایی که به مرحله ی صنعتی شدن رسیده اند، می توان این ادعا را داشت. بسپار- ستاد فن آوری نانو تا به حال چه خدماتی را در بخش حمایتی ارایه کرده است؟ محمدی یزدی: ستاد تا به حال تلاش های زیادی را برای جمع آوری گزارش های علمی و تحقیق انجام داده است. از جمله ارایه وام یک میلیون و دویست هزار تومانی برای دانشجویانی که پایان نامه کارشناسی ارشد خود را در ارتباط با فناوری نانو بنویسند و برای مقطع دکترا نیز این رقم افزایش پیدا می کند. برگزاری نمایشگاه نانو که ستاد متولی برگزاری آن است، از دیگر فعالیت های ماست. ارایه تسهیلات و حمایتها که به چند بخش تقسیم می شود. یکی حمایتها در بخش پایان نامه ها و مقالات که قبلا توضیح داده شد. دوم، حمایت از فن آوری که تا 80 در صد از مبلغ حق اختراع را ستاد پرداخت می کند. سوم، حمایتهای ترویجی مثل برگزاری سمینارها یا ارایه تسهیلات به مجلاتی که به این حوزه وارد شوند (بسپار- جالب است که علیرغم مکاتبات انجام شده و بخش عمده ای که به عینه این مجله تا کنون به مبحث نانو اختصاص داده است، تاکنون هیچ کمکی در این زمینه از سوی این ستاد در اختیار بسپار، قرار داده نشده است.) چهارم، حمایت از اشتغال، به طور مثال شرکتهایی که می خواهند روی تکنولوژی نانو کار کنند به آنها در ارایه گزارشات مشاوره و هزینه های ایجاد R&D کمک می شود. البته این را نیز باید گفت برای اینکه اشخاص حقیقی و حقوقی بتوانند از خدمات ستاد به طور کامل بهرمند شوند، در اولین قدم باید صحت ادعای آنها مبنی بر داشتن محصول نهایی مورد تایید قرار بگیرد. بعد از آن مرکزی داریم که گواهینامه هایی صادر می کند که می توانند از این خدمات بهرمند شوند. مثل خدمات بازاریابی، مشارکت حقوقی و سرمایه گذاری مشترک که در این ارتباط صندوق هایی وجود دارد مثل صندوق توسعه تکنولوژی یا صندوق توسعه ی فن آوری نوین که با ستاد کار می کنند و ستاد در این صندوق ها چند صد میلیون تومان سرمایه گزاری انجام داده و شرکت هایی که تاییدیه لازم را به دست بیاورند می توانند تا سقف 200 میلیون تومان وام بگیرند. حمایتهای تضمینی ستاد نیز می توانند تضمین خرید باشند. مثل ساخت دستگاه STM که ما به شرکت سازنده قول خرید داده ایم و آنها را به دانشگاه های کشور عرضه کردیم. بسپار- تا به حال چه پروژه های موفق و ملی در ارتباط با فناوری نانو انجام شده است؟ محمدی یزدی: از پروژه های موفق می توان به تولید لوله های نانو کربنی اشاره داشت که در پژوهشگاه نفت انجام شد. همچنین تولید لوله های پلیمری عایق صدا که توسط شرکت پارس پلیمر شریف ساخته شده و توسط شرکت لوله و اتصالات وحید به تولید انبوه رسیده است. دیگری تولید شیشه های Low E از شرکت کاوه فلوید است که به اروپا هم صارات داشته است. پیگیریهای ستاد در بخش صنعت خودرو، به صورت نمونه هایی که می توانید در غرفه های ایران خودرو و بهمن دیزل ببینید، قابل ارایه است. بسپار - دور نمای فن آوری نانو را در کشور چگونه می بینید؟ محمدی یزدی: دورنمای ما تا سال 1394 رتبه اول جهان اسلام بوده است که حتی 5 سال زودتر هم به آن رسیدیم ولی نباید تنها به این دستیابی البته مهم اکتفا کرد. زمانی که شرکت صادر کننده داشته باشیم در آن زمان می توان حرفی برای گفتن داشت چرا که رمز موفقیت و بقای یک شرکت در صادرات است. (2) صادقیان، کارشناس پلیمر از شرکت صنایع ریف ایران از کاربرد تکنولوژی نانو در رنگهای تولیدی این شرکت می گوید. شرکت ریف ایران تولید کننده انواع رنگهای ساختمانی پایه آب، رنگهای صنعتی و انواع رزینهای آکریلیک می باشد. ولی مهمترین تولید شرکت یاد شده چنانکه نماینده این مجموعه می گوید، رنگ و رزین های ترافیکی هستند: این رنگها که به نام ترموپلاست یا رنگهای سرد معروف شده اند، به دلیل کاربرد آسان و قیمت ارزان معمولا در سطح جهان استفاده می شوند ولی عمده مشکل آنها عمر 6 تا 9 ماه آنها می باشد که ما بدون اینکه ساختار شیمیایی آن را تغییر دهیم با استفاده از نانو ذرات موفق به ساخت رزین نانوکیلری شدیم که می تواند 2 تا 3 برابر طول عمر رنگهای ترافیکی را افزایش دهد. در حال حاضر این رزین به مرحله تولید صنعتی رسیده است و با قرادادی که یکسال ونیم پیش با شرکت عرف ایران بزرگترین پیمانکار شهرداری تهران بستیم، این نوع رنگ را به آنها عرضه می کنیم. صادقیان در ارتباط با واحد تحقیق و توسعه شرکت عنوان کرد: فرمولاسیون رنگهای ترافیکی به طور کامل در قسمت R&D شرکت به دست آمده است. البته از زمانی که "کفا" محصول ما را به عنوان محصول نانویی شناخت تسهیلات خاصی را اعطا کرد. هرچند که برای تولید این نوع رنگ 5 درصد به هزینه های ما افزوده شده ولی با توجه به افزایش طول عمر هزینه ی مازاد به طور کامل پوشش داده می شود. در ادامه صادقیان افزود: رتبه 14جهان در زمینه فناوری نانو در بخش صنعت، شاید حداقل در زمینه پوشش صدق نکند و به اعتقاد من در این راه گامهای اولیه را بر می داریم ولی به دلیل اینکه طرحهای رنگ و رزین به سرعت می توانند در فاز صنعتی شدن قرار بگیرند به راحتی می توان در آن پیشرفت کرد. ما نیز در نظر داریم با استفاده از نانو ذرات در بخش رنگهای خودرویی، رنگ ضد خش تولید کنیم و در بخش کامپوزیت ها مثل وینیل استر یا پلی استر غیر اشباع شانس این را داریم که نتیجه بهتری بگیریم. (3) علی بیگدلی، مدیر عامل شرکت پوشش صنعت در ارتباط با کاربرد نانو سیلیکا در رنگهای عایقی اظهار داشت: شرکت پوشش صنعت به عنوان یک شرکت بازرگانی، با عرضه رنگهای ضد عایق فعالیت خود را آغاز کرد ولی به دلیل هزینه سنگین واردات آن که متری 9 تا 10 هزار تومان هزینه در بر داشت، برای ما توجیه اقتصادی را از دست داد و در نتیجه تصمیم به تولید این رنگها در کشور گرفتیم. فرآید ساخت رنگهای عایقی که به عنوان یک فن آوری برای این شرکت محسوب می شود کاربرد نانو سیلیکا داخل رنگ است که 70 درصد از ضخامت را تشکیل می دهد. در واقع بعد از اینکه رنگ روی سطح اعمال می شود، پرزها و حفره های تونلی به وجود می آید که ساختار نانویی با ضخامت چند میکرون دارند که مانع از انتقال حرارت می شود. مواد به کاررفته در رنگهای عایقی به غیر از نانوسیلیکا که از شرکت سیلیکا کم آمریکا از طریق دبی تهیه می شود، همه ایرانی هستند. بیگدلی تاکید کرد: با تغییراتی که در فرمول رنگ و رزین ایجاد شده این رنگها با شرایط آب و هوایی ایران کاملا منطبق شده اند و می تو انند در ایران بازار خوبی پیدا کنند. در حال حاضر برای تولید رنگهای عایقی به صورت صنعتی وارد عمل نشده ایم و تنها با گرفتن سفارش تولید می کنیم. سفارش دهندگان ما نیز بیشتر مراکز دولتی هستند. در پایان بیگدلی در مورد طرح های توسعه شرکت عنوان کرد: در نظر داریم پوشش های ضد عایق، عایق های صنعتی با پوشش بالاتر رطوبتی، صدا و عایق های هوشمند را در برنامه ی کاری شرکت قرار دهیم. (4) کاوه ممی زاده، مدیر فروش شرکت پارسا پلیمر شریف در ارتباط با محصولات نانومتریک شرکت می گوید: شرکت به لحاظ داشتن واحد R&D قوی با سرپرستی دکتر باقری، دستاوردهای خوبی در خلق ایده های نو داشته است. از جمله کاربرد نانو در کامپوزیت که تحت عنوان پلی پروپیلن ضد خراش ثبت اختراع شده است، کاربرد بسیار زیادی در خودرو سازی مخصوصا در داشبورد دارد. این محصول تا به حال به شرکت مهرکام پارس ارایه شده است. در زمینه لوله واتصالات، نانو کامپوزیتهایی به نام Pipe Silent (لوله های بدون صدا) تولید شده اند که در لوله های ساختمانی به کار می روند. در حال حاضر پروژه ایی که در دست داریم مواد سدگر در برابر اکسیژن است که مراحل پایانی صنعتی شدن را طی می کند. سدگرهای در برابر اکسیژن، نوعی کامپوزیت برای افزایش ماندگاری محصول در داخل بسته بندی ها هستند و در واقع مانع نفوذ پذیری اکسیژن به داخل بسته بندی می شوند و تا 30 درصد ماندگاری محصول را افزایش می دهند. ممی زاده در بخشی دیگر از سخنان خود افزود: متاسفانه کاربرد نانو در بخش صنعت پیشرفت آنچنانی نداشته و بیشتر طرحها در حد نیمه صنعتی باقی مانده و فقط در زمینه ارایه مقالات علمی خیلی پیشرفت داشته ایم. این در حالی است که بهترین راه برای تغییر خواص ویژه در مواد و کابرد بهینه آن در صنعت، استفاده از تکنولوژی نانو می باشد و لازم است در این حوزه کار و سرمایه گذاری بیشتری شود. (5) آزاده زارع کلیشادی، مدیر عامل شرکت صنایع سلولزی پلیمری تاوایرانیان در مورد استفاده از فناوری نانو در محصولات این شرکت اظهار داشت: این شرکت تولید کننده ورق های پلی اتیلن، پلی پروپیلن آنتی باکتریال با تکنولوژی نانو سیلور نقره می باشد. ورق های آنتی باکتریال تولیدی در تولید بدنه داخل یخچال، ظروف نگهداری غذا های آماده، جعبه های تجهیزات پزشکی و خون با ضخامت حداکثر µ800 کابرد دارند. همچنین لوله های آنتی باکتریال در سایزهای mm40، 32، 25، 20 در سیستم لوله کشی مکان های عمومی همانند مدارس به کار می رود. کلیشادی هدف شرکت را در استفاده از فناوری نانو، کاهش مصرف منابع، سازگاری بیشتر با محیط زیست با ویژگی هایی همچون غیر سمی و غیر حساسیت زا برای بدن دانست. (6) دکتر سید علی هاشمی، مدیر عامل شرکت نانو آب ایرانیان و عضو هیات علمی پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران، در ارتباط با دستاوردهای پژوهشی شرکت یاد شده، اظهار داشت: ما از 20 سال گذشته روی پلیمرهای سوپرجاذب، فعالیت های تحقیقاتی انجام دادیم که در سال گذشته موفق شدیم با سرمایه گذاری مشترک با کانادا آن را به تولید انبوه برسانیم. استفاده از هیدروژل های سوپر جاذب، جدیدترین شیوه آبیاری می باشد. این مواد پلیمری آب انبارهای مینیاتوری هستند که قابلیت جذب مقادیر زیادی آب و محلول های آبی را دارا هستند، به طوریکه حتی تحت فشار، آب را چندین مرتبه جذب نموده و هنگام نیاز ریشه، به راحتی آب را در اختیار آن قرار می دهند. هاشمی در ادامه توضیح داد: چهار پروژه تولید سم در دستور کار داریم. دو نوع سم طبیعی، زیره و دوردانه که آن را تبدیل به نانو کپسول کرده ایم. امتیاز کپسول نانویی سم این است که سم نسبت به PH محیط قرار گیری و یا دما شروع به آزاد شدن می کند و در نتیجه میزان سم در آن کاهش پیدا می یابد. در واقع سموم معمولی در 3 روز سم را آزاد می کنند ولی سموم کپسوله شده نانویی به طور مثال در ظرف 6 ماه می توانند را آزاد کنند. طرح پوشش بذر که در آن از پلیمر های هوشمند استفاده شده، سیستمی است که وقتی هوا سرد می شود، آب را جذب نمی کند و در زمانی که دما مناسب باشد، آب جذب می شود. هاشمی، در مورد پیشرفت تکنولوژی نانو در کشور معتقد است: ایران از لحاظ آکادمیک در زمینه ارایه مقالات علمی نانو پیشرفت خوبی را داشته ولی از لحاظ رتبه و جایگاه بین دانشگاه و صنعت فاصله ی زیادی وجود دارد و تا زمانی که از پروژه های نانویی حمایت مالی نشود، این فاصله همچنان باقی خواهد ماند. هاشمی، طرحهای آتی شرکت را تولید کودهای غنی شده و بذر پوشش داده شده دانست که در مرحله تحقیقات است. وی همچنین اعلام کرد تثبیت خاک یک تکنولوژی است که ما توانسته ایم هم اکنون آن را به مرحله تجاری برسانیم. (7) رضا فراهانی، مدیر بازرگانی شرکت دانش بنیان نانو رنگدانه شریف از فعالیت های تولیدی و بازرگانی شرکت نانو رنگدانه شریف سخن به میان آورد. وی گفت: ما از زمان شروع به کار شرکت، که سه سال می گذرد، محصولات تخصصی نانو را تولید کرده ایم که می توان به مواد ذیل اشاره کرد. - محصولات نانو نقره با نام گروه محصولات آنتی باکتریال دارای خاصیت فتوکاتالیستی شبیه نانو اکسید سیلیس که می تواند امکان نابودی انواع زیادی از میکروب ها را به وسیله مکانیزم ساده جفت شدن ذرات نانو نقره فراهم کند. این محصول پنج زیر مجموعه دارد، از جمله: الف- نانو کامپوزیت پلیمری، نانو کپسول های پلیمری در اندازه های کمتر از 8 نانومیکرون که در تولید انواع محصولات میکروبیال پلیمری کاربرد دارد. ب- انواع رزین های پلیمری به صورت گرانول حاوی ذرات نقره در اندازه های سه تا 10 نانومیکرون با قابلیت استفاده در انواع پلیمرها به صورت مستربچ، امکان اختلاط با انواع پلیمرها و قابلیت تهیه لایه های نازک پلیمری در حد میکرون با خاصیت آنتی باکتریال. ج- ماده معدنی محتوی نانو ذرات نقره با غلظت ppm 250 رنگ زرد و سفید که در رنگ های محصولات کشاورزی و بسته بندی انواع محصولات باغی و کشاورزی به کار می رود. - نانو سیلیس رسوبی که با نام کربن سفید شناخته می شود دارای خواص مقاوم حرارتی بالا، عدم آلایندگی، افزایش عامل چسبندگی، مقاومت ایزولاسیون الکتریکی و پر کننده ی تقویتی می باشد. کاربرد آن در صنایع لاستیک سازی، محصولات آرایشی، صنایع غذایی، رنگ و رزین، شیشه و سرامیک، شیمی و کاغذ سازی است. - پودر نانو اکسید روی یک ترکیب غیر آلی با فرمول شیمیایی ZnO می باشد. این ماده اغلب به صورت یک ترکیب پودر سفید رنگ که غیر قابل حل در آب است مورد استفاده قرار می گیرد. کاربرد های آن در الف: لاستیک سازی است که باعث استحکام و طول عمر لاستیک می شود. ب: در پوشش ها برای افزایش مقاومت خوردگی در سطوح فلزی است. از دیگر کاربرد های این ماده در پزشکی، شناسایی اثر انگشت، صنایع الکتریکی، آرایشی، کرم ضد آفتاب و حذف آلاینده و تصفیه آب می باشد. - نانو کلی، خاک رسوبی که عموما شامل 20-80 درصد کاولینیت (یک نوع سیلیکات معدنی)، 25-10 درصد میکا و 60 و 65 درصد کوارتز می باشد. کاربردهای آن در صنایع پلیمر است که باعث افزایش مقاومت و تهیه کامپوزیت در صنایع لاستیک سازی جهت افزایش راندمان عمل آوری لاستیک ها و در صنایع سرامیک و ریخته گری است. - نانومگنتایت، به صورت محلول بوده و به روش های حرارتی مکانیکی و سل ژل تولید می گردد. کاربردهای آن در صنایع چاپ، بیوتکنولوژی و مهندسی ژنتیک می باشد. در زمینه رنگ های عایق با استفاده از نانو سیلیس ساختار با استفاده از سه ویژگی تخلص بالا، مقاومت حرارتی و افزایش عامل چسبنده، موجبات تولید پوششی عایق با خواص و ویژگی هایی موثر و کاربردی را فراهم می آورد. از این عایق ها می توان در صنایع مختلف مانند صنایع نظامی، هوایی، دریایی، دفاعی، خودرو سازی و لوازم خانگی استفاده کرد. فراهانی در ارتباط با حمایتها و تبادل همکاری، افزود: در حال حاضر شرکت هفت تاییدیه "کفا" را در زمینه ی تکنولوژی نانو به دست آورده ولی از تسهیلات مالی و غیره مالی ستاد فن آوری نانو تا به حال استفاده نکرده ایم چرا که معتقدیم می توانیم به طور کامل روی پای خود بایستیم. همچنین اعلام می کنیم حاضریم با شرکت های داخلی فعالیت علمی و تجاری داشته باشیم. چرا که با توجه به تحریم ها بعضی از مواد هستند که واردات آنها به کشور دچار مشکل می شود و ما این توانایی را داریم که بتوانیم آنها را در داخل تولید کنیم. (8) با توجه به رشد چشم گیر تولید خودرو در ایران و به تبع آن مشکلاتی همچون افزایش آلودگی های زیستی، افزایش سوخت، امنیت خودرو و ... به طور حتم استفاده خودرو سازان از تکنولوژی های نوین برای ارتقای کیفیت و حمایت از محیط زیست به امری گریزناپذیر تبدیل شده است. در سومین جشنواره فناوری نانو دو شرکت ساپکو و گروه بهمن از آخرین دستاوردهای کاربرد نانو در تولید خودرو های خود با مجله بسپار به گفت وگو نشستند. هادی زبردست، رییس استراتژدی تکنولوژی ایران خودرو اظهار داشت، فن آوری نانو و کاربرد آن در خودرو برای ما درراستای چند هدف مهم دنبال می شود: اول، ارتقای کیفیت در محصولات همچون بررسی و ویژگیها و کارکردهایی که ارزش افزوده برای مشتری به همراه خواهد داشت. دوم، کاهش مصرف سوخت و آلایندگی. سوم، خودکفایی در دسترسی به مواد اولیه. در حال حاضر مجموعه فعالیت های متمرکز در ساپکو در این زمینه سه بخش دارد. بخشی، فعالیت هایی است که جنبه تحقیقاتی و کاربردی دارد و می تواند به ارایه یک نمونه آزمایشگاهی منجر شود. بخش دوم بحث توسعه محصول است که نمونه صنعتی ساخته می شود و در مرحله بعد سعی در تجاری سازی و تولید انبوه آن می شود. در بخش نمونه سازی و ارزیابی فنی اقتصادی، فعالیت های ما خلاصه می شود در الف: قطعات کامپوزیتی که شامل دو بخش است 1- استفاده از نانو کامپوزیت های پلی پروپیلن در تولید قطعات خودرو که مصادیق و کاربردهای آن عبارت است از پروانه فن رادیاتور، جعبه ECU و درب آن، قاب محافظ هواکش، بخاری، قالپاق چرخ و غیره 2- استفاده از نانو کامپوزیت هایABS در تولید قطعات خودرو نظیر هاوزینگ، چراغ خطر خودروی پژو405، چراغ خطر خودروی روآ، قاب ستونهای خانواده خودرویی پژو 405 و قطعات مجموعه داشبورد خودرو ها ب: پوشش های نانویی. پروژ ه های ما در این گروه تقسیم می شود به 1- پوشش روی منسوجات خودرو نظیر روکش صندلی که خاصیت آب گریزی دارد. 2- پوشش روی فلزات نظیر رینگ خودرو که خاصیت ضد لک را دارد. 3- پوشش روی شیشه و آینه. آقای مهندس بیرامی، کارشناس مهندسی و تحقیقات مواد شرکت ساپکو در این مورد می گوید: این شیشه از نوع LOW E می باشد که در حال حاضر در ساخت آن در مقدمه کار قرار داریم چرا که برای رسیدن به فرمولاسیون و بهینه سازی احتیاج به زمان زیادی هست. خواصی که این شیشه ها دارند ممانعت از ورود گرما و سرما به داخل خودروست و نرخ تابش کمی هم دارند و شرکت سازنده آن کاوه فلوید یک شرکت داخلی است. ج: شیمیایی 1- ساخت نمونه ***** نانو ذرات Tio2 به روش سل ژل. این ***** آلاینده های غیر احتراقی داخل هوا را جذب کرده و مواد آلی آنرا تجزیه می کند. 2- ساخت نانو ذرات Sic (سیلیسیم کارباید) به روش شیمیایی. 3- ساخت نانو ذرات B4C تولید شده به روش شیمیایی. 4- کاتالیست کانورتور سرامیکی برای موتورهای با حجم 1600 , 1800سی سی و کاتالیست کانورتور (مبدل کاتالیزوری) فلزی که می تواند به عنوان یک راکتور کوچک شیمیایی آلاینده های Co HC و NoX را به Co2 , H2o, N2 تبدیل نمایند. زبردست در ادامه می گوید، به اعتقاد من با توجه به این که در حوزه ی فناوری نانو به موقع وارد شدیم و دولت سرمایه گذاری خوبی در آن انجام داد. جایگاه خوبی را در سطح جهان در زمینه کاربرد نانو در خودرو به دست آورده ایم. به طوریکه در مقایسه با دیگر خودروسازان معظم دنیا، همچون BMW دستاوردهای مشابهی داشته ایم. در حال حاضر نیز پروژه های تحقیقاتی زیر را در دست داریم: 1- بررسی امکانپذیری تولید باک خودروها با استفاده از نانو کامپوزیت های هیبریدی با هدف دستیابی به استاندارد Euro IV توضیح آنکه استاندارد EURO IV برای نشتی میزان بخار بنزین یک حدی را تعریف کرده است که برای به دست آوردن آن باید باک خودرو را سه لایه بسازیم که مسلما وزن و هزینه آن را بیشتر می کند ولی با کاربرد نانوکلیر می توانیم همان تک لایه را تولید و خواص سه لایه را از آن بگیریم. 2- جایگزینی لوله های سوخت چند لایه با لوله های تک لایه نانو کامپوزیتی پلی آمید 3- استفاده از نانو کامپوزیتهای داخلی SBR به جای لاستیک وارداتی EPDM در حداقل یک قطعه خودرو 4- بررسی کابرد نانو در لنت خودرو 5- تهیه کامپوزیتهای SIC در بستر آلومینیوم 6- بررسی کاربرد نانوSIC در تایر خودرو 7- کابرد نانو SIC در پوشش سرامیکی منیفولد دود خودرو 8- خالص سازی و نانو کردن SIC تولید داخل کشور 9- بررسی تاثیر استفاده از نانو روانکارها در میزان مصرف سوخت و آلاینده های خودرو کلیر نانویی رنگ بدنه از دیگر دستاوردهای ما بوده است. کلیر، آخرین لایه رنگ خودرو بوده و در بخش فرآیند رنگ بدنه پاشش می گردد. استفاده از کلیر نانویی باعث افزایش مقاومت به سایش ناشی از کارواش و دوام بیشتر براقیت رنگ در زیر نور آفتاب می گردد. بیرامی در این رابطه می گوید، با توجه به کارهای انجام شده انتظار ما از مجلات تخصصی این است که مورد حمایت بیشتری قرار بگیریم. زبردست ادامه می دهد، در واقع برای اینکه بتوان صنعت را در کشور توسعه داد زنجیره دانشگاه صنعت و دولت همه به هم متصل هستند و اگر یکی از این حلقه های زنجیر پاره شود مسلما کار با مشکل مواجه خواهد شد. در پایان زبردست هدف از شرکت در جشواره نانو را 1-آشنا سازی مشتریان با فن آوری نانو 2- تجاری سازی 3- ارایه توانمندیها 4-فعالیت های ترویجی و تکمیلی اعلام کرد و افزود: مجلات تخصصی در این بخش خیلی می توانند به ما کمک کنند. (9) مهدی پیله چی، کارشناس واحد مهندسی خودرو سازی بهمن دیزل در ارتباط با مینی بوس های نانویی اظهار کرد: مینی بوس نانویی از تولیدات جدید بهمن دیزل می باشد. اجزایی که در آنها از تکنولوژی نانو استفاده شده است عبارت اند از: الف - جداره داخلی شیشه های مینی بوس که باعث کاهش در ارتباط با حرارت ورودی خورشید تا 7 درصد، کاهش هزینه های سرمایش تا 40 درصد و کاهش هزینه های گرمایش تا 30 درصد و جذب اشعه ماورا بنفش تا 60 درصد می شود. ب- داخل مینی بوس از نانو ذرات کروی چند لایه روکش شده استفاده گردیده که باعث جلوگیری از انتقال حرارت، ایجاد خاصیت ضد آب و لک خوردگی در روی سطح فلز و ایجاد امکان حذف عایق های فومی کار شده در سقف و بدنه شده است. ج- نیمی از صندلی های این مینی بوس، دارای روکش های نانویی با لایه ضد آب و لک و نیمی دیگر دارای روکش ضد باکتری و بو می باشند. روکش های ضد آب و لک دارای خواص جاذب نور مقاوم در برابر لک و آب و جلوگیری از تثبیت آلودگی و کثیفی برروی الیاف می شوند. روکش تهویه هوا و ضد باکتری نیز در این مینی بوس به کار رفته که با استفاده از نانو ذرات اکسید فلزی و پیوند دهنده های سطحی، باعث حذف ترکیبات VOC منفی در محیط، کاهش خستگی، افزایش 5 تا 15 درصدی اکسیژن در محیط می شوند. د- سطح خارجی این مینی بوس ها با استفاده از چند کمپلکس شیمیایی و پیونددهنده های قوی مجهز به اکسید در محیط، مجهز به روکش ضد آب و لک شده که دارای خواص جلوگیری از چسبیدن مخلوط آب و گل روی بدنه و جلوگیری از پوسیدگی و خش گرفتگی بدنه تا 10درصد و همچنین تمیز ماندن شیشه و بدنه برای مدت طولانی می شود. در حال حاضر فاز تحقیقاتی مواردی که در بالا به آن اشاره شد، به پایان رسیده و اگر بخواهیم به فاز تولید انبوه برسیم، کل محصولات بهمن را می توانیم با این فن آوری تولید کنیم. البته باید بگوییم ستاد فن آوری نانو تسهیلات و همکاری هایی را با ما داشته که امیدوارم دستاورد این همکاری نتیجه مورد نظر ما را به همراه داشته باشد. و سخن آخر اینکه در آینده در نظر داریم به دلیل اینکه خودروهای دیزلی شدت آلودگی صوتی بالایی نسبت به ماشین های معمولی دارند، روی این موضوع متمرکز شویم و با استفاده از تکنولوژی نانو آن را به حداقل برسانیم. بسپار
  14. برخی از رویدادهای مهم تاریخی در شکل گیری فناوری و علوم نانو تاریخ رویدادهای مهم در زمینه فناوری نانو 1857 مایکل فارادی محلول کلوئیدی طلا را کشف کرد 1905 تشریح رفتار محلول‌های کلوئیدی توسط آلبرت انیشتین 1932 ایجاد لایه‌های اتمی به ضخامت یک مولکول توسط لنگمویر (Langmuir) 1959 فاینمن ایده " فضای زیاد در سطوح پایین " را برای کار با مواد در مقیاس نانو مطرح کرد 1974 برای اولین بار واژه فناوری نانو توسط نوریو تانیگوچی بر زبانها جاری شد 1981 IBM دستگاهی اختراع کرد که به کمک آن می‌توان اتم‌ها را تک تک جا‌به‌جا کرد. 1985 کشف ساختار جدیدی از کربن C60 1990 شرکت IBM توانایی کنترل نحوه قرارگیری اتم‌ها را نمایش گذاشت 1991 کشف نانو لوله‌های کربنی 1993 تولید اولین نقاط کوانتومی با کیفیت بالا 1997 ساخت اولین نانو ترانزیستور 2000 ساخت اولین موتور DNA 2001 ساخت یک مدل آزمایشگاهی سلول سوخت با استفاده از نانو لوله 2002 شلوارهای ضدلک به بازار آمد 2003 تولید نمونه‌های آزمایشگاهی نانوسلول‌های خورشیدی 2004 تحقیق و توسعه برای پیشرفت در عرصه فناوری‌نانو ادامه دارد فن آوری نانو چیست؟ فناوری‌نانو واژه‌ای است کلی که به تمام فناوری‌های پیشرفته در عرصه کار با مقیاس نانو اطلاق می‌شود. معمولاً منظور از مقیاس نانوابعادی در حدود 1nm تا 100nm می‌باشد. (1 نانومتر یک میلیاردیم متر است).
  15. گروهی از محققان اروپایی با استفاده از فناوری نانو اولین اسپری را که تمام سطوح صاف را به پیل فتوولتائیک خورشیدی تبدیل می کند، ارائه کردند. به گزارش خبرگزاری مهر، محققان دانشگاه لچستر انگلیس با همکاری شرکت نروژی "انسول" نوعی اسپری را ابداع کردند که با پاشیدن بر روی شیشه ها، پنجره ساختمانها را به پانلهای خورشیدی تبدیل می کند. این اسپری می تواند یک ورقه نازک فتوولتائیکی را بر روی سطوح صاف (حتی دیوار ساختمانها) ایجاد و از طریق آن انرژی خورشیدی را جمع آوری کند. این ورقه نازک فتوولتائیک برپایه فناوری نانوبلورها قرار دارد. توسعه دهندگان این پروژه درتلاش برای بهبود میزان اثربخشی اسپری به میزان 20 درصد هستند و امیدوارند که تا سال 2016 بتوانند این محصول را وارد بازار کنند. کریس بینس از دانشگاه لچستر اطمینان دادند که بهره وری این ورقه فتوولتائیکی برابر با حدود 100 وات بر متر مربع است. این ورقه کاملا شفاف است بنابراین می تواند به راحتی بر روی شیشه ها مورد استفاده قرار گیرد و در آینده جایگزین فناوریهای کنونی شود. براساس گزارش Energy Matters، این ورقه فتوولتائیک می تواند با هواپیماهای خورشیدی که درحال حاضر رو به توسعه اند نیز سازگار شود. منبع
  16. دانشمندان کره ای با استفاده از فناوری نانو روشی را یافته اند که صفحات نمایشگرهای لمسی می توانند فشار انگشت را به انرژی الکتریکی تبدیل کنند. به گزارش سرویس علم و فن آوری پایگاه اطلاع رسانی صبا به نقل از خبرگزاری مهر، استفاده از نمایشگرهای لمسی در لپ تاپ، تلفنهای همراه هوشمند، پخش کننده های mp3 و لوح- رایانه های نسل جدید رواج گرفته است در این راستا نمایشگرهای لمسی چه از نظر طراحی و چه از نظر ادغام با عملکردهای دیگر درحال تکامل هستند. در این میان، گروهی از پژوهشگران دانشگاه "سانگ کیونکوان" با همکاری شرکت سامسونگ در حال توسعه نمایشگرهای لمسی هستند که می توانند انرژی حاصل از فشار انگشت را به انرژی الکتریکی تبدیل کنند. این محققان موفق شدند روی یک غشای پلاستیکی، الکترودهای شفاف و انعطاف پذیر را چاپ کنند و این نمایشگر لمسی جدید را بسازند. تولید انرژی الکتریکی در این نمایشگر به خاطر "اثر فیزیوالکتریک" به دست می آید در روش "اثر فیزیوالکتریک" از خاصیت ماده ای استفاده می شود که اگر تحت یک فشار مکانیکی قرار گیرد توانایی ساخت پتانسیل الکتریکی را دارد. درحال حاضر از این اثر در کاربردهای دیگر نیز استفاده می شود که معروفترین آنها دستگاههایی است که انرژی حاصل از لرزش قدمها بر روی پیاده رو و یا حرکت خودروها بر روی خیابان را به انرژی الکتریکی تبدیل می کنند. براساس گزارش تکنولوژی ریویو، در نمایشگر لمسی جدید سامسونگ از نانولوله های یک ماده فیزیوالکتریک که همانند یک ساندویچ بین الکترودهای از جنس گرافن با رسانایی بالا و ورقه های پلاستیک انعطاف پذیر پوشیده است استفاده می شود. این ترکیب می تواند فشار حاصل از لمس را به انرژی الکتریکی تبدیل کند. این دانشمندان امیدوارند ظرف 4- 5 سال آینده از این نمایشگرهای لمسی جدید با قابلیت تولید انرژی در صنایع محصولات الکترونیکی مصرفی استفاده کنند. منبع
  17. نانولوله های ساخته شده از طلا می تواند مانع از ابتلا به آنفلوآنزا شود پژوهشگران دانشگاه بوفالو و مرکز کنترل و پیشگیری امراض آمریکا دریافته‌اند که در آینده می‌توان با استفاده از فناوری نانو برای مقابله با ویروسهای عامل همه‌گیری آنفلوآنزا از جمله آنفلوآنزای نوع «آ» استفاده کرد. به گزارش خبرنگار سایت پزشکان بدون مرز به نقل از دیلی اکسپرس ، این دانشمندان دریافته‌اند که نانومیله‌هایی از جنس طلا می‌توانند در زمینه مقابله با ویروسهای مختلف آنفلوآنزا موثر و کارآمد باشند. محققان می‌گویند: این کشف مشترک می‌تواند به تولید نسل جدیدی از داروهای ضد ویروسی برای درمان این بیماریهای مهاجم و طیف گسترده‌ای از بیماریهای عفونی کمک کند. کشف جدید بویژه برای بیماریهای کارایی خواهد داشت که در برابر داروهای معمول مقاوم هستند. این نانومیله‌های طلا که ساخت دانشمندان دانشگاه بوفالو هستند مانند وسایل نقلیه موثری عمل می‌کنند که مولکول قدرتمند فعال کننده سیستم ایمنی بدن را وارد سلولها می‌کنند. مزیت اصلی این نانومیله‌ها این است که طلا خاصیت سازگاری زیستی دارد. نانومیله‌های طلا مانع از این می‌شوند که مولکول وراثتی دی ان آ به هنگام ورود به درون سلول تخریب شود. شرح این یافته در نشریه پیشرفتهای آکادمی ملی علوم منتشر شده است.
×
×
  • جدید...