ذرات نامرئی که با سلول‌های سرطانی مبارزه می‌کنند، ریزپردازنده‌های سریع‌تر که انرژی کمتری مصرف می‌کنند، باتری‌هایی که 10 برابر بیشتر عمر می‌کنند یا پنل‌های خورشیدی که دو برابر انرژی تولید می‌کنند. اینها تنها بخشی از کاربردهای فراوان نانوتکنولوژی است، رشته‌ای با تمام مواد لازم برای تبدیل شدن به انقلاب صنعتی بعدی.
نانوتکنولوژی.
نانوتکنولوژی ساختار مولکولی مواد را برای ایجاد اجسام هوشمند تغییر می دهد.
دانلود تصویر فناوری نانو.
نانوتکنولوژی و جهان میکروسکوپی آن امکانات عظیمی را برای علم و صنعت معاصر ارائه می دهد. این حوزه که بین دهه‌های 60 و 80 شکوفا شد، در دو دهه اخیر با یک بازار جهانی پررونق که ارزش آن در پنج سال آینده از 125000 میلیون دلار فراتر خواهد رفت، بر اساس گزارش بازار جهانی نانوتکنولوژی (بر اساس مؤلفه و برنامه‌های کاربردی) توسط Research، رشد کرده است. & Markets که پیش بینی های سال 2024 را ارائه می دهد.
نانوتکنولوژی چیست؟
این شاخه تکنولوژیکی ساختار مولکولی مواد را دستکاری می کند تا خواص ذاتی آنها را تغییر دهد و سایرین را با کاربردهای انقلابی بدست آورد. این مورد گرافن است - کربن اصلاح شده سخت‌تر از فولاد، سبک‌تر از آلومینیوم و تقریباً شفاف - یا نانوذرات مورد استفاده در زمینه‌هایی مانند الکترونیک، انرژی، زیست‌پزشکی یا دفاع.
در سال 1959 جایزه نوبل آمریکایی و فیزیکدان ریچارد فاینمن اولین کسی بود که در مورد کاربردهای فناوری نانو در موسسه فناوری کالیفرنیا (Caltech) صحبت کرد. با قرن بیست و یکم، این منطقه یکپارچه شد، به بازار عرضه شد و به خود آمد. این شامل حوزه های دیگری مانند تولید خرد، شیمی آلی و زیست شناسی مولکولی است. به عنوان مثال، تنها در ایالات متحده، بیش از 18 میلیارد دلار بین سال های 2001 تا 2013 از طریق NNI (ابتکار ملی نانوتکنولوژی) سرمایه گذاری شد تا این بخش به محرک رشد اقتصادی و رقابت تبدیل شود.
فناوری نانو، از نزدیک.
فناوری نانو، از نزدیک.
دانلود
مشاهده اطلاعات: فناوری نانو، از نزدیک [PDF]پیوند خارجی، در پنجره جدید باز می شود.
انواع نانوتکنولوژی
انواع مختلف نانوتکنولوژی با توجه به نحوه کارشان (از بالا به پایین یا پایین به بالا) و محیطی که در آن کار می کنند (خشک یا مرطوب) طبقه بندی می شوند:
نزولی (از بالا به پایین)
مکانیسم ها و ساختارها در مقیاس نانومتری - از اندازه یک تا 100 نانومتر - کوچک می شوند. این متداول ترین تا به امروز است، به خصوص در الکترونیک.
صعودی (از پایین به بالا)
شما با یک ساختار نانومتریک - به عنوان مثال یک مولکول - شروع می کنید و از طریق یک فرآیند نصب یا خودآرایی مکانیزمی بزرگتر از مکانیزمی که با آن شروع کرده اید ایجاد می کنید.
نانوتکنولوژی خشک
برای ساخت سازه هایی در زغال سنگ، سیلیکون، مواد معدنی، فلزات و نیمه هادی هایی که با رطوبت کار نمی کنند استفاده می شود.
نانوتکنولوژی مرطوب
این بر اساس سیستم های بیولوژیکی موجود در یک محیط آبی - از جمله مواد ژنتیکی، غشاها، آنزیم ها و سایر اجزای سلولی - است.
روش تولید نانو مواد را هم بخوانید.
نمونه ها و کاربردهای نانوتکنولوژی
نانوتکنولوژی و نانومواد را می توان در انواع بخش های صنعتی به کار برد. آنها معمولاً در این مناطق یافت می شوند:
الکترونیک
نانولوله‌های کربنی به‌عنوان ماده‌ای برای ساخت ریزتراشه‌ها و دستگاه‌های کوچکتر، سریع‌تر و کارآمدتر، و همچنین نانوسیم‌های کوانتومی سبک‌تر، رساناتر و قوی‌تر، جایگزین سیلیکون می‌شوند. ویژگی های گرافن آن را به یک کاندید ایده آل برای توسعه صفحه نمایش های لمسی انعطاف پذیر تبدیل می کند.
انرژی
یک نیمه رسانای جدید که توسط دانشگاه کیوتو ساخته شده است، ساخت پنل های خورشیدی را امکان پذیر می کند که میزان نور خورشید تبدیل به الکتریسیته را دو برابر می کند. نانوتکنولوژی همچنین هزینه‌ها را کاهش می‌دهد، توربین‌های بادی قوی‌تر و سبک‌تر تولید می‌کند، راندمان سوخت را بهبود می‌بخشد و به لطف عایق حرارتی برخی از اجزای نانو، می‌تواند در مصرف انرژی صرفه‌جویی کند.
زیست پزشکی
خواص برخی از نانومواد آنها را برای بهبود تشخیص و درمان زودهنگام بیماری های عصبی یا سرطان ایده آل می کند. آنها قادرند به طور انتخابی به سلول های سرطانی بدون آسیب رساندن به سایر سلول های سالم حمله کنند. برخی از نانوذرات نیز برای تقویت محصولات دارویی مانند ضد آفتاب استفاده شده است.
محیط
تصفیه هوا با یون، تصفیه فاضلاب با نانوحباب یا سیستم های نانو فیلتراسیون برای فلزات سنگین از جمله کاربردهای سازگار با محیط زیست است. نانوکاتالیست‌ها نیز برای کارآمدتر کردن واکنش‌های شیمیایی و آلودگی کمتر در دسترس هستند.
غذا
در این زمینه می‌توان از نانوبیوسنسورها برای تشخیص وجود عوامل بیماری‌زا در مواد غذایی یا نانوکامپوزیت‌ها برای بهبود تولید غذا با افزایش مقاومت مکانیکی و حرارتی و کاهش انتقال اکسیژن در محصولات بسته‌بندی شده استفاده کرد.
منسوجات
فناوری نانو امکان تولید پارچه‌های هوشمندی را فراهم می‌کند که لک و چروک نمی‌شوند و همچنین مواد قوی‌تر، سبک‌تر و بادوام‌تر برای ساخت کلاه ایمنی موتورسیکلت یا تجهیزات ورزشی تولید می‌شوند.
نانوتکنولوژی در آینده
نقاط روشن و تاریکی در آینده فناوری نانو وجود دارد. از یک طرف، بخش انتظار می رود که در سطح جهانی رشد کند، به دلیل پیشرفت های تکنولوژیکی، افزایش حمایت دولت، افزایش سرمایه گذاری خصوصی و تقاضای فزاینده برای دستگاه های کوچکتر. با این حال، خطرات زیست‌محیطی، بهداشتی و ایمنی نانوتکنولوژی و نگرانی‌های مرتبط با تجاری‌سازی آن می‌تواند مانع گسترش بازار شود.
ایالات متحده، برزیل و آلمان در سال 2024 با حضور مهم در 15 کشور برتر آسیایی مانند ژاپن، چین، کره جنوبی، هند، تایوان و مالزی، پیشتاز صنعت فناوری نانو خواهند بود. بخش آرایشی و بهداشتی با ربودن مقام سوم از بخش بیوپزشکی در رتبه‌بندی‌هایی که در رتبه‌بندی الکترونیک و انرژی قرار دارد، رتبه‌های بالاتری را کسب خواهد کرد.
منبع
https://www.iberdrola.com/innovation/nanotechnology-applications