دانلود تحقیق هوای پاک با فن آوری نانو

مقدمه

افزایش مشکل دی اکسید کربن در هوا یکی از مشکلات اساسی در سطح جهان است.

امید می رود که با استفاده از کشف منابع جدید روزی برسد که از مصرف سوخت های فسیلی بی نیاز شویم و در هوایی عاری از دی اکسید کربن و انواع آلودگی ها تنفس کنیم.

فناوری نانو از جمله فناوریهایی است که به کمک حل این مسئله آمده است و این امکان را به وجود آورده است تا به سوی ساخت انرژیی ارزان تر و پاکیزه تر از سوخت های فسیلی نزدیک شویم .

هوای پاک با فن اوری نانو

محققان در دانشگاه ملی اوک ریج موفق به ساخت نانوکریستالی شده اند که ما را در داشتن هوایی پاک تر کمک می کنند.

نانوکریستال درست مانند یک کاتالیزور عمل می کند، هنگامی که دی اکسید کربن هوا بر روی این نانوکریستال که دارای کادمیوم، سیلینیوم و ایدیوم است می نشیند، یک الکترون به دی اکسید کربن می دهد تا در مجاورت سایر اجزای دود واکنش نشان دهد و بی ضرر شود.

اگر فیلترهای متشکل از این نانوکریستال ها را بتوان با قیمت مناسب تری ساخت و آنها را در دودکش ها نصب کرد می توان تا حد زیادی از انتشار و خروج دی اکسید کربن در هوا جلوگیری کرد .

ذره معلق مضرر دیگری که دانشمندان امیدوارند تا با استفاده از نانوکریستال بتوانند آنرا خنثی و یا از بین ببرند، بخار جیوه است.

تجهیزاتی که با زغال سنگ کار می کنند از مهمترین عوامل تولید بخار جیوه و انتشار آن در هوا هستند.

یک روش جلوگیری از انتشار جیوه، استفاده از نانوکریستال های اکسید تیتانیوم است که بخار جیوه را می توانند به اکسید جیوه جامد تبدیل نمایند .
اگر تاکنون در ترافیک در مجاورت اگزوز و یا دود اتوبوس و یا یک کامیون قرار گرفته باشید حتما اکسید نیتروژن را استشمام کرده اید.

موتورهای دیزلی (گازوئیل سوز) از جمله مهمترین منابع آلوده کننده هوا با اکسیدهای نیتروژن می باشند . شرکت «بیوفرندلی» با کمک آژانس حفاظت محیط زیست و دریافت کمک مالی از ایالت تگزاس، موفق به ساخت نانوکریستالی شده است که با افزودن آن به گازوئیل می تواند از تولید اکسید نیتروژن جلوگیری کند و سبب شود تا سوخت کامل بسوزد .

تصور نکنید که صنایع تولید تمیز مانند صنایع تولید تراشه های کامپیوتری به عنوان آلوده کننده های محیط زیست به شمار نمی آیند بلکه برعکس این صنایع به علت استفاده از مواد شیمیایی آلی در فرایندهای تولید منشا تولید بخارات آلی هستند که خود مضرر می باشند.

محققان آزمایشگاه ملی شمال غربی اقیانوس آرام در حال بررسی نانوموادی هستند که با استفاده از آن در فیلترها می توانند از انتشار بخارات آلی این دسته از کارخانجات جلوگیری کنند.

شاید در آینده نه چندان دور دیگر چیزی در خصوص میزان آلودگی های هوا در اخبار روزانه نشنویم تا با خیالی آسوده بتوانیم در هوایی پاک تنفس کنیم .

ایجاد باشگاه دانش اموزی نانو فنا وری ستاد ویژه توسعه فناوری‌نانو به منظور ارتقای آشنایی دانش‌آموزان با علوم و فناوری نانو و زمینه‌سازی تحقیق و پژوهش دانش‌آموزی در این حوزه اقدام به تأسیس «باشگاه دانش‌آموزی نانو» کرده است.

باشگاه دانش‌آموزی نانو فناوری سعی دارد در طی یک فرآیند آموزشی، دانش آموزان را از یادگیری مفاهیم اولیه این فناوری تا خلق ایده‌های دانش محور هدایت کند.

با این هدف که پس از فارغ‌التحصیلی، آموخته‌ها و پژوهش‌های باشگاه، پایه پژوهش‌های دانشگاهی شود.

از مهم‌ترین اصول مطرح در باشگاه دانش‌آموزی نانو، فراهم‌سازی امکان تجربه کار گروهی است.

ترسیم ماهیت بین رشته‌ای علوم و فناوری نانو، مفهومی است که در جریان فعالیت در باشگاه به طور تجربی به دانش‌آموز منتقل می‌شود.

نانو » فناوری امروز زندگی فردا

هفت هشت سال پیش هنگامی که نام نانو فناوری در مراکز دانشگاهی کشور ما بر سر زبانها افتاده بود از دوستی دانشگاهی پرسیدم این فناوری جدید چه کاربردی دارد او نیز که از جزئیات فناوری جدید بی خبر و فقط اسمش را شنیده بود گفت : فکر می کنم به فناوریهایی که در آن « نان » باشد نانو فناوری می گویند!!

او آن روز این مساله را البته به شوخی گفته بود ولی امروز این شوخی رنگ واقعی تر به خود گرفت زیرا فناوری جدید « نانو » برای بسیاری از کشورها به منبعی برای درآمدهای کلان اقتصادی تبدیل شده که هم « نان و هم آب » برای آنها دارد که اکنون مورد غبطه بسیاری دیگر از کشورها شده که در این حوزه علمی پیشرفتی نداشته اند .

انسان ذاتا علاقمند به تعالی و پیشرفت است و این موضوع تازه ای هم نیست با خلقت آدمی این ویژگی در نهادش قرار داده شده که در زمینه های مختلف به کمال فکر کند چرا که مسیر همه امور به سوی پروردگار می رسد که خود کمال مطلق است و ابداعات و اختراعات و پیشرفت های بشر هم در همین مجرا شکل گرفته است .

در این رویکرد 10 تا 20 سال پیش کمتر کسی حتی اسم نانو و نانو فناوری را می شنید چرا که یا هنوز بشر به آن نرسیده بود و یا اگر رسیده بود در پستوهای آزمایشگاههای خاص زمزمه آن مطرح بود.

ولی اکنون کمتر کسی است که نداند این فناوری جدید چه افق چشم انداز وسیعی پیش روی بشر باز کرده است و کشورها هم رقابت وحشتناکی را برای در اختیار گرفتن این فناوری در پیش گرفته اند زیرا به درستی فهمیده اند که بزرگراهی به نام نانو فناوری آنها را به توسعه یافتگی قرن آینده در عرصه صنعت پزشکی کشاورزی و حتی بازرگانی و خدمات خواهد رساند .

حال اگر بخواهیم به طور ساده بدانیم نانو فناوری چیست باید بگوئیم که این فناوری فناوری ذرات و مولکولهاست .

تاکنون درباره میکرو شنیده ایم که مولکولهای هر ماده ای با میکروسکوپ دیده می شود.

اما نانو واحد اندازه گیری قوی تری است که ذرات مولکولی را تا حد بسیار ریزتر می بیند یعنی « هر نانو متر برابر با یک میلیاردیوم متر » است .

پس اگر هر 100 سانت یک متر مساحت را در خود جای می دهد یک میلیارد نانو متر می تواند در یک متر مساحت جای بگیرد که بشر با استفاده از این فناوری برای خود نانو پودرها نانوذرات نانورنگ ها نانولوله ها نانوکامپوزیت ها نانوسیم ها نانو حسگرها و نانو ترانزیستورها را ساخته است که کاربردهای گسترده ای در بسیاری از علوم دارد که می تواند استحکام یک نخ نانویی را تا یک میلیارد برابر نخ های معمولی برساند.

اما نانو واحد اندازه گیری قوی تری است که ذرات مولکولی را تا حد بسیار ریزتر می بیند یعنی « هر نانو متر برابر با یک میلیاردیوم متر » است .

بشر امروز از این فناوری در تولید لوازم و تجهیزات الکتریکی صنایع فلزی و شیمیایی پزشکی کشاورزی و حتی در موارد بسیار زیادی در بخش هوا و فضا استفاده می برد که ندانستن آن به نوعی بی سوادی دانشمندان یک کشور محسوب شود .

این حساسیت مرا بر آن داشت در اولین نمایشگاه فناوری نانو در دانشگاه تربیت مدرس تهران شرکت کنم و ضمن معرفی بخشی از فعالیت نانو فناوری در کشور ضمن گفت و گو با محققان مخترعان و اساتید این فن و رشته به این پاسخ برسیم که آیا کشور ما خود را به این فناوری مجهز کرده است آیا می توان فواید کاربردی این علم را برای مردم هم قابل لمس و استفاده کرد یا اینکه صرفا در گوشه کتابخانه ها و آزمایشگاهها به کار گرفته خواهد شد حساسیت من از این بابت است که بدانم چرا کشورهای دیگر با کاربردی کردن علوم برای خود مزیت اقتصادی و درآمد مالی ایجاد می کنند اما در کشور ما این درست که به دنبال علم می رویم اما از آن انتظار درآمد مادی نداریم و هزینه های جاری خود را کماکان با فروش نفت تامین می کنیم .

اما بقیه کشور با به کارگیری نانو فناوری در الکترونیک تجهیزات ریزی تولید می کنند که ما مجبوریم آن را به قیمت گزاف خریداری نمائیم و...

بسیاری موارد که شرح آن به درازا خواهد کشید .

غرفه های این نمایشگاه اگرچه به صورت فعالیت های دانشجویی درآمده بود اما سخنان فعالان این بخش در خصوص تحقیقات انجام شده و نتایج به دست آمده بسیار شنیدنی تر است .

آریا احمدوند دانشجو و مخترع سه نوع متحول کننده دوام بتن با استفاده از نانو فناوری درباره کاربرد نانو فناوری در استحکام بتن می گوید : در یکی از تحقیقات من با به کارگیری مواد افزودنی نانوسیلیس دوام بتن را افزایش دادم و همزمان با کاهش نفوذپذیری در برابر آب و گاز و مایعات در بتن موفق به ثبت بتن خود تراکم الیافی با مقاومت فوق العاده بالا در برابر زلزله انفجار و ترکش شدم .

وی ادامه می دهد : هنگامی که علم نانو فناوری آمد بسیاری از شرکت ها نمی دانستند از این مواد در کدام بخش استفاده کنند و ما تحقیق کردیم که در بتن چگونه می توان از فناوری نانو استفاده کرد که پس از تحقیق به ژنتیک بتن رسیدیم .

همانطور که می دانیم هنگامی که در بتن ریزتر می شویم به خمیر سیمان می رسیم .

خمیر سیمان از ژل سیلیکات کلسیم نامحلول در آب و هیدروکسید کلسیم (آهک آزاد) محلول در آب تشکیل می شود اولین لایه ترکیبی حاصل از واکنش شیمیایی یا هیدراسیون سیمان با آب یک لایه نیمه تراوا به ضخامت حدودا یک نانو متر است و زیر سیستم مخلوط سنگدانه ها به گونه ای نسبت بندی می شود که بیشترین تراکم را به وجود می آورد و وجود حداقل مقدار سیمان سنگدانه ها را احاطه کرده و چسبندگی مناسبی را ایجاد می کند.

وی ادامه می دهد : یکی از معایب خمیر سیمان شوره زدگی است که به دلیل همان آهک آزاد است آهک آزاد وقتی با سیلیس ترکیب می شود این ترکیب از بین می رود و دوباره به سیلیکات کلسیم تبدیل می شود حال اگر از نانو سیلیس استفاده کنیم باعث کاهش مقدار مصرف آب کاهش نفوذپذیری افزایش دوام و مقاومت ساختار بتن می گردد که استفاده از بتن با نفوذپذیری کم در ساخت سازه های بتنی در محیط های فعال مانند فاضلاب و اسیدها افزایش دوام مقاومت و طول عمر مفید سازه های بتنی را به همراه دارد .

وی ادامه می دهد : در این تحقیق ما متوجه شدیم که ذرات نانو سیلیس به علت زیردانگی با ذرات هیدروکسید کلسیم درون خمیر سیمان واکنش کاملتر و سریعتری انجام می دهد که باعث ایجاد ژلی نانومتر می گردد در حالیکه در حالت قبلی که با میکرو سیلیس ترکیب می شد در حد میکرون بود.

آقای احمدوند ادامه می دهد : اینها تنها بخش محدودی از مزایای استفاده از فناوری نانو در زمینه بتن است در عین حالیکه می دانیم در صدها و هزاران مورد می توان با انجام تحقیقات دامنه استفاده از نانو فناوری را افزایش داد که اگر شرکت های ایرانی بتوانند در تولید مواد خام نانو هم فعال شوند به سودآوری بسیار زیادی خواهند رسید .

وی ادامه می دهد : در زندگی هر موادی را که در صنعت استفاده می کنیم می توانیم با تولید نانویی آن مواد از مزایای فراوان آن بهره مند شویم در همین زمینه اگر سازه های ساختمانی سدها و نیروگاهها و...

با استفاده از بتن نانو فناوری ساخته شود ضمن کمک به طول عمر بنا هزینه های خوردگی فرسایش را نیز به مراتب کاهش خواهیم داد زیرا هم اکنون یکی از مشکلات فراوان سازه های دریایی ایران در شمال و جنوب خوردگی لوله های نفت و گاز و تاسیسات دریایی است که با به کارگیری از فناوری نانو می توانیم از سرمایه گذاریهای خود فایده بیشتری ببریم و عمر تاسیسات بندری و دریایی را افزایش دهیم .

وی درباره مشکل پیش روی محققان کشورمان در زمینه نانو فناوری هم می گوید : با توجه به اینکه بسیاری از شرکت ها و حتی مراکز رسمی کشور از جزئیات این علم کم اطلاع هستند نحوه برخورد آنها رضایت بخش نیست و همین مشکلات سبب شده که علم موجود را نتوانیم کاربردی کنیم و چون در ایران کاربردی نمی شود و حتی از سوی مراکز دولتی برای ثبت آن تلاش نمی شود شرکت های ایرانی خود را مجبور می دانند در صورتی که بخواهند از فناوری نانو استفاده کنند باید به سمت شرکت های خارجی بروند که همین ضعف سبب خروج سرمایه از کشور می شود.

.

آقای علیرضا نوری مخترع دیگر کشورمان که با استفاده از فناوری نانو سطح سطوح آب گریز را تولید و به ثبت رسانده است هم درباره کار خود می گوید : این کار را با استفاده از نانو ذرات اکسید آهن انجام دادم که کارهای دیگرم تغییر ساختاری در نانو اکسید آهن است که به نام بنده گواهی نامه ثبت اختراع صادر شده است .

وی می افزاید : مواد آب گریز در دنیا کم نیستند ولی روشی که ما استفاده کردیم به کمک تغییر در ساختار نانو اکسید آهن به روشی رسیدیم که شاخک های آب گریز این مواد سبب آب گریزی سطح اجسام می شود .

وی درباره کاربردهای این نانو فناوری می گوید : کاربردهای این مواد نانویی فراوان است به عنوان نمونه اگر از این مواد برای روکش سطح توربین های بخار استفاده شود مانع رسوب سطح فلز می شود در حالیکه اگر سطح توربین های بخار رسوب بگیرد هم عمر آن کم می شود و هم کارایی آن کاهش می یابد .

وی می افزاید : اگر از این مواد در توربین های آبی آبگرمکن ها لوله های انتقال آب بدنه کشتی ها تاسیسات و تجهیزات دریایی و...

استفاده شود عمر مفید آنها افزایش می یابد .

وی درباره طرح های دیگر نانو فناوری تحقیقاتی خود می گوید : مطالعاتی درباره نانو فناوری روغن ترمز و روغن هیدرولیک انجام دادم که برای اولین بار ناسا آن را آن هم بر اساس پایه نفت ساخته که در صنعت به دلیل اشتعال پذیری و پریدگی در دمای بالا نمی تواند کاربرد فراوانی داشته باشد که من آمدم از روغن ترمز و روغن هیدرولیک استفاده کردم که موفق به تولید نانو ذرات نسوز شدم که کاربردهای خاص خودش را دارد .

دکتر سعید خزائی عضو هیات علمی دانشگاههای تهران امام حسین (ع ) و امام خمینی (ره ) و رئیس مرکز آینده پژوهی فناوریهای نوین هم درباره نانو فناوری می گوید : نانوفناوری توانمندی تولید مواد ابزارها و سامانه های جدید با استفاده از سیستم کنترل مولکولی و اتمی است و استفاده از ویژگی هایی که به مرور ظاهر می شود.

در حقیقت چنین ساختارها و بافت هایی قبل از این هم در عالم طبیعت وجود داشته و این فناوری جدید به ما این امکان را می دهد که با استفاده از کنترل در سطوح مولکولی و اتمی بتوانیم ابزارها و سامانه های جدید و روابط جدیدی را در این عرصه تعریف کنیم که باعث ایجاد توانمندیهای جدید شود .

وی ادامه می دهد : با این تعریف می توان گفت که نانوفناوری یک رویکرد جدید است نه یک دانش گذشته و منسوخ .

نانوفناوری شناخت و کنترل مواد در سطوح تقریبی یک تا 100 نانومتر است که 10 به توان منفی 9 را یک نانومتر معرفی می کنند یعنی اگر ضخامت یک برگ کاغذ را حدود 100 هزار نانومتر بدانیم ابعاد بسیار گسترده مولکولی آن را درک خواهیم کرد که براین اساس شکل جدیدی از مصنوعات ایجاد می شود که دنیا به سمت مصنوعات مینیاتوری و کوچکترسازی و کوچکترشدن پیش می رود که با این تعریف روزی می رسد که یک کارخانه را در روی یک میز تحریر قرار دهید (برای قرابت به ذهن مطرح شد ) دکتر خزائی درباره قدرت کسب این علم می گوید : آرایش جدید دادن به مولکولها که به طور عادی در طبیعت وجود ندارد!

یعنی ترکیب مولکول ها و به کارگیری آن در سطوح نانومتری این اختیار را به بشر داده که از هر مولکول در جای موردنظر استفاده کند که طبیعت خود به خود میلیون ها سال پیش هم در بسیاری موارد این کار را انجام داده بود اما بشر امروز به این علم رسیده که بتواند آن را در کنترل خود بگیرد و برای خود نمونه های جدید طراحی کند و بسازد که تاکنون نمونه آن در طبیعت وجود نداشته است .

یعنی قدرتی به بشر داده که تاکنون در حد خیال بوده و یا حتی قدرت تعریف آن را حتی در خیال نداشته است .

وی درباره عمر این علم در جهان هم می گوید : عمر این فناوری در جهان به 20 سال هم نمی رسد اما سرمایه گذاریهای وسیعی که در کشورهای جهان انجام شده به نتایج بسیار فراوانی رسیده اند که ما متاسفانه حداقل در نیم قرن گذشته شاهد فناوری همانند فناوریهای دیجیتالی ارتباطی و...

بودیم که ما در کشور فرصت های استفاده درست از آن را از دست داده ایم .

نانو فناوری هم یک فرصت جدید برای ما محسوب می شود که اگر می توانستیم به آن توجه کنیم خوب بود در حالیکه به مزیت رقابتی و سودآوری آن توجه نکردیم و این فرصت هم تا حدود زیادی از دست ما رفت .

وی درباره دلایل از دست دادن فرصت ها در کشور برای استفاده از فناوریهای جدید هم می گوید : متاسفانه ما زمانی به سمت فناوری خاص کشیده می شویم که آن فناوری در جهان اشباع شده باشد یا دیگر فرصتی برای ما برای رقابت با کشورهای پیشگام وجود نداشته باشد کما اینکه در زمینه نانو فناوری هم رژیم صهیونیستی اکنون پیشرفت های بسیار زیادی کرده در آسیا کره جنوبی و تایوان پیشرفت های شگرفی داشتند و هر ساله هم تقریبا رشد 50 درصدی سرمایه گذاری در زمینه نانوفناوری در این کشورها را داریم .

وی درباره جایگاه کشورمان در این زمینه هم می گوید : برای این کار من می توانم مثال المپیک ورزشی چین را بیاورم ما در بسیاری رشته های ورزشی در المپیک شرکت کردیم و بازیکنان ما هم به آخر خط می رسیدند اما مدال را به کسی می دهند که زودتر از بقیه به خط پایان برسد و در شمارش مدال ها جایگاه هر کشوری معنا پیدا می کند یعنی در حقیقت در سایر کشورها بخش خصوصی فعالیت گسترده ای در زمینه نانوفناوری دارد و این مقبولیت کار برای بخش خصوصی باعث جذب سرمایه گذاری و زنجیره های ارتباطی می شود در حالیکه در کشور ما اگرچه از لحاظ تئوری در جایگاه مناسبی قرار داریم اما آنچنان که لازم است حرکت ها هدفدار و در خور توجه نیست به همین دلیل است که به بسترهای درست برای پیشرفت توجه نداریم .

رئیس مرکز آینده پژوهی فناوریهای نوین می گوید : این فناوری برای حرکت به فناوریهای دیگری نیاز دارد که نانو فناوری را مورد حمایت خود قرار دهند در حالیکه ما عمدتا به دنبال فناوریهای زودبازده هستیم به همین دلیل جز برخی از بخش ها که ضرورت ها ایجاب می کرد همانند حرکت های پزشکی و نظامی که کارهای خوبی هم انجام شده در بقیه موارد به طور کلی در رقابت با کشورهای پیشگام چشم انداز مناسبی در سایر بخش ها قابل مشاهده نیست .

وی ادامه می دهد : امروزه در برخی از کشورها با استفاده از نانو فناوری در حوزه پزشکی و سلامت و بقیه حوزه ها از قبیل تولید و ذخیره سازی انرژی که یکی از مسایل بسیار مهم و مورد نیاز هم در کشور ما مطرح است یا موارد دیگری در بخش حمل و نقل مواد غذا آب محیط زیست و...

تحقیقات و سرمایه گذاری فراوانی انجام داده اند و به نتایج بسیار چشمگیری هم رسیده اند .

وی درباره پیشرفت های تخصصی کشورها در حوزه های خاص از نانوفناوری و ضرورت انتخاب مناسب ترین حوزه فعالیت برای کشور ما هم می گوید : هر کشوری تلاش کرده در حوزه ای پیشگام باشد و اگر در رده های اول این علم جایی نداشته باشید از گردونه رقابت خارج خواهیم شد به عنوان نمونه کشورهای اروپایی که به بخش نانوفناوری پزشکی و مواد توجه بسیار می شود آمریکا به تنهایی در همه زمینه های نانوفناوری رقیب بقیه کشورهاست که به نظر من مزیت ها در حوزه نفت و پتروشیمی است که باید در آن بخش متمرکز شویم .

دایره نفوذ فناوری بسیار زیاد است و اگرچه این فناوری در دهه اخیر فناوری نوینی محسوب می شود اما گسترس نفوذ آن آنچنان فراگیر است که در آینده ای نزدیک به همه ملزومات زندگی بشر هم نفوذ خواهد کرد تا حدی که می توان مدعی شد در آینده ای نزدیک زندگی بدون فناوری نانو ممکن نخواهد شد که ویژگی های دیگر این فناوری را در شماره آینده و با کمک محققان و مخترعان کشورمان پی می گیریم .

نانوفناری به خدمت گرفتن ذرات به مقیاس یک میلیارد کوچکتر از ذرات شناخته شده است که در زمینه های مختلف صنعتی کشاورزی پزشکی و حتی فضایی به کمک بشر آمد و او را قدرتمند تر از بشر دیروز ساخته است آریا احمدوند دانشجو و مخترع بتن نانویی : با استفاده از نانوسیلیس در تهیه بتن ضمن افزایش عمر بنا مانع از فرسایش و خوردگی سدها و سازه های دریایی به ویژه در بخش های بندری و نفت و گاز کشورمان خواهیم شد علیرضا نوری مخترع نانو ذرات آب گریز : به دلیل اینکه بسیاری از شرکت ها و حتی مراکز دولتی در کشور اطلاعات کمی درباره نانوفناوری دارند محققان کشورمان در بسیاری موارد نمی توانند با حمایت شرکت های خصوصی و دولتی تحقیقات نانوفناوری خود را کاربردی نمایند آنگاه برای واردات این مواد سرمایه های فراوانی از کشور خارج خواهد شد دکتر سعید خزایی عضو هیات علمی دانشگاه و رئیس مرکز آینده پژوهی فناوریهای نوین : تحقیقات علمی در زمینه نانو فناوری در ایران به روز است اما زمانی سرمایه گذاریها انجام می شود که بقیه کشورها تولید محصول را برای خود سودآور و رقابتی کرده اند آنگاه درباره شرکت های ایرانی از رقابت با شرکت های خارجی باز می مانند این مشکل به دلیل نبود حلقه های ارتباطی تحقیق و تولید است تولید نیمه صنعتی قرصهای برقگیر نانو قرص «وریستور» نانوپودر اکسید روی به همت یک تیم تحقیقاتی ایرانی در پژوهشگاه نیرو به مرحله تولید نیمه صنعتی رسید.

قرص‌های وریستور بیشتر در تجهیزات برقگیر استفاده می‌شوند .

این تجهیزات، وظیفه محافظت از تجهیزات برقی گران قیمت داخل پست‌ها را در مواقع اضطراری (به‌طور مثال در برابر صاعقه و ...) بر عهده دارند .

در حال حاضر کشور برای تامین این قطعات، اقدام به مونتاژ آنها کرده و قرص‌های وریستور مورد نیاز را وارد می‌کنند.

با صنعتی شدن پژوهش انجام شده، قرص‌های وریستور در داخل کشور و با کیفیت بالاتری تولید خواهند شد .

در این تحقیق، نانوپودری متشکل از ZnO و چند ماده دیگر تولید شده است.

این کار به نحوی انجام شده که پودر اکسید روی با مواد دیگر دوپت شده است .

مجریان طرح با اذعان به این که ستتز نانو پودر خالص ZnO قبلاً در کشور انجام شده بود، خاطرنشان کرد: نتایج حاکی از آن است که پودر جدید برای ساخت قرص وریستور مناسبتر بوده و نتایج بهتری می‌دهد .

روش‌های مختلفی برای ساخت نانو پودر ZnO مانند هم رسوبی، سل ژل، احتراقی وجود دارد .

در این تحقیق برای اولین بار از روشی ترکیبی به‌نام «سل ژل احتراقی» و از اسید سیتریک به عنوان سوخت استفاده شده است .

یکی از مجریان طرح درباره نحوه ساخت قرص وریستور گفت: ابتدا نانو پودر تولید شده را با یک چسب مخلوط کردیم و سپس آنها را گرانوله کردیم.

در ادامه، نمونه پرس و زینتر شد.

برای عایق کاری کناره‌های قرص، آنها را لعاب داده و داخل کوره قرار دادیم تا لعاب قرص پخته شود.

در پایان برای اینکه قرص بتواند ولتاژ اعمالی را بخوبی انتقال دهد، کل سطح را اسپری آلومینیوم کردیم .

بنابر اعلام ستاد ویژه توسعه فن‌آوری نانو، این پروژه با مسوولیت مهندس مهدی‌خانی (مجری) و با همکاری مهندس بیرامی (مدیر گروه مواد غیر فلزی پژوهشگاه)، مهندس نسترن ریاحی (دانشجوی دکتری دانشگاه تربیت مدرس) و با بهره‌مندی از مشاوره دکتر صراف ماموری (عضو هیات علمی دانشگاه تربیت مدرس) انجام شده است .

کاهش دوز مصرفی داروهای ضد سرطان محققان دانشگاه واشنگتن با استفاده از فناوری نانو موفق شدند دوز مصرفی داروهای ضد سرطان را کاهش دهند.

محققان با استفاده از نانو ذرات روکش شده با دارو، ابزاری قوی جهت دارو رسانی به تومورها در خرگوش ابداع کرده اند.

در این گزارش آمده است که بسیاری از داروهای شیمی درمانی عوارض زیادی به دنبال دارند اما روش ابداعی این محققان باعث کاهش چشمگیر عوارض این داروها می‌شود و در عین حال اثر بخشی داروها را افزایش می‌دهد.

نانو ذرات ابداعی مهره‌های بسیار ریزی از ماده‌ای روغنی و بی‌اثر هستند که می‌توان آن را با بسیاری از ترکیبات روکش کرد.

این ماده پرفلوروکربن است که عمدتا در ساخت خون مصنوعی کاربرد دارد.

به گزارش پایگاه اینترنتی فناوری نانو، در مطالعه این افراد دیده شد خرگوش‌هایی که با نانو ذرات روکش شده با فوماگیلین که یک سم با منشاء قارچی است، درمان شده بودند،حجم تومور آنها بطور قابل ملاحظه‌ای کاهش یافته بود.

مطالعات بالینی در انسان نشان داده است که فوماگیلین در ترکیب با سایر داروهای ضد سرطان دارویی موثر جهت درمان این بیماری می‌باشد.

بر اساس این گزارش، علاوه بر فوماگیلین، در سطوح نانو ذرات ملکول‌هایی نیز قرار داده شده است که به پروتئین‌های سلول‌های عروقی در حال رشد متصل می گردند.

این نانو ذرات به سلول‌های در حال تکثیر متصل شده و داروی خود را به درون سلولهای سرطانی رها می‌سازند.

پایگاه اینترنتی فناوری نانو اعلام کرد، مطالعات انسانی نشان داده است که فوماگیلین عوارض عصبی بصورت سمیت عصبی در دوزهای مرسوم و لازم جهت درمان سرطان بروز می‌دهد.

اما نانوذرات فوماگیلین در دوزهای بسیار کم موثر بوده‌اند چراکه آنها درون تومورهایی که عروق جدید می‌سازند تجمع می‌یابند.

در این مطالعه خرگوش‌هایی که نانو ذرات فوماگیلین دریافت کرده بودند هیچگونه عارضه‌ای نشان ندادند.

مقادیر اندک انسولین روشی برای اندازه گیری سریع گروهی از محققان آمریکایی به روش جدیدی برای اندازه‌گیری سریع مقادیر اندک انسولین در بدن دست یافتند.

نتایج این تحقیق در درمان بیماری دیابت نوع اول کاربرد خواهد داشت .

پایگاه اینترنتی فناوری نانو اعلام کرد، در این روش سلول‌های سازنده انسولین به کبد بیماران دیابتی پیوند زده می‌شود تا به تدریج جایگزین سلول‌های بیمار و تخریب شده گردند .

محققان برای این کار با استفاده از نانولوله‌های کربنی تک جداره، نوعی الکترود جدید به نام میکروفیزومتر ( سپس بوسیله میکروفیزومتر تغییرات متابولیسم سلول‌های زنده‌ای را که در یک اتاقک بسیار کوچک حاوی محلولی از مواد غذایی قرار داده شده بودند بررسی و مقدار اندک انسولین آزاد شده از هر سلول را اندازه گرفتند .

این گزارش افزود، این روش اندازه‌گیری که در فواصل معین و با توجه به جریان بوجود آمده در الکترود انجام می‌شود مدام اطلاعاتی از سطح انسولین بدن ارائه می‌دهد .

آزمایشهای انجام شده حاکی از آن است که این روش به مراتب از روش‌های موجود برای اندازه‌گیری انسولین موثرتر و دقیق تر است .

به گزارش پایگاه اینترنتی فناوری نانو، در این روش برای آنکه جریانات میکروسیالی مانع از کار الکترود و جداشدن نانولوله‌ها نشوند، دانشمندان از یک ترکیب شیمیایی به نام دی هیدروپیران ( پایگاه اینترنتی فناوری نانو افزود، تنها ابهام این روش نیاز آن به دوز بالایی از داروهای بازدارنده دستگاه ایمنی است که دانشمندان هنوز از اثرات احتمالی سوء آن بر سلول‌های پانکراس اطلاعی ندارند .

همه چیز در باره ی نانو تکنولوژی در سالهای اخیر، پیشرفتهای تکنولوژی وسایل و مواد با ابعاد بسیار کوچک به دست آمده است و به سوی تحولی فوق العاده که تمدن بشر را تا پایان قرن دگرگون خواهد کرد ، پیش می رود .

برای درک بهتر اندازه های مادون ریز ، قطر موی سر انسان را که یک دهم میلیمتر است در نظر بگیرید ، یک نانومتر صدهزار برابر کوچکتراست .

تکنولوژی و مهندسی در قرن پیش رو با وسایل ، اندازه گیریها و تولیداتی سروکار خواهد داشت که چنین ابعاد مادون ریزی دارند .

درحال حاضر پروسه هایی در ابعاد چند مولکول قابل طراحی و کنترل است .

همچنین خواص مکانیکی ، شیمیایی ، الکتریکی ، مغناطیسی ، نوری و...

مواد در لایه ها در حدود ابعاد نانومتر قابل درک و تحلیل و سنجش است .

تکنولوژی درقرن گذشته در هرچه ریزتر کردن تولیدات تکنولوژیکی پیشرفت چشمگیری داشت ، بطوریکه به مزاح گفته شد که دیگر کشف ذرات ریز اتمی ( Sub-Atomic ) نه تنها جایزه نوبل ندارد ، بلکه به آن جریمه هم تعلق می گیرد !

تکنولوژی نو درقرن حاضر مسیر عکس را طی می کند .

یعنی مواد مادون ریز را باید ترکیب کرد تا دانه های بزرگتر کارآمد به وجود آ ورد درست همان روشی که در طبیعت برای تولید کردن حاکم است .

مجموعه های طبیعی ، ترکیبی از دانه های مادون ریز قابل تشخیص با خواص مشابه و یا متفاوت با اندازه های در حدود نانو است .

اثر تحقیقات در فناوریهای مادون ریز هم اکنون در درمان بیماریها و یا دست یافتن به مواد جدید به ظهور رسیده است .

موارد بسیاری در مرحله تحقیقات کاربردی و آزمایشی است .اکنون ساخت رایانه های بسیار کوچکتر و میلیونها بار سریعتر در دستور کار موسسات تحقیقاتی قرار دارد .

در بیانی کوتاه نانوتکنولوژی یک فرایند تولید مولکولی است .

همانطور که طبیعت مجموعه ها را بطور خودکار مولکول به مولکول ساخته و روی هم مونتاژ کرده است ، دانشمندان این علم هم باید برای تولید محصولات جدید ، با این اعتقاد که هرچه در طبیعت تولید شده قابل تولید در آزمایشگاه نیز هست ، نظیر طبیعت راهی پیدا کنند .

البته منظور این نیست که چند هسته از مواد راپیدا کنند و با رساندن انرژی و خوراک پس از چند سال یک نیروگاه از آن ساخته شود که شهری را برق دهد .

بلکه برای ترکیب و تکامل خودکار تولیدات مادون ریزکه به نحوی در مجموعه های بزرگتر مصرف دارد ، راهیابی شود .

در اندازه های مادون ریز ، روشها و ابزارآلات متعارف فیزیکی مانند تراشیدن و خم کردن و سوراخ کردن و...جوابگو تیستند .

برای ساختن ماشینهای ملکولی باید روش پروسه های طبیعی را دنبال کرد .

با تهیه نقشه های ساختاری بدن یعنی آرایش ژنها و DNA که ژنم نامیده شده است و به موازات آن دست یافتن به تکنولوژی مادون ریز ، در دراز مدت تحولات بسیاری در هستی ایجاد خواهد شد .

تولید مواد جدید ، گیاهان ، جانداران و حتی انسان متحول خواهد شد .

اشکالات ساختاری موجودات در طبیعت رفع می شود و با ترکیب و خواص اورگانیک گیاهان و جانوران ، موجودات جدیدی با خواص فوق العاده و شخصیتهای متفاوت بوجود خواهد آمد .آینده علوم و مهندسی که چندین گرایشی Multi- Disciplinary است ، به طرف تولید ماشینهای مولکولی سوق داده خواهد شد تا در نهایت بتواند مجموعه های کارآیی از پیوندهای ارگانیک و سایبریک را عرضه نماید .

هستی را به رایانه ( سخت افزار ) و برنامه ( نرم افزار ) که دو پدیده مختلف ولی ادغام شده هستند ، می توان تشبیه کرد .

سخت افزار مصداق ماده ( اغلب اتم هیدروژن ) و نرم افزار یا برنامه ، قابلیت نهفته در خلقت آن است .