فناوری نانو در جهان امروز

http://www.aftab.ir/articles/science...2cfcea0ce4.jpg











پیشرفت علوم و فناوری پس از جنگ جهانی دوم با اختراعاتی مانند کامپیوتر وDNA ، آنچنان خارق العاده بود که آن را به عنوان انقلابی ترین دوران در تاریخ علم بشر به شمار میآوردند. به عبارتی در این دوران نه تنها فناوری های عصر صنعت به منظور حل معضلات و مشکلات عدیده جوامع، مسایل زیست محیطی و بحران های کمبود انرژی بهبود یافت، بلکه بشر توانسته با دستیابی به فناوری های جدید مانند فناوری اطلاعات و بیوفناوری به پیشرفت های تکنولوژیکی چشمگیری دست یابد.
انسان توانسته است رفته رفته با آغاز دخالت در سطوح عمیق تر طبیعت، به جای سر و کار داشتن با توده های عظیمی از ماده، اکنون موادی خلق کند که به طرز باورنکردنی نازک و کوچک هستند. این دیگر پیشرفت نیست، بلکه خود انقلابی دیگر محسوب می شود. به عبارت دیگر کشورهای پیشرفته صنعتی به علت سرمایه گذاری های عظیم در این حوزه نوین علم و فناوری به زودی خواهند توانست مجموعه کاملی از مواد جدید سفارشی را به کمک ترکیبات نانو از ابتدا خلق کنند، که شکاف عقب ماندگی آنها را به کشورهای درحال توسعه بیش از پیش فزونی خواهد بخشید.
از آن زمان که ریچارد فیمن (فیزیکدان آمریکایی و برنده جایزه نوبل سال ۱۹۶۵) توجه اندیشمندان را به این مقوله از علم جلب کرد ، تاکنون پیشرفت های زیادی جهت دقیق کردن تعریف دانش نانو به وجود آمده است. فیمن با اشاره به چگونگی چینش مولکول ها و اتم ها و فضای اطراف آنها و بیان جمله معروف "آن پایین ها فضای بسیاری وجود دارد" ، چشم اندازهای علمی جدیدی را به تصویر کشانده که در آن میلیاردها شی که وی آنها را کارخانه های کوچک می نامید، در حال ساختن نسخه هایی از خودشان با رفتاری کاملا مشابه بودند. ۱۵ سال بعد دانشمندی ژاپنی اصطلاح فناوری نانو را در دانشگاه توکیو به کار برد. اما در واقع این درکسلر آمریکایی بود که با کتاب مشهور خود، موتورهای خلق کننده، جهان را به اهمیت نانو آگاه ساخت. به طور کلی نانو یک کلمه یونانی (Dwarf) به معنی از حد معمول کوتاه تر و کمتر است.
از طرفی با توجه به اینکه نانو فناوری مقوله ای نوپا و گسترده است، هنوز یک تعریف همه جانبه از آن ارایه نشده. با این وجود همگان در این توصیف ساده که فناوری نانو دانشی است که به ما اجازه دست کاری مواد در اساسی ترین سطوح یعنی اتم ها را می دهد، توافق دارند. در این فناوری امکان ساخت مواد با استفاده از چینش مولکول به مولکول و توانایی آرایش مواد با دقت اتمی در حد نانومتر فراهم می شود. کاربردهای نانوفناوری بعضا عبارت است از: مواد، پزشکی و بهداشت، داروسازی، الکترونیک و کامپیوتر، محیط زیست، بیو فناوری، دفاع، انرژی، کشاورزی و بسیاری صنایع چون نساجی، فولاد ، برق و ....
نانو فناوری در عمل به سه شاخه اساسی; نانو فناوری مرطوب، خشک و محاسباتی تقسیم می شود. نظر به اینکه نانو فناوری محاسباتی که به مدل سازی، شبیه سازی و مطالعه خواص مواد جدید به وسیله رایانه می پردازد، هر دو زمینه قبلی را تحت پوشش قرار داده و نیاز به استفاده از تجهیزات گران قیمت آزمایشگاهی ندارد، به همین علت در جهان از استقبال بیشتری برخوردار است. همچنین امروزه دو تغییر از نانو فناوری; یکی حرکت از بزرگ به کوچک، شامل مواردی مانند کوچک تر کردن هر چه بیشتر تراشه های رایانه ای و دیگری حرکت از کوچک به بزرگ به معنای ساخت مواد با کنار هم قرار دادن تک تک اتم ها یا مولکول ها در دست است.
صرف نظر از ویژگیهای عمومی فناوری نانو به عنوان یک فناوری نوین که مواردی مانند سرعت رشد بالا، حجم کم و ارزش افزوده بالا، فاصله کم تحقیقات تا بازار، ضرورت انجام فعالیت های تیمی به علت بین رشته ای بودن، دانش محور بودن و نیاز به نیروهای متخصص و همچنین لزوم استفاده از سیستم های انعطاف پذیر و پویا جهت رشد، قوانین و مقررات خاص، مراکز تجاری سازی و بازاریابی و سرمایه گذاری های مخاطرهآمیز را جهت آن سبب می شود. دیگر ویژگی های نانوفناوری بعضا عبارتند از: عام بودن و کاربرد در بسیاری از فناوری های دیگر (به گونه ای که بعضی آنها را متحول می نماید)، مکمل و پایه بودن (نانوفناوری رقیب سایر فناوری ها نیست)، ایجاد خلاقیت و کارآفرینی، تاثیر بسزایی بر رفاه و زندگی مردم، امنیت و دفاع ملی و حفاظت از محیط زیست، ایجاد تحول در تمامی دستاوردهای گذشته بشر که در ماده تحقق یافته اند، همگراسازی رشته های علمی و تخصص های مختلف، کاربردهای مختلف آن با هزینه های تولید و نگهداری کمتر; مصرف انرژی پایین تر; دوام و طول عمر بیشتر و خواص بهتر، در نهایت آنکه نانوفناوری معیارها و استانداردهایی را به وجود خواهد آورد که کسانی که در تولید محصولات آن تاخیر داشته باشند، نمی توانند در آینده فروشنده آنها باشند.
با توجه به اینکه در حال حاضر روند پرشتاب و رو به جلوی این فناوری نوظهور را در جهان به علت ویژگی ها و فواید آن به هیچ وجه نمی توان متوقف ساخت، اولین بار کار گروهی توسط کمیسیون Europe NSF به منظور پیگیری مباحث مربوط به حوزه حقوق فناوری نانو در سال ۲۰۰۲ تشکیل شد و از آن زمان تاکنون فعالیت های متعدد دیگری در این زمینه در آمریکا، اروپا و سایر نقاط جهان به انجام رسیده است.
نانو فناوری در حال حاضر یک پدیده جهانی شناخته شده است و بسیاری از محققان و صاحبنظران آن را مساوی آینده دانسته اند. لذا در حال حاضر طیف وسیعی از شرکت های بزرگ نوپا حدود ۹۰۰ شرکت برای تولید محصولات خاص بر مبنای این فناوری تاسیس شده اند. از طرف دیگر بررسی آمارها و اطلاعات حاکی از سرمایه گذاری های زیاد برخی شرکت های بزرگ جهانی جهت تحقیق و توسعه در این زمینه ها است. همچنین مطالعه اوضاع جهانی در حیطه های علوم و فناوری نانو به روشنی نشان می دهد که این موارد بعضا در کشورهای پیشرفته صنعتی در رده اولویت های درجه اول ملی و در سایر کشورهای اروپایی و آسیایی در رده اولویت های بسیار بالای ملی قرار گرفته است.
این کشورها که پیشگامان تحقیق و توسعه در این زمینه ها هستند، از هم اکنون با سرمایه گذاری های بزرگ و مستمر خود در حوزه های آموزشی، پژوهشی علوم و فناوری مقیاس نانو تلاش دارند تا جایگاه مطمئنی را برای آینده اقتصاد خود در بازار عظیم یک هزار میلیارد دلاری تخمین زده شده جهانی جهت محصولات نانو فناوری طی سال ۲۰۱۵ تعیین کنند. بدون شک آمریکا در حال حاضر پیشتاز تحقیقات نانو در جهان است. این کشور در سال ۲۰۰۳ بیش از ۷۷۰ میلیون دلار به برنامه ملی خود در این زمینه اختصاص داده بود. اروپا نیز به منظور اجتناب از مخاطرات آتی در حال برداشتن گام هایی بلند در سطح ملی و بین المللی برای تصاحب سهم جهانی خود در بخش نوظهور این صنعت است.
چنانچه بر این اساس بودجه ۱۴۸۵ میلیون دلاری برای امکان ارتقا، نانوفناوری از وضعیت فعال کلیدی در برنامه های قبلی به اولویت اول موضوعی در ششمین برنامه پنج ساله تحقیق و توسعه اروپا تخصیص داده شده است.
سرمایه گذاری ۴۳۱ میلیون دلاری ژاپن روی نانوفناوری نیز حاکی از توجه سیاستگذاران تحقیقاتی این کشور است. سرمایه گذاری ۳/۰۲ میلیون دلاری در بزرگ ترین مرکز تحقیقاتی نانوفناوری در پکن هم بیانگر علاقمندی سیاستگذاران چینی برای سرمایه گذاری در زمینه نیمه هادی ها، مواد منفجره و نانوکاتالیست ها است. کره جنوبی نیز چند سالی است که تحقیقات پایه در مقیاس های میکرو و نانو را به ویژه با بهره گیری از بخش خصوصی آغاز کرده است.
امروزه خلق ثروت از دانش و فناوری در جهان اهمیت بسزایی یافته است. به گونه ای که در قرن بیست و یک انتظار می رود اقتصادهای مبتنی بر دانایی در بسیاری از کشورها شکل گرفته و جوامع اطلاعاتی دانش محوری که در آنها ثروت ملی و رشد اقتصادی در قالب ایده ها و دانش فناوری و نه در قالب مواد سنجیده می شود، یکی پس از دیگری پدیدار و توسعه یابند. اهمیت دستیابی به علوم و فناوری نانو به عنوان فناوری آینده جهان با توجه به ویژگی های خاص آن به گونه ای که شکوفایی بسیاری از فناوری های مهم دیگر از جمله دو دستاورد بسیار عظیم قرن بیستم یعنی فناوری اطلاعات و بیوفناوری را برعهده آن دانسته اند به خوبی مشهود است.