علوم و فناوری نانو، به‌عنوان یکی از کاربردهای گسترش علوم پایه
علوم پایه زیربنای و پایه اصلی سایر دانش‌ها محسوب می‌شود و اهمیت ویژه آن محسوس‌تر از قبل شده است. دانش پژوهان و اندیشمندان حوزه علوم پایه با توجه به ماهیت میان رشته‌های این حوزه، توانسته‌اند در حوزه علوم پزشکی و علوم مهندسی مطالعات و گستره دانش را به طور منحصربه فردی ارتقا دهند.
به عنوان مثال محققان علوم و فناوری نانو با توجه به ماهیت مواد شیمیایی موفق به بکارگیری نانو ساختار در حوزه‌های مهندسی در بخش‌های هم چون صنعت رنگ، صنعت خودروسازی، صنعت ساختمان، صنایع نفت، گاز و پتروشیمی و صنایع نظامی شده‌اند که خروجی این مطالعات تولید محصولات کاربردی و ارزشمندی در راستای رفع مشکلاتی متعدد از این بخش‌ها بوده‌است. محققان بر این باورند که فناوری نانو، جز یکی از مهم‌ترین قلمروهای علمی هستند که انقلاب سوم صنعتی را شکل می‌دهند. نانوتکنولوژی می‌تواند به عنوان ادامه دانش کنونی فراگیرتر باشد.
در این مقاله به کاربردهای محصولاتی فناوری نانو، بررسی یک نمونه از ماهیت کاربردی نانو و حوزه‌های کاربرد فناوری نانو خواهیم پرداخت. اگر خودتان نیز بخواهید در این زمینه با کم‌ترین هزینه تولید محتوا انجام دهید، به شما پیشنهاد می‌کنیم سایت رایا مارکتینگ را انتخاب کنید.
از کاربردهای محصولاتی فناوری نانو می‌توان به موارد زیر اشاره نمود
• نانو ضد آب کننده‌ها
• نانو شیشه‌ها
• شیشه‌های خود تمیز شونده
• شیشه‌های محافظ در برابر آتش
• شیشه‌های کنترل کننده انرژی
• نانو آسفالت‌ها
• نانوکامپوزیت‌ها
• تصفیه کننده‌های آب و فاضلاب
• نانو پوشش
• نانو بتن
• نانو دارو
• نانو سیم
• نانو حسگر
• نانو سیالات
• نانو فیلتر
• نانو لباس
• نانو جاذب
• نانو کاتالیست
• نانو رنگ
• نانو پلاستیک
• نانو جوراب
بررسی یک نمونه از ماهیت کاربردی نانو
در دنياي امروز استفاده از گرافيت در ساخت قطعات و تجهيزات به كار رفته در صنايع هوا‌‌فضا و نيز استفاده از آن در ساخت قطعات حساس و پيچيده با كاربردهاي نظامي نظير اجزاء به كار رفته در محفظه احتراق هواپيماهاي جت كه علاوه بر پايداري حرارتي بالا تا دماي 1500 درجه سانتي‌گراد، بايد از استحكام و سازگاري بالايي نيز برخوردار باشند، با رشد چشم‌گيري همراه بوده‌است.
از آن‌جايي كه اين قطعات در اندازه و هندسه‌هاي بزرگ و متنوعي ساخته و به كار برده مي‌شوند، نقص، شكنندگي و خرابي در اين قطعات علاوه بر تحميل خسارات مالي، ممكن است به علت كاربردهاي ويژه و استراتژيكي كه دارند، خسارات جبران‌ناپذير ديگري را نيز به بار آورند. استفاده از روش‌هاي مكانيكي نظير پيچ و مهره و پرچ، علاوه بر كاهش عمر قطعات و ايجاد نقص در ساختار آن با تمركز تنش در محل‌هاي اتصال، شكستگي و از بين رفتن اين قطعات را به همراه دارد، و لذا استفاده از چسبي كه بتواند اين قطعات را با استحكام و پايداري حرارتي بالا حتي تا 2000 درجه سانتي‌گراد به هم بچسباند در دنياي امروز يك نياز ضروري مي‌باشد.
به همین دلیل نانو‌چسب‌هاي پايه فنوليك دما بالا، براي اتصال قطعات گرافيتي توسط محققان مورد توجه و مطالعه قرار گرفت. گروه‌هاي شيميايي شكل گرفته در ساختار چسب قبل و پس از پخت با استفاده از آزمون طيف سنجي مادون قرمز (FTIR Analysis) مورد بررسي قرار گرفته شدهاست. این محصول می‌تواند در صنعت کارایی قابل ملاحظه‌ای داشته باشد.
حوزه‌های کاربرد فناوری نانو
کاربردهای فناوری نانو، معمولاً شامل مصارف صنعتی، دارویی و انرژی است. این‌ها شامل مواد ساختمانی با دوام‌تر، دارورسانی درمانی و سلول‌های سوختی هیدروژن با چگالی بیشتر هستند که سازگار با محیط زیست هستند. از آنجا که نانوذرات و دستگاه‌های نانو از طریق تغییر در خصوصیات فیزیکی شیمیایی بسیار متنوع هستند، آنها در الکترونیک در مقیاس نانو، درمان‌های سرطان، واکسن‌ها، سلول‌های سوخت هیدروژن و باتری‌های نانو گرافن کاربردهایی یافته‌اند.
فناوری نانو به‌عنوان یکی از رشته‌های گسترش علوم پایه پتانسیل خود را در بخش‌های مختلف اثبات می‌کند، و باعث می‌شود که کسب و کارها به این فکر کنند که سازمان آنها چگونه می‌تواند از ماشین آلات و مواد کوچک استفاده کند. در اینجا چند حوزه وجود دارد که فناوری نانو قبلاً نویدبخش بزرگی در آنها بوده‌است.
پزشکی نانو
با استفاده از سیستم‌های حامل در مقیاس نانو، داروها می به روش بسیار هدفمند و کارآمدتری تحویل شوند. پزشکی نانو با ترکیب خواص شیمیایی و مکانیکی به بیماران و پزشکان کمک می‌کند و بدنبال تولید داروهایی هستند که خیلی سریع‌تر از تزریق یا قرص‌های سنتی به منطقه مورد نظر می‌رسند. برخلاف داروهای موجود، نانوذرات می‌توانند از موانع بیولوژیکی خاصی در بدن عبور کنند.
با این وجود، با وجود مطالعات بیشمار، پزشکی نانو (Nano Medicine) تا حد زیادی نظری باقی مانده‌است. در حال حاضر، بیشتر کارها در زمینه پزشکی نانو به آزمایشات بالینی محدود شدهاست و هنوز به بخش مراقبت‌های بهداشتی اصلی وارد نشده‌است. استفاده‌های بعدی می‌تواند شامل درمان بیماری‌های مختلف مانند آلزایمر، سرطان و دیابت و همچنین پرداختن به مقاومت ضد میکروبی و بافت‌های نانو مهندسی باشد.
ساخت
بیشتر بحث‌ها پیرامون فناوری نانو (Nanotechnology) مربوط به چگونگی استفاده از آن در تولید است. انجام فرایندها در مقیاس نانو باعث کاهش هزینه‌ها، بهبود کارایی و کیفیت مواد می‌شود. به عنوان مثال، فولاد تعبیه شده در نانوذرات را تولید می‌کنند که به آن اجازه می‌دهد تیرها و صفحات سبک، نازک‌تر، اما قوی‌تر شود. همچنین برای ایجاد مقاومت در برابر خوردگی، یک پوشش نانوکامپوزیتی برای لوله‌ها در صنعت نفت تولید شدهاست. این پوشش را می‌توان در دمای پایین‌تر و سرعت سریع‌تر از روش‌های معمول اعمال کرد، که منجر به کاهش هزینه و لوله‌های ارزان‌تر می‌شود.
انرژی
یکی از شاخه‌های اصلی انرژی که در آن نانوتکنولوژی پتانسیل خاصی در نظر گرفته شدهاست، خورشید است. در سلول‌های خورشیدی مهندسی شده نانو که از کاربردهای گسترش علوم پایه است، ذرات و مواد کوچک‌تر با ساختارهای مختلف مولکولی جذب انرژی بالاتر را تسهیل می‌کنند. در سال‌های اخیر، انرژی خورشیدی مورد توجه قرار گرفته‌است. اکنون لیست طولانی از شرکت‌های خورشیدی وجود دارد که می‌توانند از فناوری نانو در محصولات خود استفاده کنند.
گذشته از خورشیدی، فناوری نانو در باتری‌های یون لیتیوم استفاده می‌شود. روشی برای ایمن سازی باتری‌ها با جایگزینی مایع قابل اشتعال درون آنها با نانو مواد سرامیکی رسانای لیتیوم، توسعه داده شدهاست. استفاده گسترده از نانومواد در ساخت و ساز نیز ممکن است باعث بهبود کارایی روشنایی و گرمایش شود، زیرا ذرات نانو در جذب بسیار بهتر هستند.
الکترونیک
در دنیای تحت سلطه داده‌ها، رسیدگی به اطلاعات به سرعت و در مقیاس بسیار حیاتی است. خوشبختانه، وقتی نوبت به الکترونیک می‌رسد، فناوری نانو می‌تواند تراشه‌های کوچک‌تر، سریع‌تر و قدرتمندتری را که برای تأمین نیازهای کلان داده مورد نیاز است، تحویل دهد.
شرکتی اولین پردازنده 14 نانومتری را برای رایانه‌های شخصی نازک و بدون فن راه اندازی کرده‌است. که تراشه 50 درصد کوچک‌تر و 30 درصد باریک‌تر از نسخه قبلی بود و برنامه‌های بعدی به سرعت برای نسخه 10 نانومتری رونمایی شدند. سپس، تراشه آزمایش 7 نانومتری را فاش کردند. این تراشه نتیجه یک پروژه تحقیقاتی 5 ساله است.
به شما پیشنهاد می‌کنیم مقاله "تولید محتوا برای گسترش علوم پایه" را نیز مطالعه کنید تا در این زمینه دید قوی و کاملی به‌دست آورید.
غذا
فناوری نانو با دوام و مقاومت بیشتر بسته بندی مواد غذایی در برابر باکتری‌ها به حل مسئله جهانی ضایعات مواد غذایی کمک می‌کند. اگر غذا بیشتر طول بکشد، موادغذایی مصرفی کمتر دور ریخته می‌شوند یا توسط سوپرمارکت‌ها رد می‌شوند. به عنوان مثال، نانوكامپوزیت‌های رس در بطری‌ها، كارتن‌ها و بسته بندی مورد استفاده قرار می‌گیرند تا مانعی نفوذ ناپذیر در برابر گازهایی مانند اکسیژن یا دی اکسید کربن ایجاد کنند. ظروف برای از بین بردن باکتری‌ها با نانوذرات نقره تعبیه شده‌اند و نانوحسگرها در حال تولید هستند تا باکتری‌ها و سایر آلودگی‌ها مانند سالمونلا را در کارخانه‌های بسته بندی شناسایی کنند.
در مرحله رشد، می‌توان از شبکه‌های حسگر نانو و دستگاه‌های توزیع کننده در سراسر مزارع برای تشخیص نیاز گیاه به مواد مغذی یا آب استفاده کرد که از کاربردهای دیگر گسترش علوم پایه می‌باشد. سپس توزیع کننده‌ها می‌توانند کود، مواد مغذی یا آب را در صورت لزوم قبل از اینکه گیاه علائم کمبود را نشان دهد، آزاد کنند. نانو سموم دفع آفات می‌توانند با فعال شدن تنها یک بار، تأثیر شیمیایی گیاهان را کاهش دهند.
شهرهای هوشمند
همه مثال‌های بالا نشان می‌دهد که چرا فناوری نانو در ساخت زیرساخت‌های شهر هوشمند نقش اساسی دارد. شهرهای هوشمند مقدار قابل توجهی از داده‌ها را ایجاد می‌کنند که باید بین و درون شبکه‌ها منتقل شوند. فناوری موج میلیمتر نانو با قابلیت فعال کردن میلی متر یکی از نمونه‌های این است که فناوری نانو با انتقال داده‌ها بدون زیرساخت پشتیبانی می‌تواند این کار را بسیار آسان کند.
سایر کاربردها شامل استفاده از نانومواد در نیروگاه‌ها، تأسیسات تصفیه آب و زیرساخت‌های جاده‌ای و همچنین نصب حسگرهای نانو برای نظارت بر سطح آلودگی هوا و سایر معیارهای زیست محیطی است.
اگر قصد داشته‌باشید در منزل در زمینه تایپیست فعالیت کنید، روی عبارت استخدام تایپ در منزل کلیک کنید.
سخن آخر
فناوری نانو فقط مربوط به ربات‌های کوچک و خودمختار نیست. در مراقبت‌های بهداشتی نیز بسیار کاربرد دارد. کاربردهای اخیر در انرژی، به ویژه در مورد خورشیدی، به ایجاد علاقه شرکت‌ها در فناوری نانو کمک کرده‌است. و همزمان با حرکت شهرهای هوشمند از تئوری به واقعیت، فناوری نانو می‌تواند پاسخی برای معضلات داده‌ها باشد. نه تنها این، بلکه فناوری نانو نیز در حال حاضر به محیط‌های پایدارتر کمک می‌کند. فناوری نانو فراتر از صفحات داستان علمی تخیلی حرکت کرده‌است تا اساساً فرصتی برای هر صنعت باشد.
در صورتی‌که قصد داشته‌باشید در زمینه گسترش علوم پایه تولید محتوا انجام دهید، به شما پیشنهاد می‌کنیم سایت رایا مارکتینگ را انتخاب کنید زیرا با داشتن نویسندگان متخصص، سفارش شما را با حداکثر کیفیت تحویل خواهند داد.