فناوری نانو یا نانو تکنولوژی رشته‌ای از دانش کاربردی و فناوری است که جستارهای گسترده‌ای را پوشش میدهد. موضوع اصلی آن نیز مهار ماده یا دستگاه‌های در ابعاد کمتر از یک میکرومتر، معمولاً حدود ۱ تا ۱۰۰ نانومتر است. در واقع نانو تکنولوژی فهم و به کارگیری خواص جدیدی از مواد و سیستم‌ هایی در این ابعاد است که اثرات فیزیکی جدیدی – عمدتاً متاثر از غلبه خواص کوانتومی بر خواص کلاسیک – از خود نشان میدهند.

فناوری نانو موج چهارم انقلاب صنعتی، پدیده‌ای عظیم است که در تمامی گرایشات علمی راه یافته و از فناوریهای نوینی است که با سرعت هرچه تمام تر در حال توسعه میباشد. از ابتدای دهه ۱۹۸۰ میلادی گستره طراحی و ساخت ساختمان ها هر روزه شاهد نوآوری‌ های جدیدی در زمینه مصالح کارآراتر و پر بازده تر مقاومت، شکل پذیری، دوام و توانایی بیشتر نسبت به مصالح سنتی است.

نانو فناوری یک دانش به شدت میان‌ رشته‌ای است و به رشته‌ هایی چون مهندسی مواد، پزشکی، داروسازی و طراحی دارو، دامپزشکی، زیست‌ شناسی، فیزیک کاربردی، ابزارهای نیم رسانا، شیمی ابر مولکول و حتی مهندسی مکانیک، مهندسی برق و مهندسی شیمی نیز مربوط میشود.

تحلیل گران بر این باورند که فناوری نانو، فناوری زیستی (Biotechnology) و فناوری اطلاعات (IT) سه قلمرو علمی هستند که انقلاب سوم صنعتی را شکل میدهند. نانو تکنولوژی میتواند به عنوان ادامه دانش کنونی به ابعاد نانو یا طرح‌ ریزی دانش کنونی بر پایه‌ هایی جدیدتر و امروزی‌ تر باشد. ایران در فناوری نانو مقام هفتم را در دنیا داراست.

تاریخچه فناوری نانو

در حدود۴۰۰ سال پیش از میلاد مسیح، دموکریتوس فیلسوف یونانی، برای اولین بار واژه اتم را که در زبان یونانی به معنی تقسیم نشدنی است، برای توصیف ذرات سازنده مواد به کار برد. از این رو شاید بتوان او را پدر فناوری و علوم نانو دانست.

نانو ریشه یونانی نانس به معنی کوتوله میباشد. فناوری نانو موج چهارم انقلاب صنعتی، پدیده‌ای عظیم میباشد که در تمامی گرایشات علمی راه یافته است تا جایی که در یک دهه آینده برتری فراینده‌ها، وابسته به این تحول خواهد بود. ماهیت فناوری نانو توانایی کارکردن در تراز اتمی، مولکولی و فراتر از آن در ابعاد بین ۱ تا ۱۰۰ نانومتر، با هدف ساخت و دخل و تصرف در چگونگی آرایش اتم‌ها یا مولکول‌ها با استفاده از مواد، وسایل و سیستم‌ هایی با توانایی‌ های جدید و با تغییر این ساختارها و رسیدن به بازدهی بیشتر مواد میباشد.

فناوری نانو فرایند دستکاری مواد در مقیاس اتمی و تولید مواد و ابزار، به وسیله کنترل آنها در سطح اتم‌ها و مولکول هاست. در واقع اگر همه مواد و سیستم‌ها ساختار زیربنایی خود را در مقیاس نانو ترتیب دهند؛ آنگاه تمام واکنش‌ها سریع‌ تر و بهینه‌ تر صورت میگیرد و توسعه پایدار پیش گرفته میشود. از جمله دستاوردهای فراوان این فناوری کاربرد آن در تولید، انتقال، مصرف و ذخیره‌ سازی انرژی با کارایی بالاست که تحول شگرف را در این زمینه ایجاد میکند. از اینرو دست‌اندر کاران و محققان علوم نانو در تلاش‌اند تا با استفاده از این فناوری به آسایش و رفاه بیشتر در درون و برون ساختمان با یافتن طبقه جدیدی از مصالح ساختمانی با عملکرد بالا و صرفه‌ جویی در هزینه‌ها بخصوص در مصرف منابع انرژی و در نهایت به توسعه پایدار دست یابند. فناوری نانو منجر به تغییرات شگرف در استفاده از منابع طبیعی، انرژی و آب خواهد شد و پساب و آلودگی را کاهش خواهد داد.

معرفی فناوری نانو

فن‌ آوری نانو توانایی ساخت، کنترل و استفاده ماده در ابعاد نانومتری است. اندازه ذرات در فن‌ آوری نانو بسیار مهم است، چرا که در مقیاس نانویی، ابعاد ماده در خصوصیات آن بسیار تأثیرگذار است و خواص فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی تک تک اتم‌ها و مولکول‌ها با خواص توده ماده متفاوت است. این اندازه در مواد مختلف متفاوت است، اما به طور معمول مواد نانو به موادی که حداقل یکی از ابعاد آن‌ها کوچک‌ تر از ۱۰۰ نانو متر باشد گفته میشود.

مراحل فناوری نانو

در مجموع این فناوری شامل سه مرحله میباشد:

• طراحی مهندسی ساختار‌ها در سطح اتم
• ترکیب این ساختار‌ها و تبدیل آن‌ ها به مواد جدید با ساختار نانو با خصوصیات ویژه
• ترکیب اینگونه مواد و تبدیل آن‌ ها به ابزارهای سودمند.

انتظار میرود که نانو تکنولوژی نیاز بشر را به مواد کمیاب کمتر کرده و با کاستن آلاینده‌ها، محیط زیستی سالم‌ تر را فراهم کند.

 محصولات نانو مواد را هم میتوان به صورت‌ های زیر بیان کرد:

• فیلم‌ های نانو لایه برای کاربردهای عمدتاً الکترونیکی
• نانو پوشش‌ های حفاظتی برای افزایش مقاومت در برابر خوردگی و حفاظت در مقابل عوامل مخرب محیطی
• نانو ذرات به عنوان پیش‌ سازنده یا اصلاح ساز پدیده‌ های شیمیایی و فیزیکی

نویسنده