فناوری نانو، موج چهارم انقلاب صنعتی

دانشنامه فارسي/ فناوري نانو يا نانوتکنولوژي رشته‌اي از دانش کاربردي و فناوري است که جستارهاي گسترده‌اي را پوشش مي‌دهد. موضوع اصلي آن نيز مهار ماده يا دستگاه‌هاي در ابعاد کمتر از يک ميکرومتر، معمولاً حدود ۱ تا ۱۰۰ نانومتر است. در واقع نانو تکنولوژي فهم و به کارگيري خواص جديدي از مواد و سيستمهايي در اين ابعاد است که اثرات فيزيکي جديدي – عمدتاً متاثر از غلبه خواص کوانتومي بر خواص کلاسيک – از خود نشان مي‌دهند. فناوري نانو موج چهارم انقلاب صنعتي، پديده‌اي عظيم است که در تمامي گرايشات علمي راه يافته واز فناوريهاي نويني است که با سرعت هرچه تمام تر درحال توسعه مي‌باشد. از ابتداي دهه ۱۹۸۰ ميلادي گستره طراحي و ساخت ساختمانها هر روزه شاهد نوآوري‌هاي جديدي در زمينه مصالح کارآمدتر و پربازده‌تر در مقاومت، شکل پذيري، دوام و توانايي بيشتر نسبت به مصالح سنتي است. نانوفناوري يک دانش به شدت ميان‌رشته‌اي است و به رشته‌هايي چون مهندسي مواد، پزشکي، داروسازي و طراحي دارو، دامپزشکي، زيست‌شناسي، فيزيک کاربردي، ابزارهاي نيم رسانا، شيمي ابرمولکول و حتي مهندسي مکانيک، مهندسي برق و مهندسي شيمي نيز مربوط مي‌شود. تحليل گران بر اين باورند که فناوري نانو، زيست فناوري (Biotechnology) و فناوري اطلاعات (IT) سه قلمرو علمي هستند که انقلاب سوم صنعتي را شکل مي‌دهند. نانو تکنولوژي مي‌تواند به عنوان ادامهٔ دانش کنوني به ابعاد نانو يا طرح‌ريزي دانش کنوني بر پايه‌هايي جديدتر و امروزي‌تر باشد. ايران در فناوري نانو مقام هفتم را در دنيا داراست. پژوهشگران دانشگاه صنعتي نوشيرواني بابل در ارديبهشت ۱۳۹۲ موفق به ارائه و معرفي راه‌هاي ارتباط بين فناوري نانو و علوم اعصاب به يکديگر شده و روشي براي رديابي پيام رسان‌ها در مغز شدند. تاريخچه فناوري نانو در حدود ۴۰۰ سال پيش از ميلاد مسيح، دموکريتوس فيلسوف يوناني، براي اولين بار واژه اتم را که در زبان يوناني به معني تقسيم نشدني است، براي توصيف ذرات سازنده مواد به کار برد. از اين رو شايد بتوان او را پدر فناوري و علوم نانو دانست. نانو ريشه يوناني “نانس” به معني کوتوله مي‌باشد. فناوري نانو موج چهارم انقلاب صنعتي، پديده‌اي عظيم مي‌باشد که در تمامي گرايشات علمي راه يافته است تا جايي که در يک دههٔ آينده برتري فراينده‌ها، وابسته به اين تحول خواهد بود. ماهيت فناوري نانو توانايي کارکردن در تراز اتمي، مولکولي و فراتر از آن در ابعاد بين ۱ تا ۱۰۰ نانومتر، با هدف ساخت و دخل و تصرف در چگونگي آرايش اتم‌ها يا مولکول‌ها با استفاده از مواد، وسايل و سيستم‌هايي با توانايي‌هاي جديد و با تغيير اين ساختارها و رسيدن به بازدهي بيشتر مواد مي‌باشد. فناوري نانو فرايند دستکاري مواد در مقياس اتمي و توليد مواد و ابزار، به وسيله کنترل آنها در سطح اتم‌ها و مولکولهاست. در واقع اگر همه مواد و سيستم‌ها ساختار زيربنايي خود را در مقياس نانو ترتيب دهند؛ آنگاه تمام واکنش‌ها سريع‌تر و بهينه‌تر صورت مي‌گيرد و توسعه پايدار پيش گرفته مي‌شود.از جمله دستاوردهاي فراوان اين فناوري کاربرد آن در توليد، انتقال، مصرف و ذخيره‌سازي انرژي با کارايي بالاست که تحول شگرف را در اين زمينه ايجاد مي‌کند.از اينرو دست‌اندرکاران و محققان علوم نانو در تلاش اند تا با استفاده از اين فناوري به آسايش و رفاه بيشتر در درون و برون ساختمان با يافتن طبقه جديدي از مصالح ساختماني با عملکرد بالا و صرفه‌جويي در هزينه‌ها بخصوص در مصرف منابع انرژي و در نهايت به توسعه پايدار دست يابند. فناوري نانو منجر به تغييرات شگرف در استفاده از منابع طبيعي، انرژي و آب خواهد شد و پساب و آلودگي را کاهش خواهد داد. فن‌آوري نانو توانايي ساخت، کنترل و استفاده ماده در ابعاد نانومتري است. اندازه ذرات در فن‌آوري نانو بسيار مهم است، چرا که در مقياس نانويي، ابعاد ماده در خصوصيات آن بسيار تأثيرگذار است و خواص فيزيکي، شيميايي و بيولوژيکي تک تک اتم ها و مولکول ها با خواص توده ماده متفاوت است. اين اندازه در مواد مختلف متفاوت است، اما به طور معمول مواد نانو به موادي که حداقل يکي از ابعاد آن ها کوچک تر از ۱۰۰ نانو متر باشد گفته مي شود. در مجموع اين فناوري شامل سه مرحله مي‌باشد: طراحي مهندسي ساختارها در سطح اتم. ترکيب اين ساختارها و تبديل آنها به مواد جديد با ساختار نانو با خصوصيات ويژه. ترکيب اينگونه مواد و تبديل آنها به ابزارهاي سودمند. انتظار مي‌رود که نانو تکنولوژي نياز بشر را به مواد کمياب کمتر کرده و با کاستن آلاينده‌ها، محيط زيستي سالم‌تر را فراهم کند..