قرن بیست و یکم، قرن فناوری نانو و مهمترین دوران صنعت به شمار می رود. قرن نانو، قرن سلامتی، صرفه جویی و آرامش نامیده می شود. نانو نه یک ماده است نه یک جسم، فقط یک مقیاس است، کوچک شدن یک مقیاس، نانو یک میلیاردم متر است به اندازه ای کوچک که دیده نمی شود اما سالیان سال است که تاثیر بسزا و بسیار بزرگی در زندگی ما انسان ها دارد. در ادامه جهت مروری کوتاه بر علم نانو با حامی صنعت، همراه باشید.
در مقیاس نانو خواص فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی تک تک اتم ها، مولکول ها با خواص توده ماده متفاوت است، نانوذرات در چنین مقیاس و مشخصه های منحصر به فردی موجب پیدایش دستاوردهای نوینی در علوم پزشکی و مهندسی می شوند.
به طور خلاصه نانو تکنولوژی، به معنی انجام مهندسی مواد در ابعاد اتمی – مولکولی و ساخت موادی با خواص کاملا متفاوت در ابعاد نانو است. تعریف دیگر نانوتکنولوژی ساخت مواد مورد نظر با آرایش دادن و دستکاری اتم ها است. نانومتر، (یک میلیاردم متر) به اندازه چیدن ۵ الی ۱۰ اتم در کنار یگدیگر است، مکعبی با ابعاد ۲.۵ نانومتر تقریبا ۱۰۰۰ اتم را شامل می شود. خواص فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی ماده تبدیل شده به ابعاد نانو نسبت به خواص آن در ابعاد ماکرویی کاملا متفاوت است. نانو در مولکولهای ماده انرژی بالایی را ایجاد می کند و به همین دلیل معجزه آسا نامیده می شود.
فناوری نانو حدود نیم قرن پیش، در دهه های آخر قرن بیستم همراه با توسعه فناوری های نوین تصویربرداری، دستکاری و شبیه سازی ماده در مقیاس اتمی پدید آمد. نانو در گذشته فیزیک اتمی نامیده میشد، پس از کابردی شدن آن، نام آن نانو شد، به همین دلیل نانو یک علم جدید نیست، اما کاربردی شدن آن زندگی انسان را دگرگون ساخت. ایده نانوتکنولوژی را برای اولین بار Eric Drexler به دنیا عرضه نمود، او درآزمایشگاه مشهور MIT متعلق به انستیتو Foresight مطالعات خود را با سیستم های بیولوژیکی شروع کرده و سپس متوجه شد که می توان دستگاه های مولکولی تولید کرد بدین ترتیب ایده نانو تکنوژلوی به نام او ثبت شد. اصطلاح نانو برگرفته از یونان قدیم است وبه معنی کوتوله می باشد.
علم میان رشته ای نانو تقریبا تمامی علوم مهندسی و پزشکی را در برگرفته است. تاکنون بیشترین کاربرد را در صنایع سنگین، بهداشت، نساجی و کشاورزی داشته و در صنایعی نظیر رنگ، اتومبیل، کامپیوتر، شیمی، تصفیه آب و … نیز درحال توسعه است. محصولات نساجی حاصل از فناوری نانو در کشورهای آلمان و انگلیس بیشترین رواج را دارند. تولید کفش ها و لباس هایی که با حفظ گرمای بدن و تاثیر در گردش خون، باعث کاهش خستگی و سبب راحتی می شوند نیز از دستاوردهای سحرآمیز علم نانو است.
ساخت، دستکاری و آنالیز نانوسیستم ها، توابع مختلفی را که قبلا از وجود آن بی خبر بوده ایم آشکار ساخته و استفاده مفید و عرضه آنها به بشر باعث پیشرفت های ارزنده ای در استانداردهای زندگی می شود. مهندسی سیستم‌های خلاء پیشرفته و ایجاد توانایی های علمی در علوم مهندسی و پزشکی از قبیل: نمایش، تطبیق نیروهای مکانیکی و تعیین مشخصات آنها در سطح نانو، شروع و خاتمه تثبیت و پیگیری انجام کارهای مختلف در نانوثانیه ها، بررسی پیشرفت تکنیک های آنالیتیکی مانند: آنالیزهای شیمیایی در ابعاد نانو و از طرفی فرصت دستیابی علوم مهندسی به نانوسنسورها، عناصرحافظه و تجهیزدستگاه‌های جدید و موثر در علم پزشکی از دستاوردهای این فناوری است.
به عنوان مثال فولرین C60) Fulleren) به دلیل ساختار خاص آن کاربردهای بسیاری، ازجمله عناصر حافظه در صنعت کامپیوتر و روان‌کننده‌های جامد در روغن موتور را دارا می باشد.
بهره گیری از خواص ماده در مقیاس نانو، نویدبخش فواید و منافعی می باشد که موجب تحولات اساسی در زندگی انسان می شود. صرفه جویی در مصرف انرژی، صرفه جویی اقتصادی، صرفه جویی در زمان، تامین محصول بیشتر با هزینه کمتر، افزایش کیفیت محصول و در نتیجه افزایش کیفیت و استانداردهای زندگی، ایجاد زندگی سالم، کاهش وابستگی های اقتصادی به سایر تکنولوژی های پیشرفته و افزایش درآمدهای ملی از جمله فوایدی است که می توان نام برد.
بودجه صرف شده در فناوری نانو درسال ۲۰۰۸ مبلغ ۸/۶ میلیارد دلار و این بودجه برای سال ۲۰۱۵ به میزان یک تریلیون دلار و برای سال ۲۰۲۰ چهار برابر این رقم پیش بینی شده است.
تصویر ساختار فولرین C60