تصویر برداری پزشکی هسته ای از قلب چیست؟

تصویر برداری پزشکی هسته ای از قلب چیست؟

پزشکی هسته ای یا تصویر برداری رادیو نوکلویید یک آزمون غیر تهاجمی بوده ومعمولاً بی درد است که در تشخیص شرایط بیماری به پزشکان کمک می کند.
دراین نوع اسکن از مواد رادیواکتیو استفاده می شود که به آنها رادیودارو یا مواد نشان دار شده نیز می گویند.
بسته به نوع آزمون پزشکی هسته ای که قرار است برای شما انجام شود رادیو دارو نشاندار شده یا به ورید شما تزریق ،یابلعیده شده ویا مانند گازاستنشاق می شود و سرانجام این مواد در ارگان یا ناحیه مورد نظر در بدن شما جمع شده واز آنجا به صورت اشعه های گاما، انرژی مربوطه بیرون داده می شود.
این انرژی به وسیله ای به نام گاما کمرا یا اسکنرPET ویا پروب نمایان می شود.
این تجهیزات مرتبط با کامپیوتر بوده وبرای اندازه گیری میزان رادیودارو جذب شده در بدن شما به کار رفته و به وسیله کامپیوتر تصاویر ویا عکس های مخصوص تهیه می شود که با آنها می توان جزییات ساختار و عملکرد ارگان یا بافت مربوطه را نشان داد.
در برخی از مراکز، تصاویر پزشکی هسته ای می تواند با تصویر ام آر ای ویا سی تی اسکن به هم آمیخته شده(همپوشانی) و تولید تصاویر و ویو مخصوص نماید که این کار شناخته شده مانند تصاویر منطبق روی هم یا ثبت نام همزمان است.این ویوها حاصل آمیختگی اطلاعات از دو مطالعه مختلف با هم مرتبط بوده و تفسیری ازیک تصویرارایه می دهند واین به نوبه خود منجر به اطلاعات دقیق تر و تشخیص درست می شود.
علاوه بر این؛ سازندگان در حال حاضر مشغول ساخت دستگاههای SPECT/CT و PET/CT هستند که قادر خواهند بود مطالعات تصاویر به طور همزمان در آن واحد انجام شود.
مطالعات پزشکی هسته ای قلبی تصاویری از ساختار و عملکرد قلب تهیه می کنند.
برخی از موارد کاربرد معمول این روش کدامند؟
پزشکان از تصاویر پزشکی هسته ای قلب برای کمک به تشخیص بیماریهای قلبی استفاده می کنند این علایم شامل؛
درد سینه بدون توضیح .
درد سینه ناشی از فعالیت (آنژین).
همچنین این نوع تصویر برداری برای موارد زیر نیز کاربرد دارد؛
برای تشخیص الگوهای جریان خون به دیواره های قلب که اسکن پرفیوژن میو کارد نام دارد.
برای ارزیابی وجود و میزان شدت بیماری شریان کرونری شناخته شده ویا مشکوک.
برای تخمین میزان آسیب قلبی که فرد قبلاً دچار حمله ویا سکته میوکارد شده است.
برای ارزیابی نتایج جراحی بای پس یا سایر روش های ترمیم عروقی که برای ذخیره خون داخل قلب انجام شده اند.
برای ارزیابی حرکت دیواره قلب و عملکرد سراسر قلب با تکنیکی که گیتینگ قلبی نام دارد و این کار همزمان با نوار الکترو کاردیوگرام انجام می شود.
من چگونه باید برای این آزمون آماده گردم ؟
شاید از شما تقاضا شود در طول آزمون یک گان بپوشید ویا از لباس های خودتان استفاده کنید.
زنان همیشه باید قبل از انجام آزمون احتمال بارداری ویا شیر دهی به بچه را به پزشک و یا تکنولوژیست اطلاع دهند.
مصرف داروهای خود را که شامل مواردی چون ویتامین ها و ترکیبات گیاهی می باشد، باید به پزشک ویا تکنولوژیست اطلاع دهید. 

پزشکی هسته ای چیست

پزشکی هسته ای چیست
پزشکی هسته ای
 
پزشکی هسته‌ای ، شاخه‌ای از پزشکی است که در آن تشعشع و خواص هسته‌ای نوکلوئیدهای رادیواکتیو و نوکلیدهای پایدار هم برای تشخیص و هم برای درمان امراض بکار می‌روند. این امر می‌تواند یا با پرتو دهی مستقیم مریض با یک چشمه تشعشع خارجی یا با تزریق داروهای نشاندار با رادیواکتیویته به مریض تحقق یابد. زمینه پزشکی هسته‌ای و رادیو دارو در 20 سال گذشته رشد فوق العاده‌ای داشته است. پیشرفتهایی در توانایی پیش بینی‌ها ، تکنولوژی آشکارسازی و توسعه رادیو داروهای متناسب ، همه در این توسعه سهیم بوده‌اند. داروهای نشاندار رادیواکتیو که به مریض تزریق یا خورانده می‌شوند، به نام رادیو داروها هستند.
تاریخچه
در مدت کوتاهى پس از کشف رادیم در 1277هخ(1898 م) توسط مارى کورى و جدا سازى آن به مقادیر 1_1/0 گرم از پچبلند،بلافاصله در یافتندکه این میتواند عنصر مفیدى به عنوان منبع پرتو دهنده باشدکه متعاقبا به اولین کاربرد رادیو نوکلویید ها در پزشکى منجر گردید.
معرفی
از با اهمیت ترین کاربرد هاى رادیو نوکلویید ها در علوم طبیعى است و بزرگترین مصارف فردى رادیو نوکلویید ها در پزشکى هسته اى است.
امروزه پزشکى هسته اى یک بخش مهم و وابسته به علوم پزشکى شده است. تولید رادیو دارو ها  و ترکیبات آنها براى کاربرد در پزشکى هسته اى، یک بخش مهم فعالیت هاى هسته اى و رادیو شیمى را تشکیل می دهد. توسعه ژنراتور هاى دارویى امکان استفاده از رادیو نوکلویید هاى با نیمه عمر کوتاه را در هر زمان در پزشکى ممکن ساخته است.
برخى از کاربرد هاى عمومى رادیو نوکلویید ها در علوم طبیعى شناخته شده عبارتند از:
_ اکولوژى (جذب عناصر کم مقدار وراذیو نوکلویید از محیط زیست اطراف توسط گیاهان،حیوانات یا انسان)
_آنالیز(تعیین عناصر کم مقدار یا ترکیبات آنها در گیاه،حیوان و انسان)
_فیزیولوژى و متابولیسم(واکنش ها و فرایند هاى بیو شیمیایى عناصر و ترکیبات آنها در گیاهان،حیوانات و انسان )
_تشخیص(شناسایى و تعیین موقعیت امراض)
_معالجه(درمان امراض)
  

پزشکی هسته ای چیست؟

پزشکی هسته ای چیست؟                                                                                                                  

خدمات پزشکی هسته ای از فن‌آوری‌های ایمن ، بدون درد و ارزشمند برای تصویر برداری از بدن و درمان بیماریها استفاده می کند . تصویر برداری پزشکی کاری منحصر به فرد است زیرا اطلاعات جامعی از ساختمان و عملکرد بدن در اختیار پزشکان قرار می دهد ،این پدیده روش خوبی جهت جمع آوری آندسته از اطلاعات پزشکی است که نیازمند عمل جراحی و یا مستلزم آزمایشات تشخیصی پر هزینه می باشد و یا اصلاًاز طریق دیگری قابل دسترسی نسیت. فرایند تصویر برداری پزشکی هسته ای غالباً ناهنجاریها را درهمان مراحل اولیه خیلی زودتر ازاینکه عوارض بیماری توسط سایرآزمایشات پیشرفته قابل تشخیص باشد دربدن فرد تشخیص می دهد . در پزشکی هسته ای مقادیرجزئی مواد رادیواکتیو (رادیو دارو) به منظور تشخیص و درمان بیماریها استفاده می شود . در تصویر برداری ، رادیو داروها توسط دوربین های خاصی که به کامپیوترمتصل است آشکارمی شود تا تصاویرکاملی ازناحیه مورد نظرارائه دهد و در جریان معالجه رادیو داروها مستقیماً بطرف اندام های مورد نظرحرکت می کنند . مقدارتشعشع وارد شده در فرایند تصویربرداری هسته ای کمتر از میزانی است که دررادیولوژی تشخیصی بکارمی رود و این میزان اشعه دریافتی درحد دوز مجاز می باشد .امروزه پزشکی هسته ای روش های مفیدی پیشنهاد می دهد که دربسیاری ازخدمات اختصاصی پزشکی از جمله اطفال ،قلب و روانشناسی کاربرد دارد .

معالجات وابداعات نوین پزشکی هسته ای که سطوح مولکولها را دربدن هدف قرارمی دهد موجب تحول دردانسته ها وروش جدیدی برای رسیدن به تشخیص بیماریهاست.

در طول یک فرایند پزشکی هسته ای چه روی می دهد؟
 

دارورسانی هدفمند

دارورسانی هدفمند

نویسنده:دکتر کامبیز گیلانی

محققان دانشگاه میشیگان با استفاده از فناوری نانو توانستند داروی قوی شیمی درمانی را به درون سلول های تومور وارد کنند. بدین ترتیب اثر ضدسرطانی دارو افزایش یافته و عوارض جانبی سمی آن کاهش می یابد.نتایج مطالعات قبلی انجام شده در کشت سلول نشان داده است که با چسباندن داروی ضدسرطان به نانوذرات می توان به طور هدفمند دارو را به سلول های تومور رسانده و پاسخ درمانی را افزایش داد.
در حال حاضر محققان دانشگاه میشیگان اثربخشی این روش درمانی را که مبتنی بر فناوری نانوست، در حیوانات به اثبات رسانده اند. دکتر «آربیکر» استاد نانوفناوری بیولوژی از دانشگاه میشیگان سرپرستی این گروه را به عهده دارد. به گفته وی این مطالعه برای اولین بار نشان داده است که یک داروی متصل به نانوذرات عملاً از جریان خون خارج شده، به درون سلول های سرطانی تمرکز یافته و اثر بیولوژیک خود را بر سلول های سرطانی حیوانات اعمال می کند.
دکتر «بیکر» که مدیریت انستیتو نانوفناوری علوم بیولوژیک و پزشکی میشیگان را نیز برعهده دارد، می گوید؛ «ما بسیار خرسند هستیم که با استفاده از فناوری نانو می توان به طور قابل توجهی درمان سرطان را بهبود بخشید.» وی در ادامه افزود؛ «با هدف گیری مستقیم داروها به سوی سلول های سرطانی میزان دریافت این داروها توسط سلول های طبیعی کاهش می یابد. با افزایش اندکس درمانی داروهای ضدسرطان، ما امیدواریم که بتوان سرطان را به یک بیماری قابل کنترل تبدیل کرد.»
حامل دارورسانی به کار گرفته شده در این تحقیق یک مولکول پلیمری سنتتیک از نوع دندریومرها است. این دندریومرها با قطر کمتر از ۵ نانومتر قادرند از منافذ بسیار کوچک موجود در غشاهای سلولی عبور کنند. دندریومرها ساختاری درخت مانند دارند که به دلیل داشتن شاخه های زیاد محققان می توانند انواع مختلف مولکول ها را به آنها متصل کنند. محققان میشیگان در آزمایش های خود متوتروکسات را به شاخه های دندریومرها متصل کردند. در شاخه های دیگر عوامل فلئورسانس جهت تصویربرداری و همچنین جزء اصلی دیگر مورد نیاز یعنی اسیدفولیک را متصل کردند.
اسیدفولیک یا فولات ویتامین مهمی است که برای عملکرد سلول های سرطانی مورد نیاز است اما به نظر می رسد که سلول های سرطانی بیش از حد به این ویتامین نیاز دارند. برای اینکه سلول های سرطانی بتوانند تا حد ممکن این ماده را دریافت کنند محل های خاصی تحت عنوان گیرنده های فولات روی سطح آنها مشخص شده است. محققان مذکور با بهره گیری از این مزیت که سلول های سرطانی اشتهای زیادی برای فولات دارند قادرند از بروز مقاومت سلول های سرطانی به داروهای شیمی درمانی جلوگیری کنند.
دکتر «بیکر» نحوه عملکرد این فناوری را به اسب تروا شبیه می داند. وی می گوید؛ «مولکول های فولات متصل به نانوذرات به گیرنده خاص خود در غشای سلول های سرطانی چسبیده و سلول به محض چسبیدن آن را به درون خود وارد می کند چرا که سلول آن را به عنوان ویتامین مورد نیاز خود شناسایی می کند اما در واقع سلول سرطانی با وارد کردن فولات از طریق غشای خود، متوتروکسات را نیز که در واقع به عنوان سم برای آن مطرح است، به فضای درون خود راه می دهد.» در روش معمول شیمی درمانی، داروهایی مانند متوتروکسات برای ورود به درون سلول باید از غشا انتشار یابند. این فرآیند بسیار آهسته است و به غلظت بالای دارو در فضای خارج سلولی نیاز دارد. این غلظت بالا به نوبه خود برای سلول های طبیعی زیان آور است.
انجام آزمایش روی موش های آزمایشگاهی که سلول های سرطانی اپیتلیوم انسانی به آنها تزریق شده بود، نشان داد که اثربخشی متوتروکسات در کاهش رشد تومور به هنگام استفاده از درمانی مبتنی بر نانوذرات و اسیدفولیک نسبت به کاربرد دارو به تنهایی، حدود ۱۰ برابر موثرتر است. همچنین اثرات سمی مشاهده شده با درمان مبتنی بر نانوذرات به مراتب کمتر از درمان با داروی تنها بوده است.
«یولانتا کوکوواسکا-لاتاللو» یکی از محققان و مولف اول گزارش فوق می گوید؛ «در آزمایش های درازمدت که ۹۹ روز به طول انجامید، ۳۰ تا ۴۰ درصد موش هایی که متوتروکسات را با نانوذرات دریافت کرده بودند، زنده ماندند. در حالی که هیچ یک از موش هایی که تنها متوتروکسات به آنها تجویز شده بود زنده نماندند. علت این امر را می توان به رشد بیش از حد تومور یا اثرات سمی دارو نسبت داد.» وی همچنین در ادامه افزود؛ «مشاهدات ما بیانگر کاهش قابل توجه رشد تومور در تمامی حیواناتی بود که درمان هدفمند مبتنی بر نانوذرات را دریافت کرده بودند. ما توانستیم رشد تومور را در موش ها تا ۳۰ روز به تاخیر بیندازیم. می توان گفت که با توجه به طول عمر موش نسبت به انسان، یک ماه برای موش معادل حدود سه سال برای انسان است.»
محققان دانشگاه میشیگان قبل از شروع مطالعه بر روی اثرات درمانی نانوذرات به منظور تعیین محل تجمع دندریومرها در بدن، دندریومرهای حاوی مواد فلئورسانس را به خون موش های آزمایشگاهی تزریق کردند. نتایج آزمایش ها نشان داد که کلیه موش ها به سرعت نانوذرات را از خون تصفیه کرده و از طریق ادرار دفع می کنند. هیچ شاهدی دال بر ورود آنها به مغز موش ها وجود نداشت. همچنین نانوذرات مطرح تاثیری بر سیستم ایمنی موش ها نداشتند.
محققان انستیتو نانوفناوری میشیگان درصددند که در آینده نزدیک بتوانند حداکثر دوز درمانی متوتروکسات را در پی تجویز نانوذرات فوق در حیوانات مشخص کنند. تعیین این دوز به همراه سایر مطالعات اولیه حیوانی برای شروع اولین مطالعات بالینی در انسان ضروری است. به گفته دکتر «بیکر» طبق برنامه پیش بینی شده آزمون فاز I طی دو سال آینده آغاز خواهد شد.
دکتر «بیکر» همچنین اظهار داشت؛ «داروهای ضدسرطان دیگری نیز وجود دارند که بسیار موثرند لیکن به دلیل سمیت بالا در حال حاضر قابل استفاده نیستند. چنانچه این داروها را بتوان با سامانه هدفمند نانوذره یی طراحی شده تجویز کرد، احتمال آن وجود دارد که با غلبه بر مشکل سمیت آنها، طیف گسترده یی از عوامل ضدسرطان جدید برای مصارف انسانی مطرح شوند.» پیش بینی می شود که محققان با به کارگیری سایر عوامل درمانی به همراه مولکول های مختلف بتوانند سلول های مختلف سرطانی را مورد هدف قرار دهند.
منبع:روزنامه اعتماد

کاربردهای فناوری نانو در کشاورزی

کاربردهای فناوری نانو در کشاورزی

فناوری نانو هیچ زمینه علمی را به حال خود رها نکرده است . علوم کشاورزی نیز از این قاعده جدا نیستند .تا به حال کاربردهای متعددی از فناوری نانو در کشاورزی ، صنایع غذایی و علوم دامی مطرح شده است.
رابطه میان فناوری نانو وعلوم کشاورزی در زمینه های زیر قابل بررسی است :
1- نیاز به امنیت در کشاورزی و سیستم های تغذیه ای
2- ایجاد سیستم های هوشمند برای پیشگیری و درمان بیماریهای گیاهی
3- خلق وسایل جدید برای پیشرفت در تحقیقات بیولوژی و سلولی
4- بازیافت ضایعات حاصل از محصولات کشاورزی از بین تدابیر موجود در مدیریت آفات کشاورزی استفاده از آفت کش ها و سموم سریعترین و ارزان ترین روش برای واکنش به یک وضیت اضطراری است .
روش های کنترل زیستی در حال حاضر بسیار هزینه بر هستند . در این روش ها کنترل آفت از طریق یکی از دشمنان طبیعی آن آفت صورت می گیرد . امروزه مصرف بی رویه آفت کش ها مشکلات زیادی را ایجاد کرده اند این مشکلات شامل اثرات سوء بر سلامت انسان ( ایجاد مسمومیت های حاد یا بیماری های مزمن ) ، تاثیر این مواد بر حشرات گرده افشان و حیوانات اهلی مزارع و همچنین ورود این مواد به آب و خاک و تاثیر مستقیم وغیر مستقیم آن در این نظام های زیستی می باشد .
مصرف بی رویه آفت کش ها محصولات کشاورزی را نیز به منبع ذخیره سم تبدیل می کندمهمترین سوال در زمینه استفاده از آفت کش ها این است که :چقدر از این سموم استفاده کنیم ؟
استفاده از داروهای (سموم) هوشمند در ابعاد نانو می تواند راه حل مناسبی باشد . این داروها که قابلیت حرکت در گیاه را دارند در بسته هایی که حاوی نشانی خاصی هستند قرار میگیرند .برچسب نشانی یک کد مولکولی است که بر روی بسته نصب شده و به بسته اجازه میدهد که به بخشی از گیاه که مورد حمله عامل بیماری یا آفت قرار گرفته تحویل داده شود . این ناقلین در ابعاد نانو همچنین دارای خود تنظیمی نیز می باشند به این معنی که دارو فقط به میزان لازم به بافت گیاهی تحویل داده می شود .
دقت در ردیابی بافت هدف و میزان اندک اما موثر دارو باعث می شود استفاده از سموم در کشاورزی به حداقل برسد .
همه ما میدانیم که پیشگیری بر درمان مقدم است . بیماری های گیاهی نیز از روی علائمی مانند تغییر رنگ یا تغییر شکل اندام ها شناسایی می شوند ولی مسئله اینجاست که این علائم مدتها پس از ورود عامل بیماری به بافت گیاه بروز پیدا می کنند به همین خاطر با سریعترین اقدام ها برای جلوگیری از شیوع بیماری باز هم مقداری از محصول از بین می رود . در نتیجه نیاز به ابزاری که به کمک آن بتوان در همان مراحل ابتدایی ورود عامل بیماری، آن را کنترل و مهار کرد بسیار ضروری به نظر میرسد.
نانو حسگرهای زیستی ابزارهایی هستند که که از تلفیق ابزارهای شیمیایی ، فیزیکی و زیستی بدست آمده اند. این حسگرها شامل ترکیبات زیستی مانند یک سلول ، آنزیم و یا آنتی بادی متصل به یک مبدل انرژی هستند و قادرند که تغییرات ایجاد شده در مولکول های اطراف خود را گزارش دهند . این گزارش ها توسط سیگنالهایی که مبدل انرژی به تناسب با مقدار آلودگی تولید میکند دریافت می شوند. بنابراین اگر تجمع زیادی از عامل بیماری در اطراف این حسگرها وجود داشته باشد سیگنال های قوی فرستاده می شوند . ارزیابی حضور آلاینده ها در محیط توسط حسگرها در چند دقیقه میسر است اما با استفاده از روش های رایج حداقل 48 ساعت زمان برای تشخیص نیاز است .
استفاده از نانوحسگرهای زیستی در بسته های غذایی نیز کاربرد که در صورت شروع فساد مواد غذایی می توانند هشدار دهنده باشند .
از دیگر کاربردهای فناوری نانو در صنایع غذایی ایجاد پلاستیک های جدید در صنعت بسته بندی مواد غذایی است . در تولید این پلاستیک ها از فناوری نانو ذرات استفاده شده است . اکسیژن مسئله سازترین عامل در بسته بندی مواد غذایی است زیرا این عنصر باعث فساد چربی مواد غذایی و همچنین تغییر رنگ آنها میشود . در این پلاستیک جدید نانوذرات به صورت زیگزاگ قرار گرفته اند و مانند سدی مانع از نفوذ اکسیژن می شوند .
به بیان دیگر مسیری که گاز باید برای ورود به بسته طی کند طولانی می شود . به همین خاطر مواد غذایی در این بسته ها تازگی خود را بیشتر حفظ می کنند .
با طولانی کردن مسیر حرکت مولکولهای اکسیژن، مواد غذایی دیرتر فاسد می شوند.فناوری نانو با استفاده از فرایندهای طبیعی زیستی ، شیمیایی و فیزیکی در بازیافت مواد باقیمانده از محصولات کشاورزی و تبدیل آنها به انرژی و یا مواد شیمیایی صنعتی نیز نقش دارد . به طور مثال از زمان برداشت پنبه تا تولید پارچه بیش از 25 % الیاف به ضایعات تبدیل می شوند . در دانشگاه کرنل در آمریکا روشی تحت عنوان «ریسندگی الکتریکی» ابداع شده که با استفاده از این روش از ضایعات پنبه محصولاتی مانند کلافهای پنبه و نخ البته با کیفیت پایین تر تولید میکنند . دانشمندان علوم پلیمر از این روش برای تولید نانو فیبرها از سلولز که 90% الیاف پنبه را تشکیل می دهد استفاده کرده اند و الیافی کمتر از 100 نانومتر تولید کرده اند که 1000 بار کوچکتر از الیاف فعلی است .
یکی از کاربردهایی که برای این الیاف ریز سلولزی بیان شده جذب آفت کش ها و کودهای شیمیایی از محیط برای جلوگیری از ورود آنها به اکوسیستم و رها کردن مجدد این مواد در محیط در مواقع مورد نیاز است .
از دیگر محصولات فناوری نانو ، نانو کاتالیزورها هستند که قابلیت تبدیل روغن های گیاهی به سوخت را جهت ایجاد منابع جدید انرژی دارند .
پیشرفت در زمینه علوم گیاهی ، کشاورزی و صنایع غذایی رابطه مستقیمی با پیشرفت در تحقیقات زیست شناسی سلولی و مولکولی دارد . تولید ابزارهای جدید تحول شگرفی در تحقیقات سلولی و مولکولی ایجاد کرده است . امروزه میکروسکوپ هایی که قابلیت ایجاد مشاهده در مقیاس نانو را دارند در توسعه علوم زیستی نقش مهمی را ایفا می کنند.
منبع:http://www.nanoclub.ir

تعریفی کوتاه از نانو تکنولوزی

تعریفی کوتاه از نانو تکنولوزی
در سالهای اخیر، پیشرفتهای تکنولوژی وسایل و مواد با ابعاد بسیار کوچک به دست آمده است و به سوی تحولی فوق العاده که تمدن بشر را تا پایان قرن دگرگون خواهد کرد ، پیش می رود . برای درک بهتر اندازه های مادون ریز ، قطر موی سر انسان را که یک دهم میلیمتر است در نظر بگیرید ، یک نانومتر صدهزار برابر کوچکتراست . تکنولوژی و مهندسی در قرن پیش رو با وسایل ، اندازه گیریها و تولیداتی سروکار خواهد داشت که چنین ابعاد مادون ریزی دارند . درحال حاضر پروسه هایی در ابعاد چند مولکول قابل طراحی و کنترل است . همچنین خواص مکانیکی ، شیمیایی ، الکتریکی ، مغناطیسی ، نوری و... مواد در لایه ها در حدود ابعاد نانومتر قابل درک و تحلیل و سنجش است .
تکنولوژی درقرن گذشته در هرچه ریزتر کردن تولیدات تکنولوژیکی پیشرفت چشمگیری داشت ، بطوریکه به مزاح گفته شد که دیگر کشف ذرات ریز اتمی ( Sub-Atomic ) نه تنها جایزه نوبل ندارد ، بلکه به آن جریمه هم تعلق می گیرد ! تکنولوژی نو درقرن حاضر مسیر عکس را طی می کند . یعنی مواد مادون ریز را باید ترکیب کرد تا دانه های بزرگتر کارآمد به وجود آ ورد
درست همان روشی که در طبیعت برای تولید کردن حاکم است . مجموعه های طبیعی ، ترکیبی از دانه های مادون ریز قابل تشخیص با خواص مشابه و یا متفاوت با اندازه های در حدود نانو است .
اثر تحقیقات در فناوریهای مادون ریز هم اکنون در درمان بیماریها و یا دست یافتن به مواد جدید به ظهور رسیده است . موارد بسیاری در مرحله تحقیقات کاربردی و آزمایشی است .اکنون ساخت رایانه های بسیار کوچکتر و میلیونها بار سریعتر در دستور کار موسسات تحقیقاتی قرار دارد .
در بیانی کوتاه نانوتکنولوژی یک فرایند تولید مولکولی است . همانطور که طبیعت مجموعه ها را بطور خودکار مولکول به مولکول ساخته و روی هم مونتاژ کرده است ، دانشمندان این علم هم باید برای تولید محصولات جدید ، با این اعتقاد که هرچه در طبیعت تولید شده قابل تولید در آزمایشگاه نیز هست ، نظیر طبیعت راهی پیدا کنند . البته منظور این نیست که چند هسته از مواد راپیدا کنند و با رساندن انرژی و خوراک پس از چند سال یک نیروگاه از آن ساخته شود که شهری را برق دهد . بلکه برای ترکیب و تکامل خودکار تولیدات مادون ریزکه به نحوی در مجموعه های بزرگتر مصرف دارد ، راهیابی شود . در اندازه های مادون ریز ، روشها و ابزارآلات متعارف فیزیکی مانند تراشیدن و خم کردن و سوراخ کردن و...جوابگو تیستند .
برای ساختن ماشینهای ملکولی باید روش پروسه های طبیعی را دنبال کرد . با تهیه نقشه های ساختاری بدن یعنی آرایش ژنها و DNA که ژنم نامیده شده است و به موازات آن دست یافتن به تکنولوژی مادون ریز ، در دراز مدت تحولات بسیاری در هستی ایجاد خواهد شد . تولید مواد جدید ، گیاهان ، جانداران و حتی انسان متحول خواهد شد . اشکالات ساختاری موجودات در طبیعت رفع می شود و با ترکیب و خواص اورگانیک گیاهان و جانوران ، موجودات جدیدی با خواص فوق العاده و شخصیتهای متفاوت بوجود خواهد آمد .آینده علوم و مهندسی که چندین گرایشی Multi- Disciplinary است ، به طرف تولید ماشینهای مولکولی سوق داده خواهد شد تا در نهایت بتواند مجموعه های کارآیی از پیوندهای ارگانیک و سایبریک را عرضه نماید .
هستی را به رایانه ( سخت افزار ) و برنامه ( نرم افزار ) که دو پدیده مختلف ولی ادغام شده هستند ، می توان تشبیه کرد . سخت افزار مصداق ماده ( اغلب اتم هیدروژن ) و نرم افزار یا برنامه ، قابلیت نهفته در خلقت آن است .
اتم به نظر ساده و ابتدایی هیدروژن در طی میلیاردها سال با قابلیت نهفته در خود توانسته است میلیونها نوع آرایش مختلف را در هستی بوجود آورد . بشر از بوجود آوردن اساس ماده عاجز است . ولی در برنامه ریزیهای جدید و یافتن اشکال دیگری از آنچه در طبیعت وجود دارد ، پیش خواهد رفت . طبیعت را خواهد شناخت و به اصطلاح ، قفلهای شگفت آور آن را باز خواهد کرد . احتمالا انسان در شرایط مناسبتری از درجه حرارت و فشار که درتشکیل طبیعی مواد مختلف از هیدروژن لازم است ، بتواند اتمهای مورد نباز خود را تولید کند ، سیارات دیگری را در نهایت در اختیار بگیرد و بعید نیست که انسانهای آینده بتوانند در نیمه های راه ابدیت در اکثر نقاط جهان هستی و کهکشانها سکنی گزینند.
به احتمال زیاد قبل از پایان هزاره سوم انسانها در بدن خود انواع لوازم مصنوعی و دیجیتالی راخواهند داشت. . از بیماری ، پیری ، درد ستون فقرات ، کم حافظه ای و... رنج نخواهند برد .قابلیت فهم و تحلیل اطلاعات در مغز آنها در مقایسه با امروز بی نهایت خواهد شد . در هزاره های آینده انسانهای طبیعی مانند امروز احتمالا برای مطالعات پژوهشی نگهداری شده و به نمونه های آزمایشگاهی و بطور حتم قابل احترام تبدیل خواهند شد و مردمان آینده از اینهمه درد و ناراحتی که اجداد آنها در هزاره های قبل کشیده اند ، متعجب و متاثر خواهند بود .
چه انتظاری باید از نانوتکنولوژی داشت :
این تکنولوژی جدید توانایی آن را دارد که تاثیری اساسی بر کشورهای صنعتی در دهه های آینده بگذارد . در اینجا به برخی از نمونه های عملی در زمینه نانوتکنولوژی اشاره می شود .
انتظار می رود که مقیاس نانومتر به یک مقیاس با کارایی بالا و ویژگیهای منحصربفرد ،محصولاتی ساخته می شود که روش شیمی سنتی پاسخگوی این امر نمی تواند باشد .
• نانوتکنولوژی می تواند باعث گسترش فروش سالانه بسیار زیاد برای صنعت نیمه هادیها و مدارهای مجتمع ، طی 10 تا 15 سال آینده شود .
• نانوتکنولوژی ، مراقبتهای بهداشتی ، طول عمر ، کیفیت و تواناییهای جسمی بشر را افزایش خواهد داد .
• تقریبا نیمی از محصولات دارویی در 10 تا 15 سال آینده متکی به نانوتکنولوژی خواهد بود که این امر ، خود میلیونها دلار نقدینگی را به گردش درخواهد آورد .
• کاتالیستهای نانوساختاری در صنایع پتروشیمی دارای کاربردهای فراوانی هستند که پیش بینی شده است این دانش ، سالانه میلیارد ها دلار را طی 10 تا 15 سال آینده تحت تاثیر قرار دهد .
• نانوتکنولوژی موجب توسعه محصولات کشاورزی برای یک جمعیت عظیم خواهد شد و راههای اقتصادی تری را برای تصویه و نمک زدایی آب و بهینه سازی راههای استفاده از منابع انرژیهای تجدید پذیر همچون انرژی خورشیدی ارائه می نماید . بطور مثال استفاده از یک نوع انباره جریان گذرا با الکترودهای نانولوله کربنی که اخیرا آزمایش گردید و از رسانه ها خبر آن را شنیدیم، نشان داد که این روش 10 بار کمتر آب دریا را نمک زدایی می کند .
• انتظار می رود که نانوتکنولوژی نیاز بشر را به مواد کمیاب کمتر کرده و با کاستن آلاینده ها ، محیط زیستی سالمتر را فراهم کند . برای مثال مطالعات نشان می دهد در طی 10 تا 15 سال آینده ، روشنایی حاصل از پیشرفت نانوتکنولوژی ،مصرف جهانی انرژی را تا 10 درصد کاهش داده ، باعث صرفه جویی سالانه 100 میلیارد دلار و همچنین کاهش آلودگی هوا به میزان 200 میلیون تن کربن شود.
در چند سال گذشته بازارچند میلیارد دلاری برپایه نانوتکنولوژی کسترش یافته اند . برای مثال در ایالات متحده ، IBM برای هد دیسکهای سخت ، یک سری حسگرهای مغناطیسی را ابداع کرده است .
Eastern Kodak و 3M تکنولوژی ساخت فیلمهای نازک نانو ساختاری را به وجود آورده اند . شرکت Mobil کاتالیستهای نانو ساختاری را برای دستگاههای شیمیایی تولید کرده است و شرکت Merck ، داروهای نانوذره ای را عرضه کرده است . تویوتا در ژاپن مواد پلیمری تقویت شده نانوذره ای را برای خودروها و Samsung Electronics در کره ، در حال کار بر روی سطح صفحات نمایش توسط نانولوله های کربنی هستند . بشر درست در ابتدای مسیر قرار دارد و فقط چندین محصول تجاری از نانوساختارهای یک بعدی بهره می گیرند ( نانو ذرات ، نانو لوله ها ، نانو لایه و سوپر لاستیکها ) . نظزیات جدید و روشهای مقرون به صرفه تولید نانوساختارهای دو و سه بعدی از موضوعات مورد بررسی آینده می باشند.
نانو تکنولوژی یا کاربرد فناوری در مقیاس یک میلیونیم متر، جهان حیرت انگیزی را پیش روی دانشمندان قرار داده است که در تاریخ بشریت نظیری برای آن نمی توان یافت. پیشرفتهای پرشتابی که در این عرصه بوقوع می پیوندد، پیام مهمی را با خود به همراه آورده است: بشر در آستانه دستیابی به توانایی های بی بدیلی برای تغییر محیط پیرامون خویش قرار گرفته است و جهان و جامعه ای که در آینده ای نه چندان دور به مدد این فناوری جدید پدیدار خواهد شد، تفاوت هایی بنیادین با جهان مالوف آدمی در گذشته خواهد داشت.
به گزارش ایرنا نانو تکنولوژی نظیر هر فناوری دیگری چونان یک تیغ دولبه است که می توان از آن در مسیر خیر و صلاح و یا نابودی و فنا استفاده به عمل آورد. گام اول در راه بهره گیری از این فناوری شناخت دقیق تر خصوصیات آن و آشنایی با قابلیت های بالقوه ای است که در خود جای داده است. در خصوص نانو تکنولوژی یک نکته را می توان به روشنی و بدون ابهام مورد تاکید قرار داد: این فناوری جدید هنوز، حتی برای متخصصان، شناخته شده نیست و همین امر هاله ابهامی را که آن را در برگرفته ضخیمتر می کند و راه را برای گمانزنی های متنوع هموار می سازد.
کسانی بر این باورند که این فناوری نظیر هیولایی فرانکشتین در داستان مری شلی و یا همانند جعبه پاندورا در اسطوره های یونان باستان، مرگ و نابودی برای ابنای بشر درپی دارد. در مقابل گروهی نیز معتقدند که به مدد توانایی های حاصل از این فناوری می توان عالم را گلستان کرد.
در حال حاضر 450 شرکت تحقیقاتی- تجاری در سراسر جهان و 270 دانشگاه در اروپا، آمریکا و ژاپن با بودجه ای که در مجموع به 4 میلیارد دلار بالغ می شود سرگرم انجام تحقیقات در عرصه نانو تکنولوژی هستند. در این قلمرو اتمها و ذرات رفتاری غیرمتعارف از خود به نمایش می گذارند و از آنجا که کل طبیعت از همین ذرات تشکیل شده، شناخت نحوه عمل آنها، به یک معنا شناخت بهتر نحوه شکل گیری عالم است. به این ترتیب دانشمندانی که در این قلمرو به کاوش مشغولند، به یک اعتبار با ذهن و ضمیر خالق هستی و نقشه شگفت انگیز او در خلقت عالم آشنایی پیدا می کنند، اما از آنجا که دانایی توانایی به همراه می آورد، شناسایی رازهای هستی می تواند توان فوق العاده ای را در اختیار کاشفان این رازها قرار دهد. تحقیق در قلمرو نانو تکنولوژی از اواخر دهه 1950 آغاز شد و در دهه 1990 نخستین نتایج چشمگیر از رهگذر این تحقیقات عاید گردید.
از جمله آنکه یک گروه از محققان شرکت آی بی ام موفق شدند35 اتم گزنون را بر روی یک صفحه از جنس نیکل جای دهند و با کمک این تک اتمها نامی را بر روی صفحه نیکلی درج کنند. محققان دیگر به بررسی درباره ساختارهای ریز موجود در طبیعت نظیر تار عنکبوت ها و رشته های ابریشم پرداختند تا بتوانند موادی نازک تر و مقاوم تر تولید کنند. در این میان ساخت یک نوع مولکول جدید کربن موسوم به باکمینسترفولرین یا کربن- 60 راه را برای پژوهشهای بعدی هموارتر کرد. محققان با کمک این مولکول که خواص حیرت انگیز آن هنوز در درست بررسی است، لوله های موئینه ای در مقیاس نانو ساخته اند که می تواند برای ایجاد ساختارهای مختلف در تراز یک میلیونیم متر مورد استفاده قرار گیرد. بررسی هایی که در ابعاد نانو بر روی مواد مختلف صورت گرفته و خواص تازه ای را آشکار کرده است. به عنوان مثال ذرات سیلیکن در این ابعاد از خود نور ساطع می کنند و لایه های فولاد در این مقیاس از استحکام بیشتری در قیاس با صفحات بزرگتر این فلز برخوردارند.
برخی شرکتها از هم اکنون بهره برداری از برخی یافته های نانوتکنولوژی را آغاز کرده اند. به عنوان نمونه شرکت آرایشی اورال از مواد نانو در محصولات آرایشی خود استفاده می کند تا بر میزان تاثیر آنها بیفزاید. ساخت دیودهای نوری با استفاده از مواد نانو موجب می شود تا 80درصد در هزینه برق صرفه جویی شود. توپهای تنیسی که با کربن 60 ساخته شده و روانه بازار گردیده سبکتر و مستحکمتر از توپهای عادی است. شرکتهای دیگر با استفاده از مواد نانو پارچه هایی تولید کرده اند که با یک بار تکاندن آنها می توان حالت اتوی اولیه را به آنها بازگرداند و همه چین و چروکهایشان را زایل کرد. با همین یک بار تکان همه گردوخاکی که به این پارچه ها جذب شده اند نیز پاک می شوند. نوارهای زخم بندی هوشمندی با این مواد درست شده که به محض مشاهده نخستین علائم عفونت در مقیاس مولکولی، پزشکان را مطلع می سازند.
از همین نوع مواد همچنین لیوانهایی تولید شده که قابلیت خود- تمیزکردن دارند. لنزها و عدسیهای عینک ساخته شده از جنس مواد نانو ضد خش هستند و یک گروه از محققان تا آنجا پیش رفته اند که درصددند با مواد نانو پوششهای مناسبی تولید کنند که سلولهای حاوی ویروسهای خطرناک نظیر ویروس ایدز را در خود می پوشاند و مانع خروج آنها می شود. مهمترین نکته درباره موقعیت کنونی فناوری نانو آن است که اکنون دانشمندان این توانایی را پیدا کرده اند که در تراز تک اتمها به بهره گیری از آنها بپردازند و این توانایی بالقوه می تواند زمینه ساز بسیاری از تحولات بعدی شود. یک گروه از برجسته ترین محققان در حوزه نانوتکنولوژی بر این اعتقادند که می توان بدون آسیب رساندن به سلولهای حیاتی، در درون آنها به کاوش و تحقیق پرداخت. شیوه های کنونی برای بررسی سلولها بسیار خام و ابتدایی است و دانشمندان برای شناخت آنچه که در درون سلول اتفاق می افتد ناگزیرند سلولها را از هم بشکافند و در این حال بسیاری از اطلاعات مهم مربوط به سیالهای درون سلول یا ارگانلهای موجود در آن از بین می رود.
یک گروه از محققان که در گروهی موسوم به اتحاد سیستمهای زیستی گرد آمده اند، سرگرم تکمیل ابزارهای ظریفی هستند که هدف آن بررسی اوضاع و احوال درون سلول در زمان واقعی و بدون آسیب رساندن به اجزای درونی سلول یا مداخله در فعالیت بخشهای داخلی آن است. ابزاری که این گروه مشغول ساخت آن هستند ردیف هایی از لوله ها یا سیمهای بسیار ظریفند که قادرند وظایف مختلفی را به انجام برسانند از جمله آنکه هزاران پروتئینی را که به وسیله سلولها ترشح می شود شناسایی کند. گروههای دیگر از محققان نیز به نوبه خود سرگرم تولید دستگاهها و ابزارهای دیگر برای انجام مقاصد علمی دیگر هستند.
به عنوان نمونه یک گروه از محققان سرگرم تکمیل فیبرهای نوری در ابعاد نانو هستند که قادر خواهند بود مولکولهای مورد نظر را شناسایی کنند. گروهی نیز دستگاهی را دردست ساخت دارند که با استفاده از ذرات طلا می تواند پروتئین های معینی را فعال سازد یا از کار بیندازد. به اعتقاد پژوهشگران برای آنکه بتوان از سلولها در حین فعالیت واقعی آنها اطلاعات مناسب به دست آورد، باید شیوه تنظیم آزمایشها را مورد تجدیدنظر اساسی قرار داد. سلولها در فعالیت طبیعی خود امور مختلفی را به انجام می رسانند: از جمله انتقال اطلاعات و علائم و داده ها میان خود، ردوبدل کردن مواد غذایی و بالاخره سوخت و ساز و اعمال حیاتی. یک گروه از روش تازه ای موسوم به الگوی انتقال ابر - شبکه استفاده کرده اند که ساخت نیمه هادیهای نانومتری به قطر تنها 8 نانومتر را امکان پذیر می سازد. هریک از این لوله های بسیار ریز بالقوه می توانند یک پادتن خاص یا یک بخش کوچک از رشته دی ان ای بر روی خود جای دهند.
با کمک هر تراشه می توان 1000 آزمایش متفاوت بر روی یک سلول انجام داد. برای دستیابی به موفقیت کامل باید بر برخی از محدودیتها غلبه شود، ازجمله آنکه درحال حاضر برای بررسی سلولها باید آنها را در درون مایعی قرار داد که مصنوعاً محیط زیست طبیعی سلولها را بازسازی می کند، اما یون موجود در این مایع می تواند سنجنده های موئینه را از کار بیندازد. برای رفع مشکل، محققان سلولها را درون مایعی جای می دهند که چگالی یون آن کمتر است. گروههای دیگری از محققان نیز در تلاشند تا ابزارهای مناسب در مقیاس نانو برای بررسی جهان سلولها ابداع کنند. یکی از این ابزارها چنانکه اشاره شد یک فیبر نوری است که ضخامت نوک آن 40 نانومتر است و بر روی نوک نوعی پادتن جا داده شده که قادر است خود را به مولکول مورد نظر در درون سلول متصل سازد. این فیبر نوری با استفاده از فیبرهای معمولی و تراش آنها ساخته شده و بر روی فیبر پوششی از نقره اندود شده تا از فرار نور جلوگیری به عمل آورد. نحوه عمل این فیبر نوری درخور توجه است.
از آنجاکه قطر نوک این فیبر نوری، از طول موج نوری که برای روشن کردن سلول مورد استفاده قرار می گیرد به مراتب بزرگتر است، فوتونهای نور نمی توانند خود را تا انتهای فیبر برسانند، درعوض در نزدیکی نوک فیبر مجتمع می شوند و یک میدان نوری بوجود می آورند که تنها می تواند مولکولهایی را که در تماس با نوک فیبر قرار می گیرند تحریک کند. به نوک این فیبر نوری یک پادتن متصل است و محققان به این پادتن یک مولکول فلورسان می چسبانند و آنگاه نوک فیبر را به درون یک سلول فرو می کنند. در درون سلول، نمونه مشابه مولکول فلورسان نوک فیبر، این مولکول را کنار می زند و خود جای آن را می گرد. به این ترتیب نوری که از مولکول فلورسان ساطع می شد از بین می رود و فضای درون سلول تنها با نوری که به وسیله میدان موجود در فیبر نوری بوجود می آید روشن می شود و درنتیجه محققان قادر می شوند یک تک مولکول را در درون سلول مشاهده کنند.
مزیت بزرگ این روش در آن است که باعث مرگ سلول نمی شود و به دانشمندان اجازه می دهد درون سلول را در هنگام فعالیت آن مشاهده کنند. نانو تکنولوژی همچنین به محققان امکان می دهد که بتوانند رویدادهای بسیار نادر یا مولکولهای با چگالی بسیار کم را مشاهده کنند. به عنوان مثال بلورهای مینیاتوری نیمه هادیهای فلزی در یک فرکانس خاص از خود نور ساطع می کنند و از این نور می توان برای مشخص کردن مجموعه ای از مولکولهای زیستی و الصاق برچسب برای شناسایی آنها استفاده کرد. به نوشته هفته نامه علمی نیچر چاپ انگلستان یک گروه از محققان دانشگاه میشیگان نیز توانسته اند سنجنده خاصی را تکمیل کنند که قادر است حرکت اتمهای روی را در درون سلولها دنبال کند و به دانشمندان در تشخیص نقایص زیست عصبی مدد رساند.
از ابزارهای در مقیاس نانو همچنین می توان برای عرضه مؤثرتر داروها در نقاط موردنظر استفاده به عمل آورد. در آزمایشی که بتازگی به انجام رسیده نشان داده شده است که حمله به سلولهای سرطانی با استفاده از ذرات نانو 100برابر بازده عمل را افزایش می دهد. محققان امیدوارند در آینده ای نه چندان دور با استفاده از نانو تکنولوژی موفق شوند امور داخلی هر سلول را تحت کنترل خود درآورند. هم اکنون گامهای بلندی در این زمینه برداشته شده و به عنوان نمونه دانشمندان می توانند فعالیت پروتئینها و مولکول دی ان ای را در درون سلول کنترل کنند. به این ترتیب نانو تکنولوژی به محققان امکان می دهد تا اطلاعات خود را درباره سلولها یعنی اصلی ترین بخش سازنده بدن جانداران به بهترین وجه کامل سازند
منبع:www.lahijancity.com

همه چیز درباره کیک زرد

همه چیز درباره کیک زرد
کیک زرد یا Yellowcake که بنام اورانیا (Urania) هم شناخته می شود در واقع خاک معدنی اورانیوم است که پس از طی مراحل تصفیه و پردازشهای لازم از سنگ معدنی آن تهیه می شود. تهیه این ماده به منزله رسیدن به بخش میانی از مراحل مختلف تصفیه سنگ معدن اورانیوم است و باید توجه داشت که فاصله بسیار زیادی برای استفاده در یک بمب اتمی دارد.
روش تهیه کیک زرد کاملآ به نوع سنگ معدن بدست آمده بستگی دارد، اما بطور معمول از طریق آسیاب کردن و انجام پردازش های شیمایی بر روی سنگ معدن اورانیوم، پودر زبر و زرد رنگی بدست می آید که قابلیت حل شدن در آب را ندارد و حدود ۸۰% غلظت اکسید اورانیوم آن خواهد بود. این پودر در دمایی معادل ۲۸۷۸ درجه سانتیگراد ذوب می شود.

روش تهیه
در ابتدا سنگ معدن توسط دستگاههای مخصوصی خرد شده آسیاب می شود و پس از آن برای جدا سازی اورانیم و بالا بردن خلوص خاک سنگ، آنرا در حمامی از اسید سولفوریک، آلکالاین و یا پراکسید می خوابانند، این عمل برای بدست آوردن اورانیوم خالص تر صورت می گیرد.
پس از این محصول بدست آمده را خشک و فیلتر می کنند و نتیجه آن چیزی خواهد شد که به کیک زرد معروف است. امروزه روشهای جدیدی برای تهیه این پودر اورانیوم وجود دارد که محصول آنها بیشتر از آنکه زرد باشد به قهوه ای و سیاه نزدیک است، در واقع رنگ ماده بدست آمده به میزان وجود ناخالصی ها در این پودر دارد.
نهادن این نام بر روی این محصول به گذشته بر می گردد که کیفیت روشهای خالص سازی سنگ معدن مناسب نبود و ماده بدست آمده زرد رنگ بود.

مواد تشکیل دهنده کیک زرد
قسمت بیشتر کیک زرد (معادل ۷۰-۹۰ درصد وزنی) شامل اکسید های اورانیوم با فرمول شیمیایی U۳O۸ - و یا سایر اکسید ها - است، و مابقی آن از دیگر موادی تشکیل شده است که مهمترین آنها عبارتند از :
- هیدراکسید اورانیوم با فرمول شیمایی UO۲(OH)۲ یا UO۲)۲(OH)۲) که در صنایع ساخت شیشه و سرامیک از آن استفاده می شود. این ماده تشعشع رادیو اکتیو دارد و باید تحت شرایط خاصی نگهداری و حمل شود.
- سولفات اورانیوم با فرمول شیمیایی (U۰۲S۰۴) که ماده ای بی بود با رنگ زرد لیمویی است.
- اکسید اورانیوم زرد (یا اورانیت سدیم) با فرمول شیمیایی Na۲O (UO۳)۲.۶H۲O که ماده ای با رنگ زرد - نارنجی است.
- پراکسید اورانیوم با فرمول شیمیایی UO۴•nH۲O با رنگ زرد کم رنگ.
یکی از کاربردهای کیک زرد تهیه هگزا فلوراید اورانیوم است. این گاز در حالت عادی حدود ۰.۷ درصد شامل ایزوتوپ ۲۳۵ است و مابقی آن ایزوتوپ ۲۳۸ است. در مرحله غنی سازی درصد U-۲۳۵ به حدود ۳.۵ یا حتی بیشتر افزایش داده می شود.

کاربردها
کیک زرد عمومآ برای تهیه سوخت رآکتورهای هسته ای بکار برده می شود، در واقع این ماده است که پس از انجام پردازشهایی به UO۲ تبدیل شده برای استفاده در میله های سوختی بکار برده می شود.
این ماده همچنین میتواند برای غنی سازی تبدیل به گاز هگزا فلوراید اورانیوم یا UF۶ تبدیل شود، چرا که در اینصورت می تواند چگالی ایزوتوپهای اورانیوم ۲۳۵ را در آن افزایش داد.
در هر صورت کیک زرد در اغلب کشورهایی که معادن طبیعی اورانیوم دارند تهیه می شود و تولید این ماده مشکل خاصی ندارد و بطور متوسط سالانه ۶۴ هزار تن از این ماده در جهان تولید می شود.
کانادا یکی از تولید کنندگان این ماده است، این کشور دارای معادنی است که خلوص سنگ اورانیوم آنها به ۲۰% هم می رسد، در آسیا نیز کشوری مانند قزاقستان دارای صنایع بزرگ تولید این پودر است.
قیمت این پودر در بازارهای بین المللی چیزی حدود ۲۵ دلار برای هر کیلو است.
منبع: http://www.academist.ir

آشکارسازی کوکایین به‌وسیله نانوذرات

آشکارسازی کوکایین به‌وسیله نانوذرات
محققانی از چین و سنگاپور با استفاده از نانوذرات طلا و «آپتامرهای» DNA، روشی سریع و قابل ‌حمل برای آشکارسازی مقادیر بسیار کوچک کوکایین و سایر مولکول‌های کوچک ابداع کرده‌اند. این روش، بر پایه تغییر رنگِ مشخصه نانوذرات طلا و آپتامرها(که در حضور کوکایین، از قرمز به آبی تغییر رنگ می‌دهند) استوار است.
آپتامرها پذیرنده‌های اسیدنوکلئیکِ مصنوعی‌ای هستند که وابستگی بالایی با برخی از لیگاندهای مشخص دارند. در این تحقیق، چونهای فان از مؤسسه فیزیک کاربردی شانگ‌های با همراهی همکارانش یک آپتامر ساخته‌اند که شامل دو بخش تصادفی است. این آپتامر یک DNA تک‌رشته‌ای سکه‌شکل است که وابستگی بالایی با مولکول‌های کوکایین دارد.
بنا به اظهارات فان با اتصال کوکایین به این آپتامتر، وابستگی بین آپتامتر و نانوذرات طلا تغییر می‌کند؛ این امر، متعاقباً بر روی پایداری نانوذرات طلا در محلول نمکی، تأثیر خواهد گذاشت. در غیاب کوکایین، این آپتامتر به نانوذرات طلا متصل می‌شود. این مجموعه آپتامترنانوذرات پایدار و قرمزرنگ است. در حضور کوکایین، این ماده به آپتامتر متصل شده، نانوذرات را از آپتامتر جدا می‌کند. این فرایند موجب می‌شود تا نانوذرات در محلول به صورت توده دربیایند و به همین دلیل، رنگ قرمز به رنگ آبی تبدیل می‌شود.
این روش به‌خوبی در دمای اتاق قابل اجراست و می‌تواند مقادیر میکرومولار کوکایین را در عرض چند دقیقه آشکارسازی کند، همچنین با بهره‌گیری از گونه‌های مختلف آپتامترها می‌توان این روش را برای آشکارسازی سایر مواد گسترش داد. تاکنون فان و گروهش توانسته‌اند تا به‌صورت موفقیت‌آمیزی، آدنوسین و پتاسیمِ در محلول را با استفاده از آنتی‌آدنوسین و آپتامرهای «جی‌کوآرتت» آشکارسازی کنند.
هم‌اکنون این روش تنها در آزمایشگاه و با محلول‌های نسبتاً خالص قابل‌ اجراست. فان در این باره گفت:«ما در تلاشیم تا روشی گزینشی‌تر ارائه کنیم که بتواند در محیط‌های بسیار پیچیده مانند سرمِ خون به‌درستی قابل اجرا باشد.»
نتایج این تحقیق در نشریه Small به چاپ رسیده‌است.
منبع: نانو تکنولوژی

نصب آینه های فضایی برای مقابله با گرم شدن زمین

نصب آینه های فضایی برای مقابله با گرم شدن زمین
معتبرترین نهاد علمی بریتانیا به نام انجمن سلطنتی قرار است چندین طرح بلندپروازانه را برای مقابله با گرم شدن آب و هوای زمین بررسی کند.
یکی از این طرحها قرار دادن آینه های بزرگ در فضا برای منحرف کردن بخشی از اشعه های خورشید از زمین است. ایده دیگر کشت جلبک در اقیانوسها به منظور جذب دی اکسید کربن است.
آینه های فضایی اشعه خورشید را از زمین دور می کنند
انجمن سلطنتی می گوید می خواهد علم را از مطالب علمی تخیلی مجزا کند. برخی از ایده های پیشنهاد شده به این نهاد علمی شاید تخیلی به نظر آید، اما دانشمندان بریتانیایی مصمم هستند بفمند کدام ایده می تواند در کاهش گرمایش زمین موثر باشد.
یکی از ایده ها پاشیدن آب دریا بسوی ابرهاست تا سفیدتر شوند و بتوانند پرتوهای بیشتری از نور خورشید را منحرف کنند. ایده دیگر، رها کردن ذرات غبار در استراتوسفر است تا مانند سپر مقابل خورشید قرار بگیرد.
دانشمندان بریتانیایی علاوه بر ارزیابی این نکته که کدام طرح شایسته بررسی جدی تر است، اثرات منفی احتمالی این پیشنهادها را نیز بررسی خواهند کرد
پروفسور اندرو واتسون از اعضای کار گروه انجمن سلطنتی بریتانیا می گوید: "یک راه احتمالی برای کاهش گرمایش زمین شاید منحرف کردن پرتوهای خورشید به کمک آینه باشد. ما قصد داریم به مجموعه مفصلی از ایده های گوناگون برای مهندسی کردن آب و هوا بپردازیم. فکر می کنم اولین خط دفاع برای مقابله با این معضل کاهش تولید دی اکسد کربن است."
فعالان محیط زیست اذعان می کنند که کاستن از گازهای گلخانه ای اولویت اصلی است. در حقیقت آنها نگرانند که جستجو برای یافتن راه حلهای فنی شاید بهانه ای بشود تا برخی از دولتها از تولید گازهای گلخانه ای نکاهند.
دانشمندان می گویند نباید اجازه داد چنین حالتی پیش آید، چرا که این نوع فناوری تازه در مرحله آغازین قرار دارد. آنها قصد دارند گزارش خود را در اواسط سال آینده منتشر کنند.
منبع: نانو تکنولوژی

پیشرفت بزرگ در تولید نانومیله‌های تصفیه‌کننده

پیشرفت بزرگ در تولید نانومیله‌های تصفیه‌کننده
گروهی از شیمی‌دانان دانشگاه رایس، روش جدیدی را برای تولید نانومیله‌های طلایی بسیار خالص کشف کرده‌اند. این مواد، نانوذراتِ عصاشکل بسیار کوچکی هستند و هم‌اکنون کاربردهایشان(تشخیص بیماری و ارتقای پرده‌های نمایش الکترونیکی) در بسیاری از آزمایشگاه‌ها در سطح دنیا، در دست بررسی است.
کاشف این روش به نام اوگن زوبارف، یک استادیار شیمی دانشگاه رایس، و همکارش بیشنو خانال، یک دانشجوی کارشناسی ارشد، است. روش جدیدِ تصفیة زوبارف، بیش از ۹۹ درصد از ناخالصی‌های نانومیله‌های طلایی را تصفیه می‌کند. این روش، از نوع روش‌های فراورش و ساختی است که در گزارش مهم سال گذشتة دولت فدرال آمریکا در خصوص بررسی قابلیت اقتصادی فناوری‌نانو، آورده شده‌است.
نانومیله‌های مطالعه‌شده به‌وسیلة زوبارف و خانال، حدود ۲۵ نانومتر قطر و حدود ۲۵۰ نانومتر طول دارند. قطر یک تک‌اتم طلا تنها در حدود یک‌سوم یک نانومتر است؛ از این رو سطح‌ مقطع هر نانومیله، تنها از چند هزار اتم طلا تشکیل یافته‌است. این نانومیله‌ها به‌دلیل شکل تیز خود در معرض نور، الکتریسیته و میدان‌های مغناطیسی، رفتاری متفاوت با کره‌ها یا دیسک‌هایی از خود نشان می‌دهند که تعداد اتم مشابهی دارند.
نانومیله‌ها با ادغام چندین مادة شیمیایی، در یک فرایند دقیق و چندمرحله‌ای ساخته می‌شوند. در این روش، شکل‌های دیگری از نانوذرات طلا نیز ساخته می‌شوند که کره‌ها و صفحات تخت از این دست به شمار می‌روند. پیش از این، محققان راهی برای جداسازی و حذف کره‌ها یافته بودند که در آن، نانومیله‌ها و نانوصفحات به‌تدریج در ته مخلوط ته‌نشین شده و کره‌ها همراه با مایع، از آنها جداسازی می‌گردند.
زوبارف و خانال اشاره کردند که نانومیله‌ها و نانوصفحاتی که در باقی‌ماندة محلول وجود دارند، پس از اضافه ‌نمودن یک محلول از یون‌های طلا، به‌صورت توده درمی‌آیند. آنها دریافتند که نانوصفحات بسیار سریع‌تر از نانومیله‌ها توده می‌شوند و کشف کردند که می‌توان از طریق تنظیم و کنترل این فرایند، نانوصفحات را جدا کرده، محلول‌های نانومیله‌ای تولید کنند که خلوصی بیشتر از ۹۹ درصد دارند؛ این در حالی است که بنا به اظهارت زوبارف، این مقدار در بهترین روش‌های ساخت کنونی، تنها در حدود ۲۰ درصد است. وی گفت:«شکل نانوذره‌ نقشی مهم در تعیین بسیاری از خصوصیات فیزیکی و شیمیایی آن دارد؛ از این رو هنگامی که چهار ذره از پنج ذرة موجود در یک دسته، شکلی نادرست داشته باشد، مشکلات بسیار بزرگی را برای کاربردهای عملی و تجاری‌سازی ایجاد خواهد کرد.»
تنظیم خصوصیاتِ وابسته به شکل و اندازة نانوذرات، اهمیت بسیار زیادی برای صنعت فناوری‌نانوی نوظهور در ایالات متحده دارد. این کشور از سال ۲۰۰۰ تاکنون، بیش از هشت میلیارد دلار بر روی تحقیق و توسعة فناوری‌نانو سرمایه‌گذاری کرده‌است و بنیاد ملی علوم پیش‌بینی می‌کند که بازار جهانی محصولات فناوری‌نانو تا سال ۲۰۱۵ به حدود هزار میلیارد دلار خواهد رسید. طبق برنامة راهبردی ۲۰۰۷ ایالات متحده، این کشور نیازمند روش‌های فراورش و ساختی است که به تهیة نانومواد باکیفیت و خالص می‌انجامند.
نتایج این تحقیق در نشریة Journal of the American Chemical Society به چاپ رسیده‌است.
منبع: نانو تکنولوژی

آینده زیر سایه نانو

آینده زیر سایه نانو
نانو فناوری در تعریفی بسیار ساده ، یعنی تکنولوژی هایی که در ابعاد نانومتری عمل می کنند. نانومتر واحد اندازه گیری است و برابر یک میلیاردم متر یا ۱۰به توان ۹-متر است . اندازه اتم ها و مولکول ها در این محدوده قرار دارد، بنابراین با ورود به این فضای کوچک بشر می تواند در نحوه چینش و آرایش اتم ها و مولکول ها دخالت کند و به ساخت مواد جدید و ساختارهایی متفاوت با آنچه تاکنون وجود داشته است بپردازد.
تولید نانو تیوب های کربنی (ساختارهای لوله ای کربنی) ماده ای در اختیار بشر قرار داد که رساناتر از مس، مقاوم تر از فولاد و سبک تر از آلومینیوم است. همچنین با استفاده از نانو ذرات می توان سطوح خود تیزشونده یا همیشه تمیز ساخت و ربایش مغناطیسی را چندین برابر کرد. لاستیک های با عمر بالای ۱۰ سال و دارورسانی به تک سلول های آسیب دیده در بدن از توانایی هایی است که بشر به مدد نانوفناوری به آن دست یافته است.
اگر بپذیریم که نانو فناوری توانمندی تولید مواد، ابزارها و سیستم های جدید، با در دست گرفتن کنترل در سطوح اتمی و مولکولی و استفاده از خواص آن سطوح است آنگاه درخواهیم یافت که کاربردهای این فناوری در حوزه های مختلف اعم از غذا، دارو، تشخیص پزشکی، فناوری زیستی ، الکترونیک، کامپیوتر، ارتباطات، حمل و نقل، انرژی ، محیط زیست و امنیت ملی خواهد بود به گونه ای که به زحمت می توان عرصه ای را که از آن تأثیر نپذیرد معرفی کرد.
هرچند آزمایش ها و تحقیقات پیرامون نانو تکنولوژی از ابتدای دهه ۸۰ قرن بیستم به طور جدی پیگیری شد، اما اثرات تحول آفرین و باورنکردنی نانوفناوری در روند تحقیق و توسعه باعث گردید که نظر همگی کشورهای بزرگ به این موضوع جلب گردد و فناوری نانو را به عنوان یکی از مهم ترین اولویت های تحقیقاتی خویش طی دهه اول قرن بیست و یکم محسوب کنند.
لذا محققان ، اساتید و صنعتگران ایرانی نیز باید در بسیجی همگانی، جایگاه و وضعیت خویش را درباره این موضوع مشخص کنند و با یک برنامه ریزی علمی و کارشناسانه به حضوری فعال و حتی رقابتی دراین جایگاه ابراز وجود کنند.
زیرا بسیاری از صاحب نظران و محققان، نانوفناوری را مساوی آینده دانسته اند به عبارت دیگر می توان گفت، اولویت کشور، هر صنعت و فناوری که باشد بدون تسلط بر ابعادنانو، در دنیای جدید نمی توان در آن صنعت و فناوری حرفی در دنیا زد. ماهیت فرارشته ای علوم و فناوری نانو به عنوان توانمندی تولیدمواد، ابزارها و سیستم های جدید با دقت اتم و مولکول، موجب کاربردهای بسیار زیادی در عرصه های مختلف علمی و صنعتی شده است. برای مثال در بخش پزشکی و بهداشت از زمینه های کاری بسیار مهم نانوفناوری، سیستم توزیع دارو درداخل بدن است .
مصرف دارو در حال حاضر به صورت حجمی است در حالی که سلول های خاصی از بدن نیازمند آن هستند ، در روش جدید دارو با وسایل تزریق متفاوت با امروزه، به صورت مستقیم به سمت سلول های مشخص جهت گیری شد و دارو به محل نیاز تحویل داده می شود. از نظر دفاعی نیز این فناوری برای کشورها هم فرصت و هم تهدید است. به لحاظ کاربردهای زیاد این فناوری گرایش زیادی در بخش دفاعی کشورها به تحقیق و توسعه صورت گرفته است.
این کاربردها از لباس های مانع خطر تا پرنده های بسیار کوچک تجهیزات اطلاعاتی و بسیاری موارد دیگر است که هم اکنون با حمایت وزارتخانه های دفاع کشورهایی چون آمریکا ، ژاپن و برخی کشورهای اروپایی به صورت طرح های تحقیقاتی در حال انجام هستند. نانوفناوری، تغییر بنیانی مسیری است که در آینده موجب ساخت مواد جدیدخواهد شد و انقلابی در مواد ایجادخواهد کرد که محققان قادر به ساخت موادی خواهند شد که در طبیعت نبوده و شیمی مرسوم نیز قادر به ایجادشان نیست.
برخی از مزایای مواد نانوساختار، عبارت است از مواد سبک تر، قوی تر، قابل برنامه ریزی، کاهش هزینه عمر کاری از طریق کاهش دفعات نقص فنی، ابزارهایی نوین برپایه اصول و معماری جدید، صنعت خودرو و لوازم خانگی،.
بااستفاده از این فناوری جدید در درازمدت می توان تومورهای مغزی را به درستی تشخیص داد و نیز بدون آسیب زدن به بافت های سالم و با استفاده از پرتو درمانی این بیماری را بهبود بخشید، نانو کپسول های تولیدی با استفاده از فناوری نانو، دارای موادی مانند ویتامین A، رتینول و بتاکاروتن خواهد بود که باید به لایه های عمقی پوست منتقل شوند تا بیشترین خواص ضدپیری و سایر خواص دارویی خود را بروز دهند.
با کارگذاری نانو ذرات فعال نوری در داخل گلبول های سفید خون موفق به شناسایی سلول های آسیب دیده خواهیم شد. در زمینه انرژی می تواند به طور قابل ملاحظه ای کارآیی ، ذخیره سازی و تولید انرژی را تحت تأثیر قرار داده و مصرف انرژی را پایین بیاورد. به عنوان مثال شرکت های موادشیمیایی، موادپلیمری تقویت شده را ساخته اند که می تواند جایگزین اجزای فلزی بدنه اتومبیل ها شود. استفاده گسترده از این نانوکامپوزیت ها می تواند سالیانه ۱‎/۵ میلیاردلیتر صرفه جویی مصرف بنزین به همراه داشته باشد.
چندمحصول تجاری شده با استفاده از فناوری نانو
در زیر چند محصول برتر نانو فناوری در سال ۲۰۰۳ طبقه بندی شده است. این خبر نشان می دهد کسانی که هنوز معتقدند نانو فناوری فقط در آزمایشگاه است، اشتباه می کنند.
پارچه های ضدچروک و ضدلکه
شرکتی با اضافه کردن ساختارهای مولکولی به الیاف کتان، الیافی ساخته است که مایعات و لکه ها برروی آنها حرکت کرده و جذب نمی شوند. بنابراین چنانچه قهوه برروی شلوار سفیدرنگی ریخته شود به طرز شگفت آوری روی آن حرکت کرده و جذب نمی شود.
محافظت پوست، با قابلیت نفوذ عمیق
یکی از بزرگ ترین شرکت های تولیدکننده موادآرایشی در جهان نخستین محصول نانوفناوری خود را در سال ،۱۹۹۸ معرفی کرد. این محصول یک کرم ضدچروک است که در تولید این کرم از یک فرآیند انحصاری نانو فناوری به منظور داخل کردن ویتامین A به درون یک کپسول پلیمری استفاده شده است. کپسول مانند اسفنج ،کرم را درون خود جذب و نگهداری می کند تا این که پوسته بیرونی آن در زیرپوست حل شود.
عینک های آفتابی با کیفیت بالا
شرکتی دیگر با استفاده از نانو فناوری، پوشش های پلیمری بسیارنازک، ضدانعکاس و حفاظتی برای عینک ها ساخته است بطوری که شیشه آنها در مقابل خراشیدگی مقاومت داشته و ضدانعکاس نیست این پوشش چربی ها و لکه ها را از روی عدسی ها برطرف و عدسی ها را حساس تر می کند.
نانو جوراب
نه فقط ورزشکارها بلکه اکثر مردم از عرق پا رنج می برند و نمی توانند آن را تحمل کنند بطور طبیعی هر پا دارای ۲۵۰هزار غدد عرقی است که قادرند حدود ۵۰۰ میلی لیتر عرق در روز تولید کنند.
به تازگی جوراب هایی از جنس کتان که به وسیله نانو ذرات نقره، بهبود یافته اند به وسیله شرکت سول، وارد بازار شده است که این ذرات نقره از رشد باکتری ها و قارچ ها جلوگیری کرده و بدین وسیله از چرب شدن و بدبوشدن پا جلوگیری می کنند.
کرم های ضدآفتاب
مصرف کرم های ضدآفتاب معمولی پوست را به قدری سفید می کند که حالت نامناسبی پیدامی کند. این سفیدی ناشی از اکسید روی است که از پوست دربرابر هردونوع اشعه ماورای بنفش Aو Bخورشید محافظت می کند. جهت حل این مشکل شرکت BASF ماده ای با کمک فناوری نانو، ساخته است که سبب تولید نانو کریستال های اکسیدروی با خلوص بالا تهیه شده و این امر منجر به افزایش مرغوبیت کرم های ضد آفتاب می شود از دیگر مزایای این کرم ها این است که به وسیله پوست جذب نشده و ایجاد آلرژی نمی کند.
منبع: روزنامه ایران

کاربرد نانو در صنایع دریایی

کاربرد نانو در صنایع دریایی

مقدمه:
قدرت دریایی هر کشور از عناصر مختلفی تشکیل می شود. این عناصر می توانند با ناوگان نظامی، ناوگان تجاری، ناوگان صیادی، ناوگان شناورهای مردمی ، مراکز آموزش دریایی و صنایع دریایی تشکیل شوند. یکی از قسمتهای مهم این قدرت دریایی، بخش صنایع دریایی است. در وضعیت فعلی که کشور ایران در مقابل تهدیدات مختلفی قرار دارد و برحی از مخالفان و دشمنان نظام و انقلاب اسلامی ایران قصد ایجاد مزاحمت و جلوگیری از رشد و توسعه فناوری در خصوص تجهیزات و تسلیحات بخش دفاعی کشور ایران را دارند بنابراین ضرورت و اهمیت وجود یک صنایع دریایی قدرتمند و موثر آشکارتر می شود. همچنین دشمنان ایران با بهانه تراشیهای مختلف از جمله بحث انرژی هسته ای صلح آمیز و با صدور قطع نامه های پی در پی، ایران را با تحریم جدی تری مواجه می سازند و به ناچار برای نیروی دریایی جمهوری اسلامی ایران مشکلاتی را ایجاد می نمایند در این صورت امکان تهیه برخی از اقلام ضروری از مسولان مربوطه گرفته خواهد شد، پس باید صنعت دریایی نیازمندیهای بخش دفاعی را تامین نماید و توان نظامی کشور را ارتقا بخشد. این امکان مستلزم افزایش قابلیت های موجود و استفاده مفید از همه ظرفیتهای آن بخش می باشد. که همکاری فرماندهان و مسولان دو بخش و همچنین حمایت دولت را می طلبد؛در این میان استفاده ازفناوری‌نانو در بخش‌های مختلف صنایع دریایی کاربردهای ارزنده‌ای دارد که می‌تواند صنایع دریایی کشور ایران را با تحول زیادی روبه‌رو کند.قبل از اینکه بخواهیم درباره کاربردهای فناوری نانو در صنایع دریایی سخنی به میان آوریم؛بهتر است تا درباره چیستی این فناوری اندکی بدانیم. از نانو، بیوتکنولوژی و فناوری اطلاع رسانی به عنوان سه قلمرو علمی نام می برند که انقلاب سوم صنعتی را شکل می دهد. از همین روست که کشورهای در حال توسعه که اغلب از دو انقلاب قبل جا مانده اند، می کوشند با سرمایه گذاری در این سه قلمرو، عقب ماندگی خود را جبران کنند. نانوتکنولوژی کاربردهای گسترده ای در تمام حیطه های زندگی دارد و از این رو توسعه آن می تواند به بهبود و تسهیل زندگی کمک فراوان کند.
نانو مطالعه ذرات در مقیاس اتمی برای کنترل آنهاست. هدف اصلی اکثر تحقیقات نانو شکل‌ دهی ترکیبات جدید یا ایجاد تغییراتی در مواد موجود است. نانو در الکترونیک ، زیست ‌شناسی ، ژنتیک ، هوانوردی و حتی در مطالعات انرژی بکار برده می‌شود.در نیم قرن گذشته شاهد حضور حدود پنج فناوری عمده بودیم، که باعث پیشرفتهای عظیم اقتصادی در کشورهای سرمایه گذار و ایجاد فاصله شدید بین کشورهای جهان شد. فناوری نانو با طبیعت فرا رشته‌ای خود ، در آینده در برگیرنده همه فناوریهای امروزین خواهد بود و به جای رقابت با فن آوریهای موجود ، مسیر رشد آنها را در دست گرفته و آنها را بصورت «یک حرف از علم» یکپارچه خواهد کرد.
میلیونها سال است که در طبیعت ساختارهای بسیار پیچیده با ظرافت نانومتری (ملکولی) _مثل یک درخت یا یک میکروب_ ساخته می‌شود.علم بشری اینک در آستانه چنگ اندازی به این عرصه است، تا ساختارهائی بی‌نظیر بسازد که در طبیعت نیز یافت نمی‌شوند. فناوری نانو کاربردهای را به منصه ظهور می‌رساند که بشر از انجام آن به کلی عاجز بوده است و پیامدهائی را در جامعه بر جا می‌گذارد که بشر تصور آنها را هم نکرده است.

آغاز نانوتکنولوژی:
علم نانو و علوم مرتبط با آن جدید نیستند چرا که صدها سال است که شیمیدانان از تکنیک‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌هایی علم نانو در کار خود استفاده می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌کنند که بی‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌شباهت به تنکنیک‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های امروزی نانو نیست. پنجره های رنگارنگ کلیساهای قرون وسطی، شمشیرهای یافت شده در حفاری های سرزمین های مسلمان همگی گویای این مطلب هستند که بشر مدت هاست که از برخی شگردهای این فناوری در بهینه کردن فرایندها و ساخت باکیفیت تر اشیاء بهره می برده است اما تنها به دلیل پیشرفت کم فناوری و نبود امکانات امروزی مانند میکروسکوپ نیروی اتمی، میکروسکوپ تونلی پیمایشی و غیره نتوانسته حوزه مشخصی برای این فناوری تعیین کند.
نانو تکنولوژی از یک رشته علمی خاص مشتق نمی شود. با وجودی که نانو تکنولوژی بیشترین وجه مشترک را با علم مواد دارد، خواص اتم و ملکول شالوده بسیاری از علوم است و در نتیجه دانشمندان حوزه های علمی به آن جذب می شوند. برآورد می شود در سراسر جهان حدود 000/20 نفر در نانو تکنولوژی کار می کنند.
پیشوند نانو از کلمه یونانی به معنای کوتوله مشتق می شود. برای اولین بار ریچارد فاینمن برنده جایزه نوبل فیزیک پتانسیل نانو علم را در یک سخنرانی تکان‌ دهنده با نام «درپایین اتاقهای زیادی وجود دارد»، مطرح کرد. فاینمن اصرار داشت، که دانشمندان ساخت وسائلی را ، که برای کار در مقیاس اتمی لازم است، شروع کنند.
این موضوع مسکوت ماند، تا اینکه اریک درکسلر ندای فاینمن را شنید و یک قالب ‌کاری برای مطالعه «وسایلی که توانایی حرکت دادن اشیاء مولکولی و مکان آنها را با دقت اتمی دارند»ایجاد کرد، که در سپتامبر 1981 در مقاله‌ای با نام«پروتئین راهی برای تولید انبوه مولکولی ایجاد می‌کند» آن را ارائه داد.درکسلر آن را با کتابی بنام «موتورهای خلقت» دنبال کرد و توسعه مفهوم نانو تکنولوژی را همانند یک کوشش علمی ادامه داد. اولین نشانه‌های ثبت ‌شده از این مفهوم نانو تکنولوژی تغییر مکان دادن اشیا مولکولی ، در سال 1989 بود، موقعی که دانشمندی در مرکز تحقیقات آلمادن IBM اتمهای منفرد گزنون را روی صفحه نیکل حرکت داد، تا نام IBM را روی سطح نیکل نقش کند.
براساس برآورد شرکت لاکس ریسرچ درنیوریورک، بودجه کل تحقیق و توسعه نانو تکنولوژی دولت ها و شرکت ها در سراسر جهان در سال 2004 بیش از 6/8میلیارد دلار بود. نیمی از این بودجه از جانب دولت ها تأمین می شد. اما به پیش بینی لاکس ریسرچ در سال های آینده، شرکت ها احتمالاً بودجه بیشتری از دولت ها صرف این علم خواهند کرد. .در خلال شش سال پیش از ،2003 سرمایه گذاری در نانو تکنولوژی توسط سازمان های دولتی هفت برابر شده است. این حجم سرمایه گذاری انتظارات را به اندازه ای افزایش داده است که شاید قابل تحقق نباشد. برخی معتقدند شرکت های نانو تکنولوژی مانند حباب شرکت های اینترنت در سال های اخیر از بین خواهند رفت. اما دلایلی وجود دارد که نشان می دهد درباره مخاطرات آن گزافه گویی شده است. سرمایه گذاران خصوصی اکنون بسیار محتاط تر از دوره رونق شرکت های اینترنت هستند و بیشتر پولی که دولت ها در این زمینه اختصاص می دهند، صرف علوم پایه و فناوری هایی می شود که تا سال ها در اختیار همگان قرارنخواهد گرفت. با این حال کیفیت برخی محصولات موجود با کاربرد نانو تکنولوژی بهبود یافته است و در چند سال آینده بر تعداد آنها افزوده خواهد شد. مثلاً با افزودن ذرات ریز نقره، بانداژ ضد سوختگی خاصیت ضد میکروبی پیدا کرده است. با اتصال ملکول های ایجاد کننده مانع به فیبر پنبه، پارچه هایی تولید شده است که ضد لکه و بو است.
راکت های تنیس با افزودن ذرات ریز تقویت شده است. در درازمدت نانو تکنولوژی به نوآوری های بزرگتری خواهد انجامید، از جمله انواع جدید حافظه کامپیوتر، فناوری پزشکی و روش های تولید انرژی بهتر مانند سلول های خورشیدی.
طرفداران این فناوری می گویند نانو تکنولوژی به تولید انرژی پاک و تولید بدون مواد زائد و غیره خواهد انجامید. مخالفان آن معتقدند نانوتکنولوژی باعث ایجاد نوعی نظام شناسایی بین المللی و آسیب به فقرا، محیط زیست و سلامت انسان خواهد شد. به نظر می رسد هر دو گروه در مورد استدلال های خود گزافه گویی می کنند، اما به هرحال باید از نانو تکنولوژی استقبال کرد.
همچنین از فناوری نانو به عنوان«رنسانس فناوری» و«روان کننده جریان سرمایه گذاری» یاد می‌شود. ورود محصولات متکی بر این فناوری جهشی بس عظیم در رفاه و کیفیت زندگی و توانائیهای دفاعی و زیست محیطی به همراه خواهد داشت و موجب بروز جابجائیهای بزرگ اقتصادی خواهد شد. هم اکنون بخشهای دولتی و خصوصی کشورهای مختلف جهان شامل ژاپن ، آمریکا ، اتحادیه اروپا ، چین ، هند ، تایوان ، کره جنوبی ، استرالیا و روسیه در رقابتی تنگاتنگ بر سر کسب پیشتازی جهانی در لااقل یک حوزه از این فناوری به سر می‌برند.هم اکنون روی هم رفته حدود 30 کشور دنیا در زمینه فناوری نانو دارای «برنامه ملی»یا درحال تدوین آن هستند، وطی پنچ سال گذشته بودجه تحقیق و توسعه در امر فناوری نانو را به 3.5 برابر افزایش داده‌اند. کشورهای ژاپن و آمریکا نیز فناوری نانو را اولین اولویت کشور خود در زمینه فناوری اعلام کرده اند.

نانو در صنایع دریائی:
امروزه بحث‌های بسیاری در زمینة فناوری‌نانو، کاربردها، مزایا ودورنمای آیندة آن مطرح است. صنایع دریایی حوزة وسیعی از صنایع از قبیل ساخت کشتی؛ زیردریایی و سکوهای دریایی را شامل می‌شود که اغلب آنها در کشور ایران نوپا هستند. فناوری‌نانو در بخش‌های مختلف صنایع دریایی کاربردهای ارزنده‌ای دارد که می‌تواند صنایع دریایی کشور ایران را با تحول زیادی روبه‌رو کند. از طرفی شناسایی نیازهای گستردة صنایع دریایی می‌تواند بازار خوبی برای محصولات فناوری‌نانو در ایران باشد و زمینة رشد خوبی را نیز برای آن فراهم کند. در این مقاله برخی کاربردهای فناوری‌نانو در صنایع دریایی مورد ارزیابی قرار گرفته و در انتها نیز جایگاه صنایع دریایی درکشورایران آورده شده است.
فناوری‌نانو در دهه اخیر از سوی کشور ایران ،مورد توجه جدی قرار گرفته است. همزمان با آن صنایع دریایی نیز دچار تحولات اساسی شده و سرمایه‌گذاری‌های هنگفتی در آن انجام شده است. امروزه ثابت شده است که صنایع دریایی می‌تواند عامل مهمی در رشد و توسعه در مناطق ساحلی ایران باشد. ایران با داشتن 2900 کیلومتر مرز آبی، در شمال و جنوب ؛در زمینه صنایع دریایی، کشوری در حال توسعه محسوب می‌شود، در حالی که برخی از کشورهای اروپایی با کمتر ازیک پنجم این مرز آبی، جزو کشورهای قدرتمند در زمینه صنایع دریایی قرار دارند و به واسطه این توانمندی، سلطه خود را بر دنیا تحمیل کرده‌اند.
صنایع دریایی شامل حوزه وسیعی از صنایع می‌شود که هر کدام می‌توانند پشتوانه و مهد توسعه علم و فناوری باشند.
سه دسته‌بندی کلی صنا‌یع دریایی عبارتند از:
1. صنایع کشتی‌سازی شامل: ساخت انواع کشتی‌ها از قبیل کشتی‌های کانتینربر، نفتکش‌های غول پیکر، ناوچه‌ها و زیردریایی‌. در این زمینه شرکت‌های بزرگی نظیر صدرا، ایزوایکو، اروندان و فجر درایران شکل گرفته‌اند که هر یک تجربه ساخت ده‌ها فروند شناور دارند.
2. صنایع فرا ساحل: شامل ساخت سکوهای ثابت و متحرک دریایی و لوله‌گذاری در دریا می‌شود که در پروژه‌های عظیم نفت و گاز به خصوص در حوزه‌های پارس جنوبی، ابوذر و میادین بزرگ نفتی کاربرد دارند. شرکت‌های بزرگی از قبیل تأسیسات دریایی، صدف و صدرا در این زمینه شکل گرفته‌اند که تجربه ساخت ده‌ها سکوی ثابت و متحرک دریایی و صدها کیلومتر لوله‌گذاری دریایی را در کارنامه فعالیت خود دارند.
3. صنایع ساحلی و بندری: شامل ساخت اسکله، موج‌شکن و سازه‌های نزدیک ساحل(پایانه‌های نفتی) که در بنادر شهید رجایی، باهنر، بوشهر، امام خمینی و جزیره خارک تجارب بسیاری در این زمینه اندوخته شده است که از جمله آنها می‌توان به قرارگاه سازندگی نوح و شرکت صدرا اشاره کرد.
فناوری‌نانو در زمینه صنایع دریایی، به خصوص ساخت شناورها از اهمیت خاصی برخوردار است و کاربردهای آن را می‌توان به‌طور کلی شامل موارد زیر دانست:
1 -ایجاد پوشش‌های مناسب در برابر اثرات محیط دریا؛
2-تولید مواد جدید برای ساخت بدنه و اجزای آن به‌منظور افزایش استحکام
3 -تولید مواد جدید برای افزایش قابلیت عملکرد شناور مانند سوخت‌های جدید، باتری‌های با ذخیره انرژی بسیار بالا و پیل‌های سوختی.
صنایع دریایی گستره وسیعی از صنایع مانند شناورهای سطحی (کشتی‌ها)، زیرسطحی (زیردریایی‌ها) ، سکوهای دریایی و کلیه صنایع مرتبط با دریا را در برمی‌گیرد.
برخی از پتانسیل‌های کاربردفناوری‌نانو در این صنایع عبارتنند از:
1. کلیه تحولاتی که در فناوری کامپیوتر، الکترونیک و مخابرات براساس فناوری‌نانو ایجاد می‌گردد، قطعاً بر صنایع دریایی تأثیر‌ می‌گذارد؛ زیرا این صنایع مانند سایر صنایع، وابستگی بسیاری به این فناوری‌ها دارند.چرا که امروزه استفاده از وسایل الکترونیکی و کامپیوتری از اجزای لاینفک شناورهای دریائی و درکل تجهیزات دریایی شده است.
2. الکترودهای جوشکاری دما پایین: این الکترودها با استفاده از فناوری‌نانو، دارای دمای کاری بسیار پایینی نسبت به الکترودهای جوشکاری موجود هستند. مواد این الکترودها به‌گونه‌ای است که در ازای حرارت اندک، اتحاد مولکولی مستحکمی را بین مولکول‌های دو قطعه فلز ایجاد می‌کنند و عملکردی شبیه چسب‌های حرارتی معمولی خواهند داشت. این الکترودها تأثیر شگرفی بر فناوری جوشکاری، به خصوص جوشکاری آلومینیوم خواهند داشت. کاربرد و حجم زیاد جوشکاری در صنایع دریایی می‌تواند عاملی برای تأثیر فوق‌العاده فناوری‌نانو در این زمینه باشد.
3. سوخت: کشتی و کلیه شناورها برای تأمین قدرت حرکت در دریا، معمولاً چندین تن سوخت حمل می‌کنند و کشتی‌های اقیانوس‌پیما نیز در طول مسیر دریانوردی مجبور هستند، چندین بار برای سوخت‌گیری توقف کنند. فناوری‌نانو با ارائه سوخت‌های پرانرژی، کشتی‌ها را از توقف‌های متعدد در دریا و حمل چندین تن سوخت بی‌نیاز خواهد کرد. این سوخت‌ها به‌صورت بسته‌های پرانرژی مولکولی است که از اثرات مولکول‌ها بریکدیگر، انرژی زیادی آزاد می‌کنند، به صورتی که یک لیتر از این سوخت‌ها، معادل ده‌ها لیتر سوخت معمولی انرژی آزاد می‌کند. از آنجا که ذرات نانومتری موجب افزایش سرعت سوخت ویکنواختی آن می‌گردد، در سوخت‌های جدید می‌توان جهت افزایش قدرت سوخت از آنها استفاده کرد.
4. نانوفایبرگلاس و نانوکامپوزیت‌ها:ماده فایبرگلاس با آرایش تار و پودی (ماتریسی) ، استحکام زیادی دارد. در این مواد، الیاف شیشه به صورت تارهای نازک و تحت شرایط خاصی تولید شده و به صورت متفاوتی به هم بافته می‌شوند؛ رایج‌ترین نوع آنها الیاف بافته شده به‌صورت حصیری و الیاف سوزنی است. فناوری‌نانو با اعمال آرایش تار و پودی بین مولکول‌ها، نانوفایبرگلاس‌های بسیار محکم و سبکی ایجاد می‌کند که نسبت به فایبرگلاس‌های امروزی برتری بسیاری دارند. نانوکامپوزیت‌ها دسته جدیدی از مواد مورد مطالعه جهانی است که شامل پلیمرهای قدیمی تقویت شده با ذرات نانومتری می‌شود. کامپوزیت‌ها با داشتن آرایش‌های مولکولی متفاوت، کاربردهای وسیع‌تر و جدیدتری را تجربه خواهند کرد. از جمله خواص مهم کامپوزیت‌ها، استحکام زیاد در عین وزن کم، مقاومت بالا در برابر خوردگی و خاصیت جذب امواج راداری است. این خاصیت به منظور ساخت هواپیماها و زیردریایی‌هایی که به وسیله رادار قابل شناسایی نیستند، مورد استفاده قرار می‌گیرد .
5. جاذب‌های ارتعاشی :جاذب‌های ارتعاشی امروزی، موادی حجیم و سنگین هستند. فناوری‌نانو با ارائه جاذب‌های ارتعاشی جدید، تحول عمیقی را در این زمینه ایجاد خواهد کرد. این نانومواد، انرژی ارتعاشی را به مقدار بسیار بالایی در بین شبکه مولکولی خود ذخیره می‌کنند و ساختارهای مولکولی ویژه آنها، تا حد زیادی از انتقال انرژی ارتعاشی به مولکول‌های جانبی جلوگیری می‌کند؛ بدین ترتیب ارتعاش به خوبی مهار می‌شود. این مواد در کشتی‌های مسافربری، شناورهای نظامی و زیردریایی‌ها کاربردهای بسیاری دارند و اغلب در زیر موتورها و اجزای دوار شناورها نصب می‌گردند.
6. جاذب‌های صوتی: این جاذب‌ها نیز مانند جاذب‌های ارتعاشی، علی‌رغم سبک و نازک بودن، انرژی صوت را به‌طور کامل میرا می‌کنند. جاذب‌های صوتی امروزی با وجود سنگین و حجیم بودن، نسبت به فرکانس و جهت صوت برخوردی، بازدهی متفاوتی دارند. فناوری‌نانو انواعی از جاذب‌های صوتی را ارائه می‌کند که ساختار مولکولی آنها با جهت برخورد صوت و فرکانس صوت قابل تطابق باشد؛ به گونه‌ای که بتوانند بیشترین مقدار انرژی صوت را جذب کنند. این مواد در کشتی‌های مسافربری، شناورهای نظامی و زیردریایی‌ها کاربردهای بسیاری دارند و قسمت داخلی یا خارجی بدنه از این مواد پوشیده می‌شود.
7. رنگ‌های دریایی: خوردگی بسیار زیاد محیط دریا به خصوص دریاهای آب شور مانند خلیج فارس، از معضلات اساسی نگهداری سکوهای دریایی و کشتی‌هاست. شرایط خاص محیط دریا ایجاب می‌کند که به‌طور متوسط، هر سه سال یک‌بار بدنه سکوها و کشتی‌ها رنگ‌آمیزی شود. فناوری‌نانو رنگ‌های جدید بسیار مقاوم در برابر خوردگی و اثرات محیط ارائه می‌نماید که با توجه به طول عمر شناورها و دوام بیش از 20 سال این رنگ‌ها بر بدنه شناورها، می‌توان این امر را به معنای مادام‌العمر بودن این رنگ‌ها دانست.
8. جاذب‌های انرژی موج دریا و نور آفتاب: فناوری‌نانو نسل جدیدی از مواد را ارائه می‌کند که همانند سلول‌های فتوالکتریک انرژی موج دریا و نور آفتاب را جذب می‌کنند و به مثابه منبع تأمین انرژی خواهند بود. ویژگی منحصر به فرد این مواد این است که همانند پوشش‌های معمولی دریایی قابل اتصال به بدنه شناور هستند که می‌تواند مدت دوام شناور در دریا را چندین برابر نماید و از انرژی‌های محیط استفاده کند. استفاده از این منابع انرژی مزیت‌های زیست‌محیطی نیز دارد.
9. نانوفیلتراسیون: از جمله ویژگی‌های این فناوری می‌توان به جذب ذرات بسیار ریز محیط اشاره کرد که در جذب مونوکسید و دی‌اکسید کربن کاربرد دارند. پوشش داخلی زیردریایی‌ها در زیر آب محیطی بسته و مناسب با بکارگیری این فناوری است. مطابق این فناوری، بلورهای اکسید تیتانیوم نیمه‌رسانا که اندازه‌ شان فقط 40 نانومتر است به‌وسیله نور ماوراء بنفش شارژ شده، برای حذف آلودگی‌های آلی استفاده می شوند.
10. نانومورفولوژی: با استفاده از فناوری‌نانو می‌توان مواد بسیار مقاوم در برابر آتش ساخت که در اشتعال ناپذیری به خاک تشبیه می‌شوند. استفاده از این مواد در شناورها به منظور ایمنی در برابر آتش‌سوزی بسیار حائز اهمیت است. در شناورهای نظامی خطر آتش سوزی بسیار زیاد است؛ لذا استفاده از این فناوری بسیار حیاتی است.
11. تحول در فناوری پیل سوختی: پیل سوختی در شناورها به خصوص شناورهای زیرسطحی و زیردریایی‌ها، کاربردهای وسیعی دارد. امروزه روش‌های مختلفی برای ذخیره‌سازی هیدروژن مورد نیاز در پیل سوختی استفاده می‌شود؛ (از جمله به صورت مایع که دمای بسیار پایین یا فشار بسیار بالایی نیاز دارد) ، هیدرات فلزی (که وزن بسیار زیادی را به شناور تحمیل می‌کند) و کربن فعال (که استفاده از آن معضل زیاد و بازده کمی دارد) . اکنون می توان از نانولوله‌های کربنی برای ذخیره هیدروژن استفاده کرد؛ زیرا دیگر نیازی به دمای پایین، فشار بسیار بالا و تحمل وزن سنگین نخواهد داشت؛‌ این کار تحول عظیمی را در فناوری پیل سوختی ایجاد خواهد کرد.
12. باتری‌های با ذخیره انرژی بسیار بالا: امروزه انواع مختلفی از باتری‌های قابل شارژ وجود دارند که دارای وزن زیاد و ذخیره انرژی اندکی هستند . این باتری‌ها در شناورها به خصوص در قایق‌های تفریحی، زیردریایی‌ها و کشتی‌ها (به عنوان منبع برق اضطراری) کاربردهای حیاتی و مهمی دارند، امّا انرژی اندکی که ذخیره می‌کنند زمان ماندن زیردریایی‌های دیزل الکتریک در زیر آب را محدود می‌کنند. در موقع حرکت سطحی که دیزل قادر به فعالیت است، انرژی الکتریکی تولید شده دیزل در باتری‌ها ذخیره می‌شود و در موقع حرکت در زیر سطح آب که به علت دسترسی نداشتن به هوا امکان کار برای دیزل وجود ندارد، از این انرژی الکتریکی استفاده می‌شود. فناوری‌نانو با ارائه باتری‌های با ذخیره انرژی بسیار بالا، زیردریایی‌های دیزل الکتریک را قادر می‌کند تا ده‌ها برابرِ زمان فعلی خود در زیر آب بمانند. علاوه بر آن فناوری‌نانو با کاهش وزن بسته‌های باطری، کاربردهای ارزنده‌ای در فناوری هوافضا، هواپیماهای بدون سرنشین، اتومبیل و شناورهای تفریحی کوچک پدید می‌آورد.
13. گرافیت و سرامیک: فناوری‌نانو با ارائه مواد بسیار مستحکم که ده‌ها برابر مقاوم‌تر از فولاد هستند، تأثیر چشمگیری در ساخت سازه‌های دریایی و صنایع دریایی خواهد داشت. سرامیک‌ها از جمله این موادند که در بدنه شناورهای زیر دریایی آب عمیق (حدود 11 هزار متر) به‌کار خواهند رفت. این مواد با داشتن استحکام فوق‌العاده، وزن سبک، مقاومت بسیار زیاد در برابر خوردگی و دوام در شرایط دمایی بسیار متغیر، گزینه بسیار مناسبی برای سازه‌های عظیم دریایی به خصوص غوطه‌ور شونده‌ها و زیردریایی‌ها هستند.
در ایران صنایع دریایی به معنای واقعی خود؛ یعنی ساخت سکوهای ثابت و متحرک دریایی، کشتی‌های اقیانوس پیما، زیردریایی‌ها و غیره، حدودیک دهه از عمرشان می‌گذرد و صنعتی نوپا محسوب می‌گردد. فناوری‌نانو نیز در دنیا قدمت چندانی ندارد و از معدود فناوری‌هایی است که در همان بدو مطرح شدنش در دنیا، در ایران نیز مطرح شده است. فناوری‌نانو با توجه به تأثیرات شگرفی که در همه صنایع دارد، مورد توجه قرار گرفته است. صنایع دریایی در حال رسیدن به دوران تکامل خود در ایران است و فناوری‌نانو هم می‌تواند به تکامل هدفمند و روزافزون آن کمک کند. کاربردهایی از فناوری‌نانو که بیان شد، تنها گوشه‌ای از کاربردهای گسترده آن در صنایع دریایی است و آینده، این کاربردها را قطعی‌تر و مشخص‌تر خواهد کرد؛ لذا مدیران کلیه بخش‌های صنعتی از جمله صنایع دریایی نباید خود را نسبت به فناوری‌نانو بیگانه بدانند، بلکه همواره باید پیشرفت‌های این شاخه از دانش و فناوری مولکولی را در دنیا زیر نظر داشته، از پیشرفت این فناوری جدید ،حمایت‌های مادی و معنوی لازم را به عمل آورند. چه بسا که ورود فناوری‌نانو به هر صنعتی، تحولات شگرفی را باعث شود و غافلگیری و ورشکستگی رقبا را به دنبال داشته باشد. از طرف دیگر، نهادهای مرتبط باید پیشرفت‌های روز دنیا در زمینه فناوری‌نانو را به صنایع مربوطه معرفی کنند که این امر مستلزم شناخت نیازهای هر بخش از صنعت در زمینه فناوری‌نانو است. لازم است، متولیان فناوری‌نانو بایک تقسیم‌بندی منطقی در صنایع موجود ، نیازهای هریک را به تفکیک بررسی کنند و با شناسایی نیازهای بازار، توسعه فناوری‌نانو را جهت‌دهی نمایند. به علاوه، پشتوانه مالی مناسبی نیز برای توسعه فناوری‌نانو فراهم نمایند، زیرا نشناختن نیازها به معنای بیراهه رفتن فناوری‌نانواست.
منبع: articles.ir

حافظه جدید با استفاده از نانوسیم ها

حافظه جدید با استفاده از نانوسیم ها
محققان ژاپنی با بهره گیری از نانوسیم، ابزاری ماکرومکانیکی طراحی کرده اند که به عنوان یک حافظه غیرفرار عمل می کند.
این ابزار از یک نانوسیم به قطر ۱۰۰ نانومتر ساخته شده است که از دو طرف محکم نگه داشته شده و توسط الکترودهایی که در هر طرف آن قرار دارند، به کار می افتد.اگر این ابزار بهینه شود، می تواند به عنوان حافظه در کاربردهای فضایی و امنیتی مورد استفاده قرار گرفته و حتی جایگزین SRAMها شود. بنوت شارلوت یکی از اعضای این گروه پژوهشی در LIMMS (آزمایشگاه تحقیقاتی مشترک بین فرانسه و دانشگاه توکیو) می گوید: «می توانیم با اعمال یک اختلاف پتانسیل بین این نانوسیم و یکی از الکترودهای کناری آن، این ابزار را سوئیچ کنیم. در این حالت نانوسیم بسته شده، از یک وضعیت به وضعیت دوم که پایدار است، تغییر یافته و در آنجا می ماند». در تئوری این ابزار می تواند بدون مصرف هرگونه انرژی یک بیت اطلاعات را در خود ذخیره کند، اما نمونه ای که ساخته شده است، برای سوئیچ کردن نیاز به اختلاف پتانسیل بالایی دارد. شارلوت می گوید: «کاربرد اصلی این وسیله در ابزارهای ذخیره سازی غیرفرار است. از آنجایی که احتمالا این ابزار در مقابل تشعشع مقاوم است، در نتیجه کاندیدای مناسبی برای استفاده در فضا و کاربردهای امنیتی است». وی می افزاید می توان از این وسیله جدید به جای SRAMهایی همانند حافظه فلش استفاده کرد. این ابزار که به راحتی با استفاده از لیتوگرافی الکترونی و روش های حکاکی قابل ساخت است، می تواند با حافظه های نانولوله ای (همانند نمونه ساخته شده توسط شرکت Nanetro) رقابت کند. اساس کار این دو یکی است، اما در اینجا نانوسیم که می تواند تا چند میکرون طول داشته باشد، جایگزین نانولوله می شود. با این حال یکی از مزایای این نمونه جدید این است که ساختن آن راحت تر است. بر اساس گزارش ستاد ویژه توسعه فناوری نانو، این گروه پژوهشی که رهبری آن را توشیوشی از دانشگاه توکیو بر عهده دارد، در حال برنامه ریزی برای توسعه فرآیند ساخت خود می باشد. تمرکز اصلی آنها روی پوشش کناری فلزی است تا ولتاژ مورد نیاز برای سوئیچ کردن نانوسیم را کاهش دهند. شارلوت می افزاید: «مشکل اصلی دیگر، مطالعه رفتار حرکتی سیم(فعال کردن سیم با یک سیگنال متناوب نزدیک به فرکانس طبیعی آن) است.»
منبع: روزنامه ابرار اقتصادی

استفاده از فناوری‌نانو در صنعت بسته‌بندی، تهیه و تولید غذا

استفاده از فناوری‌نانو در صنعت بسته‌بندی، تهیه و تولید غذا
از فناوری‌نانو در صنعت غذایی می‌توان به شکل‌های مختلفی استفاده کرد. این کاربردها می‌تواند شامل استفاده از فناوری‌نانو در مواد بسته‌بندی، کشاورزی، فرایندهای تولید غذا و خود غذا باشد. ابزارها یا روش‌‌های فناوری‌نانو که طی کشت، تولید، فرآوری یا بسته‌بندی غذا استفاده می‌شوند؛ را نانوغذا (nanofood) می‌نامند. این تعریف از نانوغذا را نانوفروم (NanoForum) ارائه داده است.

بسته‌بندی
امروزه استفاده از فناوری‌نانو در صنایع بسته‌بندی غذا امری عادی است. این بسته‌بندی‌ها را می‌توان به دو دسته مختلف تقسیم نمود: دسته اول بسته‌بندی‌های فعال که حاوی موادی با عملکردی خاص هستند (شبیه به بسته‌بندی‌هایی که از ورود اکسیژن و فساد غذا جلوگیری می‌کنند)؛ اما دسته دوم بسته‌بندی‌های هوشمند است که به تغییرات محیط واکنش نشان می‌دهند (مثل شناسایی پاتوژن‌ها). در حال حاضر برخی شرکت‌ها در ظروف بسته‌بندی مقوایی از نانومواد استفاده می‌کنند. این نانومواد شامل چسب‌هایی مبتنی بر نانوذرات نشاسته است که از منابع تجدیدپذیر تهیه و جایگزین چسب‌های مبتنی بر مواد نفتی می شوند. همچنین در ظروف بسته‌بندی‌ مقوایی، نانومواد جایگزین پلی‌وینیل استات (PVA) و پلی‌وینیل الکل‌ می‌شوند. از دیگر نمونه‌های کاربرد فناوری‌نانو در صنایع بسته‌بندی می‌توان به موارد زیر اشاره نمود:
استفاده از بطری‌های پلاستیکی ساخته شده از مواد نانوکامپوزیت و استفاده از لایه‌های پلاستیکی ضد قارچ و ضدباکتری که دارای طول عمر بیشتری نیز هستند.

کاربرد در مراحل زراعت
استفاده از فناوری‌نانو در صنعت کشاورزی، آینده روشنی در شکل‌گیری فرآیندهای کشاورزی و افزایش دقت در این کار، ترسیم نموده است؛ به عنوان مثال نانوحسگرهای پراکنده شده در یک مزرعه می‌توانند همه موارد مربوط به آن را، از مواد مقوی و میزان آب گرفته تا وجود بیماری‌ها، قارچ‌ها و آفت‌های دیگر، اندازه‌گیری کنند. این حسگرها می‌توانند برای رساندن مقدار مشخص و دقیقی از یک آفت‌کش یا کود، با نانوذرات یا نانوکپسول‌ها برهم‌کنش داشته باشند. این کار می‌تواند منجر به کاهش هزینه و میزان پراکندگی این مواد شیمیایی در محیط‌های کشاورزی شود. علاوه بر این موارد، به کمک نانوتراشه‌ها در مزرعه‌ها، می‌توان حیوانات مضر را شناسایی و ردیابی کرد و از آنها تصویربرداری نمود. چنین تراشه‌هایی می‌توانند در رساندن میزان مشخصی از داروهای واکسیناسیون و مواد درمانی دیگر نیز مورد استفاده قرار گیرند.

زراعت برای فناوری‌نانو
از دیگر زمینه‌های جذاب که در فناوری‌نانو مطرح است می‌توان به استفاده از گیاهان در تولید مستقیم مواد اولیه در صنعت فناوری‌نانو اشاره نمود. به عنوان نمونه‌ای از این کاشت ذرات می‌توان به تولید نانوذرات طلا به وسیله گیاه یونجه اشاره نمود. در این فرایند، گیاه یونجه را در خاک غنی ‌شده از طلا رشد می دهند و بدین ترتیب طلا در بافت‌های گیاهی رسوب می‌کند و بعد از این مرحله می‌توان نانوذرات طلا را از طریق روش‌های مکانیکی از این گیاه جداسازی نمود.فرآوری غذاهااز نانوذرات و نانوکپسول‌ها برای منظورهای مختلف در مواد خوراکی استفاده می‌شود. از کاربردهای آنها می‌توان به افزایش ماندگاری غذا، تغییر خواص، افزایش ارزش غذایی و تغییر مزه اشاره نمود.
به عنوان مثال امروزه نانوکپسول‌های پر شده از روغن ماهی تونا (یک منبع اسیدهای چرب اُمگا 3) را به برخی از انواع نان اضافه می‌کنند. شکست کپسول‌ها در بدن، باعث رها شدن روغن مورد نظر می‌شود، این در حالی است که هیچ مزه ناخوشایندی از این روغن احساس نمی‌شود.

آینده نانوغذا
در حال حاضر منظور از اصطلاح نانوغذا، غذاهایی نیست که مستقیماً از روش‌های فناوری‌نانو به دست آمده‌اند. اما در آینده اتفاقات زیادی رخ خوهد داد. مثلاً ممکن است روزی نانوماشین‌هایی تولید شود که توانایی تولید مولکول‌ به مولکول غذاها را داشته باشند (اما این کار سال‌ها به طول خواهد انجامید). اما برخی از پیشرفت‌هایی که در آینده‌ای نه چندان دور در این زمینه قابل دستیابی هستند، عبارتند از: تولید بسته‌بندی‌هایی که توانایی بازتاب گرما از یک بستنی یخی را داشته و می‌توانند آن را از ذوب شدن در یک محیط گرم حفظ کنند؛ تولید بسته‌بندی‌هایی که می‌توانند خود را ترمیم کنند و بسته‌بندی‌هایی که می‌توانند در شرایط خاص، خواصشان را تغییر دهند، به عنوان مثال بسته‌بندی‌هایی که بتوانند فاسد شدن شیر را با تغییر رنگ نشان دهند. مانوئل مارکویز-سانچز، از دانشمندان کرافت فود (kraft foods)، طرح‌هایی برای نوشیدنی مبتنی بر فناوری‌نانو ارائه کرده است و در آنها این ایده را مطرح می‌کند که همه افراد یک نوشیدنی را بخرند، اما هر کس پس از خریدن نوشیدنی بتواند رنگ، طعم و غلظت آن را تغییر دهد.
منبع:سایت نانو

نانو انسولین خوراکی

نانو انسولین خوراکی
محققان ایرانی، طی پژوهشی، با ساخت نسل جدیدی از نانوذرات انسولین و بررسی اثر آن روی سلول‌های سرطانی روده‌ی کوچک، گام مهمی در جهت حفاظت داروهای پپتیدی از اسید معده و آنزیم‌های روده، برداشته اند.
عسل میرمحمدصادقی، فارغ‌التحصیل دکتری داروسازی دانشگاه لیدن هلند (Leiden – Hollandدارورسانی موفق را، حفاظت داروها از اسید معده و آنزیم‌های روده، و جذب مناسب دارو از جدار سلولی روده می داند .او می گوید: "محافظت از انسولین برای استفادۀ خوراکی و بررسی اثر آن بر روی سلول‌های سرطانی روده‌ی کوچک، انگیزه‌های اصلی انجام این پژوهش بودند".
دکتر میرمحمدصادقی، درباره نحوه ساخت نانوذرات انسولین می گوید: "برای تهیه‌ی نانوذرات انسولین، از روش Polyelectrolyte Complexation (PEC) استفاده می‌گردد که روشی بسیار آسان و بی‌ضرر برای پروتئین است. در این روش، انسولین دارای بار منفی با پلیمر کیتوزان دارای بار مثبت و یا مشتقات آن، در pH مناسب، به طور مستقیم واکنش می‌دهند و نانوذرات تشکیل می‌شوند".
در این پژوهش، پس از بررسی ویژگی‌های این نانوذرات، از قبیل قدرت انباشتگی، اندازه‌ی ذره‌ای، بار سطحی و آزمایش‌های رهش انسولین در pHهای مختلف، اثر این نانوذرات بر روی سلول‌های سرطانی روده، مورد بررسی قرار گرفته است.
به گفته پژوهشگر این طرح، نانوذرات انسولینی، قابلیت استفاده از طریق قرص‌های خوراکی را دارند.
میرمحمدصادقی، مهمترین مشکلات تولید انبوه این نانوذرات را، عدم انجام آزمایش‌های تکمیلی سلولی، به دلیل تحریم‌های موجود، مشکلات دستگاهی، عدم وجود مواد مورد نیاز برای تولید آن در مقیاس انبوه می داند.
جزئیات این پژوهش که با راهنمایی پروفسور هانس جونگینگر (از دانشگاه لیدن هلند)، دکتر رفیعی تهرانی (عضو هیئت علمی دانشگاه تهران) و دکتر عوادی (مدیر بخش تحقیقات داروسازی حکیم) انجام شده، در مجلات European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics (جلد 70، صفحات 278 - 270، سال 2008) وInternational Journal of pharmaceutics (جلد 355، صفحات 306-299، سال 2008) منتشر گردیده است.
منبع: نانو تکنولوژی