نانو تکنولوژی به پژوهش و سازه کوچکترین ذرات، ساختار آن ها و همچنین شیوه بافت این ساختار ها می پردازد. این اصطلاح از مقیاس یک نانو متر (یونانی nannos یعنی کوتوله) برگرفته شده است که برابر با یک میلیونم میلی متر است. برای مثال قطر یک حلقه DNA 2.5 نانو متر است، یک مولکول پروتئین 5 نانو متر، یک گلبول قرمز 7000 نانو متر و یک تار موی انسان 8000 نانو متر قطر دارد. برای مقایسه می توانیم تناسب ابعاد یک نانو متر به یک توپ فوتبال را به تناسب یک توپ فوتبال با کره زمین تشبیه کنیم.
نانو تکنولوژی یا همان فناوری نانو در زمینه های زیادی از پژوهش و تولید به کار گرفته می شود، از الکترونیک گرفته تا تولید فیلترهای مختلف برای تصفیه آب، تحقیقات و فناوری مواد یا در علم پزشکی نیز از این فناوری استفاده می شود.
به علت کوچکتر شدن شدید ذرات در نانو مواد، تغییرات اساسی در خصوصیات فیزیکی و شیمیایی آنها به وجود می آید. در مقایسه با ذرات بزرگتر، نانو پارتیکل ها با ترکیب برابر، از واکنش پذیری شدید تر، فعالیت بیولوژیکی بالاتر و خصوصیات کاتالیزوری قوی تری برخوردارند. دلیل این ویژگی این است که سطح پوشش ذرات نانو با حجم کلی یکسان در مقایسه با ذرات بزرگتر، چندین برابر می شود.
از ویژگی های دیگر نانو مواد افزایش قابلیت حلالیت آنها است. به طور مثال موادی مانند دی اکساید تیتانیوم (رنگدانه های سفید به عنوان افزودنی در مواد غذایی)، دی اکساید سیلیسیوم (افزودنی برای جلوگیری از نرم شدن و چسبندگی نمک و امثال آن) یا ویتامین های حل نشدنی مانند کو آنزیم Q 10 خیلی سریع تر با مواد دیگر واکنش داده و ناگهان در آب حل می شوند، چنانچه به شکل ذرات نانو تولید شوند.
چه موادی جزء ذرات نانو محسوب می شوند؟
در اکثر مواقع از کلمه نانو برای مواد، سیستم ها و پروسه هایی در ابعاد زیر 100 نانو متر استفاده می شود. نانو ماده به ترکیباتی گفته می شود که اندازه آنها در یک یا چند بعد (ارتفاع، عرض و طول) حداکثر 100 نانو متر باشد و این ویژگی روی خصوصیات ماده ای آنها تاثیر بگذارد. البته این تعریف از نانو مواد هنوز کاملا پذیرفته نشده است و در خیلی از اداره جات و موسسات دولتی و پژوهشی، دانشمندان ابعاد متفاوتی را برای نانو مواد در نظر می گیرند.
به طور مثال دولت انگلستان ترکیباتی را نانو می نامد که در دو بعد اندازه ای تا 200 نانو متر داشته باشد، اداره مواد غذایی آمریکا نانو مواد را اینگونه تعریف می کند: ذراتی که ابعاد آنها زیر یک میکرو متر باشد، یعنی کوچکتر از 1000 نانو متر و همچنین دارای خواص منحصر به فردی باشند، نانو مواد نامیده می شوند.
ذرات نانو چگونه تولید می شوند؟
ذرات نانو با روش های مختلفی تولید می شوند، به طور مثال می توان از روش سنتز در فاز گازی یا حتی با روش شیمیایی کلاسیک مانند روش Sol-Gel (فرایند سُل-ژل) استفاده کرد. ذرات نانو می توانند همچنین با اشعه لیزر یا با روش های خرد کردن یا پاشش تولید شوند.
کاربرد نانو مواد
به عنوان مثال برای محصولاتی که در آنها نانو تکنولوژی استفاده می شود، می توان از حافظه های مغناطیسی در کامپیوتر ها نام برد که به آنها M-RAM گفته می شود. این نوع رَم ها از سویی خیلی کوچک تر و قدرتمندتر از رم های معمولی هستند و علاوه بر آن در صورت قطع برق (به طور مثال هنگامی که کامپیوتر هنگ می کند یا نیاز به خاموش و روشن کردن دارد) اطلاعات روی این حافظه از بین نمی رود.
مثال دیگری برای نانو ابزار ها، سطوح با قابلیت دفع آلودگی هستند که در صنعت خودروسازی به کار گرفته می شوند. یا موادی که برای پر کردن دندان استفاده می شود که چگالی خیلی بالا و عمر طولاتی دارند یا اعضای مصنوعی که با به کار گرفتن سطوح نانو با بدن انسان سازگاری بیشتری پیدا می کنند. همچنین در آزمایشات پزشکی از نوآوری های نانو تکنولوژی برای انواع عکس برداری ها مانند توموگرافی یا MRI استفاده می شود.
این ذرات کوچک در صنعت خودروسازی و همچنین برای ایجاد سطوح مقاوم در برابر خراش و آسیب دیدگی به کار گرفته می شود. به طور مثال در شیشه عینک ها یا رنگ خودرو ها و در پوشش ضد مه. با جاسازی کردن ذرات نانو در مواد مصنوعی می توان پلیمر ها را تغییر داد. صنعت تولید ماشین آلات و نانو پزشکی موارد دیگری هستند که در آنها از فناوری نانو استفاده می شود.
در صنعت خودروسازی به خصوص در بخش امنیت و محیط زیست نوآوری های زیادی به راحتی وارد بازار می شود. در لاستیک خودروها مدت زمان مدیدی است که از ذرات ریز دوده در ابعاد نانو متر استفاده می شود. این ماده که به اصطلاح “Carbon black” نامیده می شود، باعث افزایش استقامت لاستیک های مدرن و همچنین بالا رفتن سطح چسبندگی آنها (grip) با آسفالت می شود.
ذرات نانو می توانند همچنین به عنوان افزودنی در روغن موتور استفاده شوند و اصطحکاک در موتور را کاهش دهند و به این ترتیب فرسایش موتور را پایین بیاورند. ذرات نانو دی اکساید سیلیسیوم مقاومت رنگ را در برابر خط و خش بالا می برد و هم اکنون در خودروسازی های بزرگ به کار گرفته می شود.
امکان بروز عوارض سلامتی
البته استفاده از نانو تکنولوژی بحث برانگیز است، از آنجاییکه عوارض آن برای سلامتی انسان و محیط زیست تا کنون کاملا مشخص نشده است. به عقیده اداره حفاظت از طبیعت و محیط زیست آلمان (BUND) پژوهش در مورد عوارض جانبی و خطر های استفاده از این فناوری خیلی عقب تر از سعی بر تبلیغات برای فروش محصولات نانو است.
.
کدام کشور ها از این تکنولوژی نانو برخوردارند؟
تقریبا میشه گفت تمام کشور ها از وجود نانو ذرات برخوردارند. ما نباید فکر کنیم که این ذرات ساخت دست بشر هستند. اونها همیشه وجود داشتند و چند سالی است که کشف شدند. بعد از کشفشون، محققان سعی کردند که اونها رو در آزمایشگاه بازسازی کنند. و الان هم در زندگی روزمره تمام انسانها دخیل هستند. اینکه کدام کشورها توانایی استفاده از این تکنولوژی رو دارند، معلوم نیست. فقط می تونم بگم اونجوری که در کشور ما در این خصوص بزرگنمایی میشه و وانمود میشه که نخبه های ما دارن هر روز چیز جدیدی اختراع می کنن، نیست. خیلی از کشور های متمدن و پیشرفته خیلی زود تر ازما به این فناوری رسیدند و از ما خیلی جلوترن.