| در حال دیدن این عنوان: |
۵ کاربر مهمان
|
|
برای ارسال پیام باید ابتدا ثبت نام کنید!
|
|
میگن خیلی چیز باکلاسیه
|
|
پاسخ به: فناوری نانو! | ||
|
|
فناوري نانو چيست؟ فرض کنيد که يک جعبه از آجرک‌هاي ساختمان سازي در اختيار داريد، مثل اين:  و مي خواهيد با آن يک ديوار به ارتفاع 10 سانتي متر بسازيد. براي ساختن ديوار چند راه مختلف داريد: راه اول: مي توانيد آجرک‌ها را همين طوري روي هم بريزيد تا يک پشته ده سانتي متري درست شود. دراين حالت ديوار شما کاملا بي نظم و غير يکنواخت است. مثلا ضخامت ديوار در قسمتهاي پاييني خيلي بيشتر از قسمتهاي بالايي است.(تصوير شماره يک):  تصوير شماره 1 راه دوم: ممکن است کمي حوصله به خرج دهيد و آجرک‌ها را چندتا چندتا به هم وصل کنيد. مثلا قطعاتي به اندازه جعبه کبريت بسازيد و بعد اين قطعات را همين طوري روي هم بريزيد تا يک پشته 10 سانتي متري درست بشود، اين بار هم ديوار شما بي نظم و غير يکنواخت خواهد بود؛ اما به طور قطع از ديوار قبلي منظم تر و قدري هم خوش قيافه‌تر است.(تصوير شماره 2)  تصوير شماره 2 راه سوم:اگر خيلي آدم صبور و باحوصله اي باشيد، آجرک‌ها را دانه به دانه به هم متصل تا يک مستطيل به ارتفاع ده سانتي متر بسازيد. اين ديوار کاملا يکدست و منظم خواهد بود. به عنوان مثال اگر از وسط آن را بشکنيد، هرکدام از نصفه ديوارها نظم اوليه خود را حفظ خواهد کرد.(تصوير شماره 3)  تصوير شماره 3 حالا به تصوير شماره 4 نگاه کنيد، به نظر شما اين تصوير شبيه کداميک از ديوارها است؟ فکر مي‌کنم در اين مورد شما هم با من موافقيد، بله! تصوير شماره 4 بيش از همه به ديوار دوم شبيه است. حتما مي پرسيد که تصوير شماره 4 چه چيزي را نشان مي‌دهد؟ بايد بگويم که اين تصوير، عکس واقعي سطح يک ميله مسي کاملا صيقل داده شده در زير ميکروسکوپ است! اگر سطح يک فلز را خوب صيقل دهيم، بعد آن را به خوبي بشوييم، و سپس زير ميکروسکوپ بگذاريم چنين ساختاري را مشاهده خواهيم کرد. (البته نه به اين وضوح!) به هرکدام از چندضلعي‌هاي تصوير، يک «دانه» مي گوييم. هر دانه در واقع مجموعه اي از هزاران اتم فلز است که به طور منظمي کنار هم قرار گرفته اند. هرکدام از اين اتمها قطري در حدود «يک نانومتر» يعني يک ميليارديم متر دارند.  تصوير شماره 4 خوب، حال بگذاريد که تشابه بين ديوارهاي شما و سطح فلز را بررسي کنيم: آجرهاي ساختمان سازي مانند اتم ها هستند و قطعات به اندازه جعبه کبريت در ديوار دوم هم مانند دانه ها. در واقع اتمهاي درون يک دانه مانند آجرک‌هاي يک قطعه به هم متصل شده اند. اما ديوار سوم شبيه چيست؟ از يک نظر مي توان گفت که ديوار سوم شبيه يک تصوير بزرگ از درون يکي از دانه ها است. اما آيا در عمل مي توانيم فلزي داشته باشيم که همه اتمهاي آن مانند ديوار سوم به شکل منظم به هم متصل شده باشند؟ يعني همه سطح فلز يکدست باشد نه اينقدر تکه تکه ونامنظم؟ بايد دانست که تا چند سال پيش نه تنها هيچ فلزي، بلکه هيچ ماده مصنوعي هم وجود نداشت که در ابعاد بزرگ، حتي مثلا در ابعاد چند ميلي متر در چند ميلي متر، يکدست و منظم باشد. فکر مي کنيد چرا؟ دليلش اين است که ما انسانها در بيشتر مواقع، وقتي مي خواهيم يک جسم جديد بسازيم، آن را از روش ساختن ديوار اول درست مي کنيم! شايد روش ساختن يک قطعه فلزي را در تلويزيون ديده و يا در کتابي خوانده باشيد: "ابتدا فلز را ذوب مي کنيم و بعد به وسيله ظرفهاي مخصوصي فلزمذاب را درقالب قطعه مورد نظر مي ريزيم." اين کار دقيقا مانند ساختن ديوار به روش اول است؛ کاملا کيلويي!!! حتي همان دانه هايي هم که در تصوير 4 ديديد، به طورطبيعي و بدون دخالت انسان ايجاد مي شوند و ما در اکثر روشهاي معمولِ ساختنِ چيزها، توانايي نظم دادن و يا شکل دادن به اتمها در ابعاد کوچک را نداريم. البته بايد به اين نکته هم اشاره کرد که در بسياري از کاربردها، به موادي شبيه به ديوار اول يا دوم نياز داريم. براي مثال فلزات که ساختاري شبيه به ديوار دوم دارند (مثل مسي که عکسش را ديديد)، قابليت چکش خواري و شکل پذيري بيشتري از خود نشان مي دهند. اما در چند سال اخير روشهايي ابداع شده اند که به ما اجازه مي دهند که اتم ها و مولکول ها (آجرک ها) را به طور منظم وبه دلخواه خودمان به هم متصل کنيم. دانشمندان اين روشهاي جديد را «فناوري نانو» ناميده اند. به تصوير شماره 5 توجه کنيد.  تصوير شماره 5 شايد در ابتدا، شکل 5، تصوير يک ميله توپر به نظر برسد، اما اين ميله که قطر آن درحدود 0.3 ميلي متر است، از هزاران رشته ايستاده کربن تشکيل شده است که قطر هرکدام در حدود چند نانومتراست. اين دسته رشته هاي منظم و يکسان براي اولين باردر حدود 10 سال پيش ساخته شدند و خواص و قابليت هاي حيرت آور و متعددي دارند. شايد بپرسيد كه چرا اين روشهاي جديد را "فناوري نانو" ناميده اند؟ جواب اين است که در شيوه هاي فوق با ساختارهايي سروکار داريم که از تعداد کمي اتم و مولکول ساخته شده اند و اتمها و مولکولها هم ابعادي در حدود نانومتر دارند. همانطور که مي دانيد خواص مواد به نوع اتمهاي تشکيل دهنده آنها و نوع اتصال اين اتمها به يکديگر بستگي دارد. بنابراين اگر بتوانيم اين اتم ها را به شکل مورد نظر خودمان به هم متصل کنيم، مواد جديدي با خواص و توانايي هاي مورد نظرمان، به دست آوريم؛ اين کار، مهمترين هدف در نانوفناوري است. مثلا مي توانيم ماده اي بسازيم که هم خيلي محکم باشد و هم خيلي سبک و يا ماده اي که در ابعاد بزرگ هم يکدست و منظم باشد. |
||
| هیچ‌وقت به سرباز نمی‌گن «جمعه‌ها تعطیله نجنگ» | |||
|
۱ مرداد ۱۳۹۰
|
|||
|
|
پاسخ به: فناوری نانو! | ||
|
|
[u] در طول تاریخ بشر از زمان یونان باستان، مردم و به‌خصوص دانشمندان آن دوره بر این باور بودند که مواد را می‌توان آنقدر به اجزاء کوچک تقسیم کرد تا به ذراتی رسید که خردناشدنی هستند و این ذرات بنیان مواد را تشکیل می‌دهند، شاید بتوان دموکریتوس فیلسوف یونانی را پدر فناوری و علوم نانو دانست چرا که در حدود 400 سال قبل از میلاد مسیح او اولین کسی بود که واژة اتم را که به معنی تقسیم‌نشدنی در زبان یونانی است برای توصیف ذرات سازنده مواد به کار برد. با تحقیقات و آزمایش‌های بسیار، دانشمندان تاکنون 108 نوع اتم و تعداد زیادی ایزوتوپ کشف کرده‌اند. آنها همچنین پی برده اند که اتمها از ذرات کوچکتری مانند کوارک‌ها و لپتون‌ها تشکیل شده‌اند. با این حال این کشف‌ها در تاریخ پیدایش این فناوری پیچیده زیاد مهم نیست. نقطه شروع و توسعه اولیه فناوری نانو به طور دقیق مشخص نیست. شاید بتوان گفت که اولین نانوتکنولوژیست‌ها شیشه‌گران قرون وسطایی بوده‌اند که از قالب‌های قدیمی(Medieal forges) برای شکل‌دادن شیشه‌هایشان استفاده می‌کرده‌اند. البته این شیشه‌گران نمی‌دانستند که چرا با اضافه‌کردن طلا به شیشه رنگ آن تغییر می‌کند. در آن زمان برای ساخت شیشه‌های کلیساهای قرون وسطایی از ذرات نانومتری طلا استفاده می‌‌شده است و با این کار شیشه‌های رنگی بسیار جذابی بدست می‌آمده است. این قبیل شیشه‌ها هم‌اکنون در بین شیشه‌های بسیار قدیمی یافت می‌شوند. رنگ به‌وجودآمده در این شیشه‌ها برپایه این حقیقت استوار است که مواد با ابعاد نانو دارای همان خواص مواد با ابعاد میکرو نمی‌باشند. در واقع یافتن مثالهایی برای استفاده از نانو ذرات فلزی چندان سخت نیست.رنگدانه‌های تزیینی جام مشهور لیکرگوس در روم باستان ( قرن چهارم بعد از میلاد) نمونه‌ای از آنهاست. این جام هنوز در موزه بریتانیا قرار دارد و بسته به جهت نور تابیده به آن رنگهای متفاوتی دارد. نور انعکاس یافته از آن سبز است ولی اگر نوری از درون آن بتابد، به رنگ قرمز دیده می‌شود. آنالیز این شیشه حکایت از وجود مقادیر بسیار اندکی از بلورهای فلزی ریز700 (nm) دارد ، که حاوی نقره و طلا با نسبت مولی تقریبا 14 به 1 است حضور این نانوبلورها باعث رنگ ویژه جام لیکرگوس گشته است. در سال1959 ریچارد فاینمن مقاله‌ای را دربارة قابلیت‌های فناوری نانو در آینده منتشر ساخت. باوجود موقعیت‌هایی که توسط بسیاری تا آن زمان کسب‌شده بود، ریچارد. پی. فاینمن را به عنوان پایه گذار این علم می‌شناسند. فاینمن که بعدها جایزه نوبل را در فیزیک دریافت کرد درآن سال در یک مهمانی شام که توسط انجمن فیزیک آمریکا برگزار شده بود، سخنرانی کرد و ایده فناوری نانو را برای عموم مردم آشکار ساخت. عنوان سخنرانی وی «فضای زیادی در سطوح پایین وجود دارد» بود. سخنرانی او شامل این مطلب بود که می‌توان تمام دایره‌المعارف بریتانیکا را بر روی یک سنجاق نگارش کرد.یعنی ابعاد آن به اندازه25000/1ابعاد واقعیش کوچک می شود. او همچنین از دوتایی‌کردن اتمها برای کاهش ابعاد کامپیوترها سخن گفت (در آن زمان ابعاد کامپیوترها بسیار بزرگتر از ابعاد کنونی بودند اما او احتمال می‌داد که ابعاد آنها را بتوان حتی از ابعاد کامپیوترهای کنونی نیز کوچکتر کرد. او همچنین در آن سخنرانی توسعه بیشتر فناوری نانو را پیش‌بینی نمود. برخی از رویدادهای مهم تاریخی در شکل گیری فناوری و علوم نانو تاریخ رویدادهای مهم در زمینه فناوری نانو 1857 مایکل فارادی محلول کلوئیدی طلا را کشف کرد 1905 تشریح رفتار محلول‌های کلوئیدی توسط آلبرت انیشتین 1932 ایجاد لایه‌های اتمی به ضخامت یک مولکول توسط لنگمویر (Langmuir) 1959 فاینمن ایده " فضای زیاد در سطوح پایین " را برای کار با مواد در مقیاس نانو مطرح کرد 1974 برای اولین بار واژه فناوری نانو توسط نوریو تانیگوچی بر زبانها جاری شد 1981 IBM دستگاهی اختراع کرد که به کمک آن می‌توان اتمها را تک تک جا‌به‌جا کرد. 1985 کشف ساختار جدیدی از کربن C60 1990 شرکت IBM توانایی کنترل نحوه قرارگیری اتمها را نمایش گذاشت 1991 کشف نانو لوله‌های کربنی 1993 تولید اولین نقاط کوانتومی با کیفیت بالا 1997 ساخت اولین نانو ترانزیستور 2000 ساخت اولین موتور DNA 2001 ساخت یک مدل آزمایشگاهی سلول سوخت با استفاده از نانو لوله 2002 شلوارهای ضدلک به بازار آمد 2003 تولید نمونه‌های آزمایشگاهی نانوسلول‌های خورشیدی 2004 تحقیق و توسعه برای پیشرفت در عرصه فناوری‌نانو ادامه دارد فن آوری نانو چیست؟ فناوری‌نانو واژه‌ای است کلی که به تمام فناوری‌های پیشرفته در عرصه کار با مقیاس نانو اطلاق می‌شود. معمولاً منظور از مقیاس نانوابعادی در حدود 1nm تا 100nm می‌باشد. (1 نانومتر یک میلیاردیم متر است). اولین جرقه فناوری نانو (البته در آن زمان هنوز به این نام شناخته نشده بود) در سال 1959 زده شد. در این سال ریچارد فاینمن طی یک سخنرانی با عنوان «فضای زیادی در سطوح پایین وجود دارد» ایده فناوری نانو را مطرح ساخت. وی این نظریه را ارائه داد که در آینده‌ای نزدیک می‌توانیم مولکولها و اتمها را به صورت مسقیم دستکاری کنیم. واژه فناوری نانو اولین بار توسط نوریوتاینگوچی استاد دانشگاه علوم توکیو در سال 1974 بر زبانها جاری شد. او این واژه را برای توصیف ساخت مواد (وسایل) دقیقی که تلورانس ابعادی آنها در حد نانومتر می‌باشد، به کار برد. در سال 1986 این واژه توسط کی اریک درکسلر در کتابی تحت عنوان : «موتور آفرینش: آغاز دوران فناوری‌نانو»بازآفرینی و تعریف مجدد شد. وی این واژه را به شکل عمیق‌تری در رساله دکترای خود مورد بررسی قرار داده و بعدها آنرا در کتابی تحت عنوان «نانوسیستم‌ها ماشین‌های مولکولی چگونگی ساخت و محاسبات آنها» توسعه داد. تفاوت اصلی فناوری نانو با فناوری‌های دیگر در مقیاس مواد و ساختارهایی است که در این فناوری مورد استفاده قرار می‌گیرند. البته تنها کوچک بودن اندازه مد نظر نیست؛ بلکه زمانی که اندازه مواد دراین مقیاس قرار می‌گیرد، خصوصیات ذاتی آنها از جمله رنگ، استحکام، مقاومت خوردگی و ... تغییر می‌یابد. در حقیقت اگر بخواهیم تفاوت این فناوری را با فناوری‌های دیگر به صورت قابل ارزیابی بیان نماییم، می‌توانیم وجود "عناصر پایه" را به عنوان یک معیار ذکر کنیم. عناصر پایه در حقیقت همان عناصر نانومقیاسی هستند که خواص آنها در حالت نانومقیاس با خواص‌شان در مقیاس بزرگتر فرق می‌کند. اولین و مهمترین عنصر پایه، نانوذره است. منظور از نانوذره، همانگونه که از نام آن مشخص است، ذراتی با ابعاد نانومتری در هر سه بعد می‌باشد. نانوذرات می‌توانند از مواد مختلفی تشکیل شوند، مانند نانوذرات فلزی، سرامیکی، ... . دومین عنصر پایه، نانوکپسول است. همان طوری که از اسم آن مشخص است، کپسول‌های هستند که قطر نانومتری دارند و می‌توان مواد مورد نظر را درون آنها قرار داد و کپسوله کرد. سال‌هاست که نانوکپسول‌ها در طبیعت تولید می‌شوند؛ مولکول‌های موسوم به فسفولیپیدها که یک سر آنها آبگریز و سر دیگر آنها آبدوست است، وقتی در محیط آبی قرار می‌گیرند، خود به خود کپسول‌هایی را تشکیل می‌دهند که قسمت‌های آبگریز مولکول در درون آنها واقع می‌شود و از تماس با آب محافظت می‌شود. حالت برعکس نیز قابل تصور است. عنصر پایه بعدی نانولوله کربنی است. این عنصر پایه در سال 1991 در شرکت NEC کشف شدند و در حقیقت لوله‌هایی از گرافیت می‌باشند. اگر صفحات گرافیت را پیچیده و به شکل لوله در بیاوریم، به نانولوله‌های کربنی می‌رسیم. این نانولوله‌ها دارای اشکال و اندازه‌های مختلفی هستند و می‌توانند تک دیواره یا چند دیواره باشند. این لوله‌ها خواص بسیار جالبی دارند که منجر به ایجاد کاربردهای جالب توجهی از آنها می‌شود. در حقیقت کاربرد فناوری نانو از کاربرد عناصر پایه نشأت می‌گیرد. هر کدام از این عناصر پایه، ویژگی‌های خاصی دارند که استفاده از آنها در زمینه‌های مختلف، موجب ایجاد خواص جالبی می‌گردد. مثلاً از جمله کاربردهای نانوذرات می‌توان به دارورسانی هدفمند و ساده، بانداژهای بی‌نیاز از تجدید، شناسایی زود هنگام و بی‌ضرر سلول‌های سرطانی، و تجزیه آلاینده‌های محیط زیست اشاره کرد. همچنین نانولوله‌های کربنی دارای کاربردهای متنوعی می‌باشند که موارد زیر را می‌توان ذکر کرد: • تصویر برداری زیستی دقیق • حسگرهای شیمیایی و زیستی قابل اطمینان و دارای عمر طولانی • شناسایی و جداسازی کاملاً اختصاصی DNA • ژن‌درمانی که از طریق انتقال ژن به درون سلول توسط نانولوله‌ها صورت می‌پذیرد. • از بین بردن باکتری‌ها اینها تنها مواردی از کاربردهای بسیار زیادی هستند که برای عناصر پایه قابل تصور می‌باشند. کاربرد این عناصر پایه در صنایع مختلف، در درخت دیگری به نام «درخت صنعت» آورده شده است که با مراجعه به گروه مطالعاتی آینده‌اندیشی، بخش درخت صنعت، می‌توانید آن را مشاهده کنید. در نهایت «درخت فناوری نانو» معرفی می‌گردد که فناوری نانو را به شکل یک زنجیره از رویکرد ساخت عناصر پایه تا کاربرد آنها، در یک درخت چهار سطحی نمایش می‌دهد. با مراجعه به گروه مطالعاتی آینده‌اندیشی، بخش درخت فناوری، می‌توانید آن را مشاهده کنید. دکتر ریچارد فیلیپس فاینمن در 11 می سال 1918 در منهتن نیویورک چشم به جهان گشود. فاینمن در طول سال‌های تحصیلش بر روی ریاضیات و علوم بسیار مطالعه می‌کرد زیرا پدرش می‌خواست که او یک معلم فیزیک شود. وی همچنین برای آزمایش در زمینه الکتریسیته یک آزمایشگاه در خانه‌اش برپا کرد. فاینمن از نمادهای ریاضیاتی خودش برای توابع Sin، Cos، tanو F(x) استفاده می‌کرد. فاینمن در دبیرستان فار راک اوی (Far Rock away) به تحصیل پرداخت و در سال آخر دبیرستان برنده جایزه ریاضی دانشگاه نیویورک شد. پس از اتمام دبیرستان او تمایل به ادامه تحصیل داشت اما به جز انستیتو تکنولوژی ماساچوست (MIT) بقیه دانشگاه‌ها به خاطر نمراتش و یهودی‌بودنش از پذیرش وی سرباز زدند. فاینمن در سال 1935 وارد MIT شد و در سال 1939 فارغ‌التحصیل لیسانس فیزیک گردید. در سال 1942 وی پس از کارکردن بر روی ساخت بمب اتمی (1942-1941) دکترای خود را از دانشگاه پرینستون دریافت نمود. او پس از دریافت مدرک دکترایش به لوس‌آلاموس (Los Alamos) رفت تا کار بر روی بمب اتمی را ادامه دهد. سپس فاینمن به ریاست بخش تئوری منسوب شد. در سال 1945 فاینمن به عنوان استاد فیزیک تئوری در دانشگاه کرنل (Cornell) به فعالیت پرداخت. در بین سال‌های 1952 تا 1959 به عنوان استاد مهمان (Visiting Professor) درس فیزیک تئوری در انستیتو تکنولوژی کالیفرنیا (Caltech) به نام ریچارد چیس تولمن (Richard chase Tolman) مشغول به کار شد. بعد از آن سال تا زمان مرگش در سمت استاد فیزیک تئوری در آن دانشگاه مشغول کار بود. جایزه آلبرت انیشتن از دانشگاه پرینستون به سال 1954، جایزه آلبرت انیشتن از کالج پزشکی و جایزه لورنس (Lawrence) در سال 1963 جوایزی بودکه ریچارد فاینمن موفق به اخذ آنها گردید. وی در سال 1965 به خاطر توسعه‌دادن الکترودینامیک کوانتوم که تئوری اثر متقابل ذرات و اتمها را در میدان‌های تشعشعی بیان می‌کند به شهرت رسید. وی در قسمتی از کارهایش آنچه را که امروزه به نام "دیاگرام فاینمن" نامیده می‌شود، ترسیم نمود. این دیاگرام نمودار مکان- زمان اثر متقابل ذرات را نشان می‌دهد. به خاطر این کار وی جایزه نوبل را درآن سال به همراه جی- اسکوینجر (J-Schwinger) و اس. آی. توموناجا (S.I. Tomonaga) اخذ کرد. بعدها در طول زندگیش هنگامی که به گروه تحقیق حادثه انفجار شاتل چنجر پیوست و دو کتاب خاطراتش را که پرفروش‌ترین کتاب‌ها شدند، منتشر کرد به چهره برجسته‌ای تبدیل شد. پروفسور فاینمن عضو انجمن فیزیک آمریکا، انجمن آمریکایی علوم پیشرفته و آکادمی ملی علوم بود. او همچنین در سال 1965 به عنوان عضو خارجی انجمن سلطنتی انگلستان انتخاب شد. در سال1959 ایشان مقاله‌ای را درباره قابلیت‌های فناوری نانو در آینده منتشر ساخت. فاینمن درآن سال در یک مهمانی شام که توسط انجمن فیزیک آمریکا برگزار شده بود، سخنرانی کرد و ایده فناوری نانو را برای عموم مردم آشکار ساخت. عنوان سخنرانی وی این بود «فضای زیادی در سطوح پایین وجود دارد» باوجود موقعیت‌هایی که توسط بسیاری تا آن زمان کسب‌شده بود، ریچارد. پی. فاینمن را به عنوان پایه گذار این علم می‌شناسند. سخنرانی او شامل این مطلب بود که می‌توان تمام دایره‌المعارف بریتانیکا را بر روی یک سنجاق نگارش کرد. یعنی ابعاد آن را به اندازه 25000/1 ابعاد واقعیش کوچک کرد. او همچنین از دوتایی‌کردن اتمها برای کاهش ابعاد کامپیوترها سخن گفت (در آن زمان ابعاد کامپیوترها بسیار بزرگتر از ابعاد کنونی بودند اما او احتمال می‌داد که ابعاد آنها را بتوان حتی از ابعاد کامپیوترهای کنونی نیز کوچکتر کرد) او همچنین در آن سخنرانی توسعه بیشتر فناوری نانو را پیش‌بینی نمود. وی در پایان سخنرانیش 1000 دلار برای اختراع اولین الکتروموتوری که ابعادش حداکثر 64/1اینچ مکعب باشد، پیشنهاد داد. جایزه‌ای که برای اولین کسی که بتواند ابعاد یک صفحه کتاب را به اندازه ابعاد اصلیش کوچک کند، تعیین کرد. ابعاد این صفحه کتاب می‌بایست به اندازه‌ای باشد که بتوان آن را به کمک یک میکروسکوپ الکترونی خواند. این ایده‌ها در سال‌های 1960 و 1985 تحقق یافتند و جایزه‌های آنها نیز پرداخت شد. ریچارد فاینمن با گوند هوارد (Gwenth Howarth) ازدواج کرد که ثمره این ازدواج یک پسر به نام کارل ریچارد (Corl Richard) (متولد 22 آوریل 1961) و یک دختر به نام میشل کاترین (Michell Cathrine) (متولد 13 آگوست سال 1968) بود. متأسفانه فاینمن در سال 1988 به خاطر سرطان شکم در مرکز پزشکی لوس‌آنجلس درگذشت. یاد فاینمن همواره به خاطر گشودن دریچه‌ای نو در قلمرو علم فیزیک به سوی ما، در ذهن‌ها باقی می‌ماند. روبرت ای فریتاس مدیر تحقیقات موسسه ساخت مولکولی (Institute for Molecular Manufacturing) می‌باشد. وی در رشته‌های فیزیک، روانشناسی و حقوق تحصیل کرده است و بیش از 150 مقاله فنی و عمومی با موضوعات مختلف علمی، مهندسی و حقوقی نوشته است. وی همچنین عهده‌دار نوشتن فصل‌هایی از کتاب‌های مختلف می باشد. او در سال 1980 گزارشی تحلیلی درباره امکان ساخت کارخانه‌های فضایی تکثیر شونده یعنی کارخانه‌هایی که بتوانند کارخانه‌های مشابه خودشان را به وجود آورند نوشت و سپس اولین تحقیق فنی را که به جزئیاتی درباره نانوروبات‌های پزشکی پرداخته بود در مجله پزشکی (medical jarmal) منتشر ساخت. اخیراً فریتاس کتاب نانوپزشکی را منتشر کرده است. این کتاب اولین کتاب فنی می‌باشد که درباره قابلیت‌های نانوفناوری مولکولی در نانوروبات‌های پزشکی که کاربردهای پزشکی و دارویی دارند به بحث پرداخته است. جلد اول این کتاب در سال 1999 توسط شرکت Lands Bioscience منتشر شد. در این زمان فریتاس محقق موسسه ساخت مولکولی واقع در ایالت کالیفرنیا بود. او در سال 2003 قسمت اول جلد دوم آن کتاب را توسط همان شرکت منتشر ساخت. وی در آن زمان در شرکت زیوکس zyvex به عنوان یک محقق مشغول به کار بود. زیوکس یک کمپانی در زمینه فناوری نانو می‌باشد که مرکز آن در فاصله سال‌های 2000 تا 2004 در ریچاردسون تگزاس بود. فریتاس هم اکنون مشغول تکمیل کردن قسمت دوم جلد دوم و جلد سوم کتاب نانوپزشکی می‌باشد. همچنین وی به عنوان مشاور در زمینه‌های سنتز نانومکانیکی الماس و طراحی متصل کننده‌های مولکولی به عنوان مدیر تحقیقات موسسه ساخت مولکولی مشغول به کار می‌باشد. در سال 2004 روبرت فریتاس و رالف مرکل با همکاری یکدیگر کتاب"سینماتیک ماشین‌های تکثیر شونده" را منتشر نمودند. این اولین کتابی است که در زمینه فیزیک ماشین‌های تکثیر شونده تاکنون به چاپ رسیده است. |
||
| هیچ‌وقت به سرباز نمی‌گن «جمعه‌ها تعطیله نجنگ» | |||
|
۱ مرداد ۱۳۹۰
|
|||
|
|
پاسخ به: فناوری نانو! | ||
|
|
فناوري نانو و برخي كاربردهاي آن در صنعت آب استفاده از فناوريهاي نوين به خصوص فناوري نانو در راستاي كاهش اثرات سوء آلودگيهاي زيست محيطي، بعنوان يكي از راهكارهاي مديريتي مطرح مي‌باشد. يكي از مواردي كه اين فناوري كاربرد خود را متبلور مي‌نمايد در ارتباط با منابع آب مي‌باشد كه در نظر گرفتن چالشهاي پيش رو ضرورت استفاده از آن را پر رنگ تر نموده است. در اين مطلب برخي كاربردهاي فناوري نانو در صنعت آب اشاره شده است. مقدمه آب يكي از ضروري ترين عناصر حيات بر روي زمين است و اگر چه بيش از 70 درصد از سطح كرة زمين با آب پوشيده شده است اما كمتر از 3 درصد از آن آب شيرين مي‌باشد. از اين مقدار 79 درصد به قله‌هاي يخي تعلق دارد، 20 درصد آن آبهاي زير زميني است كه به راحتي قابل دسترسي نمي باشد و فقط 1 درصد آن شامل درياچه ها و رودخانه ها و چاهها مي‌باشد كه به راحتي به دست مي آيد. در مجموع در هر زمان تنها يك ده هزارم از كل آبهاي كره زمين به سادگي در دسترس انسان قرار دارد. در دسترس بودن آب سالم و پاك يكي از مهمترين مسائل پيش روي بشر مي‌باشد و به تدريج كه مقدار مصرف آب بيشتر مي‌شود مواد آلاينده نيز به طرق مختلف باعث آلوده كردن منابع آبي مي‌گردند و اين مسأله در آينده بحراني تر خواهد شد. مجمع عمومي سازمان ملل متحد به منظور افزايش آگاهي و ترغيب، جهت اداره بهتر امور مربوط به آب و حراست بهتر از اين منبع حياتي، سال 2003 را سال بين المللي آب شيرين اعلام نمود. پذيرش حق برخورداري از آب بعنوان يك حق براي بشر ممكن است مهمترين گام در بر طرف كردن دشواري تأمين اين بنيادي ترين عنصر زندگي مردم باشد. اهميت كاربرد فناوري نانو در صنعت آب فناوري نانو طي مدت كوتاهي كه از ظهور آن مي گذرد كاربردهاي مختلفي در صنايع گوناگون يافته است. در نتيجه صنعت آب، بعنوان يكي از پايه‌هاي حيات از اين مسئله مستثني نيست و در بخشهاي مختلف آن، شامل ساخت سدها، حفاظت خطوط لوله انتقال آب، تصفيه آب و پساب، شيرين سازي آب و غيره، فناوري نانو كاربرد يافته است. امروزه در جهان بسياري از مردم به دلايل بلاهاي طبيعي، جنگ و زير ساختهاي ضعيف خالص سازي آب، به آب بهداشتي دسترسي ندارند. حدود يك ميليارد نفر به منابع آبي دسترسي ندارند. روزانه5000 كودك به علت مبتلا شدن به امراض ناشي از مصرف آب غير بهداشتي مي‌ميرند. تمام تلاش محققين اين است كه با كمك روشها و فناوريهاي جديد بتوانند اين مشكلات را كاهش دهند. يكي از اين فناوريها، فناوري نانو است. در مجموع كاربردهاي متعددي را مي‌توان در زمينه استفاده از فناوري نانو متصور بود كه اهم آنها در ذيل آمده است: 1-استفاده از ذرات نانو ساختار در تصفيه آلاينده ها 2-رنگ زدايي از آب آشاميدني 3-نمك زدايي از آب 4-نانو پوشش ها 5-نانو لوله‌هاي جاذب گازهاي سمي 6-نانو پليمرهاي متخلخل 7-استفاده از نانو ذرات در تصفيه پسابها 8-نانو فيلترها 9-حذف آرسنيك موجود در آب با استفاده از فناوري نانو در ادامه نگاهي به كاربردهاي اين فناوري در صنعت آب خواهيم داشت. برخي كابردهاي فناوري نانو درعرصه صنعت آب فناوري نانو با روشهاي زير مي‌تواند در تهيه آب تميز كمك كند : 1. غشاهاي فيلتر اسيون نانو متري به منظور افزايش بازيابي آب 2. روشهاي سازگار با محيط زيست جهت تصفيه آبهاي زير زميني به وسيله اجزاي معدني و آلي 3. نانو مواد براي بهبود كارايي فرايندهاي فتو كاتاليستي و شيميايي 4. نانو حسگرهاي زيستي جهت تشخيص سريع آلودگي آب در ادامه برخي موارد فوق توضيح داده مي‌شود. نانوفيلتراسيون روش نانوفيلتراسيون طي چند سال گذشته رونق گرفته است. در نانو فيلتراسيون جدا سازي براساس اندازه مولكول صورت مي‌گيرد و فرآيندي فشاري است. اساساً اين روش جهت حذف اجزاي آلي نظير آلوده كننده‌هاي ميكروني و يونهاي چند ظرفيتي مي‌باشد. از ديگر كاربردهاي نانو فيلتراسيون مي‌توان به حذف مواد شيميايي كه به منظور كشتن موجودات مضر به آب اضافه شده اند، حذف فلزات سنگين، تصفيه آبهاي مصرفي، رنگ زدايي و حذف آلوده كننده ها و حذف نيترات ها اشاره كرد. نانو فيلتراسيون مي‌تواند تقريباً از هر منبع آبي، آب پاك به وجود آورد و تمام باكتري‌هاي موجود در آب را حذف كند. در ضمن امكان استفاده آسان از روشهاي تصفيه را براي عموم فراهم مي كند و بدون عمل شيميايي تصفيه را انجام مي‌دهد. نانو حسگرها اگر چه حسگرهاي مختلفي براي آشكار نمودن آلودگي‌ها و مواد آلوده وجود دارند ولي فناوري نانو امكان ايجاد نسل‌هاي جديدي از حسگرهاي با توانايي بالا را فراهم مي‌نمايد كه مواد آلاينده در مقادير و غلظت‌هاي كم را آشكار مي‌نمايند. جمع بندي در آينده ايران جزء كشورهايي خواهد بود كه بحران مصرف بالا و كم آبي را به دليل افزايش جمعيت شهر نشين و ارتقاي سطح صنعت و كشاورزي ، پيش رو خواهد داشت. مهندس افراسياب باباكوهى كارشناس كنترل كيفيت و منابع طبيعى مى گويد: «در خشكسالى سال هاى گذشته حدود ۲۰۰ هكتار از باغ ها، بيش از ۱۰ هزار هكتار از محصول چاى و ۲ هزار هكتار از باغ هاى موز سيستان و بلوچستان و باغ هاى كوهپايه آسيب جدى ديد. استخراج بى رويه از آب هاى زيرزمينى و سفره هاى آبدار زيرزمين در شرايط كنونى يك موقعيت بحرانى دارد. درحال حاضر از ۶۱۲ دشت كشور، ۱۵۰ دشت جزو مناطق ممنوعه و بحرانى است. با قبول اين وضعيت، بخش بزرگى از مزارع در محدوده كوير قرار مى گيرد و مشخص مى شود خشكسالى يك واقعيت طبيعى و اقليمى در كشور است. جمعيت كشور ما حدود يك درصد جمعيت جهان است ولى سهم ما از كل منابع آب شيرين در دنيا۳۶صدم درصد است. كشورهاى ديگر دنيا از ۴۵ درصد منابع آب مطلوب خود استفاده مى كنند. در كشور ما ۶۶ درصد آب مصرف مى شود. بيش از ۵۰ درصد ذخاير آب شيرين كشور، وابسته به منابع آب هاى زيرزمينى است كه درحقيقت ما بايد اين منابع زيرزمينى را براى سال هاى خشكسالى نگهدارى مى كرديم. كارشناسان يكى از دلايل اين بحران را ايجاد شهرك ها و گسترش بى رويه و برنامه ريزى نشده شهرها مى دانند. از سويى ما در اقليم خشك و كم آب قرار داريم. از سويى هم كره زمين درحال گرم شدن است و پديده ال نينو به گرم شدن هوا در اين نقطه از جهان كمك كرده است. بنابراين با نگاهي به مشكلات تأمين آب در ايران و نياز مبرم كشور به منابع جديد، مي‌توان از فناوريهاي نوين در اين راه بهره جست. اين مهم در سايه انجام نياز سنجي و مطالعه دقيق اوليه تحقق مي‌يابد. با توجه به اينكه در سالهاي اخير، ايران در حال اوج گيري در زمينه تحقيقات نانو است، عقلاني به نظر مي‌رسد كه در سمت و سودهي برنامه‌هاي كلان آب در كشور از فناوري نانو به عنوان يك پشتيبان قوي استفاده گردد. مآخذ 1- مجموعه مطالعات تطبيقي محيط زيست ايران با ديگر كشورهاي جهان، بخش آب، مركز پژوهشهاي مجلس شوراي اسلامي. 2- مشاهده لینک in the world. 3- مشاهده لینک 4- مشاهده لینک [28 Aug 2007] [ مژگان جندقي] – سايت آينده نگر |
||
| هیچ‌وقت به سرباز نمی‌گن «جمعه‌ها تعطیله نجنگ» | |||
|
۱ مرداد ۱۳۹۰
|
|||
|
|
پاسخ به: جهان هستی | ||
  نام کاربری: elguaje7
پیام:
۲,۳۴۸
عضویت از: ۱ آبان ۱۳۸۹
طرفدار:
- داوید ویا، ژاوی، پویول - یوهان کرایف، رونالدینیو - استقلال - اسپانیا، آرژانتین، ایتالیا - پپ گواردیولا - امیر قلعه نویی گروه:
- کاربران عضو 
|
كشف ستاره‌اي با قابليت پرتاب گلوله‌هاي آب! ستاره‌اي شبه خورشيدي با فوران‌هايي در 750 سال نوري از زمين يافت شده است كه گلوله‌هايي از آب را به فضاي ميان ستاره‌اي پرتاب مي‌كند. به گزارش سرويس علمي ايسنا، يافته جديد نشان مي‌دهد اين امكان وجود دارد كه پروتو ستاره‌ها (proto stars )، جهان را آب پاشي كنند. اگر اين فواره‌ها را همانند شيلنگ‌هاي بزرگ و قطرات آب را مانند گلوله تجسم كنيم، ميزان گلوله‌هاي آبي كه پرتاب مي‌شود صد ميليون برابر جريان آبي است كه هر ثانيه در رود آمازون جريان دارد. كريستنسن، محقق اصلي طرح مي‌گويد: در اينجا از سرعتي صحبت مي‌شود كه به 200 هزار كيلومتر در ساعت مي‌رسد و حدود 80 بار سريع‌تر از گلوله اسلحه پرتاب مي‌شود. با استفاده از ابزارهاي مادون قرمز رصدخانه فضايي هرسچل، محققان قادر هستند كه در ميان ابرها جست‌وجو و نشانه‌هايي را از اتمهاي اكسيژن و هيدروژن شناسايي كنند كه دور ستاره حركت مي‌كنند. اين تيم تحقيقاتي بعد از شناسايي اين اتمها نتيجه گرفت كه آب در قسمتي از ستاره شكل مي‌گيرد كه دماي كمتر از هزار درجه سلسيوس دارد. زماني كه گازهاي داغ به بيشتر مواد سرد پيرامون ضربه زدند از سرعت‌شان كم مي‌شود و شوكي به وجود مي‌آورد. اين شوك باعث مي‌شود گازها سريعا سرد و غليظ شوند و به شكل آب درآيند. كريستنسن گفت: ما در آغاز راه هستيم تا متوجه شويم كه ستاره‌هاي شبه خورشيد زماني كه جوان هستند همگي دستخوش مرحله پرجنب و جوشي مي‌شوند در اين مرحله از طول حياتشان است كه موادي را به سرعت بالا از خود فوران مي‌كنند؛ اكنون مي‌دانيم قسمتي از اين مواد، آب است. اين مطالعه نشان مي‌دهد از آنجايي كه عناصر اكسيژن و هيدروژن از عناصر كليدي صفحات غبارآلودي هستند كه ستاره را شكل مي‌دهند، چنين آب‌پاش‌هاي پروتوستاره به رشد ستاره‌هاي بيشتر كمك مي‌كنند. |
||
|
۲ مرداد ۱۳۹۰
|
|||
|
|
پاسخ به: مطالب خواندنی | ||
|
نام کاربری: elguaje7
پیام:
۲,۳۴۸
عضویت از: ۱ آبان ۱۳۸۹
طرفدار:
- داوید ویا، ژاوی، پویول - یوهان کرایف، رونالدینیو - استقلال - اسپانیا، آرژانتین، ایتالیا - پپ گواردیولا - امیر قلعه نویی گروه:
- کاربران عضو
|
ساخت کوچکترین ژنراتور جهان که با بازدم کار می کند! دانشمندان بخش انرژی موسسه دارپا برای اولین بار در جهان، ژنراتوری در مقیاس نانو طراحی کرده‌اند که توانایی ارسال اطلاعات به صورت بیسیم را دارد. دانشمندان بخش انرژی موسسه دارپا (DARPA)، برای اولین بار در جهان ژنراتوری در مقیاس نانو ساخته‌اند که علاوه بر این که انرژی خود را از طریق لرزش تامین می‌کند، توانایی آن را دارد که اطلاعات را به صورت بیسیم تا مسافت‌های طولانی ارسال کند. این ژنراتور کوچک از هر لرزشی که در محیط اطرافش وجود داشته باشد، از بازدم تنفس انسان گرفته تا لرزش راه رفتن و یا لرزش گذشتن خودرو از روی پل، استفاده می‌کند تا انرژی الکتریسیته خود را تامین کند. نکته جالب دیگری که در مورد این ژنراتور کوچک وجود دارد این است که انرژی الکتریسته‌ای را که تامین می‌کند بعد از ذخیره در یک خازن، برای ارسال اطلاعات به صورت بیسیم تا مسافت حدود 10 متر استفاده می‌کند. به عقیده کارشناسان، فناوری جدید دارپا می‌تواند تحول عظیمی در سامانه‌های مراقبتی و نظارتی از صنایع هوایی گرفته تا علوم پزشکی ایجاد کند. |
||
|
۲ مرداد ۱۳۹۰
|
|||
|
|
پاسخ به: فناوری نانو! | ||
|
|
اثرات بالقوه توسعه فناوری نانو در ایران چکيده اثرات متقابل فناوری‌های نوظهور بر جوامع بشری و بالعکس، غیر قابل انکار است. توسعه فناوری‌نانو، حوزه‌های مختلف جامعه از جمله اقتصاد، بهداشت، محیط زیست، قوانین و مقررات و آموزش را تحت‌تاثیر قرار خواهد داد. مطالعه این اثرات، به درک بهتر روابط بین جامعه و این فناوری کمک کرده و روش‌های مناسب برای انسجام بخشیدن به توسعه این فناوری را شناسایی خواهد کرد. «اثرات بالقوه توسعه فناوری‌نانو در ایران»، عنوان مقاله ای است که به این موضوع پرداخته است. این مقاله حاصل پژوهش آقایان دکتر قاضی نوری و مهندس حیدری است. متن کامل اثرات متقابل فناوری‌های نوظهور بر جوامع بشری و بالعکس، غیر قابل انکار است. توسعه فناوری‌نانو، حوزه‌های مختلف جامعه از جمله اقتصاد، بهداشت، محیط زیست، قوانین و مقررات و آموزش را تحت‌تاثیر قرار خواهد داد. مطالعه این اثرات، به درک بهتر روابط بین جامعه و این فناوری کمک کرده و روش‌های مناسب برای انسجام بخشیدن به توسعه این فناوری را شناسایی خواهد کرد. «اثرات بالقوه توسعه فناوری‌نانو در ایران»، عنوان مقاله ای است که به این موضوع پرداخته است. این مقاله حاصل پژوهش آقایان دکتر قاضی نوری و مهندس حیدری است که در مجله بین المللی « IEEE TECHNOLOGY AND SOCIETY MAGAZINE» در زمستان سال 2008 منتشر شده است. در ادامه خلاصه ای از این مقاله آمده است. «به طور کلی ملاحظات اخلاقی و اجتماعی مربوط به فناوری‌نانو را می‌توان با توجه به ابعاد سه‌گانه زیر طبقه‌بندی کرد: زمان، ریسک و اثرات جغرافیایی. برخی ملاحظات کوتاه مدت و برخی دیگر نیز بلندمدت هستند. همچنین برخی ملاحظات جنبه جهانی دارند و برخی دیگر نیز تنها برای کشور یا منطقه‌ای خاص مهم هستند. علاوه بر ملاحظات مربوط به اثرات اجتماعی فناوری‌نانو، ایران در توسعه این فناوری با شرایط ویژه‌ای مواجه است. برای شناسایی قوت‌ها، ضعف‌ها، فرصت‌ها و تهدیدها (SWOT) پانلی با حضور 8 متخصص مدیریت فناوری، ایجاد شد. این پانل دو گروه از عوامل داخلی و خارجی را شناسایی کرد. بعد از جلسات متعدد بارش افکار، چند عامل مهم مانند ضعف نظام مالکیت معنوی، مسائل اجتماعی ناشی از توسعه فناوری‌نانو و... انتخاب شدند. با اتکا بر این عوامل سناریوهایی در مورد آینده فناوری‌نانو در ایران طراحی شد. سناریوها؛ چشم‌اندازهای بدیل (alternative visions) برای آینده هستند. سناریوها با ترکیب روندها و پیامدهای ممکن و نامطمئن، ایجاد می‌شوند. سناریوهای مناسب، سناریوهایی هستند که منطقی بوده و ارتباط نزدیکی با مسائل مهم شناسایی شده داشته باشند. راهبردهای مختلفی در طراحی سناریو وجود دارد. در مورد فناوری‌نانو در ایران از رویکرد قیاسی (deductive approach) که ماتریس سناریو(scenario matrix) نیز نامیده می‌شود، استفاده شده است. در این روش عدم‌اطمینان‌های بسیار مهم انتخاب و در ماتریس قرار گرفتند. سناریوهای ممکن از طریق ترکیب حدود بالا و پایین عدم‌اطمینان‌ها، در داستان‌های مختلف (different narratives) ایجاد شدند. سه عدم اطمینان از اثرات اجتماعی و تجزیه و تحلیل SWOT در حوزه فناوری‌نانو در ایران، چارچوب این سناریوها را شکل می‌دهند که عبارتند از: 1) مزایای واقعی فناوری‌نانو؛ 2) عکس‌العمل مردم در مواجهه با فناوری‌نانو و تولید آن در ایران؛ و 3) راهبرد ملی فناوری‌نانو در ایران. با ترکیب این عدم‌اطمینان‌ها، 4 سناریو ایجاد شد. این 4 سناریو : معدن طلا (Gold mine,)؛ جا ماندن از مسابقه فناوری‌نانو (Left train)؛ قمارباز (Gambler)؛ و سراب (Mirage) نام‌گذاری شدند. در ادامه هریک از این 4 سناریو به طور خلاصه تشریح می‌شوند. سناریوی 1: معدن طلا در این سناریو، ایران از پیشگامان جهانی فناوری‌نانو خواهد بود. با پیوستن ایران به سازمان تجارت جهانی، بسیاری از تحریم‌ها به خودی خود برداشته شده و زیرساخت‌های مناسب برای توسعه این فناوری در ایران فراهم می‌شود. سناریوی 2: جا ماندن از مسابقه فناوری‌نانو ( Left Train) در این سناریو، ایران راهبرد پیرو بودن (followship) را انتخاب خواهد کرد. به خاطر نوآوری بسیار سریع در این حوزه، ایران نمی‌تواند در مسابقه فناوری‌نانو باقی بماند و حتی بازار داخلی خود را نیز در این زمینه از دست خواهد داد. سناریوی 3: قمارباز (Gambler) در این سناریو، ایران در زمینه فناوری‌نانو راهبرد پیشگام بودن را انتخاب خواهد کرد و به طور گسترده در زمینه آموزش و سایر زیرساخت‌های این فناوری سرمایه‌گذاری خواهد نمود. با پیوستن ایران به سازمان تجارت جهانی بسیاری از تحریم‌ها برداشته شده و ایران نیز مجبور می‌شود در زمینه حقوق مالکیت معنوی و ... قوانین بین‌المللی را رعایت کند. اما عدم توجه کافی دولت و مدیریت فناوری ضعیف، بستر مناسب را برای توسعه فناوری‌نانو در ایران فراهم نخواهد کرد. سناریوی 4: سراب (Mirage) در این سناریو، ایران راهبرد پیرو بودن را انتخاب خواهد کرد. به خاطر مسائل سیاسی، ایران نمی‌تواند به عضویت سازمان تجارت جهانی درآید، لذا تحریم‌ها همچنان باقی می‌مانند. در نتیجه این فناوری بر اقتصاد ملی تاثیر نداشته و در توسعه پایدار نقشی نخواهد داشت. یکی از کاربردهای سناریوها، ارزیابی راهبرد است. ما باید بدانیم کدام راهبرد در کدام سناریو موفق خواهد بود. در حال حاضر ،مهمترین راهبردهای رایج توسعه فناوری‌نانو در ایران راهبردهای با ریسک بالا هستند. سطح بالای ریسک، شاخصی است تا بر اساس آن دست‌اندرکاران فناوری‌نانو در ایران بر سناریوی اول (معدن طلا) تمرکز کنند. منبع: “Potential Impacts of Nanotechnology Development in Iran” by S. GHAZINOORY AND E. HEYDARI |
||
| هیچ‌وقت به سرباز نمی‌گن «جمعه‌ها تعطیله نجنگ» | |||
|
۳ مرداد ۱۳۹۰
|
|||
|
|
پاسخ به: فناوری نانو! | ||
|
|
فناوری نانو یا نانوتکنولوژی 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 نانوفناوری فهم و به کارگیری خواص جدیدی از مواد و سیستمهایی در این ابعاد است که اثرات فیزیکی جدیدی - عمدتا متاثر از غلبه خواص کوانتومی بر خواص کلاسیک - از خود نشان می‌دهند. نانوفناوری یک دانش به شدت میان‌رشته‌ای است و به رشته‌هایی چون فیزیک کاربردی، مهندسی مواد، ابزارهای نیم رسانا، شیمی ابرمولکول و حتی مهندسی مکانیک، مهندسی برق و مهندسی شیمی نیز مربوط می‌شود. نانوفناوری می‌تواند به عنوان ادامهٔ دانش کنونی به ابعاد نانو یا طرح‌ریزی دانش کنونی بر پایه‌هایی جدیدتر و امروزی‌تر باشد. یک نانومتر (nm) یک میلیاردیم متر است. برای سنجش طول پیوندهای کربن-کربن، یا فاصلهٔ میان دو اتم بازهٔ ۱۲ تا ۱۵ نانومتر به کار می‌رود؛ همچنین طول یک جفتِ دی‌ان‌آ نزدیک به ۲ نانومتر است. و از سوی دیگر کوچکترین باکتری سلول‌دار ۲۰۰ نانومتر است. اگر بخواهیم برای دریافتن مفهوم اندازهٔ یک نانومتر نسبت به متر سنجشی انجام دهیم می‌توانیم اندازهٔ آن را مانند اندازهٔ یک تیله به کرهٔ زمین بدانیم. یا به شکلی دیگر یک نانومتر اندازهٔ رشد ریش یک انسان در طول زمانی است که برای بلند کردن تیغ از صورتش باید بگذرد. فناوری نانو کاربردهای گسترده‌ای در دانش‌های گوناگون دارد که از موردهای مهم آن می‌توان به کاربردهایش در پزشکی برای ساخت داروهای بدون اثرهای جانبی اشاره کرد که تنها بر یک بافت ویژه تأثیر می‌گذارند. از انواع کاربرد ها می‌توان در ساخت نانو جوراب ها ، نانو لوله‌های کربنی و ... اشاره کرد. موتورهای مولکولی ماشین‌های مولکولی زیستی‌ای هستند که عامل اصلی حرکت در سازواره‌های زنده می‌باشند. در حالت کلی موتور به معنی وسیله‌ای است که شکلی از انرژی را مصرف و به حرکت یا کار تبدیل می‌کند؛ برای مثال، بسیاری از موتورهای مولکولی پروتئین-محور از انرژی آزاد شیمیایی‌‌ای که از آبکافت ای‌تی‌پی آزاد می‌شود برای انجام کار مکانیکی استفاده می‌کنند. موادی که حداقل یکی از ابعاد آنها در مقیاس ۱ الی ۱۰۰ نانومتر باشد، مواد نانویی یا نانو مواد خوانده می‌شوند. این مبحث در قالب موضوعات مربوط به نانوفناوری جای می‌گیرد. دانلود مقاله ای کامل درباره ی صنعت نانو |
||
| هیچ‌وقت به سرباز نمی‌گن «جمعه‌ها تعطیله نجنگ» | |||
|
۳ مرداد ۱۳۹۰
|
|||
|
|
پاسخ به: فناوری نانو! | ||
|
|
مقدمه استفاده از سیالات به منظور انتقال حرارت از سالها پیش مورد توجه بوده است. همچنین از سالها پیش مشخص شده بود كه با اضافه نمودن ذرات جامد به صورت معلق به سیال پایه، انتقال حرارت افزایش خواهد یافت چرا كه ضریب هدایت حرارتی این ذرات، صدها مرتبه بیشتر از سیالات پایه می‌باشد. در نتیجه انتظار می‌رود با استفاده از این ذرات در سیال پایه، انتقال حرارت سیال افزایش قابل ملاحظه‌ای داشته باشد. ذرات جامدی كه به این منظور مورد استفاده قرار می‌گیرند از انواع مختلفی نظیر ذرات فلزی، غیر فلزی و یا پلیمری می‌باشند. همانطور كه عنوان شد این مسأله یعنی افزایش ضریب هدایت حرارتی سیال با افزودن ذرات ریز به سیال موضوع جدیدی نبوده و از حدود صد سال پیش در رابطه با ذرات میلی‌متری و میكرومتری مورد توجه قرار گرفته است. o نانو سیالات: با وجود افزایش انتقال حرارت توسط ذرات میكرومتری افزوده شده به سیال پایه، استفاده از ذرات جامدی این ابعاد، مشكلاتی نیز ایجاد می‌نماید كه از آن جمله می‌توان به موارد زیر اشاره نمود: - رسوب یا ته نشینی ذرات (Sedimentation) - سائیدگی(Erosion) - مسدود نمودن لوله‌ها (Fouling ) - افزایش افت فشار در مجرای سیال (pressure drop of the flow channel) پیشرفتهای صورت گرفته در تكنولوژی مواد امكان غلبه بر مشكلات فوق را با استفاده از نانو ذرات جامد فراهم كرده است. در واقع نانو سیالات را می‌توان با تعریفی اینچنین معرفی كرد: سیالات حاوی ذرات معلق جامد كه سبب ایجاد جهشی در پدیدة انتقال حرارت می‌شوند. این نانو ذرات می‌توانند خواص انتقالی و حرارتی سیال پایه را تغییر دهند. روش‌های تولید نانو سیالات با توجه به اینكه موضوع مورد بحث، انتقال حرارت در نانو سیالات است، به طور خلاصه به روش تولید نانو سیالات پرداخته می‌شود. به طور عمده 2 روش برای تولید نانو سیالات متصور است: 1) روش دو مرحله‌ای (Two-step process) مرحله نخست این روش شامل تولید نانو ذرات به صورت یك پودر خشك بوده كه اغلب توسط كندانس نمودن با یك گاز بی اثر انجام می‌شود. در مرحلة بعد نانو ذرات تولید شده در سیال پخش می‌گردند. نكتة اساسی در این روش تجمع نانو ذرات بر اثر چسبندگی آنها به همدیگر است كه از معایب این روش به شمار می‌آید. شكل (1) این مطلب را به طور واضح نشان می‌دهد. 2) روش تك مرحله‌ای (Single-step process)  در این روش از یك مرحله كه تبخیر مستقیم است استفاده می‌گردد. مزیت استفاده از این روش آن است كه تجمع ذرات بر اثر چسبندگی آنها به یكدیگر به طور قابل ملاحظه‌ای كاهش یافته و به حداقل می‌رسد. شكل 2 گویای این موضوع می‌باشد. نانوسیال همچنین یك نكته اساسی در روش‌های تولید نانو سیالات ایجاد پایداری برای ذرات معلق جامد، با بهره‌گیری از خواص سطحی ذرات معلق و نیز پیشگیری از ایجاد خوشه‌ای ذرات است. در این راستا سه روش عمده وجود دارد: 1- تغییر میزان pH 2- استفاده از سورفكتانت‌ها (surface activators) 3- استفاده از ارتعاشات مافوق صوت (ultrasonic vibration) ادامه دارد... نویسنده: حامد امینی |
||
| هیچ‌وقت به سرباز نمی‌گن «جمعه‌ها تعطیله نجنگ» | |||
|
۳ مرداد ۱۳۹۰
|
|||
|
|
پاسخ به: فناوری نانو! | ||
|
|
مكانيسم‌هاي انتقال حرارت در نانو سيالات در بررسي مكانيسم‌هاي انتقال حرارت 2 مكانيسم مورد توجه قرار مي‌گيرد. 1- مكانيسم هدايت حرارتي مهمترين نكته در اين بخش يادآوري اين موضوع است كه ضريب هدايت حرارتي سيالات، نقش اصلي را در ميزان انتقال حرارت در تجهيزات مربوطه ايفا مي‌كنند. در همين راستا نانو ذرات به دليل دارا بودن ضريب انتقال حرارت بالا، سبب افزايش قابل توجه در انتقال حرارت هدايتي نانو سيالات مي‌شوند به طور مثال استفاده از نانو ذرات مس و نانو لوله‌هاي كربني در اتيلن گلايکول و نفت موجب افزايش ضريب انتقال حرارت سيال پايه به ميزان 40% و 150% مي‌شود.  نانوسيالات پيش از پرداختن به مدلهاي رياضي موجود، مؤثرترين فاكتورها در افزايش انتقال حرارت نانو سيالات بر اساس آزمايشات صورت گرفته و داده‌هاي تجربي موجود بررسي مي‌شود، اين فاكتورها عبارتند از: - نوع سيال پايه و نانو ذرات مورد استفاده - جزء حجمي ذرات - اندازة نانو ذرات - شكل نانو ذرات (نسبت منظر يا aspect ratio) - ميزانpH نانو سيالات - نوع پوشش مورد استفاده براي ذرات (particle coating) مدلهاي رياضي كه در اين زمينه ارائه شده مبتني بر محاسبة ضريب هدايت حرارتي مؤثر نانو سيال مي‌باشد نخستين رابطه‌اي كه مبناي بسياري از كارها قرار گرفته و براي نانو سيالات نيز استفاده شده است رابطة مربوط به ماكسول مي‌باشد اين رابطه براي مخلوط مايع و ذرات جامد با ابعاد نسبتاً ريز بيان شده است .  رابطه ماکسول در اين رابطه K1 و KP به ترتيب بيانگر ضريب هدايت حرارتي سيال و ذرات مي‌باشد و نيز مبين جزء حجمي ذرات در مخلوط است. همانطور كه مشاهده مي‌شود اين رابطه تنها به 3 پارامتر مذكور بستگي دارد. اما نكتة اساسي آن است كه ضريب هدايت حرارتي نانو سيالات حاوي ذرات غير كروي علاوه بر جزء حجمي ذرات به شكل نانو ذرات نيز بستگي پيدا مي‌كند كه تابعي از ميزان كرويت ذرات مي‌باشد. در اين راستا مدل ديگري كه براي مخلوطهاي دو جزئي مورد استفاده قرار مي‌گيرد و در سال 1962 توسط Hamilton و Crosser ارائه شد ، براي نانو سيالات نيز مورد توجه قرار گرفته است. همانطور كه مشاهده مي‌گردد در اين رابطه يك ضريب وجود دارد كه بر ميزان كرويت ذرات مرتبط مي‌شود. يعني به جاي ضريب 2 در رابطه ماكسول از nاستفاده شده است. در صورتي كه ذرات كاملاً كروي باشند بر اساس رابطة به دليل آنكه است پس مقدار n برابر 3 بدست آمده و با جايگذاري در اين رابطه به همان رابطة ماكسول خواهيم رسيد. در اكثر مقالات به 4 مكانيسم احتمالي كه در انتقال حرارت نانو سيالات مؤثر مي‌باشد اشاره شده است. اين فاكتورها عبارتند از: 1- حركت تصادفي ذرات(Brownian motion of particles) 2- ماهيت انتقال حرارت در نانو ذرات (از هر ذره به ذرات كناري‌اش) 3- خوشه‌اي شدن نانو ذرات، كه در صورتي كه از يك ميزان مشخص بيشتر شود و سبب كاهش انتقال حرارت خواهد شد. ( nanoparticle clustering) 4- ايجاد يك سطح شبيه ذرة جامد در اطراف ذرات جامد در محيط مايع و يا به عبارت ديگر ايجاد سطوح لايه‌اي مايع در فصل مشترك مايع و ذرة جامد مورد چهارم از موارد ذكر شده در تعداد بيشتري از مقالات مورد توجه قرار گرفته و اهميت آن در افزايش انتقال حرارت نانو سيالات خيلي بيشتر از ديگر فاكتورها عنوان شده است. در اينجا به يك مدل براي محاسبة ضريب هدايت حرارتي مؤثر نانو سيالات كه مبتني در وجود لايه‌اي در فصل مشترك ذره و سيال مي‌باشد پرداخته مي‌شود. تمامي مدلهاي موجود براي محاسبة ضريب هدايت حرارتي مؤثر نانو سيالات مستقل از ساير ذرات و نيز فصل مشترك بين ذرات و سيال است. اما مطالعات آزمايشگاهي اخير حاكي از آن است كه مولكولهاي سيال كه در نزديكي سطح جامد هستند ساختاري لايه‌اي داشتند و اين ساختار بسيار شبيه به ذره جامد است. در مورد ذرات با ابعاد نانو متر، افزايش ضخامت لاية مذكور تأثير فراواني بر افزايش ضريب هدايت حرارتي دارد. در اين مدل از يك فرض اوليه استفاده شده كه در آن نانو ذره اوليه و لايه اطراف آن به صورت يك كمپلكس در نظر گرفته شده است. در واقع نانو سيال به صورت كمپلكس هاي نانو ذره‌اي كه در سيال توزيع شده فرض مي‌گردد. در اين مدل كمپلكس نانو ذره به شكل يك كره مي‌باشد كه داراي مشخصات زير است: • : r شعاع كره • t : ضخامت لاية خارجي كره • k1 : ضريب هدايت حرارتي نانو ذره • k2 : ضريب هدايت حرارتي پوسته (لاية اطراف نانو ذره) • km : ضريب هدايت حرارتي سيال • kc: ضريب هدايت حرارتي كمپلكس نانو ذره • keff : ضريب هدايت حرارتي موثر نانو سيال ادامه دارد... نويسنده: حامد اميني |
||
| هیچ‌وقت به سرباز نمی‌گن «جمعه‌ها تعطیله نجنگ» | |||
|
۳ مرداد ۱۳۹۰
|
|||
|
|
|
برای ارسال پیام باید ابتدا ثبت نام کنید!
|
| شما می‌توانید مطالب را بخوانید. |
| شما نمی‌توانید عنوان جدید باز کنید. |
| شما نمی‌توانید به عنوان‌ها پاسخ دهید. |
| شما نمی‌توانید پیامهای خودتان را ویرایش کنید. |
| شما نمی‌توانید پیامهای خودتان را حذف کنید. |
| شما نمی‌توانید نظرسنجی اضافه کنید. |
| شما نمی‌توانید در نظرسنجی‌ها شرکت کنید. |
| شما نمی‌توانید فایل‌ها را به پیام خود پیوست کنید. |
| شما نمی‌توانید پیام بدون نیاز به تایید بزنید. |