نانو تکنولوژی و معماری 21 ص - word (..docx) - عمران -

قسمتی از متن :

1

‏نانو‏ ‏تکنولوژی‏ ‏چيست‏؟

‏مقدمه :

‏درك‏ ‏ماهيت‏ ‏مواد‏ ‏و‏ ‏چگونگي‏ ‏ساختارهاي‏ ‏آنها‏ ‏هميشه‏ ‏از‏ ‏اهميت‏ ‏ويژه‏ ‏اي‏ ‏برخوردار‏ ‏بوده‏ ‏است‏ . ‏مواد‏ ‏علاوه‏ ‏بر‏ ‏اينكه‏ ‏جزء‏ ‏مواهب‏ ‏طبيعت‏ ‏به‏ ‏شمار‏ ‏مي‏ ‏آيند‏ ‏،‏ ‏در‏ ‏ساخت‏ ‏وسايل‏ ‏و‏ ‏تامين‏ ‏احتيجات‏ ‏انسان‏ ‏نقش‏ ‏عمده‏ ‏اي‏ ‏دارند‏ . ‏علم‏ ‏هم‏ ‏به‏ ‏تناسب‏ ‏پيشرفتي‏ ‏كه‏ ‏در‏ ‏چند‏ ‏سال‏ ‏اخير‏ ‏داشته‏ ‏،توانسته‏ ‏است‏ ‏ديدگاه‏ ‏درستي‏ ‏از‏ ‏ماده‏ ‏و‏ ‏توانايي‏ ‏هاي‏ ‏آن‏ ‏پيدا‏ ‏كند‏ ‏به‏ ‏گونه‏ ‏ايکه‏ ‏اکنون‏ ‏با‏ ‏بررسي‏ ‏زمينه‏ ‏هاي‏ ‏اتمي‏ ‏و‏ ‏زير‏ ‏اتمي‏ ‏مواد‏ ‏و‏ ‏عناصر،‏ ‏امكان‏ ‏ساخت‏ ‏و‏ ‏بنا‏ ‏گذاري‏ ‏مدل‏ ‏هاي‏ ‏جديدتري‏ ‏از‏ ‏مولكول‏ ‏ها‏ ‏فراهم‏ ‏شده‏ ‏است‏ . ‏در‏ ‏اين‏ ‏نوشتار‏ ‏كاربردهاي‏ ‏اين‏ ‏فناوري‏ ‏را‏ ‏مورد‏ ‏بررسي‏ ‏قرار‏ ‏مي‏ ‏دهيم‏ . ‏با‏ ‏اين‏ ‏اميدكه‏ ‏شما‏ ‏نيز‏ ‏از‏ ‏فناوري‏ ‏معرفي‏ ‏شده‏ ‏نهايت‏ ‏استفاده‏ ‏را‏ ‏داشته‏ ‏باشيد .

‏نانوتكنولوژي‏ ‏چيست‏ ‏؟

‏بشر‏ ‏از‏ ‏همان‏ ‏ابتداي‏ ‏تاريخ‏ ‏توجهي‏ ‏به‏ ‏ساختارهاي‏ ‏خيلي‏ ‏بزرگ‏ ‏و‏ ‏يا‏ ‏خيلي‏ ‏كوچك‏ ‏نداشته‏ ‏،‏ ‏بلكه‏ ‏تمامي‏ ‏همت‏ ‏خود‏ ‏را‏ ‏معطوف‏ ‏ساخت‏ ‏و‏ ‏ساز‏ ‏در‏ ‏محدوده‏ ‏ي‏ ‏عادي‏ ‏و‏ ‏مورد‏ ‏دسترس‏ ‏نموده‏ ‏است.

‏براي‏ ‏اينكه‏ ‏تصور‏ ‏جامع‏ ‏تري‏ ‏نسبت‏ ‏به‏ ‏موضوع‏ ‏ارائه‏ ‏دهيم‏ ‏مي‏ ‏توانيم‏ ‏از‏ ‏سيستم SI ‏يادکنيم‏ ‏،‏ ‏در‏ ‏اين‏ ‏سيستم‏ ‏واحد‏ ‏طول‏ ‏متر‏ ‏انتخاب‏ ‏شده‏ ‏و‏ ‏ديگر‏ ‏اندازه‏ ‏هاي‏ ‏طولي‏ ‏از‏ ‏آن‏ ‏مشتق‏ ‏مي‏ ‏شوند‏ . ‏بشر‏ ‏در‏ ‏ابتدا‏ ‏نه‏ ‏توانايي‏ ‏اين‏ ‏را‏ ‏داشت‏ ‏كه‏ ‏به‏ ‏محدوده‏ ‏هاي‏ ‏ديگر‏ ‏وارد‏ ‏شود‏ ‏و‏ ‏نه‏ ‏لزوم‏ ‏كار‏ ‏در‏ ‏چنين‏ ‏محدوده‏ ‏هايي‏ ‏را‏ ‏احساس‏ ‏مي‏ ‏كرد‏ . ‏اما‏ ‏اين‏ ‏روند‏ ‏كه‏ ‏انسان‏ ‏تا‏ ‏به‏ ‏ديروز‏ ‏دنبال‏ ‏مي‏ ‏كرد‏ ‏،‏ ‏ديگر‏ ‏جواب‏ ‏گوي‏ ‏نياز‏ ‏بشر‏ ‏امروزي‏ ‏نيست‏ . ‏هر‏ ‏چند‏ ‏با‏ ‏اختراع‏ ‏ترانزيستور‏ ‏ها‏ ‏و‏ ‏…‏ ‏توانسته‏ ‏ايم‏ ‏تا‏ ‏حدودي‏ ‏وارد‏ ‏ميكروالكترونيك‏ ‏شده‏ ‏و‏ ‏از‏ ‏آن‏ ‏بهره‏ ‏مند‏ ‏شويم‏ ‏با‏ ‏اين‏ ‏وجود‏ ‏براي‏ ‏ساخت‏ ‏كامپيوترها‏ ‏به‏ ‏مشكل‏ ‏برخورد‏ ‏كرده‏ ‏،‏ ‏مشكلي‏ ‏به‏ ‏بزرگي‏ ‏كوچك‏ ‏كردن‏ ‏اندازه‏ ‏در‏ ‏حد‏ ‏اتمي‏ ‏كه‏ ‏تقريبا‏ ‏تمام‏ ‏استراتژيهاي‏ ‏حل‏ ‏اين‏ ‏مسئله‏ ‏به‏ ‏نوعي‏ ‏با‏ ‏نانوتكنولوژي‏ ‏در‏ ‏ارتباط‏ ‏مي‏ ‏باشند.

‏و‏ ‏اما‏ ‏نانوتكنولوژي‏ ‏كه‏ ‏در‏ ‏بالا‏ ‏اشاره‏ ‏كرديم‏ ‏،‏ ‏اين‏ ‏واژه‏ ‏ي‏ ‏عجيب‏ ‏كه‏ ‏از‏ ‏تركيب‏ ‏نانو‏ ‏به‏ ‏معناي‏ ‏عدد‏ ‏نه‏ ‏و‏ ‏همچنين‏ ‏تكنولوژي‏ ‏ساخته‏ ‏شده‏ ‏است‏ ‏،‏ ‏چه‏ ‏مفهومي‏ ‏را‏ ‏مي‏ ‏رساند‏ ‏…‏ ‏؟‏! ‏نه‏ ‏فناوري‏ ‏؟‏ ‏تكنولوژي‏ ‏عدد‏ ‏نه‏ ‏؟

‏خير‏ ‏در‏ ‏حقيقت‏ ‏نانو‏ ‏در‏ ‏اين‏ ‏واژه‏ ‏مخفف‏ ‏نانومتر‏ ‏و‏ ‏يا‏ ‏در‏ ‏كل‏ ‏اندازه‏ ‏ي‏ 9-10 ‏متر‏ ‏است‏ .‏كه‏ ‏تلفيق‏ ‏آن‏ ‏با‏ ‏نانوتكنولوژي‏ ‏مفهومي‏ ‏كلي‏ ‏را‏ ‏در‏ ‏بر‏ ‏مي‏ ‏گيرد،‏ ‏به‏ ‏هر‏ ‏كاري‏ ‏كه‏ ‏در‏ ‏اندازه‏ ‏ي‏ ‏اتمي‏ ‏و‏ ‏مولكولي‏ ‏انجام‏ ‏شود‏ ‏نانوتكنولوژي‏ ‏اطلاق‏ ‏مي‏ ‏شود‏ ‏و‏ ‏هيچ‏ ‏نوع‏ ‏تفاوتي‏ ‏وجود‏ ‏ندارد‏ ‏كه‏ ‏يك‏ ‏پروژه‏ ‏ي‏ ‏زيست‏ ‏شناسي‏ ‏باشد‏ ‏و‏ ‏يا‏ ‏اينكه‏ ‏براي‏ ‏درك‏ ‏ماهيت‏ ‏اتم‏ ‏و‏ ‏ساختن‏ ‏يك‏ ‏ساختمان‏ ‏اتمي‏ ‏صورت‏ ‏گيرد‏ ‏و‏ ‏خوشبختانه‏ ‏نانوتكنولوژي‏ ‏توانسته

2

‏ ‏محققان‏ ‏رشته‏ ‏هاي‏ ‏مختلف‏ ‏را‏ ‏به‏ ‏سوي‏ ‏خود‏ ‏بكشاند‏ . ‏دانشمندان‏ ‏به‏ ‏اهميت‏ ‏كار‏ ‏در‏ ‏اين‏ ‏محدوده‏ ‏پي‏ ‏برده‏ ‏اند‏ ‏و‏ ‏امروزه‏ ‏شاهد‏ ‏فعاليت‏ ‏گروه‏ ‏هاي‏ ‏مختلف‏ ‏تحقيقاتي‏ ‏هستيم‏ ‏كه‏ ‏پيشرفت‏ ‏هاي‏ ‏حاصله‏ ‏از‏ ‏كار‏ ‏آنها‏ ‏گوياي‏ ‏پتانسيل‏ ‏هاي‏ ‏بالاي‏ ‏نانوتكنولوژي‏ ‏است .

‏براي‏ ‏اينكه‏ ‏مفصل‏ ‏تر‏ ‏با‏ ‏كاربردها‏ ‏و‏ ‏تاثيراتي‏ ‏كه‏ ‏روند‏ ‏كوچك‏ ‏سازي‏ ‏بر‏ ‏زندگي‏ ‏و‏ ‏پيشرفت‏ ‏دنيا‏ ‏خواهد‏ ‏داشت‏ ‏پي‏ ‏ببريم‏ ‏،‏ ‏بهتر‏ ‏است‏ ‏سفري‏ ‏به‏ 45 ‏سال‏ ‏پيش‏ ‏داشته‏ ‏باشيم‏ . ‏زماني‏ ‏كه‏ ‏ريچارد‏ ‏فاينمن‏ ‏فيزيك‏ ‏دان‏ ‏آمريكايي‏ ‏در‏ ‏حال‏ ‏ارائه‏ ‏ي‏ ‏ايده‏ ‏هاي‏ ‏اوليه‏ ‏ي‏ ‏خود‏ ‏در‏ ‏باب‏ ‏نانوتكنولوژي‏ ‏بود‏ . ‏ابتدايي‏ ‏ترين‏ ‏آنها‏ ‏كوچك‏ ‏سازي‏ ‏تمامي‏ ‏بيست‏ ‏و‏ ‏نه‏ ‏جلد‏ ‏دايره‏ ‏المعارف‏ ‏بريتانيا‏ ‏است‏ ‏،‏ ‏وي‏ ‏كه‏ ‏فضاي‏ ‏موجود‏ ‏برسر‏ ‏سوزن‏ ‏را‏ ‏بهتر‏ ‏از‏ ‏افراد‏ ‏ديگر‏ ‏مي‏ ‏ديد‏ ( ‏زيرا‏ ‏فيزيك‏ ‏دان‏ ‏ذرات‏ ‏بنيادي‏ ‏بود‏ ) ‏به‏ ‏دانشمندان‏ ‏اين‏ ‏نويد‏ ‏را‏ ‏داد‏ ‏كه‏ ‏مي‏ ‏توانند‏ ‏اين‏ ‏كتاب‏ ‏را‏ ‏بر‏ ‏سر‏ ‏يك‏ ‏سوزن‏ ‏جاي‏ ‏دهند‏ .‏چرخ‏ ‏دنده‏ ‏هاي‏ ‏اتمي‏ ‏و‏ ‏غيره‏ ‏نيز‏ ‏از‏ ‏جمله‏ ‏مباحث‏ ‏پيشنهادي‏ ‏توسط‏ ‏فاينمن‏ ‏به‏ ‏شمار‏ ‏مي‏ ‏آيند‏ . ‏اين‏ ‏قبيل‏ ‏پيش‏ ‏بيني‏ ‏ها‏ ‏زمينه‏ ‏اي‏ ‏شد‏ ‏براي‏ ‏يكي‏ ‏از‏ ‏جوان‏ ‏ترين‏ ‏نانوتكنولوژيست‏ ‏ها‏ ‏به‏ ‏نام‏ ‏اريك‏ ‏دركسلر‏ ‏،او‏ ‏با‏ ‏نوشتن‏ ‏كتب‏ ‏متعدد‏ ‏توانست‏ ‏نظرات‏ ‏خود‏ ‏را‏ ‏به‏ ‏ديگران‏ ‏انتقال‏ ‏دهدو‏ ‏به‏ ‏افراد‏ ‏مشتاق‏ ‏كوچك‏ ‏سازي‏ ‏ايده‏ ‏و‏ ‏هدف‏ ‏ارائه‏ ‏كند .

‏دركسلر‏ ‏كسي‏ ‏بود‏ ‏كه‏ ‏اولين‏ ‏بار‏ ‏پژوهشگران‏ ‏را‏ ‏با‏ ‏روبات‏ ‏هاي‏ ‏شناور‏ ‏در‏ ‏جريان‏ ‏خون‏ ‏بدن‏ ‏انسان‏ ‏كه‏ ‏مي‏ ‏توانستند‏ ‏به‏ ‏انجام‏ ‏عمل‏ ‏جراحي‏ ‏و‏ ‏درمان‏ ‏بيماريهاي‏ ‏انسان‏ ‏بپردازند‏ ‏،‏ ‏آشنا‏ ‏ساخت‏ . ‏اين‏ ‏روبات‏ ‏هاي‏ ‏مولكولي‏ ‏شناور‏ ‏در‏ ‏جريان‏ ‏خون‏ ‏بدن‏ ‏همانند‏ ‏اختراع‏ ‏تلفن‏ ‏براي‏ ‏برخي‏ ‏از‏ ‏مردم‏ ‏ناراحت‏ ‏كننده‏ ‏بودند‏ ‏،‏ ‏ولي‏ ‏به‏ ‏هر‏ ‏حال‏ ‏مشخص‏ ‏است‏ ‏كه‏ ‏ماشينهايي‏ ‏از‏ ‏اين‏ ‏دست‏ ‏انجام‏ ‏بسياري‏ ‏از‏ ‏عمل‏ ‏هاي‏ ‏جراحي‏ ‏و‏ ‏نيز‏ ‏درمان‏ ‏بيماريهاي‏ ‏خطر‏ ‏آفرين‏ ‏را‏ ‏تسهيل‏ ‏ميکرد‏ . ‏هم‏ ‏اكنون‏ ‏موسسات‏ ‏مختلفي‏ ‏در‏ ‏سراسر‏ ‏جهان‏ ‏مشغول‏ ‏تحقيق‏ ‏بر‏ ‏روي‏ ‏اين‏ ‏نوع‏ ‏ماشينها‏ ‏هستند .

‏به‏ ‏موازات‏ ‏پيش‏ ‏بيني‏ ‏هاي‏ ‏ذكر‏ ‏شده‏ ‏برخي‏ ‏ديگر‏ ‏از‏ ‏ايده‏ ‏هاي‏ ‏ا‏ ‏فراطي‏ ‏خطر‏ ‏ناک‏ ‏نيز‏ ‏شكل‏ ‏گرفته‏ ‏اند‏ ‏،‏ ‏كه‏ ‏هر‏ ‏چند‏ ‏تعدادي‏ ‏از‏ ‏آنها‏ ‏با‏ ‏حقائق‏ ‏علمي‏ ‏امروز‏ ‏منطبق‏ ‏نيست‏ ‏،‏ ‏اما‏ ‏مي‏ ‏توان‏ ‏ثابت‏ ‏كرد‏ ‏كه‏ ‏نانوتكنولوژي‏ ‏دستيابي‏ ‏به‏ ‏آنها‏ ‏را‏ ‏آسان‏ ‏مي‏ ‏نمايد‏. ‏مثلا‏ ‏رنگي‏ ‏هوشمند‏ ‏كه‏ ‏مي‏ ‏تواند‏ ‏بسته‏ ‏به‏ ‏شرايط‏ ‏محيطي‏ ‏تغيير‏ ‏ماهيت‏ ‏دهد‏ ‏،‏ ‏و‏ ‏يا‏ ‏اينكه‏ ‏لاستيكي‏ ‏كه‏ ‏تا‏ ‏مدت‏ ‏زمان‏ ‏زيادي‏ ‏فروسوده‏ ‏نشود‏ ‏اينها‏ ‏ايده‏ ‏هايي‏ ‏هستند‏ ‏كه‏ ‏امكان‏ ‏دستيابي‏ ‏به‏ ‏آنها‏ ‏زياد‏ ‏بعيد‏ ‏نيست‏ . ‏اما‏ ‏ساختن‏ ‏ماده‏ ‏اي‏ ‏به‏ ‏نام Gray goo ‏كه‏ ‏در‏ ‏صورت‏ ‏كنترل‏ ‏نكردن‏ ‏صحيح‏ ‏آن‏ ‏مي‏ ‏تواند‏ ‏در‏ ‏عرض‏ ‏هفتاد‏ ‏و‏ ‏دو‏ ‏ساعت‏ ‏تمامي‏ ‏جهان‏ ‏را‏ ‏احاطه‏ ‏كند‏ ‏باعث‏ ‏به‏ ‏وجود‏ ‏آمدن‏ ‏ترس‏ ‏و‏ ‏واهمه‏ ‏در‏ ‏ميان‏ ‏جوامع‏ ‏نسبت‏ ‏به‏ ‏نانوتكنولوژيست‏ ‏ها‏ ‏و‏ ‏اهدافشان‏ ‏شده‏ ‏است .

‏در‏ ‏هر‏ ‏صورت‏ ‏ما‏ ‏براي‏ ‏اينكه‏ ‏مجبور‏ ‏نباشيم‏ ‏هر‏ ‏روز‏ ‏صبح‏ ‏داندانهايمان‏ ‏را‏ ‏مسواك‏ ‏بزنيم‏ ‏به‏ ‏نانوتكنولوژي‏ ‏و‏ ‏ساخت‏ ‏مولکول‏ ‏به‏ ‏مولكول‏ ‏آينده‏ ‏نيازمنديم‏ ‏؟!!

تصاویری از چند صفحه نخست فایل :

توجه فرمایید بدلیل تهیه ی تصویر با نرم افزار های خارجی متن نمایش داده شده در تصاویر ممکن است دارای اشکالاتی در نمایش برخی حروف باشد که در فایل اصلی بدون مشکل است