رفتن به مطلب

جستجو در تالار

در حال نمایش نتایج برای برچسب های 'كاربرد نانو در صنعت'.



تنظیمات بیشتر جستجو

  • جستجو بر اساس برچسب

    برچسب ها را با , از یکدیگر جدا نمایید.
  • جستجو بر اساس نویسنده

نوع محتوا


تالار ها

  • خدمات مشاوره گردشگری داخلی و خارجی ....... صدف پوررضا
    • اخبار گردشگری
    • راهنماي جامع تورهاي داخلي
    • راهنماي جامع تورهاي خارجي
    • جاذبه هاي تاريخي و صنایع دستی ايران
    • جاذبه هاي تاريخي دنيا
    • جاذبه هاي طبيعي ايران
    • جاذبه هاي طبيعي دنيا
    • بناهاي توريستي دنيا
    • بناهاي توريتسي ايران
  • خدمات مشاوره نتورک مارکتینگ و بازاریابی اینترنتی .... شهین وحدتی
    • ثبت درخواست مشاوره بازاریابی کالا و خدمات
    • بازاریابی برای کالا ها و محصولات تولیدکنندگان و تجار کشور
    • آشنایی با شیوه های نوین مدیریت بربازار مصرف
    • آشنایی با شیوه های بازار یابی زنجیره ای و موارد مشابه آن
    • آشنایی با مباحث نظری بازاریابی
    • نتورک مارکتینگ و بازاریابی اینترنتی
    • فروش اینترنتی شارژ سیم کارت اعتباری
  • مدیر بخش خدمات مشاوره تخصصی املاک .......................... شبنم افشار
    • ثبت درخواست خدمات مشاوره یا رزرو املاک
    • ثبت سفارش فروش ،اجاره یا رهن ملک در سراسر کشور
    • فروش زمین،ویلا،آپارتمان،املاک کشاورزی و صنعتی در استان گیلان
    • اجاره روزانه ویلا ، آپارتمان ، هتل ، تالار و خانه باغ در گیلان
    • فروش زمین،ویلا،آپارتمان،املاک کشاورزی و صنعتی در استان مازندران
    • اجاره روزانه ویلا ، آپارتمان ، هتل ، تالار و خانه باغ درمازندران
    • فروش زمین،ویلا،آپارتمان،املاک کشاورزی و صنعتی در استان گلستان
    • اجاره روزانه ویلا ، آپارتمان ، هتل ، تالار و خانه باغ درگلستان
    • فروش زمین،ویلا،آپارتمان،املاک کشاورزی و صنعتی در استان تهران
    • اجاره روزانه ویلا ، آپارتمان ، هتل ، تالار و خانه باغ در تهران
    • اجاره روزانه سوئیت،آپارتمان،ویلا و خانه باغ در کرج و اطراف
    • مشاوره و کارشناسی ملک شما
    • پرسش و پاسخ
  • مديريت بخش بازار وسایل نقلیه ...........................محبوبه امینی
    • اخبار بازارخودرو داخلی و خارجی
    • خرید و فروش خودرو منطقه آزاد
    • پیش فروش و لیزینگ خودرو خارجی
    • پیش فروش و لیزینگ خودرو داخلی
    • خرید و فروش خودرو دست دوم داخلی
    • خرید و فروش خودرو دست دوم خارجی
    • خرید و فروش موتور سیکلت و دوچرخه دست دوم داخلی
    • خرید و فروش موتورسیکلت و دوچرخه دست دوم خارجی
  • مدیر بخش خدمات مشاوره صنعتی ...............................علی بخشی نژاد
    • ثبت درخواست خدمات مشاوره صنعتی
    • هدایت و پیگیری معاملات صنعتی
    • خدمات مشاوره صنعتی
    • سرمایه گذاری در واحد صنعتی
    • هدایت و پیگیری تبلیغات حرفه ای برای واحدهای صنعتی
    • آشنایی با قوانین و نحوه فعالیت شهرک های صنعتی
    • پرسش و پاسخ
  • مدیر بخش خدمات مشاوره فعالیتهای تجاری بازرگانی ............. ... باران فرهمند
    • ثبت درخواست مشاوره فعالیتهای تجاری بازرگانی
    • آشنایی با قوانین و راهکارهای شروع یک فعالیت تجاری ، بازرگانی
    • آشنایی با ضوابط ، قوانین و مزیت های کارت بازرگانی
    • آشنایی با قوانین و نحوه فعالیت در مناطق آزاد تجاری صنعتی کشور
    • تاثیر نوسان ارز بر بازار سرمایه و تجارت ایران
    • آشنایی با واحدهای فعال در مناطق آزاد تجاری صنعتی
    • پرسش و پاسخ
  • خدمات مشاوره علوم رایانه و اینترنت ................... فاطمه علیزاده
    • آموزش رایانه و اینترنت
    • آموزش تبلت و تلفن همراه
    • آموزش عکاسی و فیلمبرداری دیجیتال
    • بازارخرید وفروش اینترنتی رایانه ،لب تاپ،موبایل دست دوم
    • معرفی سایتها منابع معتبر آموزشی و خدماتی رایانه، اینترنت و تلفن همراه
    • پرسش و پاسخ
  • مدیر بخش خدمات مشاوره حقوقی ...........................آتیه جهانی
    • ثبت درخواست مشاوره حقوقی
    • حقوق بین الملل
    • حقوق در معاملات
    • حقوق در مناسبات تجاری و بازرگانی
    • خدمات مشاوره و پیگیری پرونده های حقوقی
    • حقوق در فضای مجازی
    • مشاوره حقوقی در زمینه خدمات ثبت اسناد و املاک کشور
    • پرسش و پاسخ
  • مدیر بخش خدمات مشاوره فعالیتهای کشاورزی .............سپیده محسنی
    • عرضه مستقیم گل و گیاه در گیلان
    • خدمات مشاوره جهت مزارع کاشت و پرورش انواع نباتات
    • خدمات مشاوره جهت مزارع پرورش ماهیان گرم آبی و سرد آبی
    • خدمات مشاوره جهت واحدهای پرورش دام و طیور
    • آشنایی با واحد های عرضه و نمایش انواع پرندگان
    • ثبت درخواست مشاوره فعالیتهای کشاورزی
    • پرسش و پاسخ
  • فروشگاه اینترنتی هلن بانو
    • لیست کامل اجناس موجود درفروشگاه
    • انواع مبلمان وسرویس نهارخوری
    • انواع ساعت ووسایل فانتزی
    • انواع لباس خواب
    • انواع لوستر و سرویس روشویی
    • سرویس های آرکوپال
  • مدیر بخش خدمات مشاوره تحصیلی ...............سهیل قاسمی
    • خدمات پایان نامه ، مقالات داخلی و بین المللی با استاندارد جهانی
    • خدمات مشاوره آموزش مجازی با اخذ مدرک معتبر
    • شاخه علوم ریاضی وفیزیک و آینده شغلی آن
    • شاخه علوم تجربی و آینده شغلی آن
    • شاخه علوم انسانی و آینده شغلی آن
    • شاخه علوم هنر و آینده شغلی آن
    • شاخه زبان های خارجی و آینده شغلی آن
    • شاخه کار و دانش و اینده شغلی آن
    • پرسش و پاسخ
  • مدیر بخش مشاوره ازاد پیرامون مباحث مختلف ... صفورا خانجانی
    • مطالب متنوع پیرامون مباحث مختلف
    • آشنایی با مباحث مختلف روانشناسی
    • آشنایی با سایتهای مهم و کاربردی
    • مشاوره تغذيه و ورزش
    • دانلود فیلم و عکس و آهنگ
    • هوش و سرگرمی و جدیدترین مد روز
    • معماری داخلی و دکوراسیون
  • مدیر بخش دانلود انواع نرم افزار......علیرضا سمیع زاده
    • دانلود نرم افزار برای رایانه
    • دانلود نرم افزارهای اندروید
    • نرم افزارهای گروه adobe
    • نرم افزارهای گروه office
    • نرم افزارهای رایت CD وDVD
    • پرسش و پاسخ
  • مدیر بخش دانلود فیلم و سریال .......................ساسان درویشوند
    • دانلود فیلم سینمایی ایرانی
    • دانلود سریال های ایرانی
    • دانلود فیلم سینمایی خارجی
    • دانلود سریال های خارجی
    • پرسش و پاسخ
  • مدیر بخش دانلود آهنگ های جدید و قدیم .........shayan
    • دانلود جدیدترین آهنگ های پاپ
    • آهنگ های قدیمی و سنتی ایرانی
    • پرسش و پاسخ
  • مدیر بخش خدمات مشاوره تخصصی املاک در زیباکنار...........مهندس اسلامی
    • فروش و پیش فروش ویلا در شهرک ویلایی زیباکنار
    • فروش زمین مسکونی،تجاری و صنعتی در زیباکنار
    • فروش خانه،سوئیت،ویلا،آپارتمان و مجموعه مسکونی در زیباکنار
    • فروش کارگاه،کارخانه و واحد تولیدی در زیباکنار
    • خرید وفروش شرکت ها و موسسات تجاری و بازرگانی در منطقه آزاد زیباکنار

دسته ها

  • Articles

وبلاگ‌ها

  • تیم مشاوران مدیریت ایران
  • سدوفا

گروه


AIM


MSN


آدرس سایت یا وبلاگ


ICQ


پیام رسان یاهو


Jabber


Skype


شهر


Interests


نام و نام خانوادگی

11 نتیجه پیدا شد

  1. دانشجویان دانشگاه تربیت مدرس موفق به دستیابی فناوری جدید در ساخت شیشه های خود تمیز شونده به وسیله فناوری نانو شدند. بهرام عبدالهی دانشجوی کارشناسی ارشد فناوری نانو دانشگاه تربیت مدرس در گفتگو با باشگاه خبرنگاران گفت: شیشه های خود تمیز شونده که برای نخستین بار در کشور ساخته شده اند از عمر بالایی برخوردارند و قابلیت کاربرد در صنعت وزندگی روزمره همه انسانها دارد. وی افزود: زمانی که شیشه در محیط مرطوب و بارانی قرار می گیرد آلوده می شود و با استفاده از فناوری نانو لایه نازکی روی شیشه قرار داده که این امر موجب تمیز ماندن شیشه به صورت مادام العمر می شود. عبدالهی تصریح کرد: توجه به اینکه فناوری نانو امروزه توانسته جای خود را در بسیاری از علوم باز کند ساخت شیشه های خود تمیز شونده موجب بالا رفتن طول عمر شیشه و بهبود در کنترل تمیزی شیشه می شود. وی در خصوص کاربرد این نوع شیشه خاطرنشان کرد: این نوع شیشه ها در برج های آسمان خراش به دلیل ضد مه بودن در انواع اتومبیل ها مورد استفاده قرار می گیرد.
  2. كاربرد نانو تكنولوژی در كامپيوتر

    ابتدابهتره ازاینجاشروع کنیم که اصلا نانو چیست؟... نانو چیست؟ قرن بیست ویکم، قرن فناوری نانو مهمترین دوران صنعت بشمار می رود. قرن نانو، قرن سلامتی، صرفه جویی و آرامش نامیده می شود. نانو نه یک ماده است نه یک جسم، فقط یک مقیاس است، کوچک شدن یک مقیاس، نانو یک میلیاردم متر است به اندازه ای کوچک که دیده نمی شود اما باتاثیری بسیار بزرگ در زندگی انسان. در مقیاس نانو خواص فیزیکی، شیمیایی وبیولوژیکی تک تک اتم ها، ملکول ها باخواص توده ماده متفاوت است، نانوذرات درچنین مقیاس و مشخصه های منحصر به فردی موجب پیدایش دستاوردهای نوینی درعلوم پزشکی و مهندسی می شوند. به طورخلاصه نانو تکنولوژی به معنی انجام مهندسی مواد در ابعاد اتمی – ملکولی و ساخت موادی با خواص کاملا" متفاوت درابعاد نانو است. تعریف دیگر نانوتکنولوژی "با آرایش دادن ودستکاری اتم ها ساخت مواد مورد نظراست". نانومتر، (یک میلیاردم متر) به اندازه چیدن 5الی10 اتم درکنار یگدیگر است، مکعبی باابعاد 2.5 نانومتر تقریبا" 1000 اتم راشامل می شود. خواص فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی ماده تبدیل شده به ابعاد نانو نسبت به خواص آن در ابعاد ماکرویی کاملا" متفاوت است. نانو در ملکولهای ماده انرژی بالایی را ایجاد می کند به همین دلیل معجزه آسا نامیده می شود. تاریخچه فناوری نانو فناوری نانو حدود نیم قرن پیش، در دهه های آخر قرن بیستم همراه با توسعه فناوری های نوین تصویربرداری، دستکاری و شبیه سازی ماده در مقیاس اتمی پدید آمده است. نانو در گذشته فیزیک اتمی نامیده می شد، پس از کابردی شدن آن، نام آن نانوشد، به همین دلیل نانو یک علم جدید نیست، اما کاربردی شدن آن زندگی انسان رادگرگون ساخت. ایده نانوتکنولوژی رابرای اولین بارEric Drexler به دنیا عرضه نمود، او درآزمایشگاه مشهورMIT متعلق به انستیتوForesight مطالعات خود را باسیستم ها بیولوژیکی شروع کرده وسپس متوجه شد که می توان دستگاه های ملکولی تولید کرد بدین ترتیب ایده نانو تکنوژلوی به نام او ثبت شد. اصطلاح "نانو" برگرفته از یونان قدیم است وبه معنی" کوتوله" بوده است. جايگاه فناوري نانو در علوم مهندسی علم میان رشته ای نانوتقریبا" تمامی علوم مهندسی وپزشکی رادر برگرفته است. تاکنون بیشترین کاربرد را درصنایع سنگین، بهداشت، نساجی و کشاورزی داشته ودر صنایعی نظیر رنگ، اتومبیل، کامپیوتر، شیمی، تصفیه آب وغیره نیز درحال توسعه است. محصولات نساجی حاصل از فناوری نانو در کشورهای آلمان وانگلیس بیشترین رواج رادارند. تولید کفش ها و لباس هایی که با حفظ گرمای بدن وتاثیر درگردش خون، باعث کاهش خستگی وراحتی می شوند نیز ازدستاوردهای سحرآمیزعلم نانو است. ساخت، دستکاری و آنالیز نانو- سیستم ها، توابع مختلفی راکه قبلا" از وجود آن بی خبر بوده ایم آشکارو استفاده مفید وعرضه آنها به بشر باعث پیشرفتهای ارزنده ای دراستانداردهای زندگی می شود. مهندسی سیستم های خلاء پیشرفته وایجاد توانایی های علمی در علوم مهندسی و پزشکی از قبیل; نمایش، تطبیق نیروهای مکانیکی و تعیین مشخصات آنها درسطح نانو، شروع وخاتمه تثبیت وپی گیری انجام کارهای مختلف در نانو ثانیه ها، بررسی پیشرفت تکنیک های آنالیتیکی مانند; آنالیزهای شیمیایی در ابعاد نانو وازطرفی فرصت دست یابی علوم مهندسی به نانوسنسورها، عناصرحافظه وتجهیزدستگاه های جدید وموثردرعلم پزشکی ازدستاوردهای این فناوری است. تاثیرات فناوری نانو در زندگي انسان بهره گیری از خواص ماده درمقیاس نانو، نویدبخش فواید و منافعی می باشد که موجب تحولات اساسی در زندگی انسان می شود. صرفه جوئی در مصرف انرژی، صرفه جویی اقتصادی، صرفه جویی در زمان، تامین محصول بیشتر باهزینه کمتر، افزایش کیفیت محصول ودرنتیجه افزایش کیفیت واستانداردهای زندگی، ایجاد زندگی سالم، کاهش وابستگی های اقتصادی به سایر تکنولوژی های پیشرفته وافزایش درآمدهای ملی از جمله فوایدی است که می توان نام برد. بودجه صرف شده در فناوری نانو درسال 2008 مبلغ 8/6 میلیارد دلارواین بودجه برای سال 2015 به میزان یک تریلیون دلاروبرای سال 2020 چهاربرابراین رقم پیش بینی شده است. توليد مواد و محصولات صنعتي : نانوتکنولوژي تغيير بنياني مسيري است که در آينده موجب ساخت مواد و ابزار مختلف خواهد شد. امکان سنتز مولکولهاي ساختماني نانو با اندازه و ترکيب بدقت کنترل شده و سپس چيدن آنها در ساختارهاي بزرگتر که داراي خواص و کارکرد منحصر بفرد باشند انقلابي در مواد و فرايند توليد آنها ايجاد مي کند. محققان قادر به ايجاد ساختارهايي از مواد خواهند شد که در طبيعت نبوده و شيمي مرسوم نيز قادر به ايجادشان نبوده است. برخي از مزاياي نانو ساختارها عبارتست از مواد سبک تر، قويتر و قابل برنامه ريزي - کاهش هزينه عمر کاري از طريق کاهش دفعات نقص فني - ابزارهاي نوين بر پايه اصول معماري جديد - بکارگيري کارخانجات مولکولي يا خوشه اي که مزيت مونتاژ مواد در سطح نانو را دارند. کاربرد فناوري نانو در صنعت الکترونيک : با استفاده از اين فناوري مي توان ظرفيت ذخيره سازي اطلاعات را در حد هزار برابر يا بيشتر افزايش داد و در نهايت به ساخت ابزارهاي ابر محاسباتي به کوچکي يک ساعت مچي رسيد. اگر ظرفيت نهائي ذخيره اطلاعات به حدود يک ترابيت در هر اينچ مربع برسد ذخيره سازي 50 عدد DVD در يک هاردديسک به ابعاد يک کارت اعتباري ميسر خواهد شد که ساخت تراشه ها در اندازه هاي فوق العاده کوچک مثلا در اندازه هاي 32 تا 90 نانومتر و توليد ديسکهاي نوري 100 گيگابايتي در اندازه هاي کوچک نيز از ديگر کاربردهاست. کاربرد نانوفناوري در صنعت خودروسازي : ساخت بدنه سبک تر و مقاوم تر براي خودرو - لاستيکهائي با مقاومت بيشتر در برابر سايش - ساخت قطعات موتور با عمر چندبرابر - کاهش مصرف سوخت خودرو - باطريهاي با انرژي و دوام بالا - حسگرهاي چندمنظوره براي کنترل فرايندهاي مختلف در خودرو - کاتاليزورهاي اگزوز ماشين براي کاهش آلودگي هوا - سازگار کردن خودرو با محيط زيست - جايگزين کردن کربن سياه تايرها با ذرات رس و پليمرهاي نانومتري (که تايرهاي سازگار با محيط زيست و مقاوم در برابر سائيدگي را به ارمغان مي آورد ) استفاده از سيستم هاي الکتروکروميک در آينه هاي داخلي و بيروني خودرو که مي تواند نور را بطور اتوماتيک تنظيم کند. ( در اين سيستم ها مطابق با شرايط نوري موجود و با استفاده از تغيير ولتاژ، فرايند شيميايي خاصي اجرا مي شود. در همان حين از طريق مهاجرت اتمهاي ليتيم در لايه هاي بسيار نازک اتمهاي ديگري ساخته مي شود که اين امر موجب تغيير شفافيت شده و تنظيم نور بصورت اتوماتيک صورت مي گيرد. ) فناوري نانو گرم کردن شيشه هاي خودرو بصورت نامرئي و بدون استفاده از سيم هاي آزاردهنده را فراهم ساخته است - خاصيت خود پاک کنندگي شيشه ها و آينه هاي خودرو هم با استفاده از فناوري نانو امکانپذير گشته است. کاربرد فناوري نانو در صنايع فضائي : به گفته دانشمندان ناسا خطر قرار گرفتن در معرض تابشهاي فضائي مهمترين عامل محدود کننده طول مدت سفرهاي فضايي است. طراحان سفيته هاي فضايي به دنبال موادي هستند که بتوانند در بدنه سفينه هاي فضايي، حفاظت موثري در برابر تابشهاي فضايي ايجاد کرده و ذخيره انرژي خوبي هم داشته باشد. يک فضا نورد بمحض خروج از ميدان مغناطيسي و اتمسفر محافظ زمين در معرض تابشهاي يونيزه کننده اي بصورت ذرات اتمي باردار قرار مي گيرد که با سرعتي نزديک به سرعت نور حرکت مي کند. اين ذرات پر انرژي ( HZE ) داراي بار زيادي بوده و بيشترين خطر را براي انسان در فضا ايجاد مي کنند. قرار گرفتن طولاني مدت در برابر اين تابشها موجب آسيب ديدن DNA و بروز سرطان مي شود. يکي از مواد محافظي که دانشمندان مشغول بررسي قابليت آن هستند بور ( 10 Bure ) است. آنان در حال مذاکره براي کاربردهاي احتمالي اين ماده در ماموريت هاي فضايي و نيز کاربردهاي احتمالي نانو لوله هاي بور 10 هستند. در حال حاضر آزمايشهاي تابشي روي اين نانولوله ها در حال انجام است. تاثيرات امنيتي نانوفناوري : به لحاظ کاربردهاي بسيار زيادي که اين فناوري مي تواند در امور نظامي داشته باشد در بخش دفاعي کشورها گرايش زيادي به تحقيق و توسعه نانوفناوري صورت گرفته است. از جمله کاربردهاي اين فناوري لباسهاي مانع خطر و پرنده هاي بسيار کوچک و تجهيزات اطلاعاتي است که هم اکنون با حمايت وزارت دفاع کشورهايي چون آمريکا و ژاپن و برخي از کشورهاي اروپايي بصورت پروژه تحقيقاتي در حال انجام آن هستند. تسلط اطلاعاتي از طريق نانو الکترونيک پيشرفته بعنوان يک قابليت مهم نظامي امنيتي - امکان آموزش موثرتر نيرو به کمک سيستمهاي واقعيت مجازي پيچيده تر حاصله از الکترونيک نانو ساختاري - استفاده بيشتر از اتوماسيون و رباتيک پيشرفته براي جبران کاهش نيروي انساني نظامي - بهبود کارآيي خودروهاي نظامي و کاهش خطر براي سربازان - تعداد دفعات کمتر نقص فني تجهيزات نظامي و امنيتي و هزينه کمتر در عمر کاري تجهيزات - پيشرفت در امر شناسايي و در نتيجه مراقبت از عوامل زيستي - شيميايي و هسته اي - بهبود طراحي سيستمهاي کنترل و ... همه در سايه فناوري نانو و بعنوان عوامل پشتيبان امنيت ملي از اهميت ويژه اي برخوردار مي باشند. وحالا میرم سر اصل مطلب... كاربرد نانو تكنولوژي در كامپيوتر و الكترونيك هدف از نگارش اين نوشتار، مرور يكي از روش هاي بكارگيري فناوري نانو است. براي مثال اين فناوري نسبتاً نو، در كامپيوتر و قطعات الكترونيكي كاربرد بسياري دارد. از مثالي كه ريچارد فايمن در سخنراني خود استفاده كرد، شروع مي كنيم. در واقع با اين مثال ميخواهيم ابعاد و اندازه هاي نانويي را با اندازه هاي خيلي كوچكي كه تكنولوژي آنها هم اكنون در دسترس است، مقايسه بكنيم. او كه جايزۀ نوبل فيزيك را دريافت كرده بود، در كنفرانس سال 1960 تحت عنوان «فضاي زيادي وجود دارد» به بحث در مورد توانايي ها و امكان ساخت مواد نانو مقياس پرداخت. او به گونه اي خيال پردازانه، خطوطي حكاكي شده با به كارگيري باريكۀ الكتروني و با عرضي به اندازۀ چند اتم را فرض كرد كه در واقع وجود ليتوگرافي توسط باريكۀ الكتروني را پيش بيني مي كرد. در واقع فاينمن با اين سوال شروع كرد: "چرا نمي توانيم بيست و نه پوشينۀ دايره المعارف بريتانيكا را به سر يك سوزن بنويسيم؟" و ادامه داد "قطر ته سوزن 1/16 اينچ است. اگر آن را بيست و پنج هزار بار بزرگ كنيم سطح آن با كل سطح صفحات دايره المعارف برابر مي شود. پس كافي است همه نوشته ها را بيست و پنج هزار بار كوچك كنيم." اگر چه انديشه هاي فاينمن بازتاب چنداني توسط دانشمندان آن زمان نداشت؛ هم اكنون بسياري از فرضيات او به واقعيت پيوسته اند. ريچارد فاينمن به پاس كمك هاي شايانش به الكتروديناميك كوانتومي (موضوعي بسيار دور از فناوري نانو) جايزۀ نوبل فيزيك را دريافت كرده بود. همگام با او، رويا پردازان ديگري نيز مشغول به فعاليت بودند. راف لندور فيزيكداني نظري بود كه در سال 1957 براي IBM كار مي كرد. وي ايده هايي در پيرامون نانو الكترونيك داشت و به ارزش اثرات مكانيك كوانتومي در اين زمينه پي برده بود. 1. الكترونيك و فناوري اطلاعات انقلاب اطلاعات، جهان پيرامون ما را به شيوۀ گسترده اي تحت تاثير قرار داده است و هوده هاي آن از اثرات انقلاب صنعتي نيز پيشي گرفته است. كليد توسعه و پيشرفت در فناوري اطلاعات، دستيابي به رايانه هايي با توان بيشتر، حجم كوچك تر و قيمت ارزان تر است. در ادامه به كاربردهاي بيشتري از اين فناوري در الكترونيك و كامپيوتر مي پردازيم. 2.1 ذخيره سازي و حافظه ها با استفاده از اين فناوري مي توان ظرفيت ذخيره سازي اطلاعات را در حد هزار برابر يا بيشتر افزايش داد. ذخيره سازي اطلاعات مبحثي بسيار مهم و ضروري است كه مي تواند به روش هاي مختلفي انجام شود. هم اكنون ظرفيت ديسك هاي مغناطيسي رايانه ها با استفاده از قانون مور افزايش يافته است و بازاري در حدود چهل ميليارد دلار را در اختيار دارد. 2.1 ساخت ماشين هاي شبيه سازنده نانو كامپيوتر و نانو اسمبلر، دو مفهوم جديدي هستند كه در "علم نانو" مطرح مي شوند. ساخت نانو اسمبلر در واقع يك هدف نهايي و مهم در نانو تكنولوژي است. نانو اسمبلر در واقع امكان تهيۀ ماشين يا مكانيك ساختاري شبيه خودش را به وجود مي آورد. زماني كه يك نانو اسمبلر كامل در دسترس باشد تقريباً همه چيز ممكن مي شود و اين مهمترين و بزرگترين خواسته دانشمندان نانو تكنولوژي است. كدام ساده تر است؛ تهيه كپي از ماشين، يا تهيۀ ماشيني كه خودش را كپي كند؟ در مقياس ماكرو مولكولي ساختن يك كپي خيلي ساده تر از ساختن ماشيني است كه بتواند خودش را كپي كند اما در تراز مولكولي اين مساله واژگونه است؛ يعني ساختن ماشيني كه بتواند خود را كپي كند كار را براي ما بارها ساده تر از ساختن ماشين ديگر مي كند و اين مهم ترين كاربرد نانو اسمبلر مي باشد. به اين ترتيب ساختن اتوماتيك محصولات بدون نيروي كار سنتي، همانند عمل كپي در ماشين هاي زيراكس، آسان مي شود. 3.1 نيمه هادي ها؛ اساس صنعت الكترونيك كنوني مطابق قانون مور، نعداد ترانزيستور ها در يك مدار الكترونيكي، در هر 12 تا 24 ماه دو برابر مي شود. به اين معني كه مدارها با گذر زمان فشرده و پيچيده تر خواهند شد. اگر چه اين قانون در دهه هاي گذشته راست بود، اما فناوري ليتوگرافي با محدوديت براي كوچك تر كردن عناصر است؛ به طوري كه پيش بيني مي شود صنعت نيمه هادي در 10 سال آينده به مرز كوچك سازي برسد. به اين ترتيب نياز است كه فناوري جديدي وارد عمل شود تا كوچك سازي مدارها را انجام دهد. از دهۀ 1920 دانشمندان دريافتند كه ويژگي هاي مواد مانند استحكام و قابليت هدايت الكتريكي با ساختار اتمي و مولكولي آنها تعيين مي شود. بعد ها دانش فوق منجر به ساخت مواد نيمه هادي شد كه پايۀ صنعت الكترونيك كنوني است. در صنعت كامپيوتر، قابليت نانو ماشين ها براي كوچك كردن ترانزيستورها رو تراشه هاي سيليكوني مي تواند انقلابي در اين زمينه بوجود آورد. به اين ترتيب نياز است كه فناوري نو و تازه اي بكارگرفته شود تا كوچك سازي مدارها را انجام دهد. 4.1 ابر خازن هاي الكتروشيميايي ابر خازنها داراي ظرفيت بالايي مي باشند و به صورت بالقوه قابل استفاده در قطعه هاي الكترونيكي هستند. اين ابر خازن ها داراي دو الكترود هستند كه به وسيلۀ يك مادۀ عايق كه در قطعه هاي الكترو شيميايي داراي رسانايي يوني مي باشد، از هم جدا مي شوند. ظرفيت يك ابر خازن شيميايي نسبت واژگونه با بار روي الكترود، و شمارگر بار در الكتروليت دارد. از ابر خازن هاي نانو لوله، براي ذخيرۀ انرژي استفاده مي شود. به طور كلي گفته مي شود كه توجه بيشتر در اين مورد، با ذخيرۀ بار فرق مي كند. 2. الكترونيك مولكولي 2.1 نانو تيوب هاي كربني در نانو الكترونيك نانو تيوب هاي كربني داراي كاربردهاي بسيار در زمينۀ نانو الكترونيك و همچنين نانو كامپيوترها دارند. از كاربردهاي بي شمار نانو لوله ها مي توان به كارگيري به عنوان عايق، رسانا و نيمه رسانا و يا نيمه هادي استفاده كرد. 2.1.1 خواص رسانايي الكتريكي در نانو تيوب ها نانو لوله ها بسته به بردار كايرالشان رسانندگي متفاوتي از خود نشان مي دهند. البته رسانايي آنها به قطر نانو لوله ها نيز بستگي دارد؛ به اين صورت كه نانو لوله هايي با قطر كوچك، رسانا يا نيمه رسانا هستند. نانو لوله هاي تك ديواره با بردارهاي كايرال متفاوت، ويژگي هاي متفاوت با يكديگر دارند. از جمله فعاليت افپتيكي، استحكام مكانيكي و هدايت الكتريكي آن ها با هم فرق دارد. از انواع نانو لوله ها از نگر رسانايي، نانو تيوب هاي زيگزاگ، آرميچر و نا متقارن هستند. همه ي ساختارهاي ممكن نانو لوله تك ديواره با بردارهاي كايرال با انتقال يافتن دو محدوده اي كه در شكل نشان داده شده است مي تواند شكل گيرد، كه n و m صحيح اند و در نانو لوله هاي زيگزاگ، θ<30 يا m≤n مي باشد. جهت محور نانو لوله عمود بر بردار كايرال است. Ch در نانو لوله هاي كربني از na1+ma2 به دست مي آيد كه a1 و a2 بردارهاي شبكه و كوچكترين قطرهاي شش ضلعي نانو لوله ها هستند و m و n اعدادي صحيح اند. بردار كايرال با بردار Ch = na1+ma2 و زاويۀ كايرال با محور زيگزاگ تعريف مي شود. 2.1.2 انواع نانو لوله ها از نگر رسانايي اگر زاويۀ 0=θ يا n,0 ، نانو لوله از نوع زيگزاگ خواهد بود. در صورتي كه (n-m)/3 شماري صحيح باشد نانو لوله از نوع فلزي است. در غير اين صورت از نوع نيمه هادي است. در صورتي كه 30=θ يا n≤m باشد، نانو لوله از نوع آرميچر خواهد بود. نانو لوله هاي آرميچر همه از نوع فلزي هستند. در غير از اين دو حالت فوق، نانو لوله از نوع متقارن يا كايرال است كه داراي خواص رسانايي بسيار كمي مي باشد. n≠m , n≠0 2.2 الكترونيك مولكولي با نانو لوله ها مثال هايي از كاربرد بالقوۀ نانو لوله ها به عنوان قطعه هاي گسيلندۀ ميداني را مي توان نمايش دهنده هاي صفحات تخت، لوله هاي تخليۀ گاز در شبكه هاي مخابراتي، تفنگ هاي الكتروني براي ميكروسكوپ الكتروني، سوزن هاي ميكروسكوپ اتمي روبشي و تقويت كننده هاي ميكرو موج نام برد. 3.2سيستم هاي نانو الكترو مكانيكي (NEMS) سيستم هاي ميكروالكترومكانيكي (MEMS) عمدتاً مانند ويفرهاي سيليكوني به روش فتوليتوگرافي ساخته مي شوند. اين سيستم ها در ابزارهايي مانند سنسورها، پمپ ها و روتورها استفاده مي شوند. در حال حاضر، MEMS يك صنعت 11 ميليارد دلاري است. در اين زمينه حركت از مقياس ميكرو به سمت نانو، امكانات و قابليت هاي جديدي را براي سيستم هاي الكترومكانيكي ايجاد مي كند. با وجود اين، فقدان انگيزه هاي كافي اقتصادي براي كوچك كردن ماشين ها تا مقياس نانو، باعث شده است كه تكامل سيستم هاي نانو الكترومكانيكي از روند آرامي برخوردار باشد. يكي از اهداف نانو فناوري پيشرفت در زمينۀ الكترونيك و علوم كامپيوتر، براي ساخت حافظه ها و تراشه ها با قابليت بيشتر، و هزينۀ كمتر است. همان طور كه در بالا توضيح داده شد، دستيابي به اهداف در اين زمينه نقص هاي بسياري در ماشين ها را برطرف خواهد كرد. به خصوص حافظه ها و اسمبلرها، كه انقلاب عظيمي در صنعت الكترونيك، در حوزۀ فناوري نانو خواهد بود.
  3. شاید 50 سال پیش که ريچارد فايتمن در سخنرانی معروف خود، داستان تخیلی و جذاب‌اش با عنوان "آن پایین فضای بسیار هست 1" را با آب و تاب تعریف می‌کرد و در آن اتم‌ها را مثال اسبا‌ب‌بازی‌هایی به دست آدم‌های قصه‌اش می‌سپرد تا با آن هرچه می‌خواهند بسازند و هرجور می‌خواهند زندگی کنند، گمان نمی‌کرد روزی در همین نزدیکی‌ها، این داستان به واقعیت بدل شود، و امروزه روز همان آدم‌ها از قصه بیرون بیایند و به دنیاهای وسیع و روشن آن پایین سفر کنند. اکنون، و بعد از گذشت نیم قرن، آدم‌های قصه با سفر به دنیای نانو، «زبان ف اتم‌»‌ها را فراگرفته‌اند و می‌دانند چگونه ساخت مواد را اتم به اتم آغاز کنند و با دست‌کاری و بهبودشان، به چیزی که می‌خواهند دست یابند. زبان اتم‌ها به ما می‌گوید که نحوه‌ی چیدمان و کنارهم قرارگرفتن‌شان، تا چه اندازه بر خواص و ویژگی‌ها و رفتار مولکول، و در نهایت مواد تشکیل شده از آن‌ها، اثرگذار خواهد بود. فناوری نانو و ابزارهای‌اش امکان رسیدن به مواد،‌ ابزار و سیستم‌هایی با خواص دل‌خواه و کارآمدی لازم را برای‌مان فراهم می‌نماید. تا آن‌جا که امروزه در پیرامون ما به هر طرف که روی بگردانیم از غذایی که می‌خوریم و لباسی که می‌پوشیم تا دارو و ماشین و کرم‌های پوستی که استفاده می‌کنیم، نانوذرات، نانوکامپوزیت و نانوموادی را می‌بینیم که از آزمایشگاه‌ها و مراکز تحقیقاتی بیرون آمده و با ما در زندگی روزانه‌مان زیست می‌کنند. البته به هیچ‌وجه نباید تصور کرد که فناوری نانو اختراع قرن حاضر است. بل‌که نانو و قوانین حاکم بر آن، همواره جزیی از طبیعت‌ بوده است و حالا ما با الهام از همین طبیعت، به کشفی عظیم برای ساخت و پرداخت دنیا‌ی‌مان دست ‌یافته‌ایم. به طور مثال: سطح برگ لوتوس2(یک نوع نیلوفر آبی) از پرز‌های بسیار ریزی در مقیاس نانومتر پوشیده شده است. این پرزها که آب‌گریز نیز می‌باشند، سبب تجمع ذرات آب به شکل دانه‌های تسبیح می‌شوند. وقتی دانه‌ها به قدر کافی بزرگ و تبدیل به قطره شد، شروع به غلتیدن و لیزخوردن از سطح برگ می‌نماید (شکل 1). گفتنی ا‌ست که آلودگی‌ها و گرد و غبار نیز درون این قطره‌ها معلق شده و همراه آب به پایین می‌غلتند. بنابراین، سطح برگ همواره تمیز خواهد ماند. با تقلید از این پدیده، شیشه‌ها و پارچه‌هایی ساخته شد که «خودتمیزشونده3 » نام گرفت. بر روی سطح این محصولات، همانند برگ نیلوفر آبی، یک لایه نازک نانومتری از دی‌اکسیدتیتانیوم و یا دی‌اکسیدسیلیسیم کشیده شده که مانع از جذب آب و آلودگی‌ها می‌گردد. شکل 1. سطح برگ لوتوس حال، اجازه بدهید برای آشنایی ملموس با دنیای نانو و حضور آن در زندگی روزانه‌مان به ذکر چند نمونه بپردازم: نانو و غذایی که می‌خورید نگه‌داری، بسته‌بندی و جلوگیری از فساد و تخریب مواد غذایی در مقابل انواع باکتری‌ها و قارچ‌ها، و محافظت از آن‌ها در برابر نور و رطوبت، از جمله معضلات اصلی و همیشگی مواد غذایی بوده که موجب خسارت فراوان در این زمینه شده است. امروزه ظروفی که با استفاده از فناوری نانو ساخته می‌شوند، خواص ضدمیکروبی بالایی در مقابل انواع باکتری‌ها و قارچ‌ها دارند. این خواص به دلیل حضور نانوذرات آنتی‌باکتریال در مواد تشکیل دهنده‌ی ظروف می‌باشد. نگه‌داری مواد غذایی در ظروفی که با نانوذرات نقره ساخته می‌شود، از رشد باکتری‌ها جلوگیری کرده و غذا را به مدت طولانی‌تری در مقایسه با ظروف معمولی نگه‌داری می‌نماید. این ظروف قادر هستند میوه‌ها، سبزیجات، داروها، نان،‌ پنیر، سس و گوشت را در مدت طولانی‌تری، بدون تغییر رنگ و مزه و خواص غذایی‌شان نگه‌داری کنند. افزودن ترکیباتی مانند نانوذرات دی‌اکسید سیلیس به پوشش‌های پلاستیکی بسته‌بندی و ظروف نگه‌داری مواد غذایی، سبب مقاوم شدن آن‌ها در مقابل پارگی شده و نفوذپذیری آن‌ها را در برابر بخار آب، اکسیژن و پرتو فرابنفش کاهش می‌دهد. از این رو، این بسته‌های پلاستیکی می‌تواند غذا را سالم‌تر و تازه‌تر محافظت نماید. از طرفی، تولید بسته‌بندی‌های هوشمند می‌تواند ما را از فساد مواد غذایی آگاه سازد. این نوع بسته‌بندی شامل نانوحسگرهایی‌ست که نسبت به گازهای متصاعد شده از مواد غذایی فاسد، به شدت حساس بوده و تغییر رنگ می‌دهند. این تغییر رنگ، نشانه‌ای از فساد مواد غذایی محسوب می‌شود. نانو و لباسی که می‌پوشید پارچه‌های ضدلک، ضدآب، ضدچروک، ضدحریق و... همه‌ی این‌ رویاها با فناوری نانو محقق شده است. این پارچه‌ها که با تقلید از طبیعت (برگ لوتوس، پوست سوسک و بال حشرات) بافته می‌شود، در روی سطح خود ناهمواری‌های بسیار کوچکی در مقیاس نانو دارد که مانع از چسبیدن گرد و غبار و دیگر آلاینده‌ها به روی پارچه می‌شوند. عرضه‌ی جوراب‌هایی که حاوی نانوذرات نقره می‌باشد، با جلوگیری از رشد انواع باکتری‌ها و قارچ‌ها، بوی بد پا را از بین می‌برد. هم‌چنین، این جوراب، از خارش، سرمازدگی و ترک پاشنه پا، که سبب عفونت در بیماران دیابتی می‌شود، نیز جلوگیری می‌کند. توزیع نانوذرات سیلیکا در پارچه‌ها سبب ضدحریق شدن آن می‌شود؛ که مصارفی هم‌چون پرده،‌ سرویس‌های اتاق خواب و ... را می‌توان برای آن متصور شد.
  4. 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. ضرورت بکارگیری فناوری نانو در علوم کشاورزی و صنایع غذایی: طبق آخرین گزارش سازمان ملل متحد، حدود 800 میلیون نفر از جمعیت جهان دچار فقر غذایی هستند و شمار افراد قرار گرفته در زیر خط فقر از نظر تامین انرژی مورد نیاز روزانه بدن) روز به روز در حال افزایش است. جدیدترین پیش بینی ها حاكی از آن است كه این آمار تا سال 2020 میلادی به رقمی بالغ بر یك میلیارد نفر خواهد رسید و این بدان معناست كه حفظ نوع بشر در بلندمدت و نجات خیل عظیم انسان ها از خطر گرسنگی، نیازمند توجه ویژه ی متخصصان و سیاست مداران امروز جهان به توسعه ی پایدار و همه جانبه ی صنعت كشاورزی است. همان طور كه می دانید ورود نسل اول فناوری ها به عرصه ی كشاورزی، در چند دهه ی گذشته منجر به وقوع انقلابی در کشاورزی و گذر از كشاورزی سنتی به كشاورزی صنعتی گردید، در این دوره افزایش چشمگیری در كیفیت و كمیت محصولات كشاورزی صورت گرفت كه البته در كنار آن استفاده ی بی رویه از منابع، مشكلاتی را نیز در پی داشت. اكنون با گذشت سال ها از وقوع انقلاب کشاورزی و كاهش مجدد نسبت رشد تولیدات كشاورزی به جمعیت جهان، لزوم به كارگیری فناوری های جدید در صنعت كشاورزی پیش از هر زمان دیگری آشكار است. در این بین فناوری نانو به عنوان یك فناوری بین رشته ای و پیشتاز، رفع مشكلات و كمبود ها در بسیاری از عرصه های علمی و صنعتی، به خوبی جایگاه خود را در علوم كشاورزی و صنایع وابسته آن به اثبات رسانیده است. فناوری نانو كاربردهای وسیعی در همه مراحل تولید، فرآوری، نگهداری، بسته بندی و انتقال تولیدات كشاورزی دارد. ورود فناوری نانو به صنعت كشاورزی و صنایع غذایی متضمن افزایش میزان تولیدات و كیفیت آن ها، در كنار حفظ محیط زیست و منابع كره ی زمین می باشد. 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 و غیر 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 کند. مهمترین 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. کاربردهای نانو در زراعت : - کشاورزی دقیق (خاص مکانی) بطور كلی كشاورزی‌ دقیق یك نوع نگرش جدید در مدیریت مزرعه است. امروزه با استفاده از نانو سنسورها مشخص می شود كه هر قسمت كوچك از مزرعه به چه میزان عناصر غذائی و سم نیاز دارد و بدین وسیله از آلودگی‌ محیط زیست جلوگیری‌کرده ، سلامت محصولات و افزایش بازده اقتصادی‌ راممكن می سازد. نانو سنسور ها می توانند با کنترل دقیق وگزارش دهی به موقع نیاز های گیاهان به مرکز پردازش اطلاعات سیستم را در نگهداری محصولات یاری نماید. - ایجاد گلخانه‌های كم‌هزینه‌تر با هدف صرفه‌جویی در مصرف انرژی و دوام بیشتر در برابر رطوبت ساختارهای نانویی می توانند گلخانه هایی در حجم كم اما انبوه پدید آورند كه تقریباً با اندازه ای برابر 10 درصد كل مزارع زیر كشت در حال حاضر ، می توانند جمعیت كنونی جهان را تغذیه نمایند. در این صورت میلیونها هكتار از زمین های كشاورزی به محیط های طبیعی برای سكونت حیوانات در سراسر جهان باز گردانده می شوند . کاربردهای نانو در اصلاح نباتات: - انتقال ژن های مورد نظر به سلول های گیاهی با استفاده از نانومواد در این روش از سامانه ی رسانش نانوذرات طلای پوشیده با DNA یا RNA بداخل سلول استفاده می شود. - ساخت ابزارهای جدید برای بیولوژی سلولی و مولكولی این ابزار ها جهت تعیین مولكول‌های خاص ، شناسایی و جداسازی آن ها استفاده می شوند و کاربری بسیاری دارند که از این بین می توان به موارد زیر اشاره کرد ؛ تكنولوژی و علم تولید مثل ، اصلاح نژاد حیوانات و گیاهان ، تبدیل ضایعات به انرژی و محصولات جانبی مفید و علم و تكنولوژی كودسازی - اصلاح بذرها به شیوه اتمی کاربردهای نانو در تولید سموم و کود های موثر و کم خطر: ذرات سموم کشاورزی به وسیله عواملی از قبیل باد ، وارد هوا شده و با ورود به سیستم تنفسی انسان، آن را در معرض انواع بیماری های استنشاقی قرار می دهد، تحولات نانوفناوری، با افزایش میزان سوددهی و کاهش عوارض سموم کشاورزی ، معضلات ناشی از این سموم را رفع می کند و آنها را به محصولاتی کاملاً مفید تبدیل می کند. - تولید سموم و كودهای شیمیایی با استفاده از نانوذرات و نانوكپسول ها این نسل از سموم و کود ها قابلیت رهایش كنترل شده یا تاخیری ، جذب و تاثیرگذاری بیشتر و سازگاری با محیط زیست را دارا هستند. - تولید كریستالهای نانویی جهت افزایش كارایی استفاده از آفت‌كش‌ها استفاده از كریستالهای نانویی امکان كاربرد آفت‌كش‌ها با دفز های كمتر را فراهم می آورد و این یعنی به حداقل رساندن ورود این ترکیبات خطرناک به طبیعت. -تولید نانوکودها (Nanofertilizers) این ترکیبات نانویی به سرعت و به صورت کامل جذب گیاه شده و به خوبی نیازها و کمبود های غذایی آن را مرتفع می سازد
  5. نانو تکنولوژی یکی از علوم بسیار با اهمیت و فعال در عصر حاضر است به گونه ای که در تمام زمینه ها از جمله صنعت مواد غذائی، داروئی ، پزشکی،الکترونیک، محیط زیست،هوا فضا و ... دخالت داشته و باعث تحولات جالبی در ساخت مواد گردیده است به گونه ای که به کمک این تکنولوژی می توان بتن هوشمند،انعطاف پذیر ،خود تمیز کن، خود تعمیر شونده و بتن نیمه شفاف ساخت. در این مقاله سعی بر آن شده است تا به طور خلاصه و مفید فناوری نانو معرفی شده و سپس برخی از کاربردهای آن در صنعت سیمان وحفظ و کنترل محیط زیست مرور گردد. فناوری نانو(نانو تکنولوژی) یا فناوری ساخت مولکولی: واژه نانو یک کلمه یونانی است به معنای کوتوله. یک نانومتر (1nm) معادل با یک میلیاردم) متر می باشد که 4 برابر قطر یک اتم و 80000 بار کمتر از ضخامت موی انسان است . مهندسی و طراحی در مقیاس مولکولی اولین بار(سال 1954) توسط ریچارد فاینمن (R.Feynnman)مطرح شد که برنده جایزه نوبل فیزیک گردید. در واقع ایده آقای فاینمن این بود که می توان به کمک ماشینهای کوچک ماشینهای کوچکتر ساخت سپس این کاهش اندازه را تا سطح خود اتمها ادامه داد. فناوری نانو از دیدگاه موسسه ابداعات نانو تکنولوژی آمریکا و پژوهشگاه نانو در انگلستان، عبارت است از تحقیق، جستجو و کاوش در سطوح اتم ها ومولکولهای مواد در محدوده 1 تا 100 نانو متربه شرطی که بتوانند نقش مهمی در خواص مواد ایجاد کنند. به کمک فناوری نانو می توان اتم ها و مولکولها را به دلخواه چیدمان کرد تا به ماده مورد نظر با خواص ویژه نائل شد. با ایجاد نانو ساختارها امکان تغییر خواص ذاتی مواد از جمله دمای ذوب،خواص مغناطیسی ، رنگ ... وجود دارد. به عبارتی همان گونه که در طبیعت ، تعدادی مولکول در کنار هم قرار گرفته اند تا یک جسم بوجود آید در فضای نانو تکنولوژی تعدادی ذره در حد نانومتر(نانو ذرات) با هم دیگر جمع شده اند تا ماده ای را بوجود آورند. البته صرف ریز بودن ذرات کافی نیست بلکه مهم این است که ماده حاصل دارای خواص مورد نظر نیز باشد. نانو ذره چیست؟ نانو ذره، ذره ای است با ابعاد نانومتری در هر سه بعد . نانو ذرات به صورت پودر خشک و یا به به صورت پخش در مایع در بازار به فروش می رسند. این ذرات دارای شکلهای گوناگونی از جمله کروی ، پولکی، ورقه ای، لوله ای و میله ای یافت می شوند. از معروف ترین و مشهور ترین پودر نانوذرات که ده ها سال است استفاده می شود همان دوده یا کربن سیاه است که در تایر اتومبیلها مصرف می گردد. این ذرات دارای نسبت سطح به حجم بالائی هستند که آنها را برای استفاده در کاتالیست ها ، مواد کامپوزیتی و ... مناسب می سازد. مواد نانو ذره به صورتهای زیر تولید می شوند: 1.خردایش و کار مکانیکی 2. روش شیمی مرطوب(روش سل- ژل، روش کلوئیدی) 3. روش تولید نانو ذرات از فاز گاز 4. روش چگالش بخارات شیمیائی کاربرد نانو تکنولوژی در محیط زیست: همان گونه که می دانیم دو راه برای مبارزه با آلاینده ها در فضا وجود دارد. یکی حذف منبع آلودکننده که بهترین روش برای کاهش آلاینده هاست و دیگری کنترل منابع تولید آلاینده. به کمک فناوری نانو می توان خود سرچشمه آلودگی را حذف کرد . در این راستا می توان به تولید پارچه های ضد لک ، شیشه های خود تمیز کن، بتن خود تمیز شونده و ... اشاره کرد. از موارد استعمال نانو تکنولوژی در محیط زیست : نانو فیلتر ها (برای تصفیه پساب های صنعتی) نانو پودرها (برای تصفیه گازهای آلاینده خروجی از دودکش و اگزوز اتومبیل ها) نانو لوله ها ( برای ذخیره سازی سوخت کاملا" تمیز هیدروژن) نانو کاتالیست ها نانو فیلتر ها: نانو فیلتر، یک غشاء پلیمری بسیار نازک با حفرات نانو متری (1 تا 10 نانو متر) است که قابلیت جداسازی اجزای یک محلول از همدیگر و یا از حلال را دارد. این در حالی است که فیلتر های معمولی ذرات 100 تا 1000 نانو متر را جداسازی می کنند. به عنوان مثال به کمک نانو غشاء می توان نمک های موجود در آب مانند یونهای منیزیم و کلسیم – که باعث سختی آب می گردند - را تا 90% کاهش داد و یا می توان عناصر فلزی سمی از جمله کرم شش ظرفیتی و آرسنیک را به کمک یک نانوغشاء از آب حذف کرد. همان گونه که می دانید در مناطقی از خراسان جنوبی و بیرجند وجود رگه های فلزات سنگین در لایه های زیر زمینی باعث آلودگی آبهای زیرزمینی می گردد که خطر جدی برای ساکنین به حساب می آید. یکی از راههای حذف فلزات سمی از آب استفاده از نانو فیلتر ها می باشد. در صنعت سیمان نیز به دلیل استعمال آجرهای منیزیت – کرومیتی ، کرم سه ظرفیتی در مجاورت قلیائی ها به کرم شش ظرفیتی تبدیل می شود. تبدیل کرومیت به کرومات و حل شدن آن در آب سبب آلودگی آبهای زیرزمینی می شود. این آجرها بعد از تعمیرات از کوره خارج می شوند و به عنوان ضایعات در محیط و در معرض بارش قرار می گیرند. کرومات سمی در اثر تماس با پوست نیز مستقیما" جذب می شود. به کمک نانو فیلتر ها هوا را هم می توان تصفیه کرد. به طور کلی از نانو فیلتر ها می توان در موارد زیر استفاده کرد: تصفیه پساب رختشوی خانه ها تصفیه پساب های اسیدی واحدهای صنعتی رنگ زدائی از آب آشامیدنی بازیابی آب از فاضلاب تصفیه زباله های کشاورزی خالص سازی الکلها تصفیه آب پنیر و... نانو کاتالیستها: دراجسام نانو ذره ای ، علاوه بر کوچک بودن اندازه ذرات ، نسبت تعداد اتمهای سطحی به اتمهای داخلی افزایش می یابد به گونه ای که سطح ویژه بیشتری را فراهم می کنند لذا این ویژگی در نانو کاتالیست ها باعث افزایش سطح تماس بیشتری با مواد اولیه و در نتیجه افزایش کارائی کاتالیست می شود . به عنوان مثال از نانو کاتالیست ها در تصفیه گازهای خروجی اگزوز اتومبیلها استفاده می شود. کاتالیست های رایج که پایه پلاتینی دارند بسیار گران قیمت هستند ولی کاتالیستهای نانو ساختاری هم ارزانند و هم از راندمان کافی برخوردارند. نانو پودرها: به طور کلی پودرها ذرات ریزی هستند كه از خفرد کردن قطعات بزرگ جامد ، یا ته نشین شدن ذرات جامدف معلق در محلولها به دست می آیند. نانوپودر، پودری است که اندازه ذرات آن کمتر از 100 نانومتر باشد. برای تولید نانوپودرها ازدو روش پایین به بالا یا بالا به پایین استفاده می گردد. در روش بالا به پایین قطعه را از اندازه‌های بزرگ انتخاب و آن را آن‌قدر خفرد می‌كنیم تا به اندازه‌های نانومتری برسد. در روش پایین به بالا، اتم‌ها را دانه به دانه كنار هم می‌چینیم تا یك ساختار نانومتری به وجود آید. یکی از روشهای کاربرد نانو پودر ، مخلوط آنها با یک ماده نرم دیگر مانند سیمان می باشد . در این حالت، پودر را «نانوپودر کامپوزیتی» می‌نامند. کامپوزیت که از کلمه‌ی انگلیسی composition گرفته شده، به معنی ترکیب دو یا چند چیز است. ملموس‌ترین مثال برای كامپوزیت، كاه‌گل است. در نانوپودرهای كامپوزیتی نیز ذرات نانومتری در زمینه‌ی ذرات بزرگتر (غیر نانومتری) پراكنده شده‌اند. علت ترکیب شدن آنها اختلاف خواص این دو ماده است. در کامپوزیت معمولاً زمینه از یک ماده‌ی نرم و افزودنی از ماده‌ی سخت انتخاب می‌شود. در این صورت، هنگامی‌ که به ماده نیرو وارد می‌شود، زمینه نیرو را به رشته یا پودر اضافه‌شده منتقل می‌كند تا بتواند در برابر نیروی واردشده‌ مقاومت بیشتری داشته باشد. فناوری نانو در صنعت سیمان و بتن: نانو سیمان چیست؟ سیمانی با اندازه ذرات نانومتری(کمتر از 500 نانو متر)می باشد . جهت تولید سیمان با اندازه نانو دو روش وجود دارد: 1. سنتز نانو سیمان که در این روش از ابزارهای مکانیکی به منظور سنتز شیمیائی و جداسازی ذرات با اندازه نانو از ذرات بزرگ سیمان استفاده می شود. 2. این روش مربوط به ساختار هیدراته سیمان است. با استفاده از نانو سیمان می توان یک نانو بتن ساخت. نانو بتن، بتنی است که از سیمانی با ذرات کوچکتر از 500 نانومتر ساخته شده باشد. بتن معمولی از سیمانی با ذرات چند نانومتری تا حداکثر 100 میکرومتر تشکیل شده است. البته شایان ذکر است که بتن معمولی هم دارای ذرات بسیار ریز و در حد نانو می باشد اما مسئله اینجاست که داشتن ذراتی با ابعاد نانو برای تولید نانو مواد کافی نیست بلکه باید مقدار و موقعیت این ذرات در مواد قابل کنترل باشد به عبارتی در فناوری نانو کنترل ویژگی ها از دستیابی به ابعاد نانو مهم تر است. از کاربردهای نانو بتن می توان به تولید محصولات بتن نیمه شفاف، پوششهای بتنی مقاوم( در مقابل خراش، نور، مواد شیمیائی و...)بتن خود تمیز شونده، بتن خود تعمیر شونده و ... اشاره کرد. بتن خود تمیز شونده بتن نیمه شفاف از مخلوط فیبرهای شیشه با مخلوط خرده سنگ،سیمان و آب و با بکار بردن نانوتکنولوژی می توان به تولید بتن نیمه شفاف دست یافت که از آن برای ساخت پلها و ساختمانها می توان استفاده کرد. البته محصول فوق بسیار پرهزینه بوده و فعلا" در حد آزمایشگاهی تولید می شود. همچنین گفتنی است که به کارگیری فناوری نانو در بتن به دو روش امکان پذیر است: 1.استفاده از نانو سیمان 2.استفاده از نانو افزودنی ها اختلاط مناسب نانو ذرات با سیمان شرط مناسب ایجاد و کنترل خواص مورد نظر است. نانو سیمان ها برای ساخت برجهای بلند ،نظامی(ضد گلوله)، ساختمان ریاست جمهوری و ... مصرف می گردند. استفاده از این افزودنی ها در تولید سیمان ، علاوه بر بهبود خواص سیمان موجب مصرف کمترسیمان ،کاهش مصرف انرژی و کاهش گازهای گلخانه ای می گردد. نانو ذرات مورد استفاده در صنعت سیمان عبارتند از: 1.نانو آلومینا: افزودن این نانو ذره به سیمان باعث افزایش مقاومت فشاری و مدول الاستیسیته نسبت به سیمانهای معمولی می گردد. به عنوان مثال مدول الاستیسیته سیمان حاوی 5% نانو آلومینا در طی 28 روز، 143% افزایش یافته در حالی که در سیمانهای حاوی میکروسیلیکا این عدد معادل 15% می باشد. همچنین نتایج نشان می دهد که مقاومت فشاری 7 روزه سیمانهای حاوی نانو آلومینا 30% نسبت به سیمان پرتلند معمولی بیشتر است. 2.نانو اکسید آهن: استفاده از این نانو ذره در سیمان نیزباعث افزایش مقاومت فشاری سیمان میشود. البته برای استفاده از نانو اکسید آهن حد بهینه وجود دارد زیرا مقدار بیشتر باعث عدم پراکندگی مناسب و تجمع نانو ذرات در سیمان گشته و موجب کاهش مقاومت فشاری می گردد. 3. نانو اکسید روی: مصرف این نانو ذره بجای درصدی از cao موجود در کلینکر سبب پایداری فاز c3s شده و افزودن 5% از این نانو ذرات به سیمان موجب حداکثر رشد مقاومت فشاری 166 مگا پاسکال می گردد. 4.نانو سیلیکا: سیلیکا نقش مهمی در چسبندگی و پرکنندگی بتن ایفا می کند. نانوذرات سیلیکا دارای شکل گلوله ای با قطر کمتر از 100nm هستند که به صورت ذرات خشک پودری یا به صورت معلق در مایع محلول قابل انتشار می باشند. تحقیقات نشان می دهدکه واکنش پذیری و مقاومت فشاری 7 روزه و 28 روزه سیمانهای حاوی ذرات نانو سیلیکا بیشتر از سیمانهای حاوی ذرات میکرو سیلیکا می باشد. همچنین نانو سیلیکا به عنوان یک ماده پرکننده در ساختار بتن عمل کرده و افزودن 3% نانو سیلیکا به ملات سیمان باعث کاهش اندازه کریستالهای CH شده و به عبارتی جمع تر شده و در نتیجه سطح مشترک مواد واکنش دهنده مناسبتر می باشد. اضافه کردن نانو سیلیکا زمان گیرش را هم تحت تاثیر قرار می دهد به گونه ای که گیرش اولیه سریعتر شده و تفاوت بین زمان گیرش اولیه و گیرش نهائی به دلیل کاهش نفوذپذیری (متراکم بودن ساختار نانوسیمان) بیشتر می باشد. بحث و نتیجه گیری: جهت پی بردن به اهمیت فناوری نانو فقط کافی است بگوئیم که این دانش در عرصه جهانی سبب کاهش 10 درصدی مصرف انرژی در دهه اول هزاره جدید خواهد شد به طوری که ارزش آن معادل یک میلیارد دلار می باشد.طبعا" به دنبال آن انتشار آلاینده های زیست محیطی نیز کاهش می یابد. هر چند برخی معتعقدند که استفاده از این تکنولوژی معضلات جدید زیست محیطی ایجاد می کند مانند تولید مواد سمی جدید. به هر حال توسعه این دانش در تمام زمینه ها می تواند چاره گشا باشد. درایران نانو تکنولوژی بیشتر به سمت تولید مواد شیمیائی و داروئی گرایش دارد و در زمینه تولید مصالح ساختمانی و سیمانی چندان پیشرفتی نداشته است.
  6. کاربرد نانو در صنایع دریایی

    قدرت دریایی هر كشور از عناصر مختلفی تشكیل می شود. این عناصر می توانند با ناوگان نظامی، ناوگان تجاری، ناوگان صیادی، ناوگان شناورهای مردمی ، مراكز آموزش دریایی و صنایع دریایی تشكیل شوند. یكی از قسمتهای مهم این قدرت دریایی، بخش صنایع دریایی است. در وضعیت فعلی كه كشور 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 دفاعیکشور ایران را دارند بنابراین ضرورت و اهمیت وجود یك صنایع دریایی قدرتمند و موثر آشكارتر 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 مشكلاتی را ایجاد می نمایند در این صورت امكان تهیه برخی از اقلام ضروری از مسولان مربوطه گرفته خواهد شد، پس باید صنعت دریایی نیازمندیهای بخش دفاعی را تامین نماید و توان نظامی كشور را ارتقا بخشد. این امكان مستلزم افزایش قابلیت های موجود و استفاده مفید از همه ظرفیتهای آن بخش می باشد. كه همكاری 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، بیوتكنولوژی و فناوری اطلاع رسانی به عنوان سه قلمرو علمی نام می برند كه انقلاب سوم صنعتی را شكل می دهد. از همین روست كه كشورهای در حال توسعه كه اغلب از دو انقلاب قبل جا مانده اند، می كوشند با سرمایه گذاری در این سه قلمرو، عقب ماندگی خود را جبران كنند. همان گونه كه در این گزارش می خوانید، نانوتكنولوژی كاربردهای گسترده ای در تمام حیطه های زندگی دارد و از این رو توسعه آن می تواند به بهبود و تسهیل زندگی كمك فراوان كند. 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. در ایران بدلیل فقدان تصمیم گیری بموقع ، به این فرصتها پس از گذشت سالیان طولائی آن بها داده می‌شد ، همچون فنآوری الکترونیک و کامپیوتر در دو سه دهه گذشته که امروزه علیرغم توانائی دانشگاهی و داشتن تجهیزات آن ،ایران هیچگونه حضور تجاری در بازارهای چند صد میلیاردی آن ندارد. 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 نانوتكنولوژی: 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 تكنولوژی از یك رشته علمی خاص مشتق نمی شود. با وجودی كه نانو تكنولوژی بیشترین وجه مشترك را با علم مواد دارد، خواص اتم و ملكول 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 تكنولوژی كار می كنند. پیشوند نانو از كلمه یونانی به معنای كوتوله 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 شركت لاكس ریسرچ درنیوریورك، بودجه كل تحقیق و توسعه نانو تكنولوژی دولت ها و شركت 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 لاكس ریسرچ در سال های آینده، شركت ها احتمالاً بودجه بیشتری از دولت ها صرف این علم خواهند كرد. .در خلال شش سال پیش از ،2003 سرمایه گذاری در نانو تكنولوژی توسط سازمان های دولتی هفت برابر شده است. این حجم سرمایه گذاری انتظارات را به اندازه ای افزایش داده است كه شاید قابل تحقق نباشد. برخی معتقدند شركت های نانو تكنولوژی مانند حباب شركت های اینترنت در سال های اخیر از بین خواهند رفت. اما دلایلی وجود دارد كه نشان می دهد درباره مخاطرات آن گزافه گویی شده است. سرمایه گذاران خصوصی اكنون بسیار محتاط تر از دوره رونق شركت های اینترنت هستند و بیشتر پولی كه دولت ها در این زمینه اختصاص می دهند، صرف علوم پایه و فناوری هایی می شود كه تا سال ها در اختیار همگان قرارنخواهد گرفت. با این حال كیفیت برخی محصولات موجود با كاربرد نانو تكنولوژی 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 میكروبی پیدا كرده است. با اتصال ملكول های ایجاد كننده مانع به فیبر پنبه، پارچه هایی تولید شده است كه ضد لكه و بو است. راكت های تنیس با افزودن ذرات ریز تقویت شده است. در درازمدت نانو تكنولوژی به نوآوری های بزرگتری خواهد انجامید، از جمله انواع جدید حافظه كامپیوتر، فناوری پزشكی و روش های تولید انرژی بهتر مانند سلول های خورشیدی. طرفداران این فناوری می گویند نانو تكنولوژی به تولید انرژی پاك و تولید بدون مواد زائد و غیره خواهد انجامید. مخالفان آن معتقدند نانوتكنولوژی 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 كنند، اما به هرحال باید از نانو تكنولوژی استقبال كرد. 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 زمینه فناوری‌نانو، کاربردها، مزایا ودورنمای آینده آن مطرح است. صنایع دریایی حوزه وسیعی از صنایع از قبیل ساخت كشتی؛ زیردریایی و سكوهای 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 گسترده صنایع دریایی می‌تواند بازار خوبی برای محصولات فناوری‌نانو در ایران باشد و زمینه 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 كدام می‌توانند پشتوانه و مهد توسعه علم و فناوری باشند. سه دسته‌بندی کلی صنا‌یع دریایی عبارتند از: 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 یك تجربه ساخت ده‌ها فروند شناور دارند. 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 كارنامه فعالیت خود دارند. 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 كاربردهای آن را می‌توان به‌طور كلی 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: 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. 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. 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. 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 . 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. 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. 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. 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. نانوفیلتراسیون: از جمله ویژگی‌های این فناوری می‌توان به جذب ذرات بسیار ریز محیط اشاره كرد كه در جذب مونوکسید و دی‌اکسید کربن كاربرد 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. 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. 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) . اكنون می توان از نانولوله‌های کربنی برای ذخیره هیدروژن استفاده كرد؛ زیرا دیگر نیازی به دمای پایین، فشار بسیار بالا و تحمل وزن سنگین نخواهد داشت؛‌ این كار تحول عظیمی را در فناوری پیل سوختی ایجاد خواهد كرد. 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 اندكی كه ذخیره می‌كنند 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 برابرف زمان فعلی خود در زیر آب بمانند. علاوه بر آن فناوری‌نانو با كاهش وزن بسته‌های باطری، کاربردهای ارزنده‌ای در فناوری هوافضا، هواپیماهای بدون سرنشین، اتومبیل و شناورهای تفریحی کوچک پدید می‌آورد. 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. سرامیك‌ها از جمله این موادند كه 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.
  7. - صنایع غذایی 1-1- روکش کردن آنزیم‌ها یکی از دغدغه‌های شرکت‌های صنایع غذایی جهان، بهبود کیفیت، نگهداری و بسته‌بندی "مواد غذایی" برای دور نگه داشتن آنها از آسیب باکتری‌ها و آنزیم‌های تخمیرکننده است. مثلا این‌که چگونه می‌توان طول عمر و ماندگاری شیر را افزایش داد؟ (البته شیر خوراکی نه شیر جنگل) یا این‌که چگونه می‌توان از آلوده ‌شدن محیط زیست توسط مواد زائد یا پساب‌های کارخانه‌های صنایع غذایی جلوگیری کرد؟ زیرا در آنها آنزیم‌ها و پروتئین‌های فراوانی وجود دارد که با ایجاد محیط مناسب برای رشد باکتری‌ها و انگل‌ها، محیط زیست را آلوده می‌سازند. فساد مواد غذایی، اغلب به دو روش صورت می‌گیرد: 1- توسط یک عامل میکروبی خارجی. 2- توسط آنزیم‌هایی که واکنش‌های تخمیری را سرعت می‌بخشند. آنزیم‌ها، پروتئین‌هایی هستند که سرعت واکنش‌های شیمیایی را بالا می‌برند، مثلا می‌توانند زمان فاسد‌شدن میوه‌ها را از چند ماه به چند روز کاهش دهند. البته باید به این نکته توجه داشت که می‌توان از آنزیم‌ها برای تولید مواد با ارزش غذایی سود جست و در فرآیندهای مفیدی مانند "تخمیر نان" و "تخمیر شیر در تولید پنیر" از آنها استفاده کرد. همچنین آنزیم‌هایی به نام "پکتیناز" در صنایع تولید آب‌ میوه برای شفاف کردن آن به کار می‌روند. اگر بتوان به روشی آنزیم‌ها یا باکتری‌ها را از محیط عمل دور کرد، فرآیند فساد مواد غذایی به تأخیر می‌افتد. با تکامل فناوری نانو و شناخت محققین از ذرات ریز و بنیادی مواد و دست بردن در ساختار مواد از طریق ریزترین ذرات آنها، توانایی‌های جدیدی در صنایع مختلف -از جمله صنایع غذایی- به وجود آمده‌است، به عنوان مثال می‌توان به "روکش‌کردن آنزیم‌ها و پروتئین‌ها" اشاره کرد. با روکش‌کردن آنزیم‌ها، آنها را از محیط فعالیت دور کرده و مانع از فعالیت آنها می‌شوند. به این ترتیب، فساد مواد غذایی به تأخیر می‌افتد و طول عمر آنها افزایش می‌یابد. آنزیم‌ها تنها در محیط‌های زنده رشد و فعالیت می‌کنند و در خارج این محیط‌ها به سرعت تخریب می‌شوند. یکی از پروژه‌های مهم که در مراجع علمی مورد توجه قرار گرفته است، روکش‌کردن آنزیم "توسط یک ساختار پلیمری" است. با این روش آنزیم‌‌ها تا 5 ماه فعال می‌مانند. به گفته‌ محققین تبدیل آنزیم‌های آزاد به این نانوذراتِ حاوی آنزیم، باعث ثبات خاصیت کاتالیزوری آنها می‌شود. در این روش یک شبکه کامپوزیتی را با فرآیند پلیمریزاسیون در اطراف هر مولکول آنزیم ایجاد می‌کنند تا از تخریب آن جلوگیری شود. این نانوذراتِ حاوی آنزیم قطری حدود 8 نانومتر دارند و در دمای 4 درجه‌ سانتی‌گراد تا 5 ماه عمر می‌کنند. "روکش‌کردن آنزیم‌ها"، یکی از فرآیندهای مهم در صنایع غذایی برای حفظ، افزایش کیفیت و بهبود بسته‌بندی مواد غذایی است، که با پیدایش فناوری نانو، اجرای آنها آسان‌تر شده‌است. شکل 1. آنزیم ها در ساختار پلیمری لانه زنبوری محبوس شده‌اند.
  8. صنایع خوردرو سازی از بزرگ ترین صنایع جهان می باشد و در کشور ما نیز از اهمیت بسزایی برخوردار است.با توجه به رشد روز افزون و پیشرفت صنعت خودروسازی استفاده از فناوری های نوین نیز در این صنعت از اهمیت فراوانی برخوردار است و نانوفناوری به عنوان یکی از مهم ترین عوامل در این زمینه حائز اهمیت می باشد. فناوری نانو به عنوان انقلاب صنعتی قرن آینده اثرات فراوانی در صنایع گوناگون خواهد داشت.یکی از چشم اندازهای امیدوارکننده این فناوری پیشرفته، تحول در صنعت خودروسازی است.یکی از اصلی ترین موضوعات فناوری نانو، ساخت مواد با خواص جدید است.این مواد ارزش افزوده وکارایی بسیار بالاتری در تمام صنایع خواهد داشت که صنعت خودرو نیز از آن مستثنی نمی باشد. در این مقاله به منظور درک اهمیت این فناوری برای مدیران و کارشناسان صنعت خودرو، نگاهی گذرا به کاربردها، شرکت های فعال در این حوزه و محصولات تجاری شده آن خواهیم داشت. فناوری نانو، توانمندی تولید مواد، ابزارها و سیستم های جدید با دردست گرفتن کنترل در سطح مولکولی و اتمی و استفاده از خواصی است که در آن سطوح ظاهر می شود.گستردگی علوم و فناوری نانو موجب تعریف کاربردهای بسیار زیادی در عرصه های مختلف علمی و صنعتی شده است.کاربردهای فناوری نانو در همه جا همراه با هزینه کمتر، دوام عمر بیشتر، مصرف انرژی پایین تر، هزینه نگهداری کمتر و خواص بهتر است. از هم اکنون بازار بزرگی برای به کارگیری مواد جدید در محصولات فعلی در حال شکل گیری است، موادی می توانند خواص جدید و فوق العاده ای به محصولات موجود بخشیده و موجب کاهش قیمت تمام شده آنها شوند.به عنوان نمونه نانو لوله های کربنی با وزن بسیار کمتر و استحکام بسیار بیشتر نسبت به موادی چون فولاد، بخش زیادی از صنایع را در آینده تحت تاثیر خواهد داد. صنعت خودروسازی یکی از بزرگترین صنایع جهان است و در کشور ما نیز از اهمیت خاصی برخوردار می باشد.توجه به کارگیری فناوری های جدیدی چون فناوری نانو، در چنین صنعتی ضروری است. یکی از اصلی ترین موضوعات فناوری نانو، ساخت مواد با خواص جدید است.این مواد ارزش افزوده بسیار بالا و کارایی بالاتری در تمام صنایع خواهند داشت که صنعت خودرو نیز از آن مستثنی نمی باشد. ساخت بدنه های سبک تر و مقاوم تر برای خودرو، ساخت لاستیک هایی با مقاومت سایشی بهتر، ساخت قطعات موتور با عمر چند برابر، کاهش مصرف سوخت خودرو، ساخت باتری هایی با انرژی بالا و دوام بیشتر، نانوساختارهایی مبتنی بر کربن به عنوان سوپر اسفنج هیدروژنی در خودروهای پیل سوختی، ساخت حسگرهای چند منظوره برای کنترل فرایند مختلف در خودرو، ساخت کاتالیزورهای اگزوز خودرو برای کاهش آلودگی هوا، ساخت لایه های خیلی محکم با خصوصیات ویژه ای مثل الکتروکرومیک (رنگ پذیری الکتریکی) یا خودپاک کنندگی برای استفاده در شیشه ها و آینه های خودرو و سازگار کردن خودرو با محیط زیست و بسیاری موارد دیگر از جمله کاربردهایی هستند که فناوری نانو در صنعت خودرو خواهد داشت.همچنین جایگزینی کربن سیاه( Black Carbon) تایرها با ذرات رس و پلیمرهای نانومتری، فناوری جدیدی است که تایرهای سازگار با محیط زیست و مقاوم در برابر ساییدگی را به ارمغان می آورد. یکی از اثرات مثبت فناوری نانو، بالا بردن بازده موتورهای احتراق داخلی فعلی است.این موتورها حدود پانزده درصد انرژی ذخیره شده در بنزین محرکه تبدیل می کنند، از طرف دیگر وزن متوسط خودروهای امروزی حدود هزار و پانزده کیلوگرم می باشد، ولی با استفاده از فناوری نانو، پیش بینی می شود که بتوان بازده را تا پنج برابر افزایش داد و نیز وزن وسایل نقلیه را به میزان 10 برابر کاهش داد؛ پس می توان امیدوار بود که وسایل نقلیه با استفاده از این فناوری تا 50 درصد بهبود کارایی داشته باشند. کل درآمد صنایع خودروسازی از یک تریلیون فراتر می رود (مثلا فروش شرکت جنرال موتورز که حدود 15/1 درصد از بازار 2001 را در دست داشت، در این سال 177/3 میلیارد دلار در این سال بود). الگوهای خرید وسایل نقلیه جدید، تابع اقتصاد جهانی است.در شرایط رکود فعلی، عوامل اقتصادی مثل مصرف اندک سوخت و سوخت های جایگزین اهمیت فزاینده ای دارد.با افزایش میزان تولید جهانی و کاهش سود تولیدکنندگان خودرو و صنعت حمل و نقل بیش از همیشه خواهان اصلاحاتی در محصول و فرایند تولید می باشند. خصوصیات ویژه صنعت خودروسازی، آن را به بازاری مستعد برای ورود فناوری نانو تبدیل کرده است.این بازار بسیار بزرگ است و با پیشرفت زمان، توسعه سریعی برای ایجاد محصولات جدید دارد (حداقل در مقایسه با دیگر محصولات پیچیده). صنعت خودرو از طرفی در معرض فشارهای ناشی از قیمت سوخت و مسائل ایمنی و از طرف دیگر به شدت تحت تاثیر سلایق و تنوع درخواست مشتریان برای مدل های جدید خودرو است.بنابراین تمایل به ورود فناوری های نوین در این صنعت وجود دارد.خودرو مثل البسه برای بسیاری از افراد ضروری نیست، بلکه وسیله ای برای ابراز شأن و منزلت و سبک زندگی نیز به شمار می رود.به دلیل موارد مذکور صنعت خودرو یکی از اولین نقاط ورود فناوری هایی است که بیش از عملکرد، نوگرایی در آنها مطرح است.پوشش های پنجره الکتروکرومیک، که می توانند به صورت دلخواه یا خودکار شیشه ها را تیره سازند، یک کاربرد بالقوه فناوری نانو است که احتمالا پیش از نفوذ به دیگر بازارها همچون صنعت ساختمان در ساخت خودروهای پیشرفته جایگاهی خواهند یافت. عوامل اصلی رقابت در صنعت خودروسازی همانند سایر بخش ها، رقابت در صنعت خودروسازی از یک سو در زمینه تلاش برای کاهش هزینه ها، و از دیگر سو، افزایش کارایی و غلبه بر مشکلات زیست محیطی است. عوامل اصلی رقابت در صنعت خودروسازی عبارتند از: ـ قیمت ـ ایمنی و امنیت ـ کارایی سوخت ـ ارتباطات/اطلاعات ـ عملکرد بهتر ـ کاهش آلودگی هوا ـ زیبایی ـ راحتی در تمامی این زمینه ها، شرکت های خودروسازی یا در حال استفاده از فناوری نانو برای کسب قدرت رقابت بالاتر هستند، و یا این فناوری، در آینده توسط این شرکت ها به کار گرفته خواهد شد.بسیاری از کاربردهای پیشنهادی فناوری نانو، مشخصات نسل بعدی خودروها را تعیین خواهد کرد.استفاده از فناوری نانو به عنوان قدرتمندترین فناوری توانمند ساز موجب به دست گرفتن نقش رهبری در زمینه این فناوری خواهد شد. فناوری میکرو نانو در حال تغییر دادن صنعت خودرو می باشند.تولید کنندگان صنعت خودرو نیز مشتاق استفاده از نوآوری برای بهبود عملکرد، راحتی و ایمنی خودرو می باشند.عامل تصمیم گیرنده برای پذیرش این فناوری ها مقرون به صرفه بودن آنهاست. بنابراین در چند سال بعدی پیشرفت های اصلی فناوری نانو در زمینه زیر خواهد بود: ـ عملکرد بهتر: مربوط به کارایی موتورهای بهبود یافته و استفاده از مواد سبک ومستحکم تر می باشد که همگی آنها تحت تاثیر فناوری نانو قرار خواهند گفت. ـ به کارگیری لایه های نازک بر روی بلبرینگ ها و قطعات تحت اصطکاک به جای استفاده از روان کننده ها ـ فیلتر های الکترواستاتیک جدید ـ کاتالیزورهای جدیدی که از مواد بسیار متخلخل و سطوح انتخابگر شیمیایی بهره می برند. ـ نانو ذرات در افزودنی های رنگ ها به کار رفته و اثرات رنگی جدید، سختی بیشتر، و دوام بالاتر را موجب می شوند. کاربردهای میان مدت شامل قطعات موتور ساخته شده از سرامیک های جدید، پلاستیک های با استحکام بالا، و عایق های لرزشی بهتر مبتنی بر نانو سیالات مغناطیسی می باشد. کابردهای بلند مدت شامل سیستم یاری رسان رانندگی مبتنی بر واقعیت تکمیل شده، خودروهایی که با انرژی تجدیدپذیر کار می کنند و تولید شخصی می باشد. نتیجه گیری همان طور که ملاحظه کردید فناوری نانو تاثیرات زیادی در بخش های مختلف خودرو، از جمله رنگ، شیشه بدنه، لاستیک، پیل سوختی، و بسیاری از مواد دیگر خواهد داشت. کشور ما با داشتن منابع غنی معدنی و مخازن عظیم نفتی باید انگیزه بیشتری برای دستیابی به این فناوری داشته باشد. تاثیرات فناوری نانو بر ارتقا کیفیت مواد به کار رفته و در قسمت های مختلف خودرو وخصوصیات ویژه ای که آن مواد پیدا می کنند مهمترین مقوله ای است که باید به آن توجه کرد.همچنین تاثیرات بسزایی که استفاده از این فناوری در محیط زیست می گذارد قابل توجه است.مواد اولیه مورد نیاز برای هر صنعت، نقش مهمی در کیفیت ، قیمت و قابلیت های محصول تولید شده آن صنعت دارد.اگر بتوان از موادی با کیفیت بهتر، قیمت کمتر و کارایی بیشتر در ساخت قطعات خودرو استفاده کرد، خودروهای آینده علاوه بر آلودگی کمتر، از قیمت مناسب و قابلیت های بیشتر برخوردار خواهند بود. با توجه به هشیاری روزافزون جهانی در بخش فناوری نانو و اقدامات صنایع مختلف از جمله صنعت خودروسازی در جهان، ما نیز باید درصدد باشیم که سهمی هرچند اندک از این بازار را در دست بگیریم.با مطالعه کارهای تجاری شرکت های خودروسازی در می یابیم که شرکت های بزرگ در این زمینه کارهای تجاری کوچکی را انجام داده اند.گرچه در زمینه تحقیقاتی فعالیت فراوانی کرده اند اما در تولید تجاری مثلا با استفاده از فناوری نانو دست به تولید رکاب برای یک خودرو زده اند (شرکت جنرال موتورز) با یک قاب آینه (شرکت فورد) که شاید از اهمیت خاصی برخوردار نیست، اما در حقیقت تلاش تجاری آنها به منظور در دست گرفتن بازار بوده است تا کارهای تحقیقاتی تجاری و آزمایشگاهی شان را با ارزیابی های تجاری در آینده به صورت تولید انبوه درآورند. نکته دیگر که باید به آن توجه کرد توسعه دیگر صنایع پایین دستی و بالادستی است.تقاضای شرکت های خودروسازی مثلا نانوکامپوزیت ها می توانند سازندگان این مواد را به تحریک وادار و باعث پیشرفت صنایع پتروشیمی برای تولید نانوکامپوزیت گردد، که "تا نیاز وجود نداشته باشد چیزی به وجود نمی آید".باید درخواست از طرف یک مصرف کننده باشد تا تولید کننده بتواند خطر کند و پا به عرصه بازار بگذارد. شرکت های خودروسازی ما باید توجه داشته باشند که با تحقیق و توسعه، تولید محصولات بهبود یافته با کمک فناوری نانو درخواست های منطقی تولید کنندگان داخلی و خارجی را پاسخ دهند و سهمی از بازار را به دست گیرند. در مجموع سیاست گذاران و بخش های تصمیم گیری صنعت خودرو باید از گستره فرصت های ارائه شده توسط این فناوری آگاه شوند تا بتوانند سیاستی مطلوب اتخاذ کنند.با برگزاری سمینارها و کارگاه های آموزشی و ارتباط با دانشگاه ها می توان این امر را سرعت بخشید و سپس تولید، هرچند اندک می تواند برایمان کارگشا باشد (حتی اگر امکان تولید داخلی نبود می تواند با کسب اطلاعات کافی درباره تاثیرات صنعت خودروسازی از فناوری نانو، با چشمان باز، واردات و انتقال فناوری را هدایت کرد).
  9. فناوري نانو و صنعت ساختمان

    فناوری نانو در صنایع ساختمان هم نقش بسزایی دارد، در این راستا بیشترین سهم را صنایع فولاد، شیشه وبتن ایفا می کنند. کاربرد نانو ذرات در صنعت ساختمان که مهمترین آن ها نانولوله های کربنی(CNT (و دی اکسید تیتانیوم(TiO2) هستند، عموما" در سازه های اصلی باعث افزایش خواص مکانیکی نمونه ها شده و در بخش نازک کاری نیز کاربرد نانو پوشش ها در نمای داخلی وخارجی ساختمان ها نیز از اهمیت ویژه ای برخورداراست. نانو پوشش ها ی ساختمان ضمن اینکه باعث دفع آب شده وجذب کثیفی را به حداقل می رسانند، نمای ساختمان را در مقابل اشعهUV مقاوم می سازند. این نانو پوشش ها در سطوحی از جمله؛ سیمان، آجر، سفال، سنگ معمولی، کاشی ، مرمر، چوب، سرامیک، شیشه، فولاد وبتن به کار می روند. ساخت بتن تقویت شده، خود تعمیر کننده و خود تمیز شونده، شیشه های خود تمیز شونده، مقاوم در برابر آتش وکنترل کننده انرژی ودر نتیجه صرفه جویی درمصرف انرژی، استفاده از رنگ های حاصل ازعلم نانوکه باعث عدم نفوذ باکتری ها به ساختمان های اداری، مسکونی، بیمارستان هاوغیره شده وبه آنهاعمری طولانی، محیطی عاری از باکتری و ماهیتی غیر قابل کثیف شدن وفرسودگی می بخشند نیز از دیگر کاربردهای مهم فناوری نانو در صنعت ساختمان است. بدین ترتیب به راحتی می توان تشخیص داد که ما با دنیای تازه ای به نام فناوری نانو روبروهستیم. متخصصان علم نانو براین باورند که بعد از تولید ماشین های بخار، موتور وتوسعه IT ، فناوری این علم افق های تازه ای رابه دنیای انسان ها بازخواهد کرد. فناوری نانو، قادراست مواد را تا اندازه ای کوچک کند که با دوباره سازی آن ها بتوان مواد وفنآوری های جدیدی را به دنیا عرضه نمود. برای مثال، گل رس وسرامیک را می توان به ابعاد نانو درآورده وبه صورت پودر با نانو پلیمرها مخلوط کرده ودر محیطی خنثی مصالحی سخت ومقاوم را که نمونه آن تا به حال دیده نشده بوجود آورد. فناوری نانو وپوشش های ساختمانی نانو پوشش های ساختمان درسطوح داخلی وخارجی ساختمان ها ازجمله: سطوح شیشه ای، پلاستیکی، چوبی، فولادی، سنگی،آجری، کاشی، سرامیکی،سیمانی و بتنی و... استفاده می شوند. دراین سطوح (سطوح هوشمند) که عموما" فوق آبدوست و یا فوق آبگریزهستند واکنش ها برروی سطح صورت می گیرد. لازم به ذکر است که نانوپوشش ها ساختمان آنتی باکتریال بوده وبرای سلامتی انسان بی ضررهستند. نانو پوشش های سنگ وچوب این نانو پوشش ها ی آنتی باکتریال، مقاوم در برابر آب، هوا، مواد ارگانیکی و غیر ارگانیکی هستند و یکی از پوشش های اصلی صنعت ساختمان به شمار می روند. نانو پوشش های سنگ وچوب ترکیباتی هستند که ضمن حفظ ظاهر اصلی سطح باعث عدم ایجاد چسبندگی در سطح شده و آب، چربی وسایرو آلودگی ها را از سطح دفع می کنند. ضمنا" نانو پوشش های سنگ وچوب برای سطوح سنگی نفوذ پذیرکه خاصیت مکندگی دارند نیز موارد استفاده بسیاری دارند. ترکیبات این نانو پوشش ها معمولا" شامل الماس، نقره، شیشه و سرامیک می باشند و باتوجه به موارد مصرف ممکن است متفاوت باشند، اما در اکثرآن ها فاز حامل آب والکل است وذرات آنها تا 300 درجه سانتيگراد مقاوم هستند. مزیت ها: پوشش سطوح منفذ دار، حفظ تنفس سطوح، حفظ سطوح در برابرعوامل محیطی، امکان تمیز شدن لک ها ازجمله؛ چربی ها وروغن ها با آّب، جلوگیری از ایجاد کپک، جلبک و مشابه آنها و محافظت سطوح ازتاثیرنم وکثیفی ها. موارد مصرف سطوح چوبی نانوپوشش های سنگ وچوب، علاوه بر استفاده در سطوح چوبی معمولی برای سطوح چوبی جلادار وسطوح چوبی رنگ شده هم مورد استفاده قرارمی گیرند. درسطوح چوبی جلادارسه ماه پس ازاعمال جلا مورد استفاده قرارمی گیرند وبرای سطوح چوبی رنگ شده ازنانوپوشش های چند منظوره استفاده می شود. سیمان های الیافی ساختمان هایی که با سیمان های الیافی ساخته می شوند پس از مدتی به منبع لکه وکثیفی تبدیل می شوند. سیمان استفاده شده درنمای ساختمان ها، کثیفی هاوکپک ها رامکیده وباتاثیر نورخورشید آنها رابخوبی درداخل ماتریس جایگزین می کند و دورکردن این لکه ها وکثیفی ها کار بسیار مشکلی است. استفاده ازنانوپوشش های سنگ وچوب درنمای ساختمان باعث عدم نفوذ کثیفی ها، باکتری ها وغیره به داخل ماتریس می شوند وظاهر اولیه نما را به خوبی حفظ می نمایند. آجرها وسرامیک ها درخت های بزرگ اطراف ساختمان ها با به جا گذاشتن آثار خود برروی سطوح ساختمان ها باعث می شوند نمای ساختمان ها به مرور زمان رنگ سبز درختان رابه خود گرفته وبرای تمیز کردن آن ها می بایست ازابزارتمیزکننده بافشارهای قوی استفاده شود، اما این عمل نیز باعث می شود پس از چند ماه درسطح ساختمان چسبندگی بیشتری ایجاد شود و سریع تر وراحت تراز قبل کثیفی ها رابه خود جذب کنند دراین گونه موارد نیز استفاده از با نانوپوشش های سنگ وچوب ضروری به نظر می رسد. ماسه سنگ ها و بتن گازی بتن گازی وماسه سنگ هایی که ساختار سفید رنگی دارند واغلب در آتلیه ها و ایوان ها به کار می روند، کثیفی ها وچربی ها را جذب کرده وظاهر آنها خیلی سریع به صورت نامطلوبی تغییرمی کند. در این شرایط استفاده ازتمیز کننده های بافشار بسیار قوی نیز کارساز نمی باشد. اما در صورت استفاده از نانو پوشش های سنگ وچوب درحالی که به سطح اجازه تنفس داده می شود، باعث عدم نفوذ مواد به سطح می شوند، بدین ترتیب رنگ وساختار اصلی سطح حفظ می شود. کاشی ها و لوح های سنگی استفاده ازنانوپوشش های سنگ وچوب باعث می شوند ساختمان ها همراه با باغچه ها و مجسمه های اطراف آن ها از تاثیرات محیطی محفوظ مانده و به مرورزمان در رنگ آن ها تغییری ایجاد نشود. شیشه نانو پوشش های شیشه در صنایع ساختمان واتومبیل بیشترین کاربرد را دارند، در ادامه به برخی ازکاربرد های آنها در صنایع ساختمانی اشاره شده است. شیشه های خود تمیز شونده این نوع نانو پوشش ها، باضخامت چند نانومتر در سطح شیشه یک فیلم آب دوست تشکیل می دهند، سطح هیدروفیل آنها از تاثیر نور خورشید یک فوتوکاتالیست تشکیل داده وآب جمع شده در سطح، درمقابل نیروی جاذبه زمین میزان آب/ هوا را برروی خود افزایش داده وبدین ترتیب آب جمع شده در سطح تماما" پخش شده وبخودی خود امکان تمیز شدن رابوجود مي آورد. نانوپوشش های استفاده شده برروی شیشه پس از شش هفته خاصیت خود تمیزشوندگی را از خود نشان می دهند. بنا به گفته متخصصین نانوذرات TiO2 موجود در اين نانو پوشش ها داراي دو خاصیت است ؛ یکی از آن ها فوق العاده هیدروفیل بودن آن است، دیگر آن که دارای خاصیت ضد عفونی کنندگی است، زیرا TiO2 قادربه شکستن وتجزیه آلاینده های آلی است. این تاثیرپس ازگذشت چند هفته در شیشه ایجاد می شود، زیرا تیتانیوم دی اکساید باید در داخل ماتریس شیشه جایگزین شده٬ و شیشه ها را از کثیفی های موجود رها کرده وسپس کثیفی های محیط رابه صورت کاتالیتیک تجزیه نموده واز بین ببرد. خاصیت پخش شوندگی مساوی آ ب در سطح باعث می شود بدون اینکه لکه‌ای باقی بماند سطح ازکثیفی‌ها عاری شود. شیشه های کنترل کننده انرژی این نوع شیشه ها ضمن دارابودن تنوع دررنگ وسایر خصوصیات، قادرند باکاهش شدید امواج ماوراء بنفش ومادون قرمز عبوری وتنظیم عبور نورمرئی، در زمستان تا 85درصد ودر تابستان تا 80درصد از هدر رفتن انرژی داخل ساختمان جلوگیری کرده ودر صرفه جوئی مصرف انرژی، نقش بسزائی داشته باشند. شیشه های محافظ در برابر آتش شیشه های محافظ دربرابر آتش نیز یکی دیگراز دستاوردهای فناوری نانو است. این محصول از طریق قراردادن یک لایه شفاف محتوای نانو ذرات سیلیس (SiO2) درمیان دو صفحه شیشه ای ساخته می شود که در هنگام گرم شدن شیشه این لایه شفاف تبدیل به محافظی سخت، تیره ومقاوم دربرابر آتش می شود. بتن تحقیقات بسیاری در زمینه بکارگیری فناوری نانو درساختمان بتن درحال انجام است به منظور درک این مطلب در سطح علم پایه از فناوری هایی مانند؛ میکروسکپ هایAFM ،SEM ، FIB که برای مطالعه در مقیاس نانو ساخته شده اند استفاده می شود نانوسیلیس ها(SiO2) با استفاده از نانوذرات سیلیس می توان میزان تراکم ذرات را در بتن افزایش داده که این به افزایش چگالی میکرو ونانوساختارهای تشکیل دهنده بتن ودر نتیجه ویژگی های مکانیکی می انجامد. افزودن نانوذرات سیلیس به مواد بر مبنای سیمان هم موجب کنترل تجزیه شیمیایی ناشی ازH-C-S(کلسیم- سیلیکات - هیدرات)، که در اثر نشست کلسیم در آب رخ می دهد، ونیز جلوگیری از نفوذ آب به داخل بتن می شود که هردوی این موارد دوام بتن را افزایش می دهند. نانولوله های کربنی (CNT) تحقیقات گسترده ای درخصوص کاربردهای نانولوله های کربنی در حال انجام است وتاکنون خواص قابل ملاحظه ای از آن ها کشف شده است؛ برای مثال باوجود اینکه چگالی آن ها یک ششم چگالی فولاد است، مدول یانگ آنهاپنج برابر واستحکام آنها هشت برابر فولاد است. درصورت افزودن نیم الی یک درصد وزنی از این نانولوله ها به ماتریس بتن خواص نمونه ها به طور قابل توجهی بهبود می یابد. (نانولوله ها ی کربنی به صورت های تک جداره ویاچند جداره مورد استفاده قرار می گیرند. نانو ذرات رس (Nano-Clay) برخی از انواع نانوذرات درچسب های (ملات های binder) مختلف ونحوه تاثیر آنها برروی ویژگی های کلیدی مرتبط با فرسایش بتن؛ مانند ممانعت ازانتقال یون های کلر، مقاومت دربرابر دی اکسید کربن، پخش بخار آب، جذب آب وعمق نفوذ هدایت می شوند. نوعی حلال متشکل از رزین اپوکسی باوزن ملکولی پایین ونانوذرات رس(Nano-Clay)، نتایج امیدوارکننده ای را در این زمینه نشان داده است. نانوذرات اکسید آهن یا هماتیت(Fe2O3) درصورت اضافه نمودن نانوذرات اکسید آهن به ماتریس بتن علاوه بر افزایش مقاومت بتن، پایش سطوح تنش بتن را ازطریق اندازه گیری مقاومت الکتریکی برشی امکان پذیر می سازد. نانوذرات دی اکسید تیتانیوم (TiO2) نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم هم برای بهبود ویژگی های بتن در نمای ساختمان ها به عنوان پوشش بازتاب کننده مورد استفاده قرار می گیرد. این نانو ذرات ازطریق واکنشهای فوتوکاتالیستی قوی قادر به شکستن وتجزیه آلاینده های آلی،ترکیبات آلی فرار(VOC) وغشای باکتریایی هستند، به همین جهت برای ایجاد خاصیت ضد عفونی کنندگی به رنگ ها، سیمان ها وشیشه ها اضافه می شوند. بتن حاویTiO2 دارای رنگ سفید و درخشندگی خاصی است و این درخشندگی رابطور موثری حفظ می نماید. درحالی که ساختمان های ساخته شده بابتن معمولی فاقد چنین ویژگی هستند. فولاد فولاد یکی از فلزات بسیار مهم در صنعت ساخت وساز است. تحقیقات نشان داده است اضافه نمودن نانو ذرات مس به فولاد از ناهمواری های سطحی فولاد می کاهد و درنتیجه تعداد عوامل افزایش دهنده تنش ودر نهایت ترک خوردگی های ناشی از خستگی سازه هایی مانند پل ها و برج ها، که در آنها بارگذاری به طور متناوب انجام می گیرد رامحدود می سازد. حسگرها حسگرها ی مبتنی برفناوری نانو نیز می توانند به نوبه خودکاربردهای زیادی در سازه های بتنی داشته باشند؛ برای کنترل کیفیت ودوام بتن، این حسگرها می توانند برای هدف های مختلفی نظیر؛ اندازه گیری چگالی، میزان افت بتن، پارامترهای موثر دردوام بتن مانند؛ دما، رطوبت، غلظت کلر، PH ؛دی اکسیدکربن، تنش، خوردگی میلگردها وارتعاش طراحی شوند.
  10. اهمیت کاربرد نانو در صنعت آب

    اهمیت کاربرد نانو در صنعت آب آب یکی از ضروری ترین عناصر حیات بر روی زمین است و اگرچه بیش از 70 درصد از سطح کره زمین با آب پوشیده شده است اما کمتر از 3 درصد از آن آب شیرین می باشد. از این مقدار 79 درصد به قله های یخی تعلق دارد، 20 درصد آن آب های زیرزمینی است که به راحتی قابل دسترسی نمی باشد و فقط 1 درصد آن شامل دریاچه ها و رودخانه ها و چاه ها می باشد که به راحتی به دست می آید. در مجموع در هر زمان تنها یک ده هزارم از کل آب های کره زمین به سادگی در دسترس انسان قرار دارد. در دسترس بودن آب سالم و پاک یکی از مهم ترین مسایل پیش روی بشر می باشد و به تدریج که مقدار مصرف آب بیشتر می شود، مواد آلاینده نیز به طرق مختلف باعث آلوده کردن منابع آبی می گردند و این مساله در آینده بحرانی تر خواهد شد. مجمع عمومی سازمان ملل متحد به منظور افزایش آگاهی و ترغیب، جهت اداره بهتر امور مربوط به آب و حراست بهتر از این منبع حیاتی، سال 2003 را سال بین المللی آب شیرین اعلام نمود. پذیرش حق برخورداری از آب به عنوان یک حق برای بشر ممکن است مهم ترین گام در برطرف کردن دشواری تامین این بنیادی ترین عنصر زندگی مردم باشد. امروزه در جهان بسیاری از مردم به دلایل بلاهای طبیعی، جنگ و زیر ساخت های ضعیف خالص سازی آب، به آب بهداشتی دسترسی ندارند. حدود یک میلیارد نفر به منابع آبی دسترسی ندارند. روزانه 5000 کودک به علت مبتلا شدن به امراض ناشی از مصرف آب غیربهداشتی می میرند. تمام تلاش محققین این است که با کمک روش ها و فناوری های جدید بتوانند این مشکلات را کاهش دهند. یکی از این فناوری ها، فناوری نانو است. کاربردهای فناوری نانو در صنعت آب فناوری نانو طی مدت کوتاهی که از ظهور آن می گذرد کاربردهای مختلفی در صنایع گوناگون یافته است. در نتیجه صنعت آب، به عنوان یکی از پایه های حیات از این مساله مستثنی نیست و در بخش های مختلف آن، شامل ساخت سد ها، حفاظت خطوط لوله انتقال آب، تصفیه آب و پساب، شیرین سازی آب و غیره، فناوری نانو کاربرد یافته است. مهم ترین کاربردهای فناوری نانو در صنعت آب عبارتند از: 1- استفاده از ذرات نانو ساختار در تصفیه آلاینده ها 2- رنگ زدایی از آب آشامیدنی 3- نمک زدایی از آب 4- نانو پوشش ها 5- نانو لوله ها جاذب گازهای سمی 6- نانو پلیمرهای متخلخل 7- استفاده از نانو ذرات در تصفیه پساب ها 8- نانوفیلترها 9- حذف آرسنیک موجود در آب با استفاده از فناوری نانو بررسی فعالیت های پژوهشی در سطح دنیا نشان می دهد که تصفیه آب یکی از مهم ترین زمینه های کاربرد فناوری نانو در صنعت آب است و با بهره گیری از آن، هزینه های تصفیه آب به میزان قابل توجهی کاهش خواهد یافت. استفاده از فیلتر های نانومتری به منظور افزایش بازیابی آب در سیستم های موجود و کاربرد نانو حسگرهای زیستی برای تشخیص سریع و کامل آلودگی آب از مهم ترین موارد کاربرد نانو فناوری در صنعت آب و فاضلاب است. فناوری نانو با روش های زیر می تواند در تهیه آب تمیز کمک کند: 1- غشاهای فیلتراسیون نانومتری به منظور افزایش بازیابی آب 2- روش های سازگار با محیط زیست جهت تصفیه آب های زیرزمینی به وسیله اجزای معدنی و آلی 3- نانو مواد برای بهبود کارایی فرایندهای فتوکاتالیستی و شیمیایی 4- نانو حسگرهای زیستی جهت تشخیص سریع آلودگی آب نانوفیلتراسیون روش نانوفیلترسیون طی چند سال گذشته رونق گرفته است. فیلترهای فیزیکی با منافذی در حد نانومتر می توانند باکتری ها، ویروس ها و حتی واحدهای کوچک پروتئینی را به صورت کامل و صد در صد غربال کنند؛ همچنین با استفاده از جدا کننده های الکتریکی که به وسیله صفحات ابرخازن یون ها را جذب می کنند، می توان نمک و مواد سنگین را نیز از آب جدا کرد. در نانوفیلتراسیون جداسازی بر اساس اندازه مولکول صورت می گیرد و فرآیندی فشاری است. اساسا این روش جهت حذف اجزای آلی نظیر آلوده کننده های میکرونی و یونی های چند ظرفیتی می باشد. از دیگر کاربردهای نانوفیلترسیون می توان به حذف موادشیمیایی که به منظور کشتن موجودات مضر به آب اضافه شده اند، حذف فلزات سنگین، تصفیه آب های مصرفی، رنگ زدایی و حذف آلوده کننده و حذف نیترات ها اشاره کرد. نانو فیلترسیون می تواند تقریبا از هر منبع آبی، آب پاک به وجود آورد و تمام باکتری های موجود در آب را حذف کند. در ضمن امکان استفاده آسان از روش های تصفیه را انجام می دهد. با استفاده از نانوفیلترها، مواد معدنی موردنیاز برای سلامت انسان در آب باقی می ماند و مواد سمی و مضر از آن حذف می شود. دانشمندان و محققان به روش ساده ای برای تولید فیلترها با استفاده از نانو لوله های کربنی دست یافته اند که علاوه بر حذف موثر آلاینده ها در مقیاس نانو و میکرو از منابع آب می تواند هیدروکربن های سنگین را نیز از نفت خام جدا کند. استفاده از نانولوله های کربنی در ساخت فیلترها سبب سهولت در پاکسازی، افزایش استحکام، قابلیت استفاده مجدد و مقاومت آنها در برابر گرما شود. این فیلترها از دقت بسیار زیادی برخوردارند و می توانند ویروس هایی به اندازه 25 نانومتر را به خوبی عوامل بیماری زای بزرگ تر مانند باکتری ای-کولای از آب حذف کنند. کاهش هزینه ها و همچنین کنترل مقدار آلاینده ها در آب تصفیه شده از دیگر مزایای کاربرد این روش به شمار می آید. نانوحسگرها اگرچه حسگرهای مختلفی برای آشکار نمودن آلودگی ها و مواد آلوده وجود دارند ولی فناوری نانو امکان ایجاد نسل های جدیدی از حسگرهای با توانایی بالا را فراهم می نماید که مواد آلاینده در مقادیر و غلظت های کم را آشکار می نمایند. نانو حسگرها شامل نانوحسگرهای زیستی و نانوحسگرهای شیمیایی می باشند. نانوحسگرهای زیستی در تصفیه آب و محیط زیست کاربرد دارند و می توانند انواع عوامل بیماری را شامل مقادیر بسیار اندک میکروب ها و سموم حاصل از آنها را در حد ppb شناسایی کنند. نانوحسگرهای شیمیایی در تصفیه آب و پساب های صنعتی کاربرد دارند و می توانند انواع ترکیبات شیمیایی و یون ها را شامل مقادیر بسیار کم انواع آلوده کننده های موجود در آب به طور پیوسته و با سرعت زیاد در حد ppb و همچنین مقادیر خیلی کم یون های سنگین مانند سرب و آرسنیک (تغییر رنگ) را شناسایی کنند. شیرین کننده هایی از جنس غشای نانومتری محققان توانسته اند غشاهایی از نانو لوله های کربنی بسازند که به کمک آن جداسازی گاز و مایع با کمترین هزینه امکان پذیر خواهد شد. امروزه بیشتر غشاها از مواد پلیمری ساخته می شوند که در دمای بالا مشکلاتی را به وجود می آورند. در این نوع غشاها نمی توان توازن مناسبی را میان ورودی غشا و قابلیت انتخاب آن برقرار کرد. استفاده از نانو لوله های کربنی امکان انتخاب پذیری مناسب در ورودی های بالا را فراهم می کند. غشاهای جدید با حفره های کوچک تر و متراکم تر و همچنین امکان عبور شدت جریان زیاد از هر حفره، از نظر گذردهی آب و هوا نسبت به غشاهای دیگر بسیار موثرتر هستند و کاربردهای فراوانی در تصفیه آب دارند. از روش جداسازی غشایی، در شیرین سازی آب استفاده می شود. در این روش آب شور داغ را روی ورقه نازکی از غشای دارای حفرات ریز موسوم به نانو حفره می ریزند. این حفره ها آنقدر کوچک هستند که فقط بخار می تواند از آنها عبور کند و آب، مایع، نمک ها و مواد معدنی دیگر در پشت غشا باقی می مانند. در طرف دیگر غشا محفظه هایی از آب سرد قرار دارد که بخار با عبور از آن دوباره به مایع تبدیل می شود. تصفیه آب به کمک نانوذرات نانوذرات لانتانیوم، فسفات را از محیط های آبی جذب می کند. کاربرد این نانوذرات در حوضچه ها و استخرهای شنا می تواند به طور موثری فسفات موجود را از میان برده و در نتیجه از رشد جلبک ها جلوگیری کند. نانو پودرها نیز می توانند به عنوان مواد مناسبی برای پاکسازی خاک های آلوده و آب های زیرزمینی به کار روند؛ همچنین نانوذرات آهن سبب اکسید شدن و درهم شکستگی ترکیبات آلوده کننده می شود و آنها را به ترکیبات کربنی با درجه سمیت بسیار پایین تبدیل می کند. ارسنیک از آلاینده های بسیار سمی است که به طور طبیعی با پساب های انسانی سبب آلودگی آب می شود. مصرف این ماده سبب افزایش شیوع سرطان مثانه و روده می شود. آمار مسمومیت با ارسنیک در سطح جهان بسیار زیاد است و در بسیاری از کسورهای در حال توسعه که بیش از 10 تا 20 درصد جمعیت آنها به مسمومیت ارسنیک مبتلا شده اند، چنین اتفاقی یک فاجعه بهداشتی به شمار می آید. بیشتر آلایندگی های ناشی از ارسنیک در کشورهای جهان سوم گزارش شده است و به همین دلیل این کشورها به شدت نیازمند فناوری های نوین هستند تا به کمک آن بتوان آلاینده های فلزی سنگین مانند ارسنیک را از آب آشامیدنی حذف کرد. در روش های جدید از نانوبلورهای مغناطیسی به عنوان هسته اصلی سیستم های تصفیه آب استفاده می شود. سطوح معدنی آهنی نه تنها تمایل شدیدی به جذب ارسنیک دارند، بلکه با انتخاب اندازه متناسب می توان به راحتی این ذرات مغناطیسی را به کمک روش های جداسازی مغناطیسی از آب جدا کرد. در حقیقت نانوذرات در جذب ارسنیک همانند توده آهنی عمل می کنند. در واقع نه تنها ظرفیت جذب ارسنیک در نانوذرات بالاتر است بلکه به محض قرار گرفتن ارسنیک در کنار نانوذرات، جداسازی آن از این ذرات به سختی انجام خواهد شد. با توجه به نتایج به دست آمده از بررسی ها و تحقیقات انجام شده در این زمینه می توان گفت نانوذرات مغناطیسی، جاذب های بسیار خوبی برای آلاینده ارسنیک به ویژه در آب های اسیدی هستند و خاصیت جذبی غیرقابل بازگشت این ذراتف مخزن مناسبی برای جمع آوری آلاینده ها فراهم می کند. تصفیه فاضلاب محققان به دنبال توسعه روش منحصر به فردی برای تصفیه فاضلاب هستند که بدون استفاده از مواد شیمیایی گران قیمت، کیفیت آب را در مقایسه با روش هایی که در حال حاضر مورد استفاده قرار می گیرند به میزان قابل توجهی افزایش خواهد داد. آخرین مرحله تصفیه آب، حذف موجودات زنده بسیار ریز است. در حال حاضر از کلر به عنوان ماده ضدعفونی کننده استفاده می شود، اما در این صورت حتی پس از تصفیه نیز ترکیبات ارگانیک زیادی در آب وجود خواهد داشت. کلر موجودات زنده ریز را از آب حذف می کند، اما با آلاینده های ارگانیک واکنش می دهد و محصولات جانبی تجزیه ناپذیر و سمی تولید می کند که نمی توان آنها را از آب حذف کرد. انتقال این مواد به محیط زیست و استفاده از آنها در کشاورزی و صنایع دیگر می تواند مشکلات بهداشتی خطرناکی ایجاد کند. تصفیه فاضلاب به کمک نانو کاتالیزور نوری می تواند جایگزین سومین مرحله تصفیه یعنی ضدعفونی با کلر شود تا موجودات زنده و ترکیبات آلی را به طور همزمان حذف و فاضلاب را به یک منبع آب مناسب تبدیل کند. موجودات زنده ریز به طور طبیعی ترکیبات ارگانیک بزرگ را به ذرات کوچک تری تبدیل می کنند؛ اما از آنجایی که این ترکیبات از نظر زیستی تجزیه ناپذیرند، برای تجزیه آنها باید از نوعی انرژی استفاده کنیم. این انرژی از اشعه فرابنفش نور خورشید تامین شده و به همراه کاتالیزورهای نوری مورد استفاده قرار می گیرد. انرژی آزاد شده از واکنش سلول کاتالیزور نوری می تواند موجودات زنده ریز را از میان برده و ترکیبات تجزیه ناپذیر را تجزیه کند. این فرایند به دلیل امکان استفاده مجدد از کاتالیزور های نوری از نظر اقتصادی مقرون به صرفه است. ذرات کاتالیزوری یا به صورت همگن در محلول پراکنده می شوند، یا به صورت ساختارهای غشایی رسوب داده شده هستند که تجزیه شیمیایی آلاینده ها را امکان پذیر می کنند. با توجه به کاربردها و قابلیت های فناوری نانو در صنعت آب و فاضلاب بسیاری از شرکت ها از این فناوری در تصفیه آب و فاضلاب استفاده می کنند و به همین دلیل امروزه استفاده از محصولات و تولیدات بر پایه فناوری نانو افزایش یافته است. این محصولات اغلب شامل نانوفیلترها و انواع حسگرهایی است که به منظور تشخیص مواد و ذرات موجود در آب مورد استفاده قرار می گیرند. تصفیه پساب های صنعتی پساب های صنعتی شوینده، حاوی اکسیژن بیوشیمیایی و مواد فعال شیمیایی است که باید در فرآیند های تصفیه از آب جدا شوند. یکی از دیگر موادی که در پساب های صنعتی یافت می شود مواد نامحلول روغنی است. حضور این مواد فرآیند تصفیه آب را با مشکل مواجه می کند. یکی از روش های اقتصادی برای تصفیه این مواد، استفاده از سیستم های ترکیبی حاوی میکروفیلترها و نانوفیلترهاست. در این سیستم برای حذف ذرات معلق مانند روغن ها و گریس ها از میکروفیلترها و برای حذف پاک کننده ها از نانوفیلترها استفاده می شود. جیوه زدایی محققان آزمایشگاه ملی Pacific Northwest آمریکا، از سرامیک های نانو حفره ای که با تک لایه های تیول (SH)، عامل دار شده بودند، برای جیوه زدایی از آب استفاده کردند. تک لایه های خود سامان تیول بر روی سیلیکای میان حفره ای (Thiol-SAMMS) می توانند کاربردهایی در تصفیه فاضلاب نیروگاه های زغال سنگی داشته باشند. این نیروگاه ها از منابع اصلی آلودگی جیوه به شمار می روند. محققان زیرلایه ای از جنس سیلیکای میان حفره ای را با میانگین اندازه حفرات 5،6 نانومتر و سطح ویژهg/m2 900 به کار بردند. آنها با افزودن تک لایه ای از تیول های قلیایی به حفرات این سرامیک، آن را فعال ساختند. دسترسی به یک فناوری برای حذف جیوه که علاوه بر انتخاب گری، ظرفیت جذب بالا و سینتیک جذب مناسب ، منجر به تولید پسماندی پایدار گردد، یکی از نیازهای فوری در زمینه تصفیه جیوه است. نه تنها کارایی روش های متعارف حذف جیوه، پایین تر از این روش است؛ بلکه این روش ها منجر به تولید مقادیر زیادی پسماند می شون. ماده جدید علاوه بر پاکسازی فاضلاب نیروگاه های زغال سنگی می تواند در تصفیه پسماندهای رادیواکتیو، تولید باتری و مصارف دندانپزشکی نیز به کار رود. نتیجه گیری در آینده ایران جزء کشورهایی خواهد بود که بحران مصرف بالا و کم آبی را به دلیل افزایش جمعیت شهرنشین و ارتقای سطح صنعت و کشاورزی، پیش رو خواهد داشت. جمعیت کشور ما حدود یک درصد جمعیت جهان است ولی سهم ما از کل منابع آب شیرین در دنیا 36 صدم درصد است. کشور ما 66 درصد آب مصرف می شود. بیش از 50 درصد ذخایر آب شیرین کشور، وابسته به منابع آب های زیرزمینی است که در حقیقت ما باید این منابع زیرزمینی را برای سال های خشکسالی نگهداری می کردیم. کارشناسان یکی از دلایل این بحران را ایجاد شهرک ها و گسترش بی رویه و برنامه ریزی نشده شهرها می دانند. از سویی ما در اقلیم خشک و کم آب قرار داریم. از سویی هم کره زمین در حال گرم شدن است و پدیده ال نینو به گرم شدن هوا در این نقطه از جهان کمک کرده است. بنابراین با نگاهی به مشکلات تامین آب در ایران و نیاز مبرم کشور به منابع جدید، می توان از فناوری های نوین در این راه بهره جست. این مهم در سایه انجام نیاز سنجی و مطالعه دقیق اولیه تحقق می یابد. با توجه به اینکه در سالهای اخیر، ایران در حال اوج گیری در زمینه تحقیقات نانو است، عقلانی به نظر می رسد که در سمت و سو دهی برنامه های کلان آب در کشور از فناوری نانو به عنوان یک پشتیبان قوی استفاده گردد.
  11. مروري بر برخي از كاربردهاي فناوري نانو در صنايع غذايي و نوشيدني؛ با رويكرد بازارمقدمه فناوري نانو پتانسيل ايجاد تغييرات اساسي در صنايع غذايي و نوشيدني را با ابزارهاي جديد براي درمان مولكولي و شناخت سريع بيماري­ ها، اصلاح توانايي گياه براي جذب مغذي­ ها و... دارد. مهم ‌ترين پتانسيل­ هاي كاربرد نانو در غذا شامل موارد زير است: · غذاهايي با امكان تغيير رنگ، مزه يا مواد مغذي مطابق درخواست مشتري يا نيازهاي سلامت · فيلترهايي براي زدودن سموم · بهبود طعم به‌ وسيله ‌ي عبور از مولكول­ هاي خاص برپايه شكل مخصوص مواد به جاي اندازه آنها · بسته ­بندي ‌شناسايي ­كننده فساد غذايي و هشدار به مشتريان با تغيير رنگ حوزه ­هاي كاربردي فناوري نانو در غذا و نوشيدني­ ها كه هم ­اكنون تحت تحقيق است شامل موارد زير است: · اصلاح رسانش مواد غذايي دارويي و تركيبات فعال زيستي در غذاهاي دارويي براي بهبود سلامت انسان ­ها · بهبود طعم‌، نسوج و رسانش تركيبات دارويي فعال زيستي · بهبود حلاليت · رهايش كنترل شده و اصلاح رنگ محصولات · اصلاح دسترس­ پذيري زيستي · محافظت از پايداري ريزمغذي­ ها و تركيبات فعال زيستي طي فرآيند، انبار و توزيع از مهم‌ترين فناوري­هاي كليدي در حوزه نانو براي غذا و نوشيدني مي ­توان به نانوذرات، نانوپوشش­ ها، نانوكامپوزيت ­ها، مواد نانومتخلخل و نانو كپسول ­ها اشاره كرد. بازار فناوري نانو در صنايع غذا و نوشيدني بازار جهاني فناوري نانو در صنعت غذا و نوشيدني در سال 2007 بالغ بر 105 ميليون دلار بود، كه عمدتاً در بخش بسته­بندي جريان داشت. انتظار مي­رود بازار توليدات و فرآيندهاي برپايه نانو، ارزشي بالغ بر 135/2 ميليارد دلار در سال 2015 داشته باشند. انتظار مي­رود كه 29% فعاليت­هاي صورت گرفته در صنعت غذا و نوشيدني از فرآوري تا توليد نهايي، در سال 2015 از گونه­اي فناوري مرتبط با نانو استفاده نمايد. شروع كاربردهاي برپايه فناوري نانو از سال 2012 با كاهش هزينه­هاي مواد بسته­بندي تأثير خود را مي­گذارد. مروري بر فراورده­ها و فناوري­هاي در حال توسعه در حوزه­هاي كاربردي غذا و نوشيدني در اين قسمت به بررسي اجمالي فراورده­ها و فناوري­هاي در حال توسعه در سه حوزه اصلي كاربردي غذا و نوشيدني يعني فرآوري و ايمني، بسته­بندي و رسانش و رهايش هدفمند مي­پردازيم. تأمين­كنندگان فناوري در بخش فرآوري و ايمني در صنعت غذا و نوشيدني شناسايي پاتوژن­ها در غذا و نوشيدني­ها: شركت AgroMicron يك اسپري نانوبيولومينسنس[1] را توسعه داده است كه مي­تواند براي ‌شناسايي طيف وسيعي از پاتوژن­ها استفاده شود. جداسازي و فيلتر كردن: كمپاني Aquamarijn فناوري پيشرفته نانوفيلتراسيون را براي‌ شناسايي سريع ميكروارگانيزم­ها در غذا و نوشيدني توسعه داده است. اين فيلترها با استفاده از مواد برپايه سيليكون يا پليمر ساخته مي­شوند. بيوسنسورهاي نانوسيم: شركت Nanosens سيستم­هاي حسگر قابل حملي براي‌شناسايي سريع گونه­هاي بيولوژيك و شيميايي ساخته است. نانوفيبرهاي اكسيد آلومينيوم/كامپوزيت­هاي شيشه­اي براي‌ شناسايي سريع و محاسبه غلظت ويروس­هاي به‌وجود آمده در غذا: شركتLeatherhead Food International در اين حوزه فعاليت مي­كند. جداسازي زيستي نانوذرات: شركت Protista در حال توسعه ژل­هاي سوپرماكرومتخلخل براي كمك به جداسازي نانوذرات (به طور مثال ويروس­ها وorganelles) است. اين فناوري در فرآوري غذا كاربرد دارد. به غير از موارد فوق، گروه­هاي تحقيقاتي مختلفي در سراسر دنيا در حال انجام تحقيقات براي توسعه فناوري­هايي در اين زمينه هستند كه از فعاليت­هاي آنها مي­توان به موارد زير اشاره كرد: مواد نانومتخلخل براي جداسازي‌ زيستي، فرآيندهايي براي پراكنده كردن نانوذرات در يك واسط مايع براي توليدات غذايي و مصرفي، سنسورهاي زيستي در مقياس نانو براي ‌شناسايي پاتوژن­ها و تشخيص، تجهيزات مبتني بر لايه نازك اكسيد روي، نانولوله­هاي كربني، سيستم­هاي ميكروالكترومكانيكي بر پايه Si، سيستم­هاي Nafion/Zirconium sol-gel، نانوفيبرهاي پاك­كننده براي تشخيص و زدودن پاتوژن­ها، ابزاري براي ذخيره­سازي كنترل شده، فرآوري و رهايش طعم­ها، نظارت بر غلظت آلودگي­ها براي كنترل كيفيت، سنسورهاي وابسته به زمان براي غذا، سطوح خودتميزشونده، پليمرهاي نسوز، ابزار چسباننده، سنسورهاي وابسته به زمان براي مواد غذايي، برچسب­هاي ‌شناسايي‌كننده حاوي مواد هوشمند براي اندازه­گيري ميزان آنتي‌اكسيدان در مواد غذايي، زبان الكترونيك براي اندازه­گيري طعم­ها، بيني الكترونيك، جداره­هايي براي تنظيم بو و مزه در محصولات غذايي، آناليز غذا و نانوحسگرها، حسگرهايي براي كيفيت و ايمني غذا و.... تأمين­كنندگان فناوري در بخش بسته­بندي در صنعت غذا و نوشيدني استفاده از نانومواد براي بسته­بندي نوشيدني­ها: گروه Cornelius نانوذرات اكسيد روي را با نام NanoZ با خاصيت ضد نور ماوراء بنفش برايAdvanced Nanotechnology توليد نموده است. باركدگذاري با نقاط كوانتومي براي بسته­بندي محصولات: اين فناوري به‌وسيله‌ي Ingenia Technology Limited به نام Laser Surface Authentication system (LSA) توسعه داده شده است. شناساگرهاي نانومقياس تازگي: شركت Crown Bio Technology در توليد اين‌شناساگرها فعاليت مي­كند. بسته­­بندي هوشمند و فعال براي حفظ تازگي و ممانعت از گاز: شركت Sun Chemical در بخش تحقيقات پوشش خود در آزمايشگاه­هاي تحقيقاتي اروپا اقدام به توسعه اين بسته­بندي نموده است. لايه­هاي فعال در برابر نور براي ذخيره­سازي غذا: شركت CVD Technologies در اين حوزه فعاليت مي­كند. نانوكامپوزيت­هاي PET براي طولاني­تر كردن زمان ماندگاري: اين نانوكامپوزيت به‌وسيله‌ي شركت Nanova ساخته شده است. نانوسيليكات­هاي پراكنده در بسته­بندي غذا: شركت Nanolok پوشش­هاي پليمري محافظ در برابر گاز براي استفاده در بسته­بندي توليد مي­كند. پوشش­هاي محافظ در برابر گاز اكسيژن و دي­اكسيدكربن براي طيفي از پليمرها: اين پوشش­ها براي PET و PET/polyolefin كاربرد دارد. اين پوشش­ها به‌وسيله‌ي NGimat توليد و به‌وسيله‌ي فرآيند اختصاصي Nanomiser اين شركت بر روي پليمر هدف مي­نشيند. پوشش­هاي پلاستيكي ضد باكتري براي بسته­بندي غذا: شركت PChem Associates در حال توسعه اين پوشش­ها با استفاده از نانوذرات نقره است. سيستم­هاي پوشش نانومقياس براي محافظت گازها: شركت Nano Scale Surface Systems در حال توسعه اين پوشش حاوي SiOx براي داخل بطري­هاي پلاستيكي است تا مقاومت آنها را در برابر اكسيژن و بخار آب بهبود دهد. مواد محافظ انعطاف­پذير: شركت ConverTec مواد محافظ انعطاف­پذيري را براي بسته­بندي غذا و دارو توسعه داده است. نانوباركدها: با استفاده از جوهرهاي هوشمند، امكان دريافت اطلاعات دماي بسته­بندي (جوهرهاي ترموكروميك) يا اتمسفر بسته­بندي فراهم مي­شود. همچنين امكان كاربري­هاي ضد جعل و امنيت برند نيز از ديگر قابليت­هاي اين فناوري است. شركت Nanoplex فناوري نانوباركدها را توسعه داده است. اين باركدها به شكل ميله و با استفاده از فلزات مختلف ساخته مي­شوند. تركيب مختلف فلزات باعث ايجاد كدهاي مفتلف و فراواني مي­شود. شناساگرهاي نانويي اكسيژن: شركت DGTec در حال توسعه و توليد پركننده­هاي بهبوديافته از لحاظ ساختاري برپايه سراميك­هاي نانوساختار است. از خصوصيات اين مواد مي­توان به بهبود مقاومت مكانيكي، رنگدانه­هاي مغناطيسي براي رديابي و خواندن اطلاعات و رنگدانه­هاي نوراني براي رديابي و خاصيت دكوري بودن اشاره كرد. اين مواد در نانوباركدها هم كاربرد دارند. بدين ترتيب اين شركت بسته­بندي NoReplicaSystems را براي جلوگيري از جعل توليد نموده است. فيلترهاي بسيار نانومتخلخل براي بسته­بندي محصولات: فناوري نانوكامپوزيت براي توليد لايه­هاي قابل تنفس براي بسته­بندي به‌كار رفته است. با استفاده از نانوذرات زيست­سازگار در چارچوب متخلخل امكان ساخت صفحه­اي با ساختار متخلخل وجود دارد. شركت Caesar در حال توسعه روشي نوين در اين حوزه است. به غير از موارد فوق، گروه­هاي تحقيقاتي مختلفي در سراسر دنيا در حال انجام تحقيقات براي توسعه فناوري­هايي در اين زمينه هستند كه از فعاليت­هاي آنها مي­توان به موارد زير اشاره كرد: نانولوله­هاي كربني براي انواع جديدي از بسته­بندي با كاربردهاي بهبود يافته، نانوكامپوزيت پلي­اتيلن ترفتالات براي بسته­بندي ضد عبور گاز، لايه­هاي قابل تنفس براي بسته­بندي غذا، برچسب­هاي RFID، نانوباركدها، مواد محافظ كاربردي، بسته­بندي جاذب اكسيژن، پليمرهاي يك­لايه‌اي و فوم­هاي مكانيكي قابل نصب، نانورس­ها براي بسته­بندي، لايه­هاي نازك براي بسته­بندي غذا، هيبريدهاي نانويي در بسته­بندي، لايه­هاي نازك در بسته­بندي، بسته­بندي­هاي محافظ، نانوكامپوزيت­هاي بر پايه پليمرهاي زيستي در بسته­بندي، سنسورها براي اندازه­گيري تازگي، عبوردهنده انتخابي گاز و... تأمين­كنندگان فناوري در بخش رسانش و رهايش هدفمند در صنعت غذا و نوشيدني رهايش كنترل شده طعم­ها: شركت Glycologic Limited با استفاده از سيستم APS خود مولكول­هاي فعال را كپسوله مي­نمايد. اين مواد كپسوله شده در يك فرآيند كنترل شده با واكنش آنزيمي يا شيميايي رها مي­شوند. مواد هوشمند براي كپسوله كردن: شركت Vivamer با همكاري يك شركت فرمولاسيون كه IP مواد هوشمند براي كپسوله كردن را دارد، مشغول توليد ساختارهايي است كه بسته به شرايط محيطي موادي را رها مي­نمايد. نانوحامل­ها براي غذا: شركت Aquanova فناوري نويني را توسعه داده كه مواد فعال براي كاهش چربي و ايجاد حس سيري را در يك نانوحامل ميسلي به نام NovaSOL قرار مي­دهد. اين فناوري همچنين براي حمل ويتأمين E (SoluE) و C (SoluC) مورد استفاده قرار گرفته است. مواد Nanocochleates براي رسانش مواد مغذي: شركت Biodelivery Sciences International در حال توسعه فناوري nanocochleatesاست كه قابليت رسانش مواد مغذي مانند ويتأمين­ها، ليكوپن­ها و اسيدهاي چرب امگا را بدون تأثير بر رنگ و طعم غذا دارد. رهايش كنترل شده: شركت RBC Life Sciences در حال حاضر محصولات زير را توليد مي­نمايد: · محصول Nanoceuticals Artichoke Nanoclusters: كاهش تنش سطحي غذا و مكمل­ها براي افزايش جذب · محصول Nanoceuticals Hydracel: كاهش تنش سطحي آب نوشيدني و افزايش خصوصيات حلاليت · محصول Nanoceuticals Slim Shake Chocolate: سيستم رسانش نانوكلاستر براي فراهم آوردن طعم بهبوديافته در خوشه­هاي كاكائو · محصول Nanoceuticals Spirulina Nanoclusters: سيستم رسانش نانوكلاستر براي توليد غذا · محصول Nanoceuticals Silver 22: نقره كلوئيدي معلق شده در آب خالص · محصول Nanoceuticals Microhydrin and Microhydrin Plus: سيليكات معدني نانوكلوئيدي براي خنثي كردن راديكال­هاي آزاد نانوامولسيون­ها براي كاهش چربي: شركت Nanomi ابزاري را توسعه داده كه مي­تواند قطرات بسيار ريزي از سيال را به صورت متوالي توليد نمايد. با عبور دادن چربي از يك فيلتر، ميله­هاي چربي توليد مي­شود. با فشار آب قسمت بالايي ميله­ها قطع شده و ذرات ريز توليد مي­شوند. با اين فناوري پتنت شده اين شركت قادر به كنترل شكل و تركيب ذرات است. نانوامولسيون­ها: شركت AC Serendip Ltd نانوامولسيون­هايي براي شير، مايونز، سس­ها و سوپ­ها توليد مي­نمايد. فناوري اين شركت بر پايه امولسيون در فشار بالا و فيلترهاي امولسيون‌كننده است كه منتج به ذرات ريزتر، انتقال سريع AI يا كنترل مستقيم اندازه ذرات مي­شود. رهايش كنترل شده: فناوري NutraLease يك سيستم رسانش براي غذا و نوشيدني­ها است. اين فناوري بر پايه سيالات خودتشكيل شونده نانوساختار است. كاربردهاي اين فناوري در صنعت نوشيدني به قرار زير است: رهايش ويتأمين­هاي E، D، A، K و Isoflavones، روغن OmegaCran، CoQ10، carotenoids و روغن­هاي ضروري، طراحي شده مخصوص نوشيدني­هاي زلال و بهبود دسترسي زيستي به غير از موارد فوق، گروه­هاي تحقيقاتي مختلفي در سراسر دنيا در حال انجام تحقيقات براي توسعه فناوري­هايي در اين زمينه هستند كه از فعاليت­هاي آنها مي­توان به موارد زير اشاره كرد: مواد هوشمند براي كپسوله كردن، رهايش كنترل شده از مواد لايه­اي، ميكروسيالات براي رهايش حباب،نانوكپسوله كردن برپايه پليمرهاي طبيعي و اصلاح شده، ژل­هاي Supramolecular براي فرمولاسيون و رسانش مواد مغذي دارويي، رسانش اجزاء فعال زيستي با نانوكپسوله كردن و.... .
×