ستاره صبح امید
14th October 2011, 03:51 AM
فناوري نانو در صنعت کامپيوتر
در صنعت کامپيوتر، قابليت نانو ماشينها براي کوچک کردن ترانزيستورها روي تراشه هاي سيليکوني مي تواند انقلابي در اين زمينه بوجود آورد. از فناوري نانو همچنين براي ساخت نسل جديدي از اجزا» کامپيوتري استفاده خواهد شد. کامپيوترهاي مولکولي مي توانند اجزايي را در خود جاي دهند که اين اجزا» تريليون ها بايت اطلاعات را در خود جاي مي دهند و اين در حالي است که کل اين ساختار از يک حبه قند بزرگتر نيست.
ساخته شدن محصولات خود اسمبل :
کامپيو ترها اطلاعات را تقريبا بدون صرف هيچ هزينه اي باز توليد مي نمايند . اقداماتي در دست اجراست تا دستگاههايي ساخته شود که تقريبا بدون هزينه شبيه عمل بيت ها در کامپيوتر اتمها را به صورت مجزا بهم اضافه کنند ( کنار هم قرار دهند ). اين امر ساختن اتوماتيک محصولات را بدون نيروي کار سنتي همانند عمل کپي در ماشينهاي زيراکس ميسر مي کند. صنعت الکترونيک با روند کوچک سازي احيا مي گردد و کار در ابعاد کوچکتر منجر به ساخت ابزاري مي شود که قادر به دستکاري اتمهاي منفرد مثل پروتئينها در سيب زميني و همانند سازي اتمهاي خاک ، هوا و آب از خودشان مي گردد. نانوتکنولوژي با پيوند علم مواد، شيمي و علوم مهندسي عرصه اي را بوجود مي آورد که ماشين آلات خود تکثير کننده و محصولات خود اسمبل از اتمهاي اوليه ارزان ساخته شوند.
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.
در صنعت کامپيوتر، قابليت نانو ماشينها براي کوچک کردن ترانزيستورها روي تراشه هاي سيليکوني مي تواند انقلابي در اين زمينه بوجود آورد. از فناوري نانو همچنين براي ساخت نسل جديدي از اجزا» کامپيوتري استفاده خواهد شد. کامپيوترهاي مولکولي مي توانند اجزايي را در خود جاي دهند که اين اجزا» تريليون ها بايت اطلاعات را در خود جاي مي دهند و اين در حالي است که کل اين ساختار از يک حبه قند بزرگتر نيست.
ساخته شدن محصولات خود اسمبل :
کامپيو ترها اطلاعات را تقريبا بدون صرف هيچ هزينه اي باز توليد مي نمايند . اقداماتي در دست اجراست تا دستگاههايي ساخته شود که تقريبا بدون هزينه شبيه عمل بيت ها در کامپيوتر اتمها را به صورت مجزا بهم اضافه کنند ( کنار هم قرار دهند ). اين امر ساختن اتوماتيک محصولات را بدون نيروي کار سنتي همانند عمل کپي در ماشينهاي زيراکس ميسر مي کند. صنعت الکترونيک با روند کوچک سازي احيا مي گردد و کار در ابعاد کوچکتر منجر به ساخت ابزاري مي شود که قادر به دستکاري اتمهاي منفرد مثل پروتئينها در سيب زميني و همانند سازي اتمهاي خاک ، هوا و آب از خودشان مي گردد. نانوتکنولوژي با پيوند علم مواد، شيمي و علوم مهندسي عرصه اي را بوجود مي آورد که ماشين آلات خود تکثير کننده و محصولات خود اسمبل از اتمهاي اوليه ارزان ساخته شوند.
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.