فناوری نانو چیست؟
فناوری نانو یک زمینه تحقیقاتی و نوآوری است که مربوط به ساختن “چیزهاست” یعنی به طور کلی مواد و دستگاه‌ها در مقیاس اتم‌ها و مولکول‌ها است. نانومتر یک میلیاردم متر است: ده برابر قطر اتم هیدروژن. قطر موی انسان به طور متوسط 80000 نانومتر است. در چنین مقیاسی، قوانین عادی فیزیک و شیمی دیگر اعمال نمی‌شوند. به عنوان مثال، ویژگی‌های مواد، مانند رنگ، مقاومت، رسانایی و واکنش پذیری آن‌ها، می‌تواند به طور قابل توجهی بین مقیاس نانو و ماکرو متفاوت است. “نانولوله‌های” کربنی 100 برابر قوی‌تر از فولاد هستند اما شش برابر سبک‌ترند.
فناوری نانو چیست؟
کاربرد فناوری نانو
از فناوری نانو با عنوان پتانسیل افزایش راندمان مصرف انرژی، کمک به پاکسازی محیط زیست و حل مشکلات عمده سلامتی، استقبال می‌شود. گفته می‌شود که می‌تواند تولیدات تولیدی را با هزینه‌های قابل توجه کاهش یافته افزایش دهد. تولید کنندگان فناوری نانو کوچکتر، ارزان‌تر، سبک‌تر و در عین حال کاربردی‌ترند و برای تولید به انرژی کم‌تری و مواد اولیه کم‌تری نیاز دارند. خدمات نانوپلاس که آبکاری به وسیله دستگاه نانو را شامل می‌شوند به طور خلاصه عبارت‌اند از: پوشش دهی سطوح پلاستیکی با استفاده از رنگ طلایی تیتانیوم و یا کروم و هم‌چنین پلاستیک فشرده، پوشش دهی زیورآلات مورد علاقه شما و هم‌چنین لوازم تزئینی دیگر، پوشش دهی لوستر که تخصص ویژه نانوپلاس است! پوشش دهی به وسیله دستگاه نانو بر روی کلیه سطوح سرامیکی و سنگی از ماگ گرفته تا سطح خانه و محل کار، پوشش دهی نانو بر روی انواع فلزات به وسیله تیتانیوم و کروم و در نهایت پوشش دهی بر روی انواع شیشه و کریستال.
کارشناسان درباره فناوری نانو چه می‌گویند؟
در ژوئن 1999، ریچارد اسمالی، برنده نوبل شیمی، در مورد مزایای فناوری نانو در کمیته علوم مجلس نمایندگان ایالات متحده سخنرانی کرد. وی گفت: “تأثیر فناوری نانو در سلامتی، ثروت و زندگی مردم حداقل معادل تأثیرات ترکیبی ریز الکترونیک، تصویربرداری پزشکی، مهندسی با کمک رایانه و پلیمرهای ساخته شده توسط بشر است که در این قرن ساخته شده است.
نگرانی در مورد اثرات احتمالی بر سلامت انسان و محیط زیست
با این حال، دیگران به همان اندازه که مشتاقاند محتاط هستند. اریک درکسلر، دانشمندی که اصطلاح فناوری نانو را ابداع کرد، در مورد توسعه “فناوری‌های بسیار قدرتمند و بسیار خطرناک” هشدار داده است. درکسلر در کتاب خود Engines of Creation تصور کرد که مولکول‌های خودتکرار ایجاد شده توسط انسان ممکن است از کنترل ما فرار کنند. اگرچه این نظریه به طور گسترده‌ای توسط محققان این حوزه بی اعتبار شده است، اما نگرانی‌های زیادی در مورد تأثیرات فناوری نانو بر سلامت انسان و محیط زیست و هم‌چنین تاثیری که صنعت جدید می‌تواند بر تقسیم شمال و جنوب داشته، همچنان وجود دارد. فعالان نگرانند که علم و توسعه فناوری نانو سریع‌تر از آن است که سیاست گذاران بتوانند اقدامات نظارتی مناسب را در نظر بگیرند. آن‌ها می‌گویند برای تعیین تعادل بین خطرات و منافع باید یک بحث آگاهانه انجام شود.
بازار جهانی محصولات فناوری نانو
با توجه به نوید فناوری نانو، این مسابقه برای استفاده از پتانسیل خود و سود بردن از آن است. بسیاری از دولت‌ها معتقدند فناوری نانو دوره جدیدی از بهره وری و ثروت را به وجود می‌آورد و این با روش افزایش سرمایه گذاری عمومی در تحقیق و توسعه فناوری نانو طی دهه گذشته منعکس می‌شود. در سال 2002، ژاپن سالانه 750 میلیون دلار آمریکا به این حوزه اختصاص می‌داد که شش برابر بیش‌تر از رقم 1997 است.
برآورد ارزش بازار جهانی فناوری نانو
بنیاد ملی علوم آمریکا پیش بینی کرده است که بازار جهانی محصولات مبتنی بر فناوری نانو طی 15 سال بیش از 1 تریلیون دلار آمریکا خواهد بود. پل میلر، محقق ارشد سازمان تحقیقات سیاست انگلیس Demos، در سال 2002 گفت که “در حال حاضر، تقریباً یک سوم بودجه تحقیقاتی بزرگ‌ترین شرکت‌های مستقر در علوم در ایالات متحده به فناوری نانو می‌رود” در حالی که بودجه ابتکار ملی فناوری نانو ایالات متحده در سال 1997 از 116 میلیون دلار به 849 میلیون دلار در سال 2004 افزایش یافت.
در مورد فناوری نانو در جهان در حال توسعه چه می‌توان گفت؟
در کشورهای در حال توسعه چون برزیل، شیلی، چین، هند، فیلیپین، کره جنوبی، آفریقای جنوبی و تایلند با ایجاد برنامه‌ها و موسسات تحقیقاتی با بودجه دولت تعهد خود را به فناوری نانو نشان داده‌اند. محققان مرکز مشترک اخلاق زیستی دانشگاه تورنتو این کشورها را به عنوان “پیشروان” (چین، کره جنوبی، هند) و بازیکنان “میانه زمین” (تایلند، فیلیپین، آفریقای جنوبی، برزیل، شیلی) طبقه بندی کرده‌اند. علاوه بر این، آرژانتین و مکزیک “در حال آمدن” هستند: اگرچه آن‌ها گروه‌های تحقیقاتی در زمینه فناوری نانو دارند، اما دولت‌های آن‌ها هنوز بودجه اختصاصی ترتیب نداده‌اند.
فناوری نانو در تایلند و چین
در ماه مه 2004، دولت تایلند اعلام کرد قصد دارد تا سال 2013 از فناوری نانو در یک درصد از کالاهای مصرفی استفاده کند. ارزش بازار آن‌ها تا آن زمان 13 تریلیون بات (بیش از 320 میلیارد دلار آمریکا با نرخ ارز معاصر) پیش بینی می‌شود. در واقع، تایلند با صمیم قلب از فناوری نانو استقبال کرده است و توسعه آن تعهد اصلی دولت تایلند است. به همین ترتیب، چین در ماه مه 2004 اعلام كرد كه فناوری نانو در برنامه ملی بلند مدت علم و فناوری آن نقش اساسی دارد.
مزایای بالقوه کشورهای در حال توسعه چیست؟
فناوری نانو نوید راه حل‌های جدید برای مشکلاتی را می‌دهد که مانع توسعه کشورهای فقیر می‌شوند، به ویژه در رابطه با بهداشت و بهداشت، امنیت غذایی و محیط زیست. در گزارش سال 2005 خود با عنوان نوآوری:
با استفاده از دانش در توسعه، گروه ویژه پروژه هزاره سازمان ملل متحد در زمینه فناوری و نوآوری علوم نوشت که “فناوری نانو احتمالاً از اهمیت ویژه‌ای در جهان در حال توسعه برخوردار است، زیرا شامل نیروی کار، زمین یا تعمیر و نگهداری کمی می‌شود؛ بسیار تولیدی و ارزان است و هم‌چنین فقط به مقادیر بسیار کمی از مواد و انرژی نیاز دارد”.
اثرات فناوری نانو در بهداشت و بهداشت
فناوری نانو در حال حاضر به عنوان ابزاری در تحقیقات مراقبت‌های بهداشتی مفید است. در ژانویه 2005، محققان موسسه فناوری ماساچوست ایالات متحده از “موچین نوری” جفت مهره‌های کوچک شیشه‌ای دور هم جمع شده و یا با استفاده از پرتوهای لیزر از هم جدا شدند استفاده کردند تا انعطاف پذیری سلول‌های قرمز خون آلوده به انگل مالاریا را مطالعه کنند (نگاه کنید به ابزارهای کوچک با مالاریا مقابله می‌کنند). این روش به محققان کمک می‌کند تا درک بهتری از نحوه انتشار مالاریا در بدن دارد.
چگونه فناوری نانو می‌تواند تحویل دارو را بهبود بخشد؟
اما فناوری نانو هم‌چنین می‌تواند روزی به سیستم‌های ارزان‌تر و قابل اطمینان‌تری برای تحویل دارو منجر شود. به عنوان مثال، موادی که در مقیاس نانو ساخته شده‌اند می‌توانند سیستم‌های کپسوله سازی را فراهم کنند که داروهای محصور شده را به روشی آهسته و کنترل شده محافظت و ترشح می‌کند. این می‌تواند یک راه حل ارزشمند در کشورهایی است که از امکانات ذخیره سازی و شبکه توزیع کافی برخوردار نیستند و هم‌چنین برای بیمارانی که تحت رژیم‌های پیچیده دارویی قرار دارند و توانایی پرداخت وقت و هزینه سفرهای طولانی برای ویزیت پزشکی را ندارند.
فیلترهای مقیاس نانو برای سیستم‌های بهبود یافته تصفیه آب
فیلترهایی که در مقیاس نانو ساخته شده‌اند نوید سیستم‌های تصفیه آب بهتری را می‌دهند که ساخت آن‌ها ارزان، ماندگار و تمیز است. سایر فناوری‌های مشابه می‌توانند مواد سمی مانند آرسنیک را که در بسیاری از کشورها از جمله هند و بنگلادش سطح آب را مسموم می‌کند، جذب یا خنثی کنند.
استفاده از نانوحسگرها روی محصولات و نانوذرات موجود در کودها
حسگرهای کوچک امکان نظارت بر عوامل بیماری زا بر روی محصولات و دام و هم‌چنین اندازه گیری بهره وری محصولات را فراهم می‌کنند. علاوه بر این، ذرات نانو می‌توانند کارایی کودها را افزایش دهند. با این حال، شرکت بیمه سوئیسی SwissRe در گزارشی در سال 2004 هشدار داد که آن‌ها هم‌چنین می‌توانند توانایی مواد سمی بالقوه مانند کودها را برای نفوذ به لایه‌های عمیق خاک و مسافت بیش‌تر افزایش دهند. علاوه بر این، محققان در کشورهای پیشرفته و در حال توسعه در حال توسعه محصولاتی هستند که می‌توانند تحت شرایط “خصمانه” رشد کنند ، مانند مزارع که خاک حاوی مقادیر زیادی نمک است (گاهی اوقات به دلیل تغییر آب و هوا و افزایش سطح دریا) یا سطح پایین اب. آن‌ها این کار را با دستکاری در مواد ژنتیکی محصولات، کار بر روی مقیاس فناوری نانو با مولکول‌های بیولوژیکی انجام می‌دهند.
سخن پایانی نانوپلاس
در این نوشته سعی شده بود تا نشان داده شود که فناوری نانو بهره برداری از ماده هنگامی که عمداً در مقیاس بسیار کوچک ساخته شده است؛ چگونه می‌تواند مزایای بسیار زیادی را فراهم کند، همان‌طور که هر فناوری مفیدی باید داشته، این یک زمینه واقعی، کاملاً گسترده و چند رشته‌ای از فعالیت‌های انسانی است و نه فقط یک عنوان رمزگذاری که می‌تواند در آخرین پیشنهاد تحقیق یا فعالیت تجاری در تلاش برای تأمین بودجه آن اعمال شود، اگرچه اعتراف می‌شود که اغلب به این روش استفاده می‌شود. مطمئناً مسائلی وجود دارد که باید ما را نگران کند. اینها می‌توانند خاص شوند. برای مثال، ما باید در مورد تأثیرات بهداشتی و زیست محیطی استفاده ما از نانوذرات بیش‌تر بدانیم. هم‌چنین نگرانی‌های کلی‌تری وجود دارد. فناوری نانو می‌تواند طیف گسترده‌ای از قابلیت‌ها را در اختیار ما قرار دهد و باید از آن‌ها به روشی متفکرانه و مسئولانه استفاده شود. با این حال، اینها شبیه نگرانی‌هایی است که ممکن است در گذشته در مورد هر فناوری قابل توجهی اعمال شده است. تنها تفاوت این است که ما اکنون در موقعیتی هستیم که می‌توانیم از تاریخ بیاموزیم و سعی می‌کنیم قبل از مرتکب شدن اشتباهاتی اقدام کنیم، اما این اقدام باید متناسب و براساس تجزیه و تحلیل واقع بینانه است.