نانو تکنولوژی چیست؟

نانوتکنولوژی به دانش، مهندسی و فناوری در مقیاس نانو می گویند. اصطلاحاً به اندازه ی بین 1 تا 100 نانومتر مقیاس نانو میگویند.

دانش نانو و نانوتکنولوژی مطالعه ی کاربرد اشیاء بسیار ریز و استفاده از آن ها در تمام حوزه های علوم نظیر شیمی، زیست شناسی، علوم مواد و مهندسی می باشد.

ریچارد فایمن فیزیک دان، پدر علم نانوتکنولوژی

نانوتکنولوژی چگونه به وجود آمد

ایده و مفهوم علوم نانو و نانو تکنولوژی با سخنرانی فیزیکدانی به اسم ریچارد فاینمن در هم اندیشی انجمن فیزیک آمریکا در موسسه فناوری کالیفرنیا در 29 دسامبر 1959 پا گرفت. او طی سخنرانیش با عنوان: “هنوز حیطه های زیادی در فیزیک باید کشف شوند” به مفهوم نانو پرداخت اما تنها سال ها بعد از این سخنرانی بود که برای اولین بار اصطلاح نانوتکنولوژی مورد استفاده انجمن های علمی قرار گرفت. فاینمن در سخنرانیش از فرآیندی نام برده بود به به آن وسیله دانشمندان می توانستند اتم ها و مولکول های منفرد را دستکاری کرده و کنترل کنند.

حدود 10 سال بعد پروفسور نوریو تونیگوچی در حین بررسی هایی که روی ماشین های فوق العاده دقیق انجام می داد اصطلاح نانوتکنولوژی را رواج داد. البته تا سال 1981 که میکروسکوپ های تونلی روبشی به بازار آمدند و امکان مشاهده اتم های منفرد فراهم شد نانوتکنولوژی کاربرد خاصی نداشت.

مفاهیم پایه در علم نانو و نانوتکنولوژی

تصور اینکه نانوتکنولوژی چقدر کوچک است مشکل است. یک نانو متر یک میلیاردم متر است که آن را با ^9-10 (10 به توان 9- ) نشان می دهند. برای درک بهتر و ملموستر نانو تکنولوژی به این چند مثال دقت کنید:

• 25 میلیون و 400 هزار نانومتر تشکیل یک اینچ را می دهد.
• یک ورقه روزنامه حدود 100 نانو متر ضخامت دارد.
• در مقام مقایسه اگر یک سنگ مرمر قطری به اندازه 1 نانومتر داشته باشد یک متر به اندازه ی قطر زمین خواهد بود.

علم نانو و نانوتکنولوژی مربوط به مشاهده و کنترل اتم ها و مولکولهای منفرد می شود. همه ی موجودات و اشیاء زمین از اتم ها تشکیل شده اند (غذایی که می خوریم، لباسی که می پوشیم، ساختمان ها و خانه هایی که در آن ها زندگی می کنیم و خود بدن ما). اما چیزی به کوچکی اتم امکان ندارد با چشم غیر مسلح مشاهده شود. در واقع امکان ندارد با میکروسکوپ های معمولی هم که در مدارس مورد استفاده قرار می گیرند بتوان اتم ها را مشاهده کرد. تنها حدود 30 سال است که میکروسکوپی اختراع شده که بتواند اشیایی با مقیاس نانو را ببیند.

زمانی که دانشمندان به ابزارهای مناسبی دست یافتند (نظیر میکروسکوپ تونلی رویشی و میکروسکوپ نیروی اتمی) عصر نانوتکنولوژی یا نانو فناوری پا به عرصه ی زندگی گذاشت.

با وجود اینکه نانوتکنولوژی و علم نانو به صورت مدرن علم هایی جدید هستند مواد با مقیاس نانو قرن هاست که مورد استفاده قرار گرفته اند.

در قرون وسطی ذرات کوچک و بزرگ نقره و طلا برای تولید رنگ در پنجره های شیشه ای کلیساها استفاده شده اند. نقاشان آن زمان هم با وجود اینکه چیزی از مقیاس نانو نمیدانستند از این ذرات ریز طلا و نقره برای خلق آثار هنری بسیار زیبا استفاده برده و باعث تغییر کمپوزیسیون مواد شدند.

پنجره های شیشه ای قرون وسطا که نشانه ای از استفاده از مفهوم نانو تکنولوژی در دوران پیش از دوران معاصر هستند.

امروزه دانشمندان و مهندسان کاربردهای زیادی برای ساخت مواد با مقیاس های نانو یافته اند و با استفاده از این مواد و قابلیت های خاص مواد نانویی نظیر توانایی بالاتر، وزن سبک ترو کنترل بیشتر قادر شده اند استفاده های خوبی برای آن مواد بیابند.