یه انیمیشن توی یوتیوب دیدم با عنوان nanofacory. چیز جالبیه، یه جور تصور از دنیای نانو به بیننده میده ... ببینین. قسمت زیادی از کار توسط استودیو لیزاردفایر تولید شده.

 

اگر انرژی سطحی (surface) یک سیستم فیزیکی بیشتر از انرژی بخش داخلیش (bulk) باشه، چه اتفاقی برای اون سیستم می اوفته؟  از نظر تئوری و به طور مشخص توی شاخه ترمودینامیک سوال های شبیه این زیاد هست که هنوز جواب جامع و روشنی براش پیدا نشده  >نانوترمودینامیک اصطلاحیه که T. L. Hill به عنوان بنیانگذار این بخش از ترمودینامیک وارد علم کرد >ترمودینامیک سیستم های کوچک.

ترمودینامیک سیستم های کوچک چه فرقی با سیستم های بزرگ داره؟ خوب یک جنبه قضیه به طور مشخص اثر سطحی محسوسیه که در سیستم های کوچک (به علت نسبت سطح به حجم بالا) ظاهر میشه. این اثر بر روی پارامترهایی مثل اکتیویته، جذب سطحی، نقطه ذوب و انجماد و ... تاثیر می­گذاره. طرف دوم مسئله که بحث انگیزتر و معماگونه تره ذات محدود سیستم یا همون کم بودن تعداد ذرات سیستمه؛ برای اینکه مسئله روشن بشه یک مثال میزنم:

فرض کنید 4 تا گلوله مشابه داریم که می­تونن توی 4 جعبه قرار بگیرند. حالت های زیر ممکن­اند:

 

1 1 1 1                   حالت1

4 0 0 0                         4

2 2 0 0                         6

3 1 0 0                         12

2 1 1 0                         12

 

می­بینیم که دو حالت محتمل داریم! حالت­های محتمل دو وضعیت متفاوت­اند!

این به آن معنیه که حالت تعادل سیستمی اتفاقی با چنین شرایطی بین دو حالت فوق متغییر است. با اضافه شدن تعداد گلوله­ها و جعبه­ها محتمل­ترین حالت از دیگر وضعیت­ها فاصله می­گیرد و بنابر اصل ترمودینامیک آماری یک حالت منحصربه فرد تعادل وجود داره. چه طور می­شه به این مشاهده­ها صورت ریاضی و منطقی داد؟ ...

 

از بس در مورد نانوتکنولوژی و آرمان ها و آرزوهاش نوشتم که فک نکنم دیگه واسه کسی جذاب باشه. اما نمی شه چیزی نگفت و به نظر من اهمیت موضوع خیلی زیاده. الان یه مقاله از دانشگاه MIT، نوشته پروفسور Ralph C. Merkle  خوندم. نظر آقای مرکل روی نانوتکنولوژی و آینده اون خیلی جالبه. آقای مرکل پیش بینی میکنه که نانو بتونه همه چیزو متحول کنه. دنیای کامپیوتر، انرژی، فضا و ...(پیشنهاد می کنم مقاله رو بخونید). و در پایان مقاله در مورد اینکه کی میشه به این اهداف رسید میگه:

How long will it take? A lot depends on when we start

اینطور که معلومه و من درک کردم "این" یکی از معدود میدان هایی که ما ممکنه بتونیم همراه با دنیا واردش بشیم و پیش بریم. من فک میکنم اگر ما بتونیم توی این زمینه از تکنولوژی خوب و درست عمل کنیم، به نوعی عقب موندگی های دیگمونو جبران می کنیم. به نظر من نانو یک راه میانبر برای رسیدن به تکنولوژی های پیشرفته ست. سال هاست که ما مصرف کننده ایم و در مورد بعضی کالا ها تا ده ها سال دیگه هم مصرف کننده خواهیم بود. چون تکنولوژی و رسیدن به اون یه فرایند تدریجی و زمان بره و چاره ای هم نیست. اما در مورد نانو من دوست دارم توجه همه رو به این موضوع جلب کنم که قضیه به طور ملموس و قابل توجهی فرق میکنه. توی این زمینه ما می تونیم بدون احتیاج به خیلی از پیش زمینه ها که انحصاریه و در اختیار ما نمیذارنش "متد ها" و "سبک ها"ی جدیدی برای رسیدن به محصولات مورد نیازمون پیدا کنیم و این خارق العاده است. باید توجه کنیم که اینجا به مقدار قابل توجهی بحث پایه ایه.

هرچند در ایران نانو در یک فضای جو زده و با یک مدیریت افتضاح شروع به کار کرده. اما با سمت دهی کردن فرایند امیدوارم بتونیم استفاده مطلوبی ببریم. امیدوارم بروبچ فیزیک و شیمی و مهندسی اهمیت موضوع را زودتر بگیرن!

اولین شماره از مجله Nature Nanotechnology  داغ داغ و رایگان در اختیار شماست. البته مطمئن باشید این مجله به زودی دیگر رایگان نخواهد بود. برای علاقه مندان به نانوتیوب های کربنی هم خبرهای جالبی در این شماره به چاپ رسیده است.

 

                                               

 

براساس پیش بینی US National Science Foundation تا سال ۲۰۱۵ ارزش بازار عمومی نانوتکنولوژی، شامل خدمات و محصولات به رقمی حدود یک تریلیون دلار خواهد رسید که این مبلغ چیزی حدود 10 درصد GDP  (درآمد ناخالص ملی) آمریکا است و نیاز به حدود ۲ میلیون نیروی کار دارد. در آمد حاصل از نانوتکنولوژی در سال ۲۰۰۶ تا کنون برابر ۲۵.۶ بیلیون دلار بوده است.

 

در حال حاضر در بازار نانوتکنولوژی آمریکا حدود ۴۰۰ کمپانی فعال هستند. این کمپانی ها در زمینه های نانوبیوتکنولوژی، تکنولوژی سطح، الکترونیک، نانومواد، تکنولوژی اطلاعات و ... مشغول به کار هستند.

با وجود تحقیقات عظیمی که در زمینه نانوتکنولوژی در حال انجام است، باز هم بازارهای ممکن برای نانوتکنولوژی هنوز ناشناخته است. و این یکی از مسائلی است که بازار نانو با آن درگیر است. بنا به گزارشی که RNCOS ارائه داده است بازار نانو در آمریکا در سال ۲۰۰۸ به ۳.۳بیلیون و در سال ۲۰۱۳ به ۱۹.۸ بیلیون دلار می رسد. واین یعنی اینکه نانوتکنولوژی ممکن است مثل ویروس دنیا را فرا بگیرد.

 

منبع:  newswire today

نانو(nano) پیشوندی است که ریشه یونانی دارد و معنی آن عدد 9 است. در علوم هرجا که این پیشوند استفاده می شود به معنی کسری معادل یک میلیاردم است. مثلا یک نانومتر(nm) یعنی یک میلیاردم متر. برای اینکه کوچکی این ابعاد را بهتر درک کنیم می توانیم چنین بگوییم که اگر حدود 10 اتم هیدروژن را کنار هم بچینیم، پاره خطی به طول یک نانومتر به دست می آید.

 

نانوتکنولوژی که از جمله زمینه های داغ علوم امروز است به تکنولوژی ای گفته می شود که طبق تعریف با ابعاد یک تا 100 نانومتر سروکار دارد.

 

بنیانگذار این تکنولوژی را Richard Feynman (فیزیک دان آمریکایی برنده جایزه نوبل) می دانند که در سخنرانی معروفش به نام There's Plenty of Room at the Bottom در سال 1959 ایده جالبی را مطرح کرد. به طور ساده او گفت که ما می توانیم با چیدن اتم ها در کنار هم هرچیزی را درست کنیم. این ایده خیلی وسوسه انگیز بود و امروز دارد محقق می شود. Feynman ایده پرداز بزرگی بود و انگار درست حدس زده بود. در واقع او به آرزوهای بشر شکل داد. این جمله از اوست:

 

What I cannot create, I do not understand

 

متن سخنرانی Feynman  را می توانید از اینجا بگیرید. (64KB, .pdf)