حتما تا به امروز کلمه‌ی «نانو» بارها و بارها به گوشتان خورده است و حتی شاید از محصولات نانو نیز تهیه کرده باشید؛ محصولاتی مانند لباس ها و شیشه های نانویی که کثیف نشده و خاصیت خود تمیزشوندگی دارند. اما آیا تا به حال با خود فکر کرده اید که این کلمه واقعا به چه معناست و چطور این خاصیت ها به وجود آمده اند؟
امروز ۱۷ مهرماه, مصادف با ۹ اکتبر، روز جهانی نانوتکنولوژی است و به همین مناسبت نیز آشنایی با این تکنولوژی وسیع الطیف که روز به روز در حال گسترش است خالی از لطف نیست.
مقیاس نانو چیست؟
یک مولکول آب را در نظر بگیرید. اندازه‌ی این مولکول حدودا ۰/۰۰۰۰۰۰۰۰۱ متر یا همان یک میلیاردیم متر است. این انداره دقیقا برابر با یک نانومتر می‌باشد. درواقع تکنولوژی نانو با مقیاس‌های اتمی و مولکولی در سطح ۱ تا ۱۰۰ نانومتر سروکار دارد. (برای درک بهتر از کوچک بودن این اندازه در نظر بگیرید که یک قطره‌ی معمولی آب تقریبا از ۲,۰۰۰,۰۰۰,۰۰۰,۰۰۰,۰۰۰,۰۰۰,۰۰۰ مولکول آب تشکیل شده است!)
چرا مقیاس نانو؟
ممکن است از خودتان بپرسید که کارکردن در مقیاس مولکولی و اتمی چه اهمیتی دارد و علت تمرکز اخیر دانشمندان بر روی آن چیست؟
مقاله مرتبط: نانوپزشکی؛ علم یا هنر؟
شرایطی را درنظر بگیرید که مواد، خاصیت‌های کاملا جدیدی را از خود نشان می‌دهند. برای مثال طلایی که به رنگ طلا نیست و در رنگ هایی نامتعارف مثل قرمز و سبز و بنفش وجود دارد، واکنش هایی با سرعت و ماهیت تغییریافته، سیالات مغناطیسی با خواص جدید و… همه از تغییراتی هستند که در مقیاس نانو دیده می‌شوند و همین موضوع علت اهمیت تکنولوژی نانو است. در دنیای کنونی، مشاهده‌ی خواص جدید از مواد بسیار مهم است تا بتواند کاربردهای جدیدی را در اختیار جامعه قرار دهد و نانوتکنولوژی همان علمی است که این امکان را فراهم می‌کند.
عملکرد تکنولوژی نانو چیست؟
امروزه علم ثابت کرده است که خواص یک ماده علاوه بر اتم‌های تشکیل دهنده‌ی آن به طور مستقیم با نوع چینش اتم‌ها و ساختار ماده نیز در ارتباط است. با این حساب، با کنترل نوع چینش اتم‌ها خواهیم توانست تا مواد را به اشکال موردعلاقه ی خود درآورده و محدودیت‌های فعلی را از میان برداریم. در چنین دنیایی این مواد نیستند که با خاصیتشان نحوه‌ی کار انسان ها را تعیین می‌کنند بلکه افراد با تغییر ویژگی مواد آن‌ها را به شکل موردنیاز خود در خواهند آورد. (آسانسوری از سیاره‌ی زمین تا کره‌ی ماه را تصور کنید. طبق عقیده‌ی ناسا، تنها راه ممکن برای عملی‌شدن این پروژه استفاده از نانولوله‌های کربنی است!)
در تکنولوژی نانو, ساخت مواد از اتم‌ها و مولکول‌های آن توسط دانشمندان صورت می‌گیرد و همین امر, امکان تنظیم خواص مواد و دستکاری آن‌ها را فراهم کرده و می‌تواند بدوت اعمال تغییرات شیمیایی در آن‌ها, ویژگی‌هایی مانند نقطه ذوب, رسانایی, سختی, رنگ و… را تغییر دهد.
طبیعت، مادر نانوتکنولوژی
دنیای پیرامون ما مثال‌های وسیعی از مواد ساخته‌شده با فناوری نانو را دارد. کافی است تا با کمی دقت آن‌ها را بررسی کنیم. نخستین بار ایده‌ی نانوتکنولوژی توسط Richard Fineman در سال ۱۹۵۹ مطرح شد. طبق گفته‌ی خود او، ایده‌ی این نظریه از طبیعتی الهام گرفته شده بود که طی فناوری خلقت, ساخت محصولات و موجودات را از مقیاس نانو شروع می‌کند. برای مثال، چرایی لیز‌خوردن آب روی برگ نیلوفر آبی,، توانایی غلبه مارمولک بر جاذبه هنگام راه رفتن، و استحکام تار عنکبوت، همه و همه مربوط به تکنولوژی نانو به کار رفته در طبیعت است که انسان‌ها با الگوبرداری از خواص آن‌ها محصولات مشابه را تولید می‌کنند.
دنیای کوچک شگفت آورتری در پایین دست وجود دارد.
-Richard Fineman
کاربرد نانوفناوری در پزشکی
علم پزشکی هرروز در حال پیشرفت است. حوزه‌ی سلامت, امروزه قابل مقایسه با روزگاران پیشین نیست و بسیاری از مشکلات و سختی‌های گذاشته را حل کرده است. با این وجود هنوز هم قابلیت پیشرفت در این علم وجود دارد.
نانوپزشکی شاخه ای جدید از علم پزشکی است که با استفاده از نانومواد و ابزارهای نانومتری و دانش مولکولی بدست آمده، سعی در حفظ سلامتی انسان و دگرگونی نظام سلامت دارد. نانومواد به علت ساختار بسیار کوچک و جذب بالا, نسل جدیدی از دارورسانی را معرفی کرده‌اند که قابلیت درمان بسیاری از بیماری‌های لاعلاج فعلی ازجمله سرطان و ایدز را دارند و نیز هوشمندانه و به صورت منحصر به فرد ارائه می‌شوند.
ایده‌ی «نانوربات‌ها» قادر به تحول علم جراحی است. این ربات‌ها با شناسایی محل بیماری و درمان آن بدون جای‌گذاشتن هرگونه عوارض جانبی از بهترین گزینه‌های پیش رو برای درمان گروهی از بیماری‌ها هستند.
مقاله مرتبط: درمان ایدز با نانوپزشکی: از ایده تا عمل
و یا نانوآزمایشگاه‌هایی را تصور کنید که بر روی یک تراشه‌ی کوچک ساخته شده و به سطح بدن افراد چسبانده می‌شوند. این آزمایشگاه‌ها با معاینه‌ی دائمی فرد, درصورت بروز مشکل آن را تشخیص داده و به طور خودکار درمان می‌کنند.
این موارد تنها مثال‌های کوچکی از دنیای بسیار بزرگ نانو هستند! پیش بینی می‌شود که این علم نوظهور بتواند با پیشرفت‌های روزافزون, روزی راه حلی برای اکثریت مشکلات جوامع کنونی ابداع کرده و آن‌ها را به سمت اهداف آرمانی‌شان هدایت کند.
اگر شما نیز به دنبال فهم بیشتر این تکنولوژی و آگاهی از جدیدترین رویدادهای آن هستید، شاخه‌ی نانوتکنولوژی دکتر مجازی را دنبال کنید.
