کاربردهاي عملي نانوتکنولوژي واقعاً ديوانه کننده است کاربردهاي عملي نانوتکنولوژي واقعاً ديوانه کننده است

الکترونيک


پس از کشف ترانزيستور حالت جامد توسط باردن، تجهيزات مبتني بر لامپ‌هاي خلاء حجيم، داراي مصرف برق زياد،  و گران قيمت با دستگاه‌هاي کوچک، سبک وزن، و کم مصرف‌تر جايگزين شدند. اين امر باعث شد تجهيزات کم حجمي مانند ساعت مچي شخصي ديجيتالي، ماشين حساب، کامپيوتر قابل حمل (لپ تاپ)، موبايل، استريو، ويدئو و غيره ايجاد شود که همگي به دليل پيشرفت در الکترونيک و حوزه‌هاي مرتبط با آن است.
 
به زودي فهميده شد که مي‌توان نه تنها اندازه دستگاه‌هاي مختلف را کاهش داد بلکه مدارهاي بزرگ را روي يک تراشه منفرد با عنوان"IC"  يا مدار يکپارچه ساخت. برون يابي اين ايده‌ها و پيشرفت در تکنيک‌هاي ساخت دستگاه مانند تکنيک ليتوگرافي نه تنها امکان ساخت يکپارچه سازي در مقياس بسيار بزرگ (VLSI) از دستگاه‌ها و مدارهاي الکترونيکي را ممکن ساخت، بلکه همچنين وفادارانه کميت‌هاي زيادي از آنها را توليد مي‌کند.
 
در اوايل سال 1960 ميلادي، مور روند کوچک شدن دستگاه هاي الکترونيکي را پيش بيني کرد که به عنوان قانون مور مشهور است. وي اظهار داشت که تعداد ترانزيستورهاي موجود روي هر تراشه در هر 18 ماه دو برابر مي‌شود. اما پس از سال 2000 ميلادي، يک انحراف از قانون مور رخ داده است. مي‌توان به کاهش اندازه تا حد يک اتم ادامه داد، اما مطمئناً حدي براي اندازه وجود دارد که در زير آن حد، خواص ماده از اندازه مستقل نيست. اينجاست که "علم نانو" و "فناوري نانو" مسئوليت به عهده مي‌گيرند.
 
بنابراين، دستگاه‌هاي الکترونيکي با ابعاد نوعيِ چند نانومتر در هر سه بعد طول و عرض و ارتفاع، نه تنها نشانگر کوچک سازي هستند بلکه نمايش دهنده برخي خواص منحصر به فرد هستند که در طول 5 تا 6 دهه گذشته از کشف دستگاه‌هاي حالت جامد شناخته نشده بودند. ترانزيستور تک الکترون، شيرهاي اسپين، پيوندگاه‌هاي تونلي مغناطيسي (MTJ)  از نظر مفهومي دستگاه‌هاي جديدي هستند که بر پايه فناوري نانو طراحي شده‌اند. چنين دستگاه‌هايي سريع‌تر، جمع و جور، و نسبتاً ارزان‌تر هستند و راه خود را در بازار پيدا مي‌کنند.
 
از دستگاه‌هاي نوع دريچه اسپين قبلاً در رايانه‌هاي شخصي براي "خواندن ديسک" استفاده مي‌شد که امکان افزايش ظرفيت ذخيره سازي داده‌هاي ديسک‌هاي سخت را فراهم کرده‌اند. جالب است که شير اسپيني و MTJ مبتني بر مفهومي هستند که خودش در حال رشد به حوزه‌اي در خودش است که با عنوان اسپينترونيک، يا الکترونيک مبتي بر اسپين، شناخته مي‌شود. به خوبي دانسته شده است که يک الکترون (يا حفره) هم داراي بار و هم داراي اسپين (چرخش) است. با اين حال، الکترونيک تاکنون فقط از بار آنها استفاده کرده است و اسپين آنها مورد بي توجهي قرار گرفته است. اکنون، در سال‌هاي اخير مشخص شده است که اگر اسپين يک الکترون (يا حفره) در نظر گرفته شود، دستگاه‌هايي که به نحو مناسبي ساخته شوند منجر به برخي از دستگاه‌هاي برتر مي‌شوند. بسياري از دستگاه‌هاي مبتني بر اسپين مانند Spin-FET ، Spin-LED ، Spin-RTD ، سوئيچ‌هاي نوري با فرکانس تراهرتز، تعديل کننده‌ها، رمزگذارها، رمزگشاها و کيوبيت‌هاي رايانه‌هاي کوانتومي در ليست داغ دانشمندان و فن آورها قرار دارند.
 
انقلاب بعدي در رايانه‌ها از "حافظه غير فرار" استفاده مي‌کند که در صورت قطع ناگهاني برق، يا اگر فراموش کنيم که ورودي‌ها را ذخيره کنيم، داده‌ها از بين نمي‌روند. ما همچنين ممکن است کامپيوترهاي کوانتومي داشته باشيم که بسيار قدرتمندتر از رايانه هاي موجود باشند.

 انرژي


فناوري نانو نقش مهمي در زمينه انرژي خواهد داشت. منابع انرژي طبيعي مانند نفت، زغال سنگ، گاز طبيعي و غيره براي تمام موارد حمل و نقل، ارتباطات، صنعت، خانه‌ها و بسياري از فعاليت‌هاي انساني ديگر مورد نياز بوده است. اين منابع با سرعت بسيار زيادي دارد کاهش مي‌يابد. نسل‌هاي آينده بايد منابع انرژي جايگزين مانند انرژي خورشيدي يا سوخت مبتني بر هيدروژن را جستجو کنند.
 
دانشمندان اميدوارند سلول‌هاي خورشيدي کارآمد را با استفاده از نانومواد بسازند. تحقيقات قابل توجهي در مورد بيرون کشيدن سوخت هيدروژن با شکافت آب(H2O)  با استفاده از نور خورشيد در حضور نانومواد (فوتوکاتاليست‌ها) انجام شده است. در واقع هيدروژن در دسترس قرار گرفته مي‌تواند به منبع خوبي براي سوخت و ساير اهداف حمل و نقل تبديل شود. با اين حال، ذخيره سازي هيدروژن کار آساني نيست زيرا مي تواند به راحتي آتش بگيرد.
 
بر روي ماده‌اي مانند نانولوله‌هاي کربن، که کلاس ويژه‌اي از نانومواد هستند، براي استفاده بالقوه از آن به عنوان ماده ذخيره سازي هيدروژن، دارد بررسي صورت مي گيرد. هزينه فعلي نانولوله‌هاي کربن بسيار زياد است، اما دانشمندان در تلاشند راه‌هاي ارزان قيمتي براي ساختن آنها در مقادير زياد پيدا کنند، که در آينده به استفاده از سوخت هيدروژن بدون خطر کمک کند. همچنين تلاش شده است تا کارآيي سلول‌هاي خورشيدي براي توليد انرژي با استفاده از نانوذرات افزايش يابد.
 
ابزارهاي بي‌شماري مانند لپ تاپ، تلفن‌هاي همراه، تلفن‌هاي بي‌سيم، راديوهاي قابل حمل، دستگاه پخش سي دي، ماشين حساب‌ها و غيره، به باتري‌هاي قابل شارژ با وزن کم و يا «سلول» نياز دارند. تلاش مي‌شود تا با جايگزيني مواد الکترود، چگالي انرژي آنها افزايش يابد. اگر اسپين يک الکترون (يا حفره) در نظر گرفته شود، دستگاه‌هايي که به نحو مناسبي ساخته شوند منجر به برخي از دستگاه‌هاي برتر مي‌شوند. برخي از نانوذرات هيدريد في، هيدريدهاي نيکل يا نواحي سطح بالا را دوست دارند، مواد فوق العاده سبک وزن، آئروژل‌ها را دوست دارند يا دريافته مي‌شود که نسبت به مواد مرسوم در باتري‌هاي بهبود يافته گزينه هاي بهتري هستند.

اتومبيل


يک خودرو از تعداد زيادي قطعه و مواد مختلفي تشکيل شده است. بدنه و قسمت‌هاي مختلف ساختاري آن از جنس استيل، برخي از آلياژها، لاستيک ، پلاستيک و غيره است. ساختار بدنه بايد از نظر شکل و اندازه قوي، غير قابل تغيير شکل يا سفت باشد. مشخص شده است که کامپوزيت‌هاي نانولوله داراي مکانيکي بهتر از حتي فولاد هستند. براي ساختن کامپوزيت‌هايي که بتوانند جايگزين فولاد شوند، تلاش مي‌شود. در حال حاضر سنتز نانولوله‌ها از نظر اقتصادي قابل دوام نيست، اما تلاش مي‌شود تا بتوان از آن در مقياس بزرگ استفاده کرد. اتومبيل‌ها به صورت اسپري با ذرات ريز نقاشي مي‌شوند. رنگهاي نانوذره پوشش صاف و نازک و جذابي را ارائه مي‌دهند. برخي تحقيقات در حال بررسي امکان استفاده از ولتاژي کوچک براي تغيير رنگ خودرو به دلخواه هستند.
 
منبع: ويشواس پوروهيت


مشخصات

تبلیغات

محل تبلیغات شما

آخرین مطالب این وبلاگ

عکس آقای خامنه ای

آخرین جستجو ها

Julia شرکت حقوقي ارمنستان Dan Danielle قبول سفارش ساخت انواع فنر در فنر سازي آسيا Antonio Maisam Scott Yekqwc2a گرگان_چرتکه