نانو تکنولوژی و معماری

نانو تکنولوژی چیست؟
مقدمه :
درك ماهیت مواد و چگونگی ساختارهای آنها همیشه از اهمیت ویژه ای برخوردار بوده است . مواد علاوه بر اینكه جزء مواهب طبیعت به شمار می آیند ، در ساخت وسایل و تامین احتیجات انسان نقش عمده ای دارند . علم هم به تناسب پیشرفتی كه در چند سال اخیر داشته ،توانسته است دیدگاه درستی از ماده و توانایی های آن پیدا كند به گونه ایکه اکنون با بررسی زمینه های اتمی و زیر اتمی مواد و عناصر، امكان ساخت و بنا گذاری مدل های جدیدتری از مولكول ها فراهم شده است . در این نوشتار كاربردهای این فناوری را مورد بررسی قرار می دهیم . با این امیدكه شما نیز از فناوری معرفی شده نهایت استفاده را داشته باشید .
نانوتكنولوژی چیست ؟
بشر از همان ابتدای تاریخ توجهی به ساختارهای خیلی بزرگ و یا خیلی كوچك نداشته ، بلكه تمامی همت خود را معطوف ساخت و ساز در محدوده ی عادی و مورد دسترس نموده است.
برای اینكه تصور جامع تری نسبت به موضوع ارائه دهیم می توانیم از سیستم SI یادکنیم ، در این سیستم واحد طول متر انتخاب شده و دیگر اندازه های طولی از آن مشتق می شوند . بشر در ابتدا نه توانایی این را داشت كه به محدوده های دیگر وارد شود و نه لزوم كار در چنین محدوده هایی را احساس می كرد . اما این روند كه انسان تا به دیروز دنبال می كرد ، دیگر جواب گوی نیاز بشر امروزی نیست . هر چند با اختراع ترانزیستور ها و … توانسته ایم تا حدودی وارد میكروالكترونیك شده و از آن بهره مند شویم با این وجود برای ساخت كامپیوترها به مشكل برخورد كرده ، مشكلی به بزرگی كوچك كردن اندازه در حد اتمی كه تقریبا تمام استراتژیهای حل این مسئله به نوعی با نانوتكنولوژی در ارتباط می باشند.
و اما نانوتكنولوژی كه در بالا اشاره كردیم ، این واژه ی عجیب كه از تركیب نانو به معنای عدد نه و همچنین تكنولوژی ساخته شده است ، چه مفهومی را می رساند … ؟! نه فناوری ؟ تكنولوژی عدد نه ؟
خیر در حقیقت نانو در این واژه مخفف نانومتر و یا در كل اندازه ی 9-10 متر است .كه تلفیق آن با نانوتكنولوژی مفهومی كلی را در بر می گیرد، به هر كاری كه در اندازه ی اتمی و مولكولی انجام شود نانوتكنولوژی اطلاق می شود و هیچ نوع تفاوتی وجود ندارد كه یك پروژه ی زیست شناسی باشد و یا اینكه برای درك ماهیت اتم و ساختن یك ساختمان اتمی صورت گیرد و خوشبختانه نانوتكنولوژی توانسته محققان رشته های مختلف را به سوی خود بكشاند . دانشمندان به اهمیت كار در این محدوده پی برده اند و امروزه شاهد فعالیت گروه های مختلف تحقیقاتی هستیم كه پیشرفت های حاصله از كار آنها گویای پتانسیل های بالای نانوتكنولوژی است .
برای اینكه مفصل تر با كاربردها و تاثیراتی كه روند كوچك سازی بر زندگی و پیشرفت دنیا خواهد داشت پی ببریم ، بهتر است سفری به 45 سال پیش داشته باشیم . زمانی كه ریچارد فاینمن فیزیك دان آمریكایی در حال ارائه ی ایده های اولیه ی خود در باب نانوتكنولوژی بود . ابتدایی ترین آنها كوچك سازی تمامی بیست و نه جلد دایره المعارف بریتانیا است ، وی كه فضای موجود برسر سوزن را بهتر از افراد دیگر می دید ( زیرا فیزیك دان ذرات بنیادی بود ) به دانشمندان این نوید را داد كه می توانند این كتاب را بر سر یك سوزن جای دهند .چرخ دنده های اتمی و غیره نیز از جمله مباحث پیشنهادی توسط فاینمن به شمار می آیند . این قبیل پیش بینی ها زمینه ای شد برای یكی از جوان ترین نانوتكنولوژیست ها به نام اریك دركسلر ،او با نوشتن كتب متعدد توانست نظرات خود را به دیگران انتقال دهدو به افراد مشتاق كوچك سازی ایده و هدف ارائه كند .
دركسلر كسی بود كه اولین بار پژوهشگران را با روبات های شناور در جریان خون بدن انسان كه می توانستند به انجام عمل جراحی و درمان بیماریهای انسان بپردازند ، آشنا ساخت . این روبات های مولكولی شناور در جریان خون بدن همانند اختراع تلفن برای برخی از مردم ناراحت كننده بودند ، ولی به هر حال مشخص است كه ماشینهایی از این دست انجام بسیاری از عمل های جراحی و نیز درمان بیماریهای خطر آفرین را تسهیل میکرد . هم اكنون موسسات مختلفی در سراسر جهان مشغول تحقیق بر روی این نوع ماشینها هستند .
به موازات پیش بینی های ذكر شده برخی دیگر از ایده های ا فراطی خطر ناک نیز شكل گرفته اند ، كه هر چند تعدادی از آنها با حقائق علمی امروز منطبق نیست ، اما می توان ثابت كرد كه نانوتكنولوژی دستیابی به آنها را آسان می نماید. مثلا رنگی هوشمند كه می تواند بسته به شرایط محیطی تغییر ماهیت دهد ، و یا اینكه لاستیكی كه تا مدت زمان زیادی فروسوده نشود اینها ایده هایی هستند كه امكان دستیابی به آنها زیاد بعید نیست . اما ساختن ماده ای به نام Gray goo كه در صورت كنترل نكردن صحیح آن می تواند در عرض هفتاد و دو ساعت تمامی جهان را احاطه كند باعث به وجود آمدن ترس و واهمه در میان جوامع نسبت به نانوتكنولوژیست ها و اهدافشان شده است .
در هر صورت ما برای اینكه مجبور نباشیم هر روز صبح داندانهایمان را مسواك بزنیم به نانوتكنولوژی و ساخت مولکول به مولكول آینده نیازمندیم ؟!!
فناوری نانو چیست؟
نانوتكنولوژی تولید مولكولی یا به عبارت دیگر ، ساخت اشیاء در سایزهای اتم به اتم، مولكول به مولكول توسط روبات های برنامه‌ریزی شده در مقیاس نانومتریك است و نانومتر یك میلیاردم متر است .
جمهوری اسلامی ایران و فناوری نانو
جمهوری اسلامی ایران، فناوری نانو را به عنوان اولویت اصلی فناوری كشور انتخاب نموده و برای آن برنامه ریزی می كند. تشكیل ستاد ویژة توسعة فناوری نانو با هدف برنامه ریزی بلند مدت و نظارت بر تحقق اهداف نیز در همین راستا می باشد.بر اساس بند ب مادة 43 برنامة چهارم توسعه كشور، دولت باید در سال اول برنامه، سند جامع توسعة فناوری نانو را به تصویب برساند كه تدوین این سند توسط ستاد انجام شد و در حال ارائه به هیأت دولت می باشد .
نانو تکنولوژی و میکرو الکترونیک
دانش میکروالکترونیک امروزه گسترش چشمگیری پیدا کرده است . طبق تئوری scaling که در شرکت IBM مطرح شد ، کاهش ابعاد ترانسیزتور CMOS منجر به بهبود سرعت ، قیمت و توان مصرفی می شود
بنابراین سایز ترانزیستورها هر 3 سال به طور متوسط 0.7 برابر کوچکتر شده است اما به دلیل قوانین مکانیک کوانتوم محدودیت تکنیک های ساخت ممکن است . از کاهش بیش از این از لحاظ اندازه در ترازیستورهای FET معمولی جلوگیری شود و در یکی دو دهه آینده با روش های متداول ساخت در ابعاد زیر 50 نانومتر متوقف شود به این ترتیب