ایران سرا

Mehdi Kazemi’s Weblog

نانوتکنولوژي دنيا را نامرئي مي کند

Posted by Mehdi Kazemi on 22 May, 2008

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

متحول شدن زندگي ساکنان هزاره سوم به وسيله يکي ديگر از فناوري هاي روز  نانوتکنولوژي دنيا را نامرئي مي کند.

                                                                                                                      
ميثم لطفي

 
پيشرفت علم و تکنولوژي تا اندازه يي افزايش يافته که اين روزها رايانه ها مي توانند اطلاعات را تقريباً بدون صرف هيچ هزينه يي بازتوليد کنند. اين فرآيند که روزبه روز دامنه آن وسيع تر مي شود به کمک بيت ها صورت مي گيرد و باعث مي شود تمامي اطلاعات پس از تبديل شدن به صفر حجم بسيار کوچکي را اشغال کنند و در مواقع ضروري بدون صرف هرگونه زمان و هزينه در اختيار کاربر قرار گيرند. اما اخباري که از گوشه و کنار دنيا به گوش مي رسد نشان دهنده آن است که اين مساله دانشمندان را اقناع نمي کند. در کنار کوچک کردن حجم اطلاعات ذخيره شده در رايانه ها، جمعي از محققان در حال بررسي طرحي هستند که به موجب آن بتوانند بدون صرف هزينه اتم ها را به صورت مجزا در کنار هم قرار دهند و همانند فناوري بيت هاي کامپيوتري، آنها را در زمينه هاي مختلف به کار برند. اين امر توليد خودکار محصولات را بدون نيروي کار سنتي مانند عمل کپي در ماشين هاي زيراکس ميسر مي سازد.

نانوتکنولوژي در اصل نحوه ساخت ابزارهاي نوين مولکولي منحصر به فرد با به کارگيري خواص شيميايي کاملاً شناخته شده اتم ها و مولکول ها را ارائه مي دهد. اين فناوري که شايد کمتر به آن پرداخته شده و مردم اطلاع چنداني از آن ندارند، در توليد محصولات خودجوش، توليد رايانه هايي که چند ميليارد بار سريع تر از رايانه هاي امروزي هستند، اختراعات بسيار جديد و… موثر واقع مي شود.

دکتر Drexler در همايش جهاني نظام علمي در زمينه نانوتکنولوژي مي گويد؛ در جهان اطلاعات، فناوري هاي ديجيتالي کپي برداري را سريع، ارزان، کامل و عاري از هزينه بري يا پيچيدگي محتوايي کرده اند. حال اگر همين وضعيت در جهان ماده اتفاق بيفتد چه مي شود؟ هزينه توليد يک تن تراشه RAM تقريباً معادل هزينه ناشي از توليد همان مقدار فولاد خواهد شد.

اگر سرعت توسعه و رشد علم به همين صورت ادامه پيدا کند، در آينده نزديک گروهي از دانشمندان قادر به ساخت اولين روبات با مقياس نانومتري مي شوند که قادر به همانندسازي است. طي چند سال با توليد پنج ميليارد تريليون نانوروبات، تقريباً تمامي فرآيندهاي صنعتي و نيروي کار کنوني از رده خارج خواهند شد، کالاهاي مصرفي نيز به وفور يافت شده و ارزان، شيک و با دوام خواهند شد، دارو يک جهش سريع و کوانتومي به جلو را تجربه خواهد کرد و سفرهاي فضايي و همانندسازي ها امن و مقرون به صرفه خواهند شد. به اين دلايل و هزاران دليل ديگر، سبک هاي زندگي روزمره در جهان به طور زيربنايي متحول خواهد شد و الگوي رفتاري انسان ها تحت الشعاع اين روند قرار خواهد گرفت.

با نانوتکنولوژي در آينده نه چندان دور در خانه هاي جديد آجرها ممکن است هنگامي که ترکي در آنها ظاهر مي شود خودشان را تعمير کنند. ماشين ها ممکن است با لايه يي به استحکام الماس پوشانده شوند که آنها را در برابر خراش ها محافظت کند. پزشکان خواهند توانست صدها نوع بيماري را تنها با قرار دادن يک قطره خون در يک دستگاه تشخيص داده و پس از چند ثانيه نتيجه را دريافت کنند.

نانوتکنولوژي در جهاني بسيار کوچک کنترل مي شود. هدف نانوتکنولوژي ساخت اشيا به صورت اتم به اتم، مولکول به مولکول و با يک رويکرد از پايين به بالاست؛ اين همان راهي محسوب مي شود که طبيعت ميليون ها سال است آن را انجام مي دهد.

در دنياي بسيار کوچک و جالب توجه نانوها، انواع جديد ميکروسکوپ ها و برنامه هاي قدرتمند کامپيوتري شبيه ساز که در 10 سال اخير توسعه پيدا کرده اند، نقشي مهم در اين زمينه برعهده دارند. ميکروسکوپ ها نه تنها به دانشمندان اجازه مي دهند اتم ها را از نزديک مشاهده کنند، بلکه اين امکان را فراهم مي آورند تا آنها را جابه جا کنند. همان طور که در آزمايش مشهور سال 1990 دانشمندان مرکز تحقيقاتي Almaden وابسته به شرکت صاحب نام IBM صورت گرفت، متخصصان توانستند لغت «IBM» را توسط 35 اتم زنون بنويسند.

نانو و نامرئي شدن اجسام

نانوتکنولوژي امروزه توانسته به يکي از ارکان اصلي زندگي بشر تبديل شود و تمامي جوانب زندگي ساکنان هزاره سوم را در دست بگيرد. با اين حال برخي دانشمندان بريتانيايي در حال بررسي موضوعي وابسته به علم نانو هستند که شايد به کمک آن بتوان به نامرئي شدن افراد کمک کرد.

يکي از فيزيکدانان دانشگاه سلطنتي لندن در اين خصوص مي گويد؛ مردم در طول روز با اجسام و اشياي مختلفي روبه رو مي شوند که هرکدام از اين اجسام ظاهري به خصوص را در ذهن آنها تداعي مي کند. اين اجسام در برخي مواقع مي توانند جلوي ديد فرد را بگيرند و مانعي براي تماشاي جسمي که در فضايي دورتر قرار گرفته، شوند. به جاي آنکه فرد محل قرار گرفتن خود را تغيير دهد و با رفتن به مکان ديگر امکان تماشاي جسم دورتر را براي خود فراهم آورد، نانوتکنولوژي مي تواند اجسام نزديک را نامرئي کند و زاويه ديد جهانيان را گسترش دهد.

نورهايي که از اجسام مختلف ساطع مي شوند معمولاً به طبيعت بازمي گردند. براي مثال، زماني که ما در يک بيابان گرم و داغ قرار مي گيريم و در دوردست سراب مشاهده مي کنيم، نورهايي که از آسمان تابيده مي شوند به اشعه هاي نوري شکسته شده تبديل و تصوير آسمان را روي خاک منعکس مي کنند. اين امر موجب مي شود فرد تشنه يي که در بيابان قرار گرفته فريب بخورد و تصور کند که در دوردست آب وجود دارد. دانشمندان دانشگاه سلطنتي لندن، دانشگاه دوک(Duke) و موسسه مستقل تخصصي Leonhardt شفافيت يک تصوير را وابسته به نوري که از يک جسم به خصوص منتشر مي شود، نمي دانند و بر اين باورند که مجموعه انوار امکان تماشاي يک شيء را براي ما فراهم مي آورد. در اين ميان جمعي ديگر از محققان معتقدند پديده نامرئي شدن مي تواند با انتشار بسيار آرام اشعه هاي نور در اطراف يک جسم صورت گيرد. با اين روش شعاع هاي نوري در مسير اصلي حرکت مي کنند و باعث مي شوند هيچ نور يا سايه يي از يک جسم منعکس نشود. اين روش مي تواند جسم مورد نظر را نامرئي کند که البته براي انجام اين کار به نيروي بسيار بالا نيازي نيست.

پروفسور ديويد شوريگ يکي ازمحققان دانشگاه دوک مي گويد تصور کنيد که با سوراخ کردن فضا مي خواهيد شيء مورد نظر خود را درون آن سوراخ قرار دهيد، به نحوي که تمام منافذ آن پر شود. اين سوراخ همانند حفره يي است که درون يک لباس پشمي ايجاد مي شود و شما سعي مي کنيد با کمک گرفتن از نخ و سوزن اين حفره را از بين ببريد و اجازه ندهيد نور از آن عبور کند. اين دقيقاً همان روندي است که در نانوتکنولوژي دنبال مي شود تا يک جسم نامرئي شود و امکان مشاهده آن از بين برود.

موادي که سطح بيروني جسم مورد نظر را مي پوشانند تا ديده نشود در اصطلاح metamaterial يا مواد مغناطيسي حساس خوانده مي شوند. طول موجي که مواد مغناطيسي حساس توليد مي کنند، نسبت به طول موج تشکيل شده توسط شعاع هاي نوري کوتاه تر است و از اين رو ساختاري ظريف تر از نور دارند. اگر اين طول موج ها بلندتر شوند، به جاي کنترل کردن اين فرآيند باعث مي شوند شعاع هاي نوري در فضا پخش شوند. براساس نتايج حاصل از يک سري مطالعات دقيق و حساب شده، طول موج نور قرمز تقريباً معادل 650 نانومتر يا يک ميلياردم يک متر است که در مقابل طول موج نور آبي 475 نانومتر محاسبه مي شود. امواج راديويي، ريزموج ها و امواج مادون قرمز نسبت به نورهايي که با چشم قابل رويت هستند، طول موج بلندتري دارند که در اين ميان اشعه فرابنفش، اشعه X و اشعه هاي گاما کم ترين طول موج را به خود اختصاص داده اند.

هريک از مواد مغناطيسي حساس که روي الکترودها قرار مي گيرند همانند يک آنتن بسيار دقيق عمل مي کنند و به صورت مرتب به ارسال و دريافت امواج مي پردازند. به گفته پندري يکي از محققان دانشگاه سلطنتي لندن، اين مواد نحوه انتشار شعاع هاي نوري و تابش آنها را به طور کامل زير نظر گرفته و آنها را کنترل مي کنند.

مشکلي که در اين زمينه وجود دارد اين است که وقتي سطح بيروني برخي اجسام به کمک اين مواد پوشانده مي شود، در فرآيند دريافت و ارسال امواج نوري، اين اجسام همانند يک سطح شيشه يي تاريک به نظر مي رسند که اين امر باعث مي شود آنها نامرئي نشوند. در اين ميان کارشناسان با آزمايش هاي فراوان دريافته اند که اگر مواد مغناطيسي به اندازه کافي به سطح جسم مورد نظر آغشته شود ديگر امکان بروز اين مشکل وجود نخواهد داشت و جسم نامرئي خواهد شد. آغشته کردن سطح بيروني يک جسم به مواد مغناطيسي حساس با پشت سر گذاشتن مراحل پيچيده يي صورت مي گيرد که در اين ميان تطابق اين مواد با طول موج تابيده شده به آن کار را بسيار دشوار مي کند.

نانو و وضعيت جهاني

امروزه اين شاخه از علم تاثيرات فراواني بر زندگي مردم گذاشته و به همين خاطر کارشناسان از فناوري نانو به عنوان «رنسانس فناوري» و «روان کننده جريان سرمايه گذاري» ياد مي کنند. ورود محصولات وابسته به اين فناوري جهشي بس عظيم در رفاه و کيفيت زندگي و توانايي هاي دفاعي و زيست محيطي به همراه داشته و تاکنون موجب بروز جابه جايي هاي بزرگ اقتصادي شده است. در حال حاضر بخش هاي دولتي و خصوصي کشورهاي مختلف جهان نظير ژاپن ، امريکا، چين، هند، تايوان، کره جنوبي، استراليا، روسيه و اتحاديه اروپا در رقابتي تنگاتنگ بر سر کسب پيشتازي جهاني در لااقل يکي از حوزه هاي اين فناوري به سر مي برند. درحال حاضر نزديک به 30 کشور دنيا در زمينه فناوري نانو داراي برنامه ملي هستند و گفته مي شود طي پنج سال گذشته بودجه تحقيق و توسعه در امر نانوتکنولوژي را به 5/3 برابر افزايش داده اند. ژاپن و امريکا نيز فناوري نانو را اولين اولويت کشور خود در زمينه فناوري اعلام کرده اند. 

منبع : اعتماد

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

 
%d bloggers like this: