يك نانومتر به اندازه يك ميلياردم يك متر است و يا به اندازه يك اتم. نانوتكنولوژى مربوط به مواد يا سيستم هايى است كه ساختمان و اجزاى آنها بر پايه نانومتر بوده و داراى خصوصيات فيزيكى، شيميايى و بيولوژيكى برجسته اى هستند. حال اگر ما كنترل اين اجزا را در دست گرفته و آنها را به شكل وسايلى اتمى، مولكولى و يا فوق مولكولى درآوريم، اين توانايى را خواهيم داشت كه از آنها در جهت خواسته هايمان استفاده كنيم. در نانوتكنولوژى خصوصيات شگفت انگيز اجزا وقتى آشكار مى شوند كه ما آنها را در ابعاد ساختمانى نانو بنا كنيم، مانند نانو تيوپ كربن و يا سيم هاى كوانتومى و يا مواد مربوط به DNA و يا ليزر.
تاريخچه:
در سال 1953 مدل ساختمانى DNA طرح ريزى شد و اين جرقه اى بود كه ديگر مكانيسم هاى مولكولى در انسان كشف شود. در 1959 ريچارد فين من (Richard Feynman) اكتشافات جديد در مقياس اتم را پيش بينى كرد. او سپس مواد نانو را به عنوان ابزار بسيار كوچك براى ساخت ماشين هاى مولكولى بسيار كوچك خاطرنشان كرد. نامبرده برنده جايزه نوبل شد. چند دهه بعد دانشمندان شيمى و بيولوژى توانستند ساختمان هاى مولكولى را بسازند كه تحولى بزرگ در زندگى بشر ايجاد كرد. همچون نايلون، تفلون، چسب هاى شيميايى و... در سال هاى اخير ما شاهد ساخت ساختارهاى بسيار كوچك مانند چيپ هاى كامپيوترى بوده ايم. در سال 1981 ميكروسكوپ هاى تونلى ابداع شد كه به ما اجازه مشاهده مستقيم اتم هاى مجزا را مى دهد. سپس در سال 1986 اكتشافات شكل جديدى از مولكول كربن كه داراى 60 اتم كربن در شكلى مثل توپ فوتبال است، راه جديد را به سوى نانو تكنولوژى باز كرد. در سال 1990 اولين ژورنال نانوتكنولوژى در انگليس چاپ شد و سپس در سال بعد شركت هاى مختلفى مثل IBM به سرمايه گذارى در اين زمينه كردند و در ژاپن و آمريكا توجه دولت ها به اين تكنولوژى معطوف شد. در سال 1992 دركسلر (Drexler) كه او را مى توان پدر برنامه ماشين هاى مولكولى، ساخت و محاسبه آنها در نانو تكنولوژى دانست، طرح خود را ارائه كرد. در اين طرح ماشين هاى كوچك براى انجام اهداف نانو تكنولوژى طراحى شدند. در كشور ايران ستاد ويژه توسعه فناورى نانو در پاييز 1382 به دستور رئيس جمهور وقت تشكيل شد. وظيفه اصلى اين ستاد تعيين اهداف و راهبردها و رفع موانع و خدمت رسانى به بخش هاى اجرايى (خصوصى و دولتى) براى توسعه فناورى نانو است. حمايت هاى تشويقى ستاد از دانشجويان، دانشمندان و دست اندركاران فناورى نانو جهش چشمگيرى را در اين زمينه در ايران موجب شده است. تاكنون بيش از 700 نفر در فهرست افراد مرتبط با فناورى نانو در بانك اطلاعاتى ستاد ثبت شده اند كه در ميان آنها تنها نام چندين پزشك همچون دكتر لهراسبى، دكتر لاريجانى و دكتر هومن اردبيلى به چشم مى خورد. دكتر هومن اردبيلى در تحقيقات مرتبط با نانو تيوپ و پيشرفت هاى آتى علم پزشكى توسط نانو روبات ها طى مقالاتى نتايج تحقيقات خود را ارائه داده است. مقالات تحقيقاتى وى در دو بخش اطلاع رسانى براى عموم و مقالات اختصاصى بسيار حائز اهميت و ارزشمند است، بخصوص كاربرد نانو تيوپ ها در پزشكى كه موفقيت درمان بيمارى هاى لاعلاج را ترسيم مى كند.
كاربردهاى نانوتكنولوژى:
براى كاربرى نانو پزشكى مى توان به تحقيقات دكترى جوان (هومن اردبيلى) كه هم اكنون در كشور آمريكا مشغول به انجام تحقيقات در اين زمينه مى باشد، اشاره كرد. در مورد نانوتيوپ ها و كاربرد آن در پزشكى وى در يكى از مقالاتش خاطرنشان كرده است كه «سلول هاى بدن انسان مى توانند در نانو تيوپ كربن رشد كنند و به آنها بچسبند و هيچ اثر سمى هم كربن نانو تيوپ روى سلول هاى انسانى نداشته باشند. اين امر به علت توانايى تغيير شيميايى ديواره هاى نانو تيوپ كربن ها امكان پذير است. با توجه به اين امر مى توان كاربرى هاى گوناگون را براى نانوتيوپ ها در پزشكى پيش بينى كرد. همچون استنت هاى عروقى (وسيله اى جهت جلوگيرى از گرفتگى عروق)، رشد سلول هاى عصبى و دوباره سازى آنها.» از نقطه نظر علم نانو پزشكى (نانو مديسين) اين امر امكان پذير است و هر كدام از اين كارها تحولى بزرگ در پزشكى ايجاد مى كند. مثلاً تصور كنيد، يك فرد جوان كه بر اثر تصادف قطع نخاع شده است و اندام تحتانى او بى حس و بى حركت هستند، قادر خواهد بود بخوبى حركت كند!!! از آنجايى كه سلولهاى عصبى و عضلانى تنها سلولهايى در بدن هستند كه هرگز مجدداً توليد نمى شوند، همواره راه ترميم و تكثير سلول عصبى از معضلات علم پزشكى بوده است. در مورد استنت هاى عروقى كه هم اكنون توسط آنژيوپلاستى در عروق قلبى كار گذاشته مى شوند، با خلق ابزار نانوپزشكى، مى توان بدون وارد كردن كاتر دستگاه آنژيوپلاستى، اين استنت را در عروق مورد نظر كار گذاشت. همچنين در يكى ديگر از مقالات با عنوان نانوتيوپها و نانوپزشكى و نانوتكنولوژى وى خاطرنشان كرده است كه مى توان يك زنجيره «دى ان اى» را به يك نانوتيوپ پيوند كرد و آن را با موفقيت درون سلول وارد كرد. به نظر اينجانب اين كار تحولى در ژن تراپى ايجاد مى كند و حتى بعضى از اعضاى بدن انسان كه امروزه با پيوند عضو مى توان تنها راه درمان را ارائه داد (مانند نارسايى كليه كه احتياج به پيوند دارد) توسط ژن تراپى و نانومتريال، مى توان مواد لازم براى خلق يك عضو جديد در بدن را فراهم كرد. در طرحى براى درمان ايسكمى مى توان به طرحى كه از سوى دكتر اردبيلى ارائه شده است توجه كرد. «مى توان سلولهاى تنفسى كه حامل اكسيژن هستند را بر روى نانوتيوپها سوار كرد كه اين سلولهاى تنفسى مى توانند عرضه اكسيژن را به بافتهايى كه خوب اكسيژن رسانى نمى شوند، افزايش دهند.» «اين طرح كه در مقياس يك ميكرون پيشنهاد شده است، مى تواند در مقايسه با گلبول قرمز 236 مرتبه اكسيژن بيشترى به بافتها برساند. اين سلولها در ضمن مى توانند بر روى خود كامپيوترهايى با مقياس نانون را حمل كنند و همين طور سنسورهاى فشار و تركيبات شيميايى را نيز با خود داشته باشند.» اين نوع درمان مى تواند انقلابى در درمان بيماريهاى ايسكميك قلبى و نيز در درمان نارساييهاى تنفسى و بيماريهاى مزمن انسدادى تنفسى ايجاد كند.
ديگر كاربردهاى نانوتكنولوژى
1- ميكروالكترونيك:
به وسيله نانوتيوپهاى بسيار ريز مى توان جريان الكترون را به صورت كاملاً دقيق كنترل كرد. خصوصيت مهم نانو تيپوها اين است كه نيروى كششى بسيار زيادى را مى توانند تحمل كنند (22 برابر استيل نيروى فشار را تحمل مى كنند). همين طور مى توان آنها را خم كرد و به راحتى به جاى اوليه برگرداند (كارى كه با فلزات و كربن فايبر به سختى مى توان انجام داد) براى مثال مى توان چندين ميليون كتاب را در يك نانو تيوپ كربن ذخيره كرد كه اندازه آن از يك نورون (سلول عصبى انسان) هم كوچكتر است كه اين كار بسيار اعجاب انگيز است!!
2- تكنولوژى اطلاعات:
نانو تكنولوژى مى تواند تحول بزرگى را در صنعت نيمه هادى ها و وسايل ذخيره انرژى ايجاد كند.
3- اكتشافات جديد در علم:
نانوروباتها مى توانند اكتشافات جديدى را در علوم مختلف هدايت كنند. براى مثال ناسا هم اكنون در حال تحقيق بر روى تزريق نانوسنسورها بر بدن فضانوردان است كه بتواند رفتارهاى سلولى را در نبود جاذبه بررسى كند.
4- پزشكى و سلامت:
كاربردهاى شگفت انگيز نانوتكنولوژى در پزشكى شامل پروبهاى نانو، جراحى به كمك نانو حمل و انتقال دارو در بدن با كمك نانو و شناسايى توالى ژنها در ژنوم انسان هستند. مع الوصف مهم ترين قسمت اين كار درمان بيماريهاى بدن در مقياس نانو است. توانايى زياد نانو پروبها مى تواند خصوصيات ساختارهاى اوليه بدن مثل پروتئين، چربى و كربوهيدراتها را نمايان كند كه اين كار همراه با درمان بيماريها توسط ابزار نانو انقلابى در پزشكى به وجود خواهد آورد.
تأثير نانوتكنولوژى بر جامعه
استفاده شخصى از وسايل جديد نانو، بالا رفتن سرعت ميكروپروسسورها و علم پزشكى با قابليتهاى جديد از تأثيرات مثبت نانو تكنولوژى بر جامعه است كه بيشتر مردم به طور غير مستقيم از آن بهره مند مى شوند. بدون اغراق نانوتكنولوژى را مى توان ارزنده ترين تكنولوژى قرن 21 ناميد
لطفا منتظر باشید ...
