توسعه فناوری نانو: ضرورت یا انتخاب!

ما در مورد مقیاس نانو که آستانه طبیعی کار همه سامانه‌های زنده و ساخت بشر است، اطلاعات بسیار کمی داشته‌ایم. خصوصیات و عملکردهای بنیادی ساختارها و سامانه‌های مواد در اینجا تعریف شده استحداقل سه دلیل برای علاقه فعلی به فناوری نانو وجود دارد:دلیل اول، این تحقیق به ما کمک می کند تا شکاف عمده‌ای را در دانش بنیادی خود از ماده، تکمیل کنیم. در انتهای پایین این مقیاس (1 نانومتر)، با استفاده از ابزارهای توسعه یافته توسط فیزیک و شیمی مرسوم، اکنون چیزهای زیادی از اتم‌ها و مولکول‌های منفرد می‌دانیم. در انتهای بزرگ این مقیاس (100 نانومتر)، به طور مشابه، علوم شیمی، زیست شناسی و مهندسی مرسوم در مورد رفتار عمده مواد و سیستم‌ها به ما آموزش داده‌اند. با این حال، ما در مورد مقیاس نانو میانی که آستانه طبیعی کار همه سامانه‌های زنده و ساخت بشر است، اطلاعات بسیار کمی داشته‌ایم. خصوصیات و عملکردهای بنیادی ساختارها و سامانه‌های مواد در اینجا تعریف شده است؛ و مهم‌تر از آن این‌که می‌تواند به عنوان تابعی از سازمان ماده از طریق برهم‌کنش‌های مولکولی "ضعیف" (مانند پیوندهای هیدروژنی، دو قطبی الکترواستاتیکی، نیروهای وان در والسی، نیروهای مختلف سطحی، نیروهای الکتروسیالی و غیره) تغییر یابد. حرکت فکری به سمت ابعاد کوچکتر با کشف خصوصیات و پدیده‌های جدید وابسته به اندازه، شتاب گرفت: تا سال 1981 تنها توانستیم اندازه خوشه اتم‌های موجود در سطح را اندازه گیری کرده و مدل‌های بهتری را برای خودساماندهی و خودسامانی در شیمی و زیست شناسی ارائه دهیم.ده سال بعد، در سال 1991، توانستیم اتم ها را روی سطوح حرکت دهیم.پس از ده سال دیگر، در سال 2002، با قرار دادن فیزیکی مولفه‌های اتم، مولکول‌ها را جمع کردیم. در حال حاضر، ما قادر نیستیم که دامنه منتخب مهندسی یا ارتباط بیولوژیکی در مقیاس نانو را با دقت مکانی و زمانی مناسب مشاهده یا مدل کنیم. ما هنوز در ابتدای این مسیر هستیم!دلیل دوم این است که پدیده‌های نانومقیاس، نویدبخش کاربردهای کاملاً جدید هستند. نمونه‌های احتمالی شامل تولید مواد شیمیایی با استفاده از گروه‌های مولکولی طراحی شده، پردازش اطلاعات با استفاده از فوتون‌ها یا چرخش الکترون، تشخیص مواد شیمیایی یا عوامل زیستی فقط با استفاده از چند مولکول، تشخیص و درمان بیماری‌های مزمن با مداخلات تحت سلول، بازسازی بافت و اعصاب، تقویت یادگیری و سایر فرایندهای شناختی با درک "اجتماع" سلول‌های عصبی و تمیز کردن خاک‌های آلوده با نانوذرات طراحی شده.ما با استفاده از داده‌های متخصصان صنعتی و دانشگاهی در ایالات متحده، کشورهای آسیای اقیانوسیه و اروپا بین سال‌های 1997 و 1999، پیش‌بینی کرده‌ایم که تا سال 2015، 1 تریلیون دلار محصول با فناوری نانو و حدود 2 میلیون شغل در سراسر جهان تحت تأثیر فناوری نانو قرار می‌گیرد. با استفاده از برآوردهای مربوط به فناوری اطلاعات، که به ازای هر نیروی کار اصلی، 2.5 شغل جدید در حوزه‌های مرتبط ایجاد می‌شود، فناوری نانو این امکان را دارد که تا سال 2015 در بازار جهانی 7 میلیون شغل (شامل 2 میلیون شغل اصلی و 5 میلیون شغل مرتبط) ایجاد نماید. در واقع، در حال حاضر، نسل اول فلزات، پلیمرها و سرامیک‌های نانوساختار وارد بازار تجاری شده است.دلیل سوم علاقه به فناوری نانو، آغاز نمونه‌سازی صنعتی و تجاری‌سازی است و این که دولت‌های سراسر جهان تلاش خود را برای توسعه فناوری نانو در سریع ترین زمان ممکن معطوف کرده‌اند. برنامه‌های منسجم و پایدار تحقیق و توسعه در این زمینه توسط ژاپن (آوریل 2001) ، کره (ژوئیه 2001) ، اتحادیه اروپا (مارس 2002) ، آلمان (مه 2002) ، چین (2002) و تایوان (سپتامبر 2002) اعلام شده است. با این حال، اولین و بزرگترین برنامه از این دست، طرح ملی فناوری نانو ایالات متحده بود که در ژانویه 2000 اعلام شد.-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------منبع Handbook on Nanoscience, Engineering and Technology, 2nd ed., Taylor and Francis, 2007, pages 3.1-3.26&lt;br/&gt;