نانوتکنولوژی در گردهمایی انجمن ملی شیمی (83/02/15 )
1 آوریل 2004- نانوتکنولوژی با تولید لباس‌های ضد لک، شیشه‌های عینک ضد خش و ضدآفتاب و بسیاری از موارد دیگر، در حال ورود و تأثیرگذاری بر عرصه زندگی بشریت است. در آینده اثرات بیشتری از این فناوری مورد انتظار خواهد بود که از آن جمله تولید رایانه‌های سریع‌تر، تست‌های تشخیصی بهتر و بهبود حذف مواد سمی از محیط زیست و نواحی آلوده می‌باشد. این موضوعات و مباحث وابسته از جمله چشم‌اندازهای توسعه، مشکلات و خطرات بالقوه این فناوری در دویست و بیست‌و هفتمین گردهمایی انجمن ملی شیمی آمریکا که بزرگترین جامعه علمی دنیا است، از تاریخ 28 مارس تا اول آوریل سال جاری در طی بیش از 15 گردهمایی مورد ارزیابی قرار گرفتند.
در روز یکشنبه 28 مارس گردهمایی با صحبت‌های چارلزکاسی رئیس این انجمن آغاز شد و در انتها بوسیله یک گروه موضوعات مورد بحث جمع‌بندی گردید.
منتخب این مباحث به شرح زیر است:
یکشنبه 28 مارس:
کوچکترین لیزرهای دنیا راه حلی جهت ساخت رایانه‌های سریع‌تر:
محققین دانشگاه هاروارد ادعا کردند که کوچکترین لیزر دنیا را ساخته‌اند. این لیزر از نانوسیم های سولفید کادمیم ساخته شده است که با یک جریان ساده الکتریکی فعال میشود. مهمتر از آن، چندین نوع لیزر نانوسیمی را می‌توان بر روی یک تراشه قرار داد و اینگونه کاربردهای بیشتری برای این ابزارها ایجاد کرد.
این پیشرفت در آینده می‌تواند منجر به ساخت رایانه‌های سریع‌تر، ذخیره‌سازی بالای اطلاعات، بهبود خواص اپتیکی رشته‌ها و لیتوگرافی دقیقتر شود.
وعده‌های بزرگ از علوم ریز: چگونه نانوتکنولوژی باعث تغییر زندگی ما خواهد شد:
هم‌اکنون 500 شرکت ثروتمند که در امر ساخت فعالیت دارند، وارد عرصه نانوتکنولوژی شده‌اند. در این گردهمایی چند گروه پیشگام در زمینه علوم نانو معرفی شدند. این افراد در خصوص این که چه کاری امکان‌پذیر و چه کاری امکان‌پذیر نیست و مردم از این فناوری واقعاً انتظار دیدن چه چیزی را دارند، بحث نمودند. به دنبال این بخش، یک گروه در خصوص مسائل فوق به بحث پرداخت.
دوشنبه 29 مارس
استفاده از نانوذرات آهن برای پاکسازی محل‌های صنعتی:
روش‌های رایج پاکسازی خاک و آب در هزاران مرکز صنعتی موجود عمدتاً کند و هزینه‌بر بوده و گاهی نیازمند صرف دهه‌ها وقت است. در حال حاضر محققان به روشی ارزان جهت تولید نانوذرات آهن دست یافته‌اند که از لحاظ کارایی و سرعت تمیزکردن محل‌های آلوده، بر روش‌های قبلی ارجحیت دارد و این کار در طی چند هفته صورت می‌گیرد.
از این ذرات برای خنثی‌سازی انواع مختلف آلاینده‌های زیستی مانند PCB ها، DDT ، تری‌کلرواتیلن و پرکلرات می‌توان استفاده کرد.
این ذرات که بزودی در مقیاس انبوه تولید خواهند شد، بطور مؤثری در پاکسازی چندین محیط صنعتی در آمریکا و قسمت‌هایی از اروپا مورد استفاده قرار گرفته‌اند.
سه‌شنبه 30 مارس
نانوذرات نقره: ایده‌ای جهت پاکسازی آب‌های آلوده:
اکسید تیتانیوم ترکیبی است که در محصولات مصرفی زیادی از جمله ضدآفتاب‌ها و خمیردندان بکار می‌رود. این ترکیب یک فوتوکاتالیست مناسب جهت ازبین‌بردن بسیاری از آلودگی‌های زیستی از جمله حشره‌کش‌ها و مواد زائد صنعتی می‌باشد. با این حال مصرف این ماده محدود به موارد خاصی است، زیرا برای فعال‌شدن نیازمند تابش اشعه ماوراءبنفش از یک منبع مصنوعی است. هم‌اکنون محققان دانشگاه کلمسون به روشی برای روکش‌دارکردن نانوذرات نقره با اکسید تیتانیوم دست یافته‌اند که در این حالت خاصیت فوتوکاتالیستی نانوذرات نقره در حضور نور خورشید، فعال شده و بدین‌ترتیب بسیاری از آلاینده‌ها از دریاچه‌ها، استخرها و فاضلاب کارخانجات بوسیله نور طبیعی حذف می‌گردند.
نانوحسگرهای زیستی برای بهبود تشخیص‌ها و تصویربرداری غیرتهاجمی:
محققین دسته جدیدی از نانوحسگرهای شیمیایی را ساخته‌اند که امکان مشاهده بخشهای درونی سلول‌های درحال فعالیت را ممکن ساخته است. این مسأله منجر به انجام تشخیص‌های بهتر پزشکی و روش‌های غیرتهاجمی تصویربرداری خواهد شد. این حسگرها از پلیمرهای زیستی خاصی ساخته شده‌اند که شبیه غشاء‌های زیستی بوده و از لحاظ سازگاری زیستی نسبت به مواد رایج بهتر بوده و در زمینه شناسایی پیام‌های شیمیایی خاصی برتری دارند.
چهار شنبه 31 مارس
تولید قطعات ماشین های سبزتر:
ترکیب‌کردن نانوکامپوزیت ها با پلاستیک‌های دارای ساختار زیستی که عموماً از روغن‌های گیاهی تهیه می‌‌شوند، از جهت سازگاری با طبیعت مورد توجه است. مشکل این مواد بطور کل، نداشتن سفتی و استحکام مناسب در بعضی موارد است. محققین دانشگاه میشیگان موفق شده‌اند این پلاستیک‌ها را با مواد نانوساختاری مانند نانوذرات خاک رس و رشته‌ها و لوله‌ها تقویت کنند. این کار منجر به تولید پلاستیک‌های محکم‌تر و سفت‌تر برای کاربرد در مواردی از بسته‌بندی گرفته تا نقل و انتقالات فضایی گردیده است. این کار در نهایت می‌تواند منتهی به ساخت مواد کامپوزیتی با ساختار پلاستیکی شود که در ساخت قطعات ماشین‌های قابل بازیافت کاربرد دارند.
استفاده از نانوذرات حاصل از مواد زائد کشاورزی برای تولید پلاستیک:
محققین دانشگاه ایالتی نیویورک از مواد زائد و سفت آب‌میوه جهت تولید نانوذرات سلولز استفاده می‌کنند. امکان ساخت پلاستیک‌های قابل تجزیه از این ذرات وجود دارد.
پنج‌شنبه 1 آوریل
استفاده از نانوذرات جهت کاهش آرسنیک آب :
حذف آرسنیک آب‌های نوشیدنی تا حد استانداردهای جدید سازمان حفاظت محیط زیست آمریکا، یک مشکل مرتبط با این فناوری است. محققین دانشگاه ایالتی اوکلاهاما نشان داده‌اند که نانوذرات اکسید روی که در بعضی انواع کرم‌های ضدآفتاب بدلیل قابلیت جذب اشعه ماوراءبنفش کاربرد دارند، قادر به حذف آرسنیک از آب نیز می‌باشند. آنها ادعا می‌کنند که به روش‌های مناسبی برای تولید ذرات ایده‌آل به منظور تمیزسازی آب دست یافته‌اند.
حرکت نانوذرات در آب‌های جاری:
با ورود فولرین‌ها و سایر نانوذرات به طبیعت، نگرانی‌های زیادی در خصوص اثرات آنها بر منابع آب بوجود آمده است.
محققین آزمایشاتی را برای ایجاد شرایط مرتبط با آب‌های موجود در سطح زمین شبیه‌سازی و راه‌اندازی کرده‌اند. در این آزمایشات 7 نوع نانوماده مختلف مورد بررسی قرار گرفتند و مشاهده شد که این ذرات رفتارهای انتقالی بسیار متغیر دارند. بنابراین خطرات بالقوه نانوذرات باید بصورت موردی، مورد مطالعه قرار گیرند.
امکان تولید مواد کاشتنی بهتر در استخوان با استفاده از نانوتکنولوژی:
وسایل کاشتنی در استخوان‌ها که با استفاده از نانوتکنولوژی ساخته شده‌اند، نه‌تنها دوام بیشتری دارند بلکه در مقایسه با وسایل کاشتنی دیگر سازگاری بیشتری نیز با استخوان‌های طبیعی دارا می‌باشند.
این کار تحقیقاتی توسط دانشمندان دانشگاه پوردو صورت گرفت. این افراد خواص نانوسرامیک‌ها، پلیمرها و فلزها را بررسی کرده و نتیجه گرفتند که صاف‌بودن نانو ذرات فلزی، باعث ایجاد سطحی میشود که شناسایی آن توسط سلول‌های استخوانی بهتر صورت می‌گیرد.