تحقیق درباره کاربرد فناوری نانو

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 77

عنوان :

کاربرد فناوری نانو

در مهندسی عمران

فناوری نانو چیست؟

فناوری‌نانو واژه‌ای است کلی که به تمام فناوری‌های پیشرفته در عرصه کار با مقیاس نانو اطلاق می‌شود. معمولاً

منظور از مقیاس نانوابعادی در حدود 1nm تا 100nm می‌باشد. (1 نانومتر یک میلیاردیم متر است).اولین جرقه فناوری

نانو (البته در آن زمان هنوز به این نام شناخته نشده بود) در سال 1959 زده شد. در این سال ریچارد فاینمن طی یک

سخنرانی با عنوان «فضای زیادی در سطوح پایین وجود دارد» ایده فناوری نانو را مطرح ساخت. وی این نظریه را ارائه

داد که در آینده‌ای نزدیک می‌توانیم مولکول‌ها و اتم‌ها را به صورت مسقیم دستکاری کنیم.

مقیاس نانو

سازمان بین‌المللی استانداردها یک متر را بدین گونه تعریف کرده است:

طولی که توسط نور در خلأ در بازه زمانی 29979457/1 ثانیه طی می‌شود، یک متر می‌باشد ویک نانومتر 10-9متر می‌باشد.

با ایجاد ارتباط میان اندازه اتم‌ها و مقیاس نانو می‌توان یک نانومتر را راحت‌ترتصورکرد. یک نانومتر برابر قطر 10 اتم هیدروژن و یا 5 اتم سیلسیم می‌باشد. درک این موضوع برای افراد معمولی نیز راحت‌تر می‌باشد.

همچنین :

یک نانو متر یک میلیاریم متر است.

یک گلبول قرمز دارای عرض تقریبی هفت هزار نانومتر است.

یک مولکول آب دارای قطری حدود 1 نانو متر است.

مولکول اندازه پروتئینها بین 1 تا 20 نانومتر است .

طبق تعاریف مقیاس طولی بین 1 نانومتر تا 100 نانومتر را مقیاس نانو می گویند

تصور کنید که در یکی از گرمترین روزهای آفتابی در تابستان، نور خورشید مستقیما به اتاق شما می تابد و هیچ راه گریزی به جز استفاده از پنجره هایی با شیشه های دودی برای متعادل تر کردن گرما و نور اتاق ندارید. همچنین دوست دارید تا تنها زمانی که نور شدت دارد شیشه درست مانند عینک های فتوکرومیک دودی شوند.

کاربرد فناوری نانو در مهندسی عمران

واژه فناوری نانو اولین بار توسط نوریوتاینگوچی استاد دانشگاه علوم توکیو در سال 1974 بر زبانها جاری شد. او این واژه را برای توصیف ساخت مواد (وسایل) دقیقی که تلورانس ابعادی آنها در حد نانومتر می‌باشد، به کار برد. در سال 1986 این واژه توسط کی اریک درکسلر در کتابی تحت عنوان : «موتور آفرینش: آغاز دوران فناوری‌نانو»بازآفرینی و تعریف مجدد شد. وی این واژه را به شکل عمیق‌تری در رساله دکترای خود مورد بررسی قرار داده و بعدها آنرا در کتابی تحت عنوان «نانوسیستم‌ها ماشین‌های مولکولی چگونگی ساخت و محاسبات آنها» توسعه داد.

خلاصه

در سال 1870 یک شیمیدان بلژیکی با نام دسمت(Desmedt) اولین سنگفرش آسفالت واقعی را، که مخلوطی از ماسه بود، در برابر تالار شهر در نیویورک ایجاد نمود. طراحی دسمدت در بزرگراهی در فرانسه در سال 1852 مورد الگوبرداری قرار گرفت. سپس دسمدت خیابان پنسیلوانیا در واشینگتن را آسفالت کرد که سطح این پرژه 45149 متر مربع بود.یکی از نمایندگان محلی کنگره به دسمدت گفت: ”این کار هرگز عمومیت نخواهد یافت.“ با این حال، بر اساس تقاضای رو به‌رشد بازار، پیش‌بینی می‌‌شود پس از 137 سال (در سال 2007) بازار آسفالت- قیر معدنی به 107 میلیون تن برسد. در این میان آسفالت معلق بیشترین رشد را دارد. همچنین به عنوان نشانه‌ای از رشد این محصولات در آینده، چندی است که کار بر روی آسفالتی که در موقع خرابی خودش را تعمیر کند، آغاز شده است. به کارگیری فناوری نانو در ساخت زیربناهای مربوط به حمل ونقل، تقریباً معادل با تلاش بشر برای فرستادن انسان به ماه در سال 1960 است. /

تاریخچه

در سال 1870 یک شیمیدان بلژیکی با نام دسمت(Desmedt) اولین سنگفرش آسفالت واقعی را، که مخلوطی از ماسه بود، در برابر تالار شهر در نیویورک ایجاد نمود. طراحی دسمدت در بزرگراهی در فرانسه در سال 1852 مورد الگوبرداری قرار گرفت. سپس دسمدت خیابان پنسیلوانیا در واشینگتن را آسفالت کرد که سطح این پرژه 45149 متر مربع بود.یکی از نمایندگان محلی کنگره به دسمدت گفت: ”این کار هرگز عمومیت نخواهد یافت.“

با این حال، بر اساس تقاضای رو به‌رشد بازار، پیش‌بینی می‌‌شود پس از 137 سال (در سال 2007) بازار آسفالت- قیر معدنی به 107 میلیون تن برسد. در این میان آسفالت معلق بیشترین رشد را دارد. همچنین به عنوان نشانه‌ای از رشد این محصولات در آینده، چندی است که کار بر روی آسفالتی که در موقع خرابی خودش را تعمیر کند، آغاز شده است.

به کارگیری فناوری نانو در ساخت زیربناهای مربوط به حمل ونقل، تقریباً معادل با تلاش بشر برای فرستادن

فناوری نانو

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 17

عنوان : تأثیر فناوری نانو بر کشورهای متکی به صادرات مواد خام

خلاصه مقاله زیر ترجمه بخشی از گزارشی است که در نوامبر سال 2005 توسط گروه ETC تهیه شده است. در این مقاله، مباحثی همچون تأثیر فناوری نانو بر آب و انرژی مورد تحلیل قرار گرفته و سپس میزان و زمینه تأثیر این فناوری بر کشورهای در حال توسعه ارزیابی می شود. برای این منظور زمینه های تأثیر گذاری فناوری نانو بر مواردی همچون صنایع نوشیدنی، صنعت نساجی و صنعت لاستیک بررسی می شود. ادامه مقاله که در شماره آینده چاپ خواهد شد، به بررسی اثر فناوری نانو بر صنایع مس و پلاتین خواهد پرداخت.

مقدمه:

توماس تیس، رئیس واحد پژوهش‌های علوم کاربردی در شرکت آی. بی، ام می‌گوید: در دنیای امروز، هیچ محصول دست بشری نیست که سرانجام به اکتشافات آزمایشگاهی، وابسته نباشد... تبعات بلند مدت فنانوری نانو واقعاً دگرگون کننده هستند. مشکل این است که نمی‌توان خواسته‌های جهان آینده را بطور دقیق پیش بینی نمود.

تأثیری که فناوری نانو بر اقتصاد جهانی خواهد گذاشت، مبهوت کننده است. بر اساس گزارشی که دانشگاه سازمان ملل متحد(United Nations University) در سال 2005 و با عنوان وضع آینده منتشر کرد، ظهور پرشتاب فناوری‌های جدید از جمله فناوری نانو به حدی سریع است که دولت‌ها قادر به درک آن نیستند. وجود مواد جدید ساخته شده به کمک این فناوری، می‌تواند حاوی این پیام باشد که تولید کنندگان صنعتی در آینده برای تأمین مواد خام مورد نیاز خود گزینه‌های متعددی را پیش رو خواهند داشت. مواد جدید، قادرند بازار مواد خام سنتی را کاملاً دگرگون نمایند. وجود الگوهای جدید تولید موسوم به پایین به بالا هم به این معنی است که تقاضا برای مواد خام به سرعت سیر نزولی به خود خواهدگرفت. فناوری‌نانو این توانایی را دارد که ارتباط بین مرزهای جغرافیایی، مواد خام و حتی نیروی کار را از بین ببرد. در ادامه این مطلب، تأثیرفناوری نانو بر اقتصاد کشورهای در حال توسعه را بیشتر بررسی خواهیم کرد.

تولید کنندگان صنعتی در آینده برای تأمین مواد خام مورد نیاز خود گزینه‌های متعددی را پیش رو خواهند داشت. مواد جدید، قادرند بازار مواد خام سنتی را کاملاً دگرگون نمایند

ریچارد اسماِلی (Richard Smalley) شیمیدان و برنده فقید جایزه نوبل پیش‌بینی کرده بود که در آینده فناوری‌نانو، سلامتی و طرز زندگی مردم را حداقل به اندازه تاثیر امروزی میکروالکترونیک، تصویربرداری پزشکی، تولید به کمک رایانه و پلیمرهای مصنوعی، تحت الشعاع قرار دهد. برخی دیگر معتقدند که تأثیراین فناوری‌با نتایج حاصل از اختراع موتور بخار، الکتریسیته، ترانزیستور، و ظهور اینترنت قابل قیاس است. حتی عده‌ای مانند فیلیپ بوند (Philip Bond)، معاون فناوری وزارت بازرگانی آمریکا، فناوری‌نانو را معجزه واقعی می‌دانند؛ معجزه‌ای که نابینایان را بینا و ناشنوایان را شنوا کرده و فلج‌ها را به حرکت وا می‌دارد. معجزه‌ای که ایدز، سرطان، دیابت و دیگر بیمار‌ی‌ها را درمان خواهد کرد. معجزه‌ای که به گرسنگی فقرا پایان داده و حتی قدرت ذهن ما را تقویت خواهد کرد. این فناوری سطح زندگی مردم را بهبود بخشیده و به ما امکان می‌دهد که بیشتر، سالم‌تر، و بهتر زندگی کنیم. فناوری نانو با خلق فرایندهایی که ضمن مصرف بهینه انرژی، هیچ ماده زایدی بر جا نگذاشته و به محیط زندگی و سلامت انسان نیز آسیبی نمی‌رساند، کمک شایانی به حفظ محیط زیست در سراسر جهان خواهد کرد. گرچه ممکن است این نتیجه‌گیری موضع‌گیری‌های اغراق آمیز رسانه‌ای در پی داشته باشد، اما باید گفت فناوری نانو احتمالاً صنایع مختلف جهان را دچارآشفتگی خواهد کرد.

جاش وولف، ویراستار گزارش فناوری نانو فوربس وولف می‌گوید: به زبان ساده، ما داریم جهان پیرامون خود را اتم به اتم دوباره می‌‌سازیم، اما این بار بهتر و پیشرفته‌تر. یعنی هزاران میلیارد دلار در مورد هر چیزی هزینه خواهد شد: از پوشاک، غذا، اتومبیل، مسکن و دارو گرفته تا وسایل ارتباطی، سرگرمی و غیره. کیفیت هوایی که تنفس می‌کنیم و آبی که می‌نوشیم؛ همه اینها دستخوش تحولات اساسی خواهند شد. بنابراین ساختار اجتماعی و اقتصادی جهان نیز به تبع این تحولات، دگرگون می‌شود. فناوری‌نانو تقریباً هر نوع کسب و کاری را در این کره خاکی متحول خواهد نمود.

در سال‌های اخیر، مطالب زیادی در مورد تأثیر فناوری نانو بر بهبود وضع زندگی جوامع فقیر و عقب نگه داشته شده جهان سوم نگاشته شده است. به عنوان مثال، گروه کاری طرح هزاره سازمان ملل متحد (UN Millennium Project’s Task Force) در زمینه علوم، فناوری و نوآوری، فناوری نانو را ابزار مهمی برای مبارزه با فقر و رسیدن به اهداف توسعه هزاره که توسط این سازمان تدوین شده، می‌داند. آنان پژوهش‌هایی که مسائل انرژی و آب آشامیدنی را مورد تأکید قرار می‌دهد، مثال می‌زنند و معتقدند که این نوع پژوهش‌ها نشان دهنده تأثیر فناوری نانو بر حفظ محیط زیست و توسعه انسانی هستند.

آیا فناوری نانو، توسعه انسانی کشورهای در حال توسعه را موجب خواهد شد ؟

پژوهشگران در مطالعات اخیر خود در سال 2005، تأثیر فناوری نانو برکشورهای در حال توسعه را بررسی کرده و به ویژه امکان به کارگیری این فناوری‌در رفع نیازهای جوامع فقیر را مورد توجه قرار داده‌اند. فابیو سالامانکا بوئِنتِلو (Fabio Salamanca-Buentello) و همکارانش در مرکز مطالعات اخلاق زیستی (Bioethics) در دانشگاه تورنتوی کانادا، در پژوهش خود نظرات 63 متخصص فناوری نانو در کشورهای فقیر و غنی را جویا شده و از این طریق ده کاربرد مهم این فناوری برای دستیابی به اهداف برنامه توسعه هزاره را به ترتیب اولویت مرتب نموده‌اند. این پژوهشگران به این نتیجه رسیده‌اند که فناوری نانو را می‌توان برای رفع برخی از مهم‌ترین معضلات توسعه‌ای جهان به کار گرفت. آنها توصیه می‌کنند که جهت تسریع در استفاده از این فناوری برای رفع چالش‌های اصلی توسعه پایدار، باید برنامه سرمایه‌گذاری جدیدی در سطح جهان به اجرا درآید. نوئِلا اینوِرنیزی (Noela Invernizzi) پژوهشگر دانشگاه کامپیناس (UNICAMP) در برزیل و گوئیلِرمو فُلادوری (Guillermo Foladori) از دانشگاه ملی مکزیک (UNAM) در نشریه حقوق و بازرگانی ‌فناوری نانو (Nanotechnology Law & Business Journal) دیدگاه دیگری را مطرح می‌کنند. آنان معتقدند: برای اینکه فناوری بتواند نیازهای جوامع فقیر را مرتفع کند، [علاوه بر سرمایه گذاری] وجود شرایط مطلوب اجتماعی اقتصادی هم لازم است. آنان بوئِنتِللو را مستقیماً مخاطب قرارداده و می‌نویسند:

علی‌رغم ارزیابی‌خوشبینانه برخی افراد، تجربه نشان داده است که فناوری نانو مانند دیگر فناوری‌ها به سمت و سوی کسب درآمدهای سرشار حرکت کرده و نهایتاً افزایش تبعیض‌ها را به دنبال خواهد داشت. شرکت‌های بزرگ چند ملیتی، به دنبال ثبت اختراع اغلب محصولات فناوری نانو به نام خود هستند، بنابراین در توسعه این فناوری با مشکلاتی شبیه به فناوری‌های قبلی مواجه هستیم. گواهی‌ثبت اختراع، تضمینی است که تولید و فروش یک محصول را به مدت بیست سال در انحصار یک یا چند فرد یا شرکت‌قرار می‌دهد. چنین انحصاری سد بزرگی بر سر راه گسترش سریع این فناوری و کسب نتایج مثبت آن در کشورهای فقیر است.

دونالد مک لورکان(Donald McLurcan) پژوهشگر موسسه فناوری نانومقیاس در شهرسیدنی استرالیا اخیراً دو مقاله در مورد وضعیت فناوری نانو در کشورهای در حال توسعه منتشر کرده است. او در این دو مقاله چنین نتیجه گیری می‌کند:

به طورکلی نشانه‌های امیدوارکننده‌ای به چشم می‌خورد مبنی بر اینکه برخی از کشورهای در حال توسعه، می‌توانند نقش عمده‌ای در توسعه جهانی فناوری نانو ایفا نمایند. با این وجود، به علت افزایش موانع فزاینده تجاری و مشارکت محدود کشورها در برخی سطوح، اوضاع فعلی