تاریخچه کلی تکنولوژی نانو
- در سال ۱۹۵۹ ریچارد فیلیپس فاینمن مقاله‌ای را درباره قابلیت‌های فناوری نانو در آینده منتشر ساخت.
- واژه «فناوری نانو» برای اولین بار در یک مقاله علمی در سال ۱۹۷۴ به کار رفت، و اریک درکسلر، مفاهیم فناوری نانو مولکولی را در انستیتوی فناوری ماساچوست درسال ۱۹۷۷ معرفی کرد.
- در سال ۱۹۸۱ میکروسکوپ تونل زنی روبشی که دانشمندان را قادر به مشاهده جزئیات ساختار اتم‌ها ودستـکاری آنهـا می‌نمود، اختراع شد.
- در سال ۱۹۸۵ باکی بال (کربن خالص کره‌ای شکل و تو خالی) کشف شد.
- در سال ۱۹۸۸ اولین درس دانشگاهی فناوری نانو عرضه شد.
- در سال ۱۹۹۰ IBM دستگاهی اختراع کرد که به کمک آن می‌توان اتم‌ها را تک تک جا‌به‌جا کرد.
- در سال ۱۹۹۱ نانو لوله‌های کربنی توسط دانشمندان ژاپنی کشف شدند.
- در سال ۱۹۹۳ اطلاعات مربوط به فناوری نانو مولکولی و محصولات مولکولی جمع آوری شد.
- در سال ۱۹۹۳ اولین نقاط کوانتومی با کیفیت بالا تولید شد.
- در سال ۱۹۹۶ اولین کنفرانس اروپایی فناوری نانو برگزار شد.
- در سال ۱۹۹۷ اولین نانو ترانزیستور ساخته شد.
- در سال ۲۰۰۰ اولین موتور DNA ساخته شد.
- در سال ۲۰۰۱ یک مدل آزمایشگاهی سلول سوخت با استفاده از نانو لوله تولید شد.
- در سال ۲۰۰۲ شلوارهای ضد لک مبتنی برفناوری نانو به بازار عرضه شدند.
- در سال ۲۰۰۳ نمونه‌های آزمایشگاهی نانوسلول‌های خورشیدی تولید شدند.
برخی اهداف فناوری نانو
- توسعه فناوری و تحقیقات در سطوح اتمی، مولکولی و یا ماکرو مولکولی در مقیاس اندازه‌های ۱ تا ۱۰۰ نانومتر
- خلق و استفاده از ساختار‌ها، ابزار و سیستمهایی که به خاطر اندازه کوچک آن‌ها، خواص و عملکرد جدیدی دارند
- توانایی کنترل یا دستکاری درسطوح اتمی
اهمیت نانو ابعاد
دلایل زیادی برای اهمیت نانو ابعاد وجود دارد، که بعضی از آن‌ها به شرح زیر است:
خصوصیات مواد در اندازه‌های نانو متری دچار تغییراتی می‌شود و با طراحی مواد نانو متری تغییر در خصوصیات ماکروسکوپیک و میکروسکوپیک ماده مانند رنگ، خواص مغناطیسی، دمای ذوب و... بدون تغییر ترکیبات شیمیایی آن ممکن می‌شود.
از جمله خصوصیت مواد بیولوژیکی و زنده، سازماندهی منظم آن‌ها در ابعاد نانومتری است و توسعه در زمینه نانو فناوری به ما اجازه خواهد داد که چیزهای نانو ابعادی ساخت بشر را در داخل سلولهای زنده قرار دهیم. همچنین این کار باعث خواهد شد که با استفاده از خود چینی طبیعت بتوانیم مواد جدیدی بسازیم. مطمئناً این کار باعث ایجاد ترکیبات بیولوژی با علم مواد خواهد شد.
ترکیبات نانو متری دارای نسبت سطح به حجم بسیار زیادی هستند (حجم کمی دارند اما سطح زیادی را پوشش می‌دهند) و لذا استفاده از آن‌ها در مواد کامپوزیتی دارو رسانی در بدن و ذخیره انرژی به شکل شیمیایی (مانند گاز طبیعی و هیدروژن) بسیار ایده آل خواهد بود.
سیستم‌های ماکروسکوپیک ساخته شده ازنانو ساختار‌ها می‌توانند چگالی بسیار بیشتری نسبت به مواد ساخته شده از میکروساختار‌ها داشته باشند و همچنین هدایت الکتریکی بهتری دارند. با استفاده ازبرهمکنش نانو ساختار‌ها مفاهیم جدیدی در ابزارهای الکترونیکی، مانند مدارهای کوچک‌تر و سریع‌تر، کارایی بسیار پیشرفته‌تر و مصرف برق بسیار کمتر پدید می‌آید.
تفاوت فناوری نانو با فناوری دیگر
در فناوری نانو تنها کوچک بودن اندازه مد نظر نیست بلکه زمانی که اندازه مواد در این مقیاس قرار می‌گیرد، خصوصیات ذاتی آن‌ها از جمله رنگ، استحکام، مقاومت در برابر خوردگی و... تغییر می‌یابد. در واقع اگر بخواهیم تفاوت این فناوری را با فناوری‌های دیگر بیان نماییم، می‌توانیم وجود «عناصر پایه» را به عنوان یک معیار ذکر کنیم. عناصر پایه در حقیقت همان عناصر نانو مقیاسی هستند که خواص آن‌ها در حالت نانو مقیاس با خواصشان در مقیاس بزرگ‌تر فرق می‌کند.
نانو ذرات: اولین و مهم‌ترین عنصر پایه، نانو ذره است. منظور از نانو ذره، ذراتی با ابعادی درحدود ۱ تا ۱۰۰ نانو متر و در هر سه بعد می‌باشد. نانو ذرات می‌توانند از مواد مختلفی تشکیل شوند، مانند نانو ذرات فلزی، سرامیکی و...
نانو لوله‌های کربنی: این عنصر پایه در سال ۱۹۹۱ توسط دانشمندان ژاپنی کشف شد و در حقیقت لوله‌هایی از جنس گرافیت می‌باشند. این نانو لوله‌ها دارای اشکال و اندازه‌های مختلفی هستند ومی توانند تک دیواره یا چند دیواره باشند. این لوله خواص بسیار جالبی دارند که منجر با ایجاد کاربردهای قابل توجهی از آن‌ها می‌شوند.
نانو کپسول‌ها: سومین عنصر پایه، نانوکپسول است. همان طوری که از اسم آن مشخص است، کپسول‌هایی هستند که قطر نانومتری دارند و می‌توان مواد مورد نظر را درون آن‌ها قرار داد و کپسوله کرد.
شاخه‌های فناوری نانو
فناوری نانو منحصر به یک رشته خاص نیست، بلکه رشته‌ای میان رشته‌ای است یعنی به علوم مختلف وابسته است و با استفاده از پیشرفتهای علوم مختلف می‌توان به پیشرفتهای فناوری نانو دست یافت. بنابراین کاربردهای متفاوتـی را می‌توان برای این فناوری متصور شد. مانند کاربردهای الکترونیکی پزشکی، زیستی و... که از نظر رشته‌ای ارتباط خاصی با یکدیگر ندارند. لذا ممکن است فناوری نانو رشته‌ای کاملاً گسسته به نظر آید که موضوعات آن هیچ ارتباطی با هم ندارند.
