نانو و کاربرد آن در عمران وساختمان
نانو چیست؟ قرن بیست ویکم، قرن
فناوری نانو مهمترین دوران صنعت به شمار می رود. قرن نانو، قرن سلامتی، صرفه جویی
و آرامش نامیده می شود. نانو نه یک ماده است نه یک جسم، فقط یک مقیاس است، کوچک
شدن یک مقیاس، نانومتر یک میلیاردم متر است به اندازه ای کوچک که دیده نمی شود اما
باتاثیری بسیار بزرگ در زندگی انسان.
در مقیاس نانو خواص فیزیکی، شیمیایی وبیولوژیکی تک تک اتم ها، ملکول ها باخواص
توده ماده متفاوت است، نانوذرات درچنین مقیاس و مشخصه های منحصر به فردی موجب
پیدایش دستاوردهای نوینی درعلوم پزشکی و مهندسی می شوند.
به طورخلاصه نانو تکنولوژی به معنی انجام مهندسی مواد در ابعاد اتمی – ملکولی و ساخت موادی با خواص کاملا"
متفاوت درابعاد نانو است. تعریف دیگر نانوتکنولوژی "با آرایش دادن ودستکاری
اتم ها ساخت مواد مورد نظراست". نانومتر، (یک میلیاردم متر) به اندازه چیدن
5الی10 اتم درکنار یگدیگر است، مکعبی باابعاد 2.5 نانومتر تقریبا" 1000 اتم
راشامل می شود. خواص فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی ماده تبدیل شده به ابعاد نانو
نسبت به خواص آن در ابعاد ماکرویی کاملا" متفاوت است. نانو در ملکولهای ماده
انرژی بالایی را ایجاد می کند به همین دلیل معجزه آسا نامیده می شود.
.
تاریخچه فناوری نانو
فناوری نانو حدود نیم قرن پیش، در دهه های آخر قرن بیستم همراه با توسعه فناوری
های نوین تصویربرداری، دستکاری و شبیه سازی ماده در مقیاس اتمی پدید آمده است. نانو در گذشته فیزیک اتمی نامیده
می شد، پس از کابردی شدن آن، نام آن نانوشد، به همین دلیل نانو یک علم جدید نیست،
اما کاربردی شدن آن جدید است وزندگی انسان
رادگرگون ساخت. ایده نانوتکنولوژی رابرای اولین بارEric Drexler به
دنیا عرضه نمود، او درآزمایشگاه مشهورMIT متعلق به انستیتوForesight مطالعات
خود را باسیستم های بیولوژیکی شروع کرده وسپس متوجه شد که می توان دستگاه های
ملکولی تولید کرد بدین ترتیب ایده نانو تکنوژلوی به نام او ثبت شد. اصطلاح
"نانو" برگرفته از یونان قدیم است وبه معنی" کوتوله" بوده است
•
یک نانومتر
یک هزارم میکرون است و اگر بخواهیم احساس فیزیکی نسبت به آن داشته باشیم می‌توان
گفت که یک نانومتر 1/100000قطر موی انسان می‌باشد اما این تعریف مقیاس نانو، نمی
تواند مقایسه درستی باشد چرا که ضخامت موی انسان با توجه به خصوصیات فردی هرانسان
از چند ده میکرومتر تا چند صدمیکرومتر متغیر می‌باشد. بنابراین نیاز به یک
استاندارد برای بیان مفهوم مقیاس نانو وجود دارد. با ایجاد ارتباط میان اندازه ی
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. علی‌رغم اینکه درک اندازه یک اتم برای افراد غیرعلمی ساده نمی‌باشد،
با اینحال اندازه دقیق اتم برای فهماندن این مقیاس زیاد اهمیت ندارد. چیزی که با
این تشابه مشخص می‌شود، این است که نانوفناوری عبارت است از:
دستکاری کوچکترین اجزاء ماده یا اتم‌ها
•
جایگاه
فناوری نانو در علوم مهندسی
علم میان رشته ای نانوتقریبا"
تمامی علوم مهندسی وپزشکی رادر برگرفته است.
تاکنون بیشترین کاربرد را درصنایع سنگین، بهداشت، نساجی و کشاورزی داشته ودر
صنایعی نظیر رنگ، اتومبیل، کامپیوتر، شیمی، تصفیه آب وغیره نیز درحال توسعه است.
محصولات نساجی حاصل از فناوری نانو در
کشورهای آلمان وانگلیس بیشترین رواج رادارند.
تولید کفش ها و لباس هایی که با حفظ گرمای بدن وتاثیر درگردش خون، باعث کاهش خستگی
وراحتی می شوند نیز ازدستاوردهای
سحرآمیزعلم نانو است.
ساخت، دستکاری و آنالیز نانو- سیستم ها، توابع مختلفی راکه قبلا" از وجود آن
بی خبر بوده ایم آشکارو استفاده مفید وعرضه آنها به بشر باعث پیشرفت‌های ارزنده ای
دراستانداردهای زندگی می شود. مهندسی سیستم‌های خلاء پیشرفته وایجاد توانایی های
علمی در علوم مهندسی و پزشکی از قبیل; نمایش، تطبیق نیروهای مکانیکی و تعیین
مشخصات آنها درسطح نانو، شروع وخاتمه تثبیت وپی گیری انجام کارهای مختلف در نانو
ثانیه ها، بررسی پیشرفت تکنیک های آنالیتیکی مانند; آنالیزهای شیمیایی در ابعاد
نانو وازطرفی فرصت دست یابی علوم مهندسی به نانوسنسورها، عناصرحافظه وتجهیزدستگاه‌های
جدید وموثردرعلم پزشکی ازدستاوردهای این فناوری است.
ادامه مطلب ...