فناورینانو واژهای است کلی که به تمام فناوریهای پیشرفته در عرصه کار با مقیاس نانو اطلاق میشود.
معمولاً منظور از مقیاس نانوابعادی در حدود 1نانو متر تا 100 نانو متر 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.
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.
هدف فناوری نانو یا نانوتکنولوژی تولید
مولکولی یا ساخت اتم به اتم و مولکول به مولکول مواد و ماشینها توسط
بازوهای روبات برنامهریزی شده در مقیاس نانومتریک است (نانومتر یک
میلیاردم متر است یعنی پهنای معادل با 3 تا 4 اتم).
رایانهها اطلاعات را تقریباً بدون صرف
هیچ هزینهای باز تولید میکنند. اقداماتی در دست اجراست تا دستگاههایی
ساخته شوند که تقریباً بدون هزینه - شبیه عمل بیتها در رایانه - اتمها را
به صورت مجزا به هم اضافه کنند (کنار هم قرار دهند). این امر ساختن خودکار
فراوردهها را بدون نیروی کار سنتی همانند عمل کپی در ماشینهای زیراکس میسر
میکند. صنعت الکترونیک با روند کوچکسازی احیاء میگردد و کار در ابعاد
کوچکتر منجر به ساخت ابزاری میشود که قادر به دستکاری اتمهای منفرد مثل
پروتئینها در سیبزمینی و همانندسازی اتمهای خاک، هوا و آب از خودشان
میگردد.
نانوتکنولوژی تولید کارآمد مواد و
دستگاهها و سیستمها با کنترل ماده در مقیاس طولی نانومتر و بهره برداری از
خواص و پدیدههای نو ظهوری است که در مقیاس نانو توسعه یافتهاند .
نانوتکنولوژی به مواد و سیستم هایی
مربوط می شود که ساختار و اجزای آن به دلیل ابعاد نانومتری، خواص، پدیده
های فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی ، رفتار جدیدی را نشان می دهند. مواد
دارای اندازه ذره نانو مقیاس در حوزه ای بین اثرات کوانتومی اتمی ها و
مولکول ها و خواص توده قرار می گیرند. با توانایی ساخت و کنترل ساختار نانو
ذرات می توان خواص حاصل را تغییر داده و خواص مطلوب را در مواد طراحی کرد.
در این مجال با توضیح فرآیندهای منابع بالادستی نفت، رسم شماتیک فرآیندها،
پتانسیل های آتی نانوتکنولوژی بررسی شده است.
طبق گزارش ها بین المللی دهه آینده ،
دهه چالش انرژی خواهد بود و کشور ما نیز یکی از بزرگترین تولید کنندگان نفت
می باشد. در این مجال سعی شده است که تأثیرات نانوتکنولوژی بر صنایع بالا
دستی نفت به همراه توضیح کامل آورده شود. شاید کشور ما با اعمال این
تکنولوژی بر این بخش از صنعت بتواند راهگشای این چالش بزرگ در دهه آینده
باشد.
نانوتکنولوژی ، توانمندی تولید مواد،
ابزارها و سیستم های جدید با در دست گرفتن کنترل در سطوح مولکولی و اتمی و
استفاده از خواصی است که در آن سطوح حاضر می شود. از همین تعریف ساده برمی
آید که نانوتکنولوژی یک رشته جدید نیست، بلکه رویکردی جدید در تمام رشته
هاست. فناوری نانو هنوز در مراحل اولیه رشد خویش می باشد. اگر چه هم اکنون
برخی از محصولات این فناوری در بازار موجود است، ولی این دانش بایستی قبل
از تجاری شدن ، هم از جنبه های تکنولوژیکی و هم از جنبه های علمی پیشرفت
نماید.
نانوتکنولوژی را باید به عنوان مقوله ای
بلندمدت نگاه کرد که حداقل نیمه اول قرن بیست و یکم را به طور مداوم تحت
تأثیر قرار خواهد داد. کشورهای مختلف ، در آموزش و پرورش نانو به عنوان
فعالیت بلندمدت سرمایه گذاری نموده اند و برای دستیابی به دستاوردهای نزدیک
مدت نیز پژوهش های متعددی در حوزه هایی چون نانو مواد، نانوالکترونیک و
مانند آن در دست انجام است. از ویژگی های نانوتکنولوژی می توان به موارد
زیر اشاره نمود :
- نانو تکنولوژی ، یک تکنولوژی عام است که در بسیاری از تکنولوژی های دیگر کاربرد داشته و بعضی از آنها را متحول می کند.
- اثرات نانو تکنولوژی بر امنیت و دفاع
- اثرات نانوتکنولوژی بر حفظ محیط زیست
- نانوتکنولوژی تمام دستاوردهای گذشته
بشر را که در مواد تحقیق یافته است، متحول می سازد؛ در واقع تحول
نانوتکنولوژی ظرف چند دهه به اندازه تحولات چند قرن خواهد بود.
- نانوتکنولوژی ظرف چند دهه به اندازه تحولات چند قرن خواهد بود.
- نانوتکنولوژی رقیب سایر تکنولوژی ها نیست بلکه مکمل و پایه آنهاست.
- کاربردهای نانوتکنولوژی همه جا همراه با هزینه کمتر، دوام و عمر بیشتر، مصرف انرژی پایین تر، هزینه نگهداری کمتر و خواص بهتر است.
رویکرد جدید و اولویت بسیار از تکنولوژی
های جدید نیز در مقیاس نانو بوده و حتی پاسخگوی چالش های مطرح آن نمی
باشد، به عنوان مثال دو چالش عمده بیل سوختی ، یعنی ذخیره ایمن هیدروژن و
عدم استفاده از مواد گران با نانوتکنولوژی حل خواهد شد.
مقدمه:1
فصل اول
تاریخچه نانو تکنولوژی در دنیا :6
انواع رویکردهای نانو تکنولوژی :9
فناوری نانو در آینده نه چندان دور :10
آیندة سیستمهای نانوالکترومکانیکی :11
یک سیستم الکترومکانیکی چیست؟14
فصل دوم
یک نانومتر چقدر است:27
چرا این مقیاس طول اینقدر مهم است؟28
نانوتکنولوژی درایران:29
چشم انداز علم نانو تکنولوژی. 31
فصل سوم
کاربردهای نانوتکنولوژی:34
نانو پوسته:34
تحولات نانوتکنولوژی :38
ایجاد رشتههای نانولولهای:38
نانولوله های کربنی :43
سنتز نانولوله های کربنی تک دیواره :45
سنتز نانولوله های چند لایه ای :46
کاربردهای دیگرنانولوله های کربنی:47
شناسایی طیف نوری نانولولههای کربنی:51
فصل چهارم
انواع پوششهای مورد استفاده:58
شرایط و معیارهایی برای انتخاب درست نوع پوشش:59
بررسی کیفیت پوششهای فعلی خطوط انتقال گاز:62
نسل جدید پوشش ها:63
نانوکامپوزیتهایخاک رس / پلیمر:76
ویژگیها نانوکامپوزیت های خاک رس / پلیمر:79
کاربردهای نانوکامپوزیت های خاک رس / پلیمر:80
تاریخچه نانوکامپوزیتهای خاک رس / پلیمر:81
تکنولوژی ساخت نانوکامپوزیت های خاک رس / پلیمر:82
رقابت نانوکامپوزیت های خاک رس / پلیمر با کامپوزیتهای الیافی:86
مشکلات توسعه نانوکامپوزیت های خاک رس / پلیمر:89
فصل پنجم
کاربردهای دیگرنانوتکنولوژی:94
نانو حسگرها:94
نانوکاتالیست و آیندة سوختهای فسیلی:106
استفاده از نانوذرات کاتالیستی در مایع سازی ذغال سنگ :110
گوگردزدایی از سوختهای فسیلی با نانوکاتالیست ها :111
کاتالیزورهای محفظه احتراق :113
نانوتکنولوژی در صنعت نفت :115
کاهش آلودگی در تولید :117
سنسورهای خود تمیز کننده هیدروژن :118
سنسورهای جدید در استخراج نفت :120
استفاده از مواد نانو برای حفظ محیط زیست از سموم صنعتی :121
کاربردنانولوله های کربنی درتصفیه آب:125
کاربرد نانولوله ها در جذب گاز :131
نانولوله ها بعنوان حسگر گاز :132
کاربرد نانولوله ها در ذخیره سازی هیدروژن :133
مراجع................................................135
شامل 143 صفحه فایل word قابل ویرایش