دانلودمقاله نانوتکنولوژی چیست ؟

اختصاصی از یاری فایل دانلودمقاله نانوتکنولوژی چیست ؟ دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

کامپیوترها اطلاعات را تقریبا" بدون صرف هیچ هزینهأی باز تولید مینمایند. اقداماتی در دست اجراست تا دستگاههایی ساخته شوند که تقریبا" بدون هزینه - شبیه عمل بیتها در کامپیوتر - اتمها را به صورت مجزا بهم اضافه کنند ( کنار هم قرار دهند). این امر ساختن اتوماتیک محصولات را بدون نیروی کار سنتی همانند عمل کپی در ماشینهای زیراکس میسر میکند. صنعت الکترونیک با روند کوچک سازی احیاء می گردد وکار در ابعاد کوچکتر منجر به ساخت ابزاری میشود که قادر به دستکاری اتمهای منفرد مثل پروتئینها در سیب زمینی و همانندسازی اتمهای خاک، هوا و آب از خودشان میگردد.
پیوند علم مواد ، شیمی و علوم مهندسی که نانوتکنولوژی نامیده میشود عرصه أی را بوجود میآورد که ماشین آلات خود تکثیرکننده و محصولات خود اسمبل از اتمهای اولیه ارزان ساخته شوند.
نانوتکنولوژی تولید مولکولی یا به زبان ساده‌تر ، ساخت اشیاء اتم به اتم، مولکول به مولکول توسط بازوهای روبات برنامه‌ریزی شده در مقیاس نانومتریک است و نانومتر یک میلیاردم متر است
( پهنای معادل با 3 تا 4 اتم). نانوتکنولوژی ساخت ابزارهای نوین مولکولی منحصر به فرد با بکارگیری خواص شیمیایی کاملا" شناخته‌شده اتمها و مولکولها ( نحوه پیوند آنها به یکدیگر) را ارائه می‌دهد. مهارت مطرحه در این تکنولوژی دستکاری اتمها بطور جداگانه و جای دادن دقیق آنان در مکانی است که برای رسیدن به ساختار دلخواه و ایده‌آل موردنیاز می‌باشد. این قابلیت تقریبا" حاصل شده است.
بازده پیش‌بینی شده از تسلط بر این تکنولوژی بسیار فراتر از موفقیتهایی است که تاکنون انسان بدانها نائل شده است.
قابلیتهای محتمل تکنیکی نانوتکنولوژی عبارتند از :
1- محصولات خوداسمبل
2- کامپیوترهایی با سرعت میلیاردها برابر کامپیوترهای امروزی
3- اختراعات بسیار جدید ( که امروزه ناممکن است)
4- سفرهای فضایی امن و مقرون به صرفه
5- نانوتکنولوژی پزشکی که درواقع باعث ختم تقریبی بیماریها، سالخوردگی و مرگ و میر خواهد شد.
6- دستیابی به تحصیلات عالی برای همه بچه‌های دنیا
7- احیای مجدد بسیاری از حیوانات و گیاهان منقرض‌شده
8- احیاء و سازماندهی اراضی
دکترDrexler در همایش جهانی نظام علمی در زمینه نانوتکنولوژی اظهار کرده است: “در جهان اطلاعات ، تکنولوژیهای دیجیتالی کپی‌برداری را سریع، ارزان، کامل و عاری از هزینه‌بری یا پیچیدگی محتوایی نموده‌اند. حال اگر همین وضعیت در جهان ماده اتفاق بیافتد چه می‌شود. هزینه تولید یک تن
‌تری بیت تراشه‌های RAM تقریبا" معادل با هزینه بری ناشی از تولید همان مقدار فولاد می‌شود”.
دکترSmalley رئیس هیئت تحقیقاتی دانشگاه رایس و کاشف Buckyballs می‌گوید:
" نانوتکنولوژی روند زیانبار ناشی از انقلاب صنعتی را معکوس خواهد کرد". در مقدمه مقاله نانوتکنولوژی که توسط آقایان Peterson و Pergamit در سال 1993 نگاشته شده چنین آمده است :
" تصور کنید قادرید با نوشیدن دارو که در آب میوه مورد علاقه‌تان حل شده است سرطان را معالجه کنید . یک ابر کامپیوتر را که به اندازه یک سلول انسان است در نظر بگیرید. یک سفینه فضایی 4 نفره که به دور مدار زمین می‌گردد با هزینه‌ای در حدود یک خودروی خانوادگی تجسم کنید" .
موارد فوق، فقط تعداد محدودی از محصولات انتظار رفته از نانوتکنولوژی هستند. انسان در معرض یک انقلاب اجتماعی تسریع شده و قدرتمند است که ناشی از علم نانوتکنولوژی است. در آینده نزدیک گروهی از دانشمندان قادر به ساخت اولین آدم آهنی با مقیاس نانومتری می‌گردند که قادر به همانندسازی است. طی چند سال با تولید پنج میلیارد تریلیون نانوروبات ، تقریبا" تمامی فرایندهای صنعتی و نیروی کار کنونی از رده خارج خواهند شد. کالاهای مصرفی به وفور یافت‌شده ، ارزان، شیک و با دوام خواهند شد. دارو یک جهش سریع و کوانتومی را به جلو تجربه خواهد نمود. سفرهای فضایی و همانندسازی امن و مقرون به صرفه خواهند شد. به این دلایل و دلائلی دیگر، سبکهای زندگی روزمره در جهان بطور زیربنایی متحول خواهد شد و الگوی رفتاری انسانها تحت‌الشعاع این روند قرار خواهد گرفت.

تعاریف :
- Assembler : یک ماشین مولکولی که قابل برنامه‌ریزی‌شدن به‌منظور ساخت هر ساختار مولکولی یا وسیله از واحدهای ساختمانی شیمیایی کوچکتر می‌باشد. مانند کارخانة تولید ماشین که با کامپیوتر کنترل می‌شود.
- Atomic Force Microscope : یک وسیله که قادر است با پروب کردن (Probing) سطوح، از آنهـا تصاویـری بـا دقـت مولکولی تهیـه کنـد.این وسیله در واقع یـک نـوع میل نزدیک‌شونده (Proximal Probe) است.
- Biomolecular Nanotechnology : نانوتکنولوژی بیومولکولی، نانوتکنولوژی مربوط به سیستمهای زنده. این تکنولوژی، نتیجة توانایی ما برای بکارگیری بیومولکولها بعنوان اجزای نانوتکنولوژی مولکولی می‌باشد.
- Bottom up : پایین به بالا. ساختن چیزهای بزرگ از اجزای ساختمانی کوچکتر. نانوتکنولوژی به دنبال اینست که اتمها و مولکولها را بعنوان اجزای ساختمانی بکار گیرد. مزیت طراحی پایین به بالا، اینست که پیوندهای کووالانسی که در یک مولکول وجود دارد، بسیار قویتر از پیوندهای شیمیایی ضعیفی است که مولکولها را به هم پیوند می‌دهد.
- Brownion Assembly : حرکت موجی در یک سیال باعث می‌شود مولکولها در حالات مختلفی نسبت به همدیگر قرار گیرند. اگر مولکولها دارای سطح تماس مناسب باشند، می‌توانند با هم ترکیب شده و به شکل یک ساختار خاص درآیند. Brownion Assembly یک اسم ظاهرا" بی‌معنی برای self-assembly است (چگونه یک ساختار می‌تواند خودش را بسازد، وقتی خودش هنوز وجود ندارد؟).
- Causality : قانون علت و معلول. علیت در فیزیک، قانونی است که توسط انیشتن ارائه شده‌است و چنین بیان می‌دارد که اطلاعات نمی‌توانند با سرعتی بیش از سرعت نور حرکت کنند. آیا این قانون نقض شده‌است؟
- Definition of Scanning Probe Microscopy : تعریف میکروسکوپی با میل تصویربردار. روشی برای مشاهدة ساختار نانومتری سطوح که در آن از نیروهای با برد کوتاه مانند نیروهای تونلی (Tunneling)، نیروهای اتمی، مولکولی، موضعی و غیره استفاده می‌شود.
- Denderimer : درخت‌سان. درخت‌سان، یک پلیمر شاخه‌دار است و اسم آن از لغت یونانی dendra-tree گرفته شده‌است.
- Disassembler : سیستمی از نانوماشینها که می‌تواند تعداد کمی از اتمهای یک شیُء را بطور جداگانه دریافت کرده و ساختار آن را در سطح مولکولی نشان دهد.
- Electron Beam : پرتو الکترونی. جریانی از الکترونها که با سرعت یکسان در یک جهت حرکت می‌کنند. می‌توان با شتاب‌دادن و هم‌جهت‌کردن الکترونها بین یک کاتد و یک آند که بین آنها خلأ می‌باشد، یک پرتو الکترونی را تولید نمود. شاید بیشترین پرتو الکترونی موجود، همانهایی باشند که در لوله‌های اشعة کاتدی موجود در دستگاه تلویزیون ایجاد می‌شوند. پرتوهای الکترونی مبنای تصویربرداری میکروسکوپی الکترونی (Scanning Electron Microscopy) و چاپ الکترونی (Electron Beam Lithography) می‌باشند.
- Electron Beam Lithography (EBL) : چاپ الکترونی. روشی برای ساختن سطوح نانومتری بوسیلة قراردادن سطوح حساس الکتریکی در مسیر یک پرتو الکترونی. این روش شبیه چاپ نوری (Photolithography) است، اما الکترونها را بیشتر از فوتون‌ها بکار می‌برد. از آنجا که طول موج الکترون خیلی کمتر از فوتون است، لذا شکست نور، مانعی برای شفافیت نیست. هرچند EBL خیلی گرانتر از چاپ نوری بوده و قابل رقابت با آن نیست، اما شفافیت آن بالاتر بوده و اخیرا" برای ساخت ماسکهای لیتوگرافیکی بکار می‌رود.
- Magnetic Force Microscopy (MFM) : میکروسکوپی با نیروی مغناطیسی. یک روش برای مشاهدة مواضع مغناطیسی موضعی نزدیک یک سطح.
- Micro-Electrohanical Systems (MEMS) : سیستمهای میکروالکترونی (که اغلب با نام میکروسیستمها "MST" شناخته می‌شوند) الکترونیک را با وسایل مکانیکی میکرومتری ترکیب کرده و ماشین‌آلات میکروسکوپی را بوجود می‌آورند. سیستمهای نانوالکترونی (MEMS) به لحاظ کوچکتربودن، مهمتر بوده و یکی از اهداف نانوتکنولوژی می‌باشند.
- Molecular Electronics : الکترونیک مولکولی. این روزها هر سیستمی که دارای وسایل الکترونی دقیق در مقیاس نانومتری باشد، بخصوص اگر بیشتر از بخشهای مولکولی مجزا ساخته شده‌باشد تا مواد به‌هم پیوسته، جزء وسایل نیمه‌هادی شناخته می‌شود.
- Molecular Manipulator : سازندة مولکولی. وسیله‌ا‌ی شامل یک مکانیسم میل‌محوری که دارای یک پوستة مولکولی روی یک سوزن می‌باشد. وبرای استقرار دقیق مولکولها به کار می‌رود. این وسیله می‌تواند بعنوان مبنای ایجاد ساختارهای پیچیده بوسیلة آنالیز مکانی مورد استفاده قرار گیرد.
- Molecular Manufacturing : ساخت مولکولی. ساخت با ماشین‌آلات مولکولی و کنترل مولکول به مولکول تولید از طریق آنالیز شیمیایی مکانی .
- Molecular hanics : مکانیک مولکولی. یک برنامة مکانیک مولکولی توسط نرمن آلینگر و همکارانش بوجود آمد؛ مدل MM2 یک تابع انرژی پتانسیل مولکولی است که توسط روابط ، قوانین و پارامترهای موجود در برنامه توضیح داده می‌شود.
- NEMS : سیستمهای نانو الکترومکانیکی. MEMS در مقیاس نانومتری.
- Nano : یک پیشوند به معنی9-10 یا یک‌میلیاردم.
- Nano Computer : نانوکامپیوتر. کامپیوتر ساخته‌شده از اجزاء (مکانیکی، الکترونیکی یا سایر مواد) در مقیاس نانومتری.
- Nanoelectronics : نانوالکترونیک. الکترونیک در مقیاس نانومتری، چه بوسیلة روشهای معمولی ایجادشده باشد، چه توسط نانوتکنولوژی که شامل الکترونیک مولکولی و وسایل با مقیاس نانو باشد، مانند وسایل نیمه‌هادی امروزی.
- Nanoimprinting : نانوچاپ. گاهی چاپ نرم (Soft lithography) نامیده می‌شود. روشی که در اصل بسیار ساده بوده و بطور کل قابل مقایسه با چاپ قالبی می‌باشد، اما در این روش از قالبهایی در مقیاس نانومتری استفاده می‌شود . دو نوع نانوچاپ وجود دارد: یکی روشی که از فشار برای ایجاد اثر قالبها روی سطح استفاده می‌کند و دیگری که شباهت بیشتری با printing press دارد و اساس آن استفاده از جوهر برای ایجاد اثر قالب روی سطح می‌باشد. روشهای دیگر مانند سیاه‌قلم (etching) ممکن است در آینده ارائه شوند.
- Nano Lithography : نوشتن در مقیاس نانو. این کلمه از لغات یونانی nanos-dwarf ، lithos-rocks و grapho-to write حاصل شده‌است. این لغت بطور تحت‌اللفظی به معنای "ریزنوشتن بر روی سنگ" می‌باشد.
- Nano Machine : نانوماشین. یک ماشین مولکولی مصنوعی که با ساخت مولکولی تولید می‌شود.
- Nanomanufacturing : نانوساخت. شبیه ساخت مولکولی است.
- Nanotube : نانولوله. یک ساختار تک‌بعدی با شکل استوانه‌ا‌ی (یک شبکة محدب از اتمها که فقط شکلهای 5 یا 6 وجهی دارند). نانولوله‌های کربنی در سال 1991 توسط سومیو ایجیما کشف شدند که مانند گرافیت لوله شده‌بودند. البته آنها را نمی‌توان واقعا" از این طریق تولید کرد. نانولوله‌ها بر حسب جهتی که لوله شوند، ممکن است به صورت هادی یا نیمه‌هادی عمل کنند. نانولوله‌ها نمونه‌ا‌ی از کاربرد ترکیبات مولکولی در نانوتکنولوژی می‌باشند.
- Nuclear Magnetic Resonance (NMR) : ارتعاش مغناطیسی هسته‌ا‌ی. یک روش تجزیه‌ا‌ی با کاربردهای فراوان که برای بررسی اتمی و اطلاعات ساختاری مولکولها بکار می‌رود. این روش شامل بکارگیری یک میدان مغناطیسی قوی روی یک نمونه و اندازه‌گیری نحوة پاسخ‌دهی آن به امواج رادیویی می‌باشد (هرچه میدان قوی‌تر باشد، نتایج واضح‌تر است). نحوة پاسخ بستگی به میزان جذب امواج توسط هسته‌ها به علت موقعیت اسپینی آنها دارد.
- Optical Tunneling : یک پدیـدة مکانیک کوانتومی منتـج از تغییـر موضع فوتـون، که باعث عبور نور از موانعی مانند یک سطح مشترک می‌شود. احتمالا" اسحاق نیوتن اولین کسی بود که این پدیده را مشاهده و ثبت نمود. اخیرا" این اصل جهت غلبه بر دو محدودیت تئوری نور مورد استفاده قرار گرفته‌است. این دو محدودیت عبارتند از "محدودیت سرعت" و "محدودیت شکست میدان دور" (far-field diffraction limit).
- Photolithographic Mask : یک شابلون مورد استفاده در لیتوگرافی نوری که باعث می‌شود که سطوح حساس به نور به طور انتخابی در معرض نور قرار گیرند.
- Photolithography : لیتوگرافی نوری. کنده‌کاری با بکارگیری نور. اغلب با بکارگیری یک شابلون، سطح حساس به نور را به‌طور انتخابی در معرض نور قرار می‌دهند و منطقة در معرض نور قرارگرفته، قلم‌کاری می‌شود (کنده‌کاری به مفهوم شیمیایی صورت می‌گیرد).

فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد

تعداد صفحات این مقاله 18   صفحه

پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید