فناوری نانو تنها محدود به آینده نیست

تولیدکنندگان در حال افزایش و گسترش محصولات قدیمی خود با ویژگی های جدید نانو هستند تا در مواد حجیم نیز قابل دسترس باشد. دانشمندان تا کنون توانسته اند از طریق دستکاری کردن مواد در سطح مولکولی ماندگاری و قدرت محصولات را بهبود بخشند.
احتمالاً شما تاکنون به این موضوع پی نبرده بودید که برخی از محصولاتی که بر روی قفسه های معازه ها قرار دارد هم اکنون با فناوری نانو تولید شده اند. کرمهای ضد آفتاب سابق نه تنها برای مدت زمان طولانی بر روی صورت باقی نمی‏ماند بلکه علاوه بر آن بسیار سفیدکننده بوده و چهره را زیبا نشان نمی داد، اما امروزه این کرم ها شفاف شده و شما می توانید استفاده کنید. البته فناوری نانو در این کرم ها کمی با ذرات کمی بزرگتر از ۱۰۰ نانومتر درگیر است.

ماده شیمیایی آنها در اندازه های زیر میکرومتری شامل دی اکسید تیتانیوم (TiO2) و اکسید روی (ZnO) هستند که لایه ظخیم آنها روی پوست باعث انحراف اشعه های مضر UV خورشید می شود. این مواد به خوبی ذرات بزرگ و سفید موجود در کرمهای قبلی کار می کنند. این مواد نور مرئی را پراکنده نکرده و مانع جذب نور سفید نمی شوند.

نانو فناوری

نانوتکس، شرکتی است که فناوری بافت نانوتکس را گسترش داده و پوشش هایی را ساخته که در سطح میکرومتر به بافت ها می چسبد و مقدار مواد شوینده مورد نیاز برای تمیز کردن لباس ها را کاهش داده و لکه ها را دفع می کنند. بیش از ۸۰ کارخانه ی پارچه در سراسر جهان از فناوری نانوتکس استفاده کرده اند و به عنوان لباس و مبلمان، محصولات خود را به فروش می رسانند. بزرگترین خاصیت و مزیت تار و پودهایی با این ویژگی این است که این بافت ها آب گریز یا ضد لکه می شوند. بنابراین به جای روش های قدیمی بالا به پایین برای از بین بردن لکه ها پس از کثیف شدن، از همان ابتدا از چسبیدن و ورود لکه ‏ها به درون بافت در اولین تماس جلوگیری می کنند(جلوگیری با روش پایین به بالا). بااین حساب شاید روزی پوشش های کم هزینه نانو ماشینهای لباسشویی را برای همیشه از رده خارج کنند. این شیوه ای است که حیوانات و گیاهان با آن سالها و سالها زندگی می کنند و شما پوست و بدن آنها را در بیشتر مواقع کثیف نمی بینید.

شکل1-خاصیت دافعه قطره های مربا و دفع لک و کثیفی به کمک تغییرات سطحی در محصول نانوتکس

شکل۱-خاصیت دافعه قطره های مربا و دفع لک و کثیفی به کمک تغییرات سطحی در محصول نانوتکس

محصول جدید دیگر مورد استفاده در سطوح میتواند خانه شما را مانند لباس هایتان تمیز نگه می دارد. محصولی که مانند خمیر دندان و کرم های ضد آفتاب از دی اکسید تیتانیوم منتها در ابعاد نانومتری ساخته شده، و باعث شکسته شدن مواد آلی شده و آنها را از بین می برد. این ذرات از چسبیدن چربی ها و کثیفی ها روی پنجره ها یا سطوح دیگر جلوگیری می کند. پنجره ها، شیشه جلوی اتومبیل و یا حتی شیشه عینک مطالعه از طریق محصولات جدید به صورت خودکار تمیز می شوند. این برای ساختمان های بلند و آسمان خراشها چیز محشری است. با این ابتکار مراحل سخت تمیز کردن شیشه ها و سطوح بیرونی در این ساختمانها حذف می شود.

سطوح خود تمیز شونده برای ساختمان های بزرگ بسیار مفید است.

شکل۲-سطوح خود تمیز شونده برای ساختمان های بزرگ بسیار مفید است.

مهندسی سطح و بافت در مقیاس نانو کمک می کند تا محصولاتی با ویژگی های مکانیکی، رطوبتی، دمایی، زیستی، الکترونیکی، نوری، و شیمیایی بهتری بسازید. برخی از آنها را در زیر لیست کرده ایم.
۱- سلول های خورشیدی کوچکتر و کارآمدتر

سلولهای خورشیدی رنگین کمانی

شکل۳-سلولهای خورشیدی رنگین کمانی

۲- سطوح ضدانعکاس

کنترل دمایی و کاهش اتلاف انرژی با کمک مواد انعکاس دهنده گرما و سایر نانو مواد در ساختمان

شکل۴-کنترل دمایی و کاهش اتلاف انرژی با کمک مواد انعکاس دهنده گرما و سایر نانو مواد در ساختمان

۳- پنجره های فوتوکرومیک و الکتروکرومیک

شیشه هایی که با کمک نانوتکنولوژی توان کنترل درجه حرارت را دارد.

شکل۵-شیشه هایی که با کمک نانوتکنولوژی توان کنترل درجه حرارت را دارد.

۴- حسگرهای مقاوم به آهنربا و حافظه اطلاعات
۵- سازه های کوچک برای ترانزیستورها
۶- داروهای ضدباکتریایی موجود در پانسمان ها و ابزارها
۷- کاشت های زیست سازگار

بافت مصنوعی

شکل۶-بافت مصنوعی

۸- عایق های حرارتی برای ابزار و مصالح ساختمانی

منافذ کوچکتر به انتقال حرارت کمک نمی کنند.

شکل۷-منافذ کوچکتر به انتقال حرارت کمک نمی کنند.

۹- مقاومهای حرارتی برای توربین ها و موتورها
۱۰- ضد زنگ ماشین ها و ابزارها
۱۱- لایه ی سطحی پاک کننده خودکار برای پارچه ها و سرامیک ها
۱۲- پوشش های ضد بو و ضد رنگ
۱۳- محافظ مواد نرم ( مثل پلیمر – چوب و پارچه)
۱۴- محافظ پوسیدگی ماشین ها و ابزارها

تحلیلی از کاربردها

هر فناوری باید با به کارگیری علم در تولید مفید و مقرون به صرفه کالاها و خدمات، رشد کند و امروزه فناوری نانو است که دنباله رو این هدف است. به واسطه ارتباط فناوری نانو با آجربنای مولکولی مواد این حوزه از فناوری، با بسیاری از چیزهایی که به صورت روزمره از کنار آنها می-گذریم ارتباط دارد، زیرا مولکولها بنای همه مواد را شکل می-دهد.دانشمندان برای فناوری نانو کاربردهای خاصی را متصورند که جایگاه و اهمیت آن را در منافع اقتصادی ممتاز می کند و دانشمندان را به تحقیق در مورد کاربردهای مختلفی مثل محیط زیست، نفت و پتروشیمی، الکترونیک، خودرو، پوشاک، بهداشت و… هدایت می کند. با حذف آلاینده به کمک ذراتی با ابعاد نانومتر(نانوذرات) یا با کاهش مصرف سوخت می توان بهبود زیادی را در محیط زیست فراهم ساخت. می توان از نانوذرات برای انتقال دارو به یک نقطه هدف در بدن بیمار بهره برد. در خودرو مهمترین مولفه، وزن و هزینه قـطـعات مخـتلف است که با فناوری نانو می توان آن را تغییر داد.بر اساس خواصی که به آن اشاره شد، هر یک از ساختارهای نانومتری استعداد کاربرد ویژه ای را دارند که در هر زمینه قابل بررسی است. اما از دید کاربردی بیشترین سندهای ثبت اختراع مربوط به حوزه های زیر بوده اند.

بیشترین پتنت های ثبت شده در زمینه فناوری نانو

جدول۱-بیشترین پتنت های ثبت شده در زمینه فناوری نانو