مريم مولوي - روزنامه اعتماد -شهریور 83

دانشمندان با تحقيق در مقياسي كوچك كه يك ميليون بار كوچكتر از سر سوزن است ميتوانند خواص ماده را تغيير دهند به گونه يي كه متفاوت با اجسام بزرگ و معمولي رفتار كند. در اين قلمرو، اتمها و ذرات رفتاري غيرمتعارف را از خود به نمايش ميگذارند. تحقيق در قلمرو نانو تكنولوژي از اواخر دهه 1950 آغاز شد و در دهه 1990 نخستين نتايج چشمگير از رهگذر اين تحقيقات به دست آمد.

نانوتكنولوژي اكنون در حافظه فلاش ، تراشه رايانه ، ساخت روكش ها، انواع جديد سنجشگر ها و بخصوص در حوزه پزشكي كاربرد يافته است.انتظار می رود  تا پنج سال آينده ، استفاده از باتري هايي كه عمر كوتاهي دارند منسوخ شود و تا10 سال آينده نحوه انجام آزمايشهاي پزشكي متحول ميشود.همچنين پيش بيني شده است كه پنج سال آينده دستگاه پخش موسيقي آي پاد IPOD با10 برابر ظرفيت كنوني جزو وسايل معمولي و عادي خواهد بود و همچنين در آينده يي نه چندان دور، يك «ترابيت» از داده ها كه معادل10 ساعت تصاوير ويديويي غيرفشرده با كيفيت بالا است، در فضايي به اندازه يك تمبر پستي قابل ذخيره ميشود.

 دانشمندان با بهره گيري از اين دانش ميتوانند با استفاده از موادي كه از مواد طبيعي مقاومترند، انواع جديدي از ابزارهاي نانو بسازند. مواد نانو بخاطر نحوه خاص آرايش اتمها، از خواص الكتريكي و نوري غير متعارفي برخوردارند. بطور مثال محققان پارچه يي ساخته اند كه از طريق الكترونيكي تغيير رنگ ميدهد يا يونيفورم ارتشي در معرض نور فرابنفش تغيير شكل پيدا ميكند، اما مهمترين پيشرفتهاي نانوتكنولوژي در حوزه پزشكي به دست آمده است. نانوپزشكي امكان تشخيص زودتر و بهتر بيماري و دارو درماني هدفمند و دقيق تر را ميسر ميسازد و امكان درمان سفارشي يعني درمان مناسب براي هر شخص نيز با اين شيوه وجود دارد. اميد است نانوتكنولوژي به شكل ورقه هاي انعطاف پذير حاوي الكترودهاي مينياتوري نتيجه عمل ايمپلنت هاي عصبي، حلزون گوش و شبكيه چشم را بهبود بخشد.

 با استفاده از موادي كه از خواص نانوذرات بهره گرفته، نوعي چسب تراشه ساخته شده كه ميتواند گرما را از درون پردازشگر رايانه به بيرون منتقل كند.

 ديودهاي ارگانيك آلي - ورقه هاي نازكي كه نور را به الكتريسيته تبديل ميكنند، لايه هاي نازك و شفاف محافظ پنجره ها كه در برابر خش و خراش مقاومند و به صورت خودكار با دريافت پرتو ماوراي بنفش خورشيد، خود را تميز ميكند، است. همچنين پارچه هايي كه لكه ها و چربيها را به خود نميگيرند و به صورت خودكار حرارت خود را تنظيم ميكنند، حاصل به كارگيري نانوتكنولوژي است. لباسهاي هوشمندي كه ضربان قلب و درجه حرارت بدن افراد را اندازه گيري ميكنند، لوله هاي بسيار سبك و مقاوم براي كاربردهاي مختلف، مفاصل مخصوص لگن خاصره ساخته شده از مواد سازگار با بدن، رنگ هاي ضدخوردگي و مقاوم در برابر پوسته پوسته شدن، شيشه هايي كه به صورت خودكار رنگ خود را با تغيير حرارت تغيير ميدهند و نور محيط را تنظيم ميكنند جزو اين دسته هستند. دستگاههاي كوچك قابل كارگذاري در بدن( ايمپلنت)  هم از جمله توليدات فناوري نانو محسوب ميشود. با استفاده از فناوري نانو پارچه هايي توليد كردند كه با يك بار تكاندن آنها ميتوان حالت اتوي اوليه را به آنها بازگرداند و چين و چروك آنها را از بين برد. با همين يك بار تكان همه گرد و خاكي كه به اين پارچه ها جذب شده اند نيز برطرف ميشود. با استفاده از اين مواد، نوارهاي زخمبندي هوشمندي تهيه شده است كه به محض مشاهده نخستين علايم عفونت در مقياس مولكولي، پزشكان را آگاه ميسازد. از همين نوع مواد همچنين ليوانهايي توليد شده كه خودبه خود تميز ميشوند. همچنين لنزها و عدسيهاي عينك ساخته شده از جنس مواد نانو ضدخش هستند و يك گروه از محققان تا آنجا پيش رفته اند كه ميخواهند با مواد نانو پوششهاي مناسبي توليد كنند كه سلولهاي حاوي ويروسهاي خطرناك نظير ويروس ايدز را دربرگرفته و مانع از خروج آنها ميشود.

از ابزارهاي نانو همچنين ميتوان براي عرضه موثرتر داروها به بدن استفاده كرد. در واقع، محققان با انجام آزمايشي دريافتند كارايي حمله به سلولهاي سرطاني با استفاده از ذرات نانو،100 برابر افزايش مييابد.

گروهي از محققان نانوتكنولوژي بر اين باورند كه ميتوان بدون آسيب رساندن به سلولهاي حياتي، به كاوش و تحقيق در درون آنها پرداخت. در واقع، شيوه هاي كنوني براي بررسي سلولها بسيار ابتدايي است و دانشمندان براي شناخت آنچه كه در درون سلول اتفاق ميافتد مجبورند سلولها را از هم بشكافند و در اين حال بسياري از اطلاعات مهم آن از بين ميرود. گروه ديگري از دانشمندان نيز دستگاهي را در دست ساخت دارند كه با استفاده از ذرات طلا ميتواند پروتيينهاي معيني را فعال يا غيرفعال كند. يك گروه از محققان در دانشگاه ميشيگان نيز توانسته اند سنجشگر خاصي را تكميل كنند كه قادر است حركت اتمهاي روي را در درون سلولها دنبال كند و به دانشمندان در تشخيص نقايص زيست عصبي كمك نمايد.

 بيش از130 فراورده نانو در حال حاضر در بازار امريكا وجود دارد و در حال حاضر، بيش از450 شركت تحقيقاتي تجاري در سراسر جهان و270 دانشگاه در اروپا، امريكا و ژاپن سرگرم انجام تحقيقات در عرصه نانو تكنولوژي هستند.

لشکر نانو موتورهاي آينده

نانوتكنولوژي علم توليد اتم به اتم و مولكول به مولكول اشياي كوچك است. واژه  نانوتكنولوژي از پيشوند يوناني نانو گرفته شده است. در گفتار علمي مدرن يك نانومتر معادل يك ميلياردم متر است، در حدود مجموع قطر ده اتم كه كنار هم چيده شده باشند. امكان مهندسي در مقياس مولكولي براي اولين بار توسط ريچارد فاينمن (R.Feynnman)، برنده جايزه نوبل فيزيك،  مطرح شد. وي طي يك سخنراني در انستيتو تكنولوژي كاليفرنيا در سال 1959 اشاره كرد كه اصول و مباني فيزيك امكان ساخت اتم به اتم چيز ها را رد نمي كند و مي توان با استفاده از ماشين هاي كوچك ماشين هايي به مراتب كوچك تر ساخت و سپس اين كاهش ابعاد را تا سطح خود اتم ادامه داد. همين عبارت  هاي افسانه وار فاينمن من راهگشاي يكي از جذاب ترين زمينه هاي نانو تكنولوژي يعني ساخت روبوت هايي در مقياس نانو شد. در واقع تصور در اختيار داشتن لشكري از نانوماشين هايي در ابعاد ميكروب كه هر كدام تحت فرمان يك پردازنده مركزي هستند ، هر دانشمندي را به وجد مي آورد. در روياي برخي دانشمنداني  اين روبوت ها يا ماشين  هاي مونتاژكن كوچك تحت فرمان پردازنده مركزي به هر شكل دلخواهي درمي آيند. شايد در آينده اي نه چندان دور بتوانيد به كمك اجراي برنامه اي در كامپيوتر، تختخوابتان را تبديل به اتومبيل كنيد و با آن به محل كارتان برويد.

 محققان دانشگاه بركلي كاليفرنيا در شماره  جولاي 2003 مجله نيچر شاهكار خود يعني ساخت كوچك ترين موتور جهان را گزارش كردند. اما اين اختراع آنها را با اين پرسش مواجه كرد كه با اين موتور كوچك چه مي شود كرد؟ اين موتور با روتوري از جنس طلا كه روي شفتي از نانوتيوب كربن (نانوتيوب  ها ساختار هايي شبيه ني هستند كه از يك ورقه بدون درز گرافيت با ضخامت تنها يك مولكول تشكيل شده اند. اين ساختار ها به خاطر ويژگي هاي بي همتايشان توجه دانشمندان را به شدت جلب كرده اند. براي مثال نانوتيوب ها 100 برابر قوي تر از فولاد هستند.) سوار مي شود و با طول 500 نانومتر يعني 300 بار كوچك تر از قطر موي انسان، كوچك ترين موتور سنتزي است كه تاكنون ساخته شده است. كوچكي  اين موتور به حدي است كه مي توان آن را روي يك ويروس قرار داد و براي ديدن حركت اش نيازمند ميكروسكوپ كاوش الكترونيكي هستيد. به گفته آلكس زتل (A.Zettl) ، فيزيكدان دانشگاه بركلي كه تيم تحت هدايت او اين نانوموتور جديد را ساخت، «هنوز طبيعت اندكي جلوتر از ما است. در واقع موتورهاي زيست شناختي وجود دارند كه هم اندازه يا كمي كوچك تر از اين موتور هستند، اما ما دركار پيشي گرفتن از آنها هستيم.»

 نانوتكنولوژي هنوز از جنس علمي تخيلي است. در واقع هيچ كسي انتظار ندارد حتي با وجود اختراع نانوموتور به زودي لشكر روبوت هاي مونتاژكن از هيچ آزمايشگاهي خارج شوند يا ماشين  هاي بسيار كوچكي كه از اتم ها ساخته شده اند و مي توانند داخل بدن انسان حركت كنند موجب درمان در سطوح اتمي يا مولكولي شوند. اما در اذهان عمومي و برخي از دانشمندان اين نگراني موج مي زند كه ممكن است نانوتكنولوژي از كنترل مخلوقاتش عاجز بماند و آنها به طور بي پاياني تكثير يابند و پايان حيات خاكي را رقم بزنند.