کاربردهای فناوری نانو
کاربردهای نانو چیست؟

کاربردهای نانو تکنولوژی

 

کاربردهای نانو تکنولوژی در دهه 80 قرن بیستم به شکلی باور نکردنی مورد توجه قرار گرفت. فناوری نانو توانایی کنترل لایه های اتمی و ملکولی است که به قصد تغییر خواص مواد انجام می شود. دانشمندان از نانو بعنوان یکی از علومی که آینده جهان را تغییر می دهد نام می برند. 

نانو تکنولوژی یک علم جدید محسوب نمی شود ولی در چند دهه گذشته رویکردی جدید در تمامی علوم داشته و مواد نانو در تمامی رشته ها تولید شده اند. ذرات نانو در طیف وسیعی از صنایع پزشکی، مهندسی، علم کامپیوتر، الکترونیک، محیط زیست، هوا فضا، بیوتکنولوژی و ….تحول ایجاد کرده است. کاربردهای نانو بسیار گسترده تر است و پژوهش های علمی در این زمینه هنوز ادامه دارد.

 

کاربرد نانو در پزشکی

 

کاربردهای نانو در پزشکی


فناوری نانو در ساخت لوازم پزشکی منجر به تولید لوازمی با کارایی بالاتر و ساختار مناسب تر شده است. سیلیکون کربید از نانو کریستال های سبک با مقاومت بالاست که با اعضای بدن انسان نیز سازگاری دارد. ساخت دریچه های مصنوعی قلب با نانو ذرات بسیار مورد توجه قرار گرفته است.

کریستال های اکسید زیرکونیوم غیر خورنده، مقاوم و بسیار سخت هستند و در برابر واکنش بدن، سازگاری دارند. نانو ذرات جانشین مناسبی برای مواد قابل کاشت در بدن هستند. از سویی با نانو تکنولوژی می توان فرمولاسیون رهایش دارو در بدن را تغییر داد و مواد دارویی موثرتری را تولید کرد.

 

💉 فناوری نانو در بهبود زخم ها

 

• نانوذراتی که برای القای لخته شدن خون جهت کاهش خونریزی بکار می روند.

• بانداژهایی که برای تسریع در بهبود زخم ها ، پالسهای برقی استفاده می کنند.

• نانو ذره هایی که می توانند خونریزی داخلی را کاهش دهند.

 

✔ محققان دانشگاه ویسکانسین یک باند را تولید کرده اند که با استفاده از برق تولید شده توسط نانو ژنراتورها که توسط خود بیمار پوشیده شده است، پالس های برقی را بر روی زخم جهت تسریع بهبود زخم اعمال می کند.

 

✔ برای بیماران تروما (تصادف و ضربه و جراحت شدید) که خونریزی داخلی دارند، روش دیگری برای کاهش میزان از دست دادن خون مورد نیاز است. محققان دانشگاه Chase Western Reserve در حال تولید نانوذرات پلیمری هستند که به عنوان پلاکت های مصنوعی عمل می کنند. آزمایشات آزمایشگاهی نشان داده اند که تزریق این پلاکت های مصنوعی باعث کاهش چشمگیر خونریزی می شود.

 

✔ محققان دریافته اند که نانوذرات آلومینوسیلیکات می توانند با فعال کردن مکانیسم لخته شدن خون، خونریزی در بیماران تروما با زخم های خارجی را کاهش دهند، و باعث شود خون به سرعت در یک زخم لخته شود. Z-Medica در حال تولید گاز پزشکی است که از نانوذرات آلومینوسیلیکات برای استفاده بر روی زخم های خارجی استفاده می کند.

 

✅ نانو فیبرها می توانند تولید غضروف در اتصالات آسیب دیده را تحریک کنند. سه روش مختلف برای استفاده از نانوالیاف برای تحریک غضروف توسط محققان دانشگاه جان هاپکینز ، در دانشگاه شمال غربی و دانشگاه پنسیلوانیا صورت گرفته است .

 

 

کاربردهای نانو در علوم غذایی

 

فناوری نانو بر جنبه های مختلفی از علوم غذایی تأثیر دارد ، از نحوه رشد مواد غذایی تا نحوه بسته بندی. شرکت ها در حال تولید نانوموادی هستند که نه تنها در طعم غذا بلکه در ایمنی مواد غذایی و همچنین در مورد مزایای سلامتی غذایی که ایجاد می کند تفاوت ایجاد می کند. 

 

نانو در محیط زیست


کاربردهای نانو در محیط زیست


تلاش هایی برای ساخت مواد بدون سرب و جیوه آغاز شده که منجر به حفظ محیط زیست می شود. محققان برای کاهش آلودگی سربی ناشی از سوخت اتومبیل های درون سوز روی ذرات نانو و فناوری نانو حساب می کنند.

از سویی مطالعات روی تاثیرگذاری ذرات نانو روی مواد آلوده کننده آب های زیر زمینی و خاک هم نتایج خوبی در پی داشته است. در این پژوهش ها هدف خنثی کردن تاثیرات مخرب آلاینده های محیط زیست است.

فناوری های جدید نانو امکان بازیافت مجدد از مواد را فراهم کرده اند که این امر در ذخیره انرژی و منابع آبی نقش مهمی دارد. فناوری های سبز برای کنترل آلاینده ها و فاضلاب هم یک جهش بزرگ است.


برخی از مواد ساخته شده از ذرات نانو را در فروشگاه اینترنتی نانویاب مشاهده می کنید. اسپری های نانو مشکلی برای محیط زیست بشر ایجاد نمی کنند.

 

کیفیت بهتر آب

 

🌍 از فناوری نانو جهت یافتن راه حل هایی برای 3 مشکل بسیار متفاوت در کیفیت آب استفاده می شود:

  1. یک چالش حذف زباله های صنعتی، مانند حلال تمیز کننده به نام TCE ، از آب های زیرزمینی است.
  2. از نانوذرات می توان برای تبدیل مواد شیمیایی آلوده کننده از طریق واکنش شیمیایی استفاده کرد تا باعث بی ضرر شدن آن شود.
  3. مطالعات نشان داده اند که این روش با موفقیت می تواند برای دستیابی به آلودگی های پراکنده شده در استخرهای زیرزمینی و با هزینه بسیار کمتر از روش هایی که برای تصفیه آب به بیرون از زمین نیاز دارند، استفاده شود.

 

کیفیت بهتر هوا

 

فناوری نانو می تواند عملکرد کاتالیزورهای مورد استفاده در تبدیل بخارات فرار از اتومبیل یا کارخانه های صنعتی را به گازهای بی ضرر بهبود بخشد. دلیل این است که کاتالیزورهای ساخته شده از نانوذرات دارای سطح بیشتری برای تعامل با مواد شیمیایی واکنش دهنده نسبت به کاتالیزورهای ساخته شده از ذرات بزرگتر هستند.

مساحت سطح بزرگتر این امکان را می دهد تا مواد شیمیایی بیشتری به طور همزمان با کاتالیزور در تعامل باشند و این باعث می شود که کاتالیزور مؤثرتر باشد. 

 


کاربردهای نانو در هوا-فضا


Nanofabrication در طراحی و تولید مواد سبک و مقاوم در برابر حرارت به کار می رود که در ماموریت های فضایی و هواپیماسازی، راکت ها، سکوهای اکتشافی، ایستگاه های فضایی بیشترین کاربرد را دارد.

کاهش اندازه، وزن و مصرف انرژی برای تولید وسایلی که در ماموریت های فضایی استفاده می شود، اجتناب ناپذیر است نانو ساختارها و سستم های نانو آینده ای روشن را در تحقیقات فرازمینی امکان پذیر کرده اند.

 

کاربرد نانوفناوری در بهبود حسگرهای(سنسور) شیمیایی

 

فناوری نانو می تواند حسگرها را قادر به تشخیص مقدار بسیار کمی از بخارات شیمیایی کند. انواع مختلفی از عناصر ردیابی مانند نانولوله‌های کربن، نانوسیم اکسید روی یا نانوذرات پالادیوم در حسگرهای مبتنی بر فناوری نانو قابل استفاده هستند.

به دلیل کوچک بودن نانولوله‌ها، نانوسیمها یا نانوذرات، چند مولکول گازی برای تغییر خصوصیات الکتریکی عناصر سنجش کافی است. این امر باعث می شود غلظت بسیار کمی از بخارات شیمیایی تشخیص داده شود. 

 

خواص منسوجات نانو
خواص منسوجات نانو

 

چگونه فناوری نانو می تواند خواص پارچه ها را بهبود ببخشد؟

 

ساخت پارچه کامپوزیت با ذرات یا الیاف به اندازه نانو امکان بهبود خصوصیات پارچه را بدون افزایش قابل توجه وزن، ضخامت یا سفتی آن فراهم می کند. به عنوان مثال، ترکیب نانوسنگ در پارچه ای که برای ساخت شلوار استفاده می شود، یک آب سبک وزن تولید می کند و مواد دفع کننده لکه را ایجاد می کند.

 

🔎 از کاربردهای فناوری نانو در منسوجات می توان به موارد زیر اشاره کرد:

 

• نانوذرات ضد آب که باعث ریزش آب از روی منسوجات می شوند، و پارچه را در برابر آب و لکه مقاوم می کند.

• نانوذرات نقره در پارچه که باعث از بین رفتن باکتری ها و خاصیت ضدبو در البسه ایجاد می کنند.

• نانوپورها عایق برتر برای درج کفش در هوای سرد را ارائه می دهند. 

• نانوذراتی که اثر “گیاه نیلوفر آبی” را برای پارچه های مورد استفاده فراهم می کنند، باعث می شوند خاک در باران از روی منسوجات شسته شود.

 


کاربردهای نانو در صنایع نظامی و امنيت ملي


نانو ربات ها برای کاهش خطر و بهبود کارایی نظامی ایده ای تحسین برانگیز هستند که جبران کاهش نیروی انسانی در مواقع ضروری را خواهد کرد. پیشرفت در تجهیزات شناسایی، سیستم های دفاع هسته ای، افزایش عمر کاری تجهیزات نظامی و مقابله باعوامل مخرب شیمیایی در صحنه های نظامی مدیون استفاده از ذرات نانو در صنایع امنیتی است که در همه دنیا مورد توجه قرار گرفته است.

 

کاربرد نانو در الکترونیک


کاربردهای نانو در صنعت الکترونیک


استفاده ازنانو تکنولوژی در ساخت ابزارهای ابر محاسباتی در مقیاس کوچک یکی از کاربردهای فناوری نانو است که از آن می توان برای ذخیره سازی اطلاعات استفاده کرد. به بیانی ساده 50 عدد DVD قابل ذخیره تنها روی یک هارد دیسک است. این هارد در ابعاد یک کارت ویزیت طراحی شده است.

از دیگر کاربردهای نانو می توان به ساخت تراشه های بسیار ریز، دیسک های نوری با توان بالا و اندازه فوق العاده کوچک اشاره کرد.

در حال حاضر شرکت ها با استفاده از نانومواد باتری هایی را تولید می کنند که پس از گذشت ده ها سال نگهداری در ویترین و قفسه ها(عدم استفاده)، سالم و قابل استفاده خواهند بود. این باتری ها به طور قابل توجهی سریعتر از باتریهای معمولی شارژ می شوند. 

 

نانو در ورزش

 

کاربرد نانوفناوری در محصولات ورزشی

 

اگر اهل تنیس یا گلف هستید، خوشحال خواهید شد که می شنوید حتی کالاهای ورزشی نیز وارد عرصه نانو شده اند.

کاربردهای فعلی فناوری نانو در عرصه های ورزشی شامل افزایش قدرت راکت های تنیس، ساخت عینک های مستحکم و با دید بالا جهت اسکی روی برف، پر کردن هرگونه نقص در مواد شفت باشگاه و کاهش سرعت نشت هوا از توپ های تنیس است.

همچنین بتازگی جهت ساخت وسایل بدن سازی جهت مقاومت بیشتر و کاهش وزن وسایل از تکنولوژی نانو استفاده می شود.