و پیشبینی ابزاری را کرد که میتواند متن کتاب مقدس را درسر یک سوزن بنگارد، کسی باور نمیکرد که روزی این کار امکانپذیر باشد.
فاینمن گفت:«وقتی در سال 2000، به روزگار ما نگاه کنند، با تعجب میپرسند چرا تا سال 1960 کسی این کار را نکرده بود؟ پهنای سرسوزن یک میلیمتر است. اگر آن را 25هزار بار بزرگ کنیم، سطح سرسوزن برابر با مساحت همه صفحات «بریتانیکا» میشود. بنابراین تنها لازم است که اندازه نوشتههای دایرهالمعارف را 25هزار بار کوچک کنیم.»
آیا چنین چیزی ممکن است؟ امروز پیشبینی فاینمن اصلا کار غیرممکنی نیست. اگر سرسوزن از جنس سیلیکون و تخت باشد، بالیتوگرافی پرتوی الکترونی میتوان نقوشی در این ابعاد با این دقت ایجاد کرد. یک نانومتر یعنی یکمیلیاردم متر. یعنی اگر شما یک میلیون ذره به اندازه یک نانومتر را کنار هم بگذارید، تازه ذرهای خواهید داشت به اندازه یک میلیمتر.
یا اگر قطر یک تارموی معمولی انسان را 80هزاربار کوچک کنید، به ابعاد یک نانومتر میرسید و فناوری نانو یعنی هنر دستکاری کوچکترین اجزای ماده در مقیاس اتمی یا مولکولی و ساخت قطعات و لوازم میکروسکوپی (مثل روباتهای میکروسکوپی).
برای ما به راحتی قابل تصور است که آهن را ذوب کنیم و داخل قالب بریزیم و شکل خاصی را به وجود آوریم. اما در فناوریهای نانو این شکل دادن در سطحهای خیلی پایینتر رخ میدهد؛ یعنی در این فناوری ما اتمها را به شکل مورد نظر خودمان به هم متصل میکنیم و موادجدیدی با خواص و تواناییهایی که دوست داریم تولید میکنیم. مثلا میتوانیم مادهای بسازیم که هم مثل فولاد محکم باشد و هم مثل آلومینیوم سبک.
3فناوری که دنیا را تکان میدهند
3فناوری عمدهای که آینده دنیا را در تسخیر خود درمیآورند عبارتند از: فناوری اطلاعات، فناوری نانو و فناوری زیست. این 3فناوری در خیلی از مسائل همگرا میشوند و به هم ربط پیدا میکنند.
(شاید تصور کار در ابعاد نانو برای زیست شناسان کار سادهتری باشد زیرا آنها بهتر میدانند که در کوچکترین سلول انسانی، همه اطلاعات مربوط به یک موجود زنده از قبیل رنگ مو، رشد استخوان و عصبها وجود دارد. حتی در قسمت بسیار کوچکی از سلول به نام DNA که شامل حدودا 50 اتم است همه این اطلاعات ذخیره میگردد).
امروز کشورهای مختلف دنیا مثل ژاپن، آمریکا، چین، هند، تایوان، کره جنوبی، اسرائیل، اتحادیه اروپا و روسیه شدیدا با هم در حال رقابت هستند که عنوان اول جهان را در زمینه فناوری نانو به خودشان اختصاص دهند. حتی ژاپن و آمریکا این حوزه را اولین اولویت کشور خود در زمینه فناوری اعلام کردهاند. و البته جایگاه ایران در این زمینه در مقایسه با سایر زمینههای علمی بهتر است و فاصله ما با کشورهای پیشرفته در فناوری نانو، کمتر از این فاصله در سایر حوزههاست. ایران در زمینه چاپ مثلا مقالات مرتبط با فناوری نانو در مجلات معتبر ISI در سال 2004، رتبه 42 را دارد.
کاربردهای فناوری نانو
میشود گفت این فناوری هیچ حوزهای را به حال خود رها نکرده و در تمام زمینهها کاربردی دارد؛ در حوزههای کشاورزی و دوامپذیری منابع، پزشکی، هواوفضا، امنیت ملی، الکترونیک و...
جراح داخل رگ شماست
فاینمن در همان سخنرانی تاریخی خود گفته است:«دوست من، آلبرت هیبس، امکان جالبی برای یک ماشین کوچک پیشنهاد میکند. او میگوید که اگرچه ایده بسیار خامی است. اما بسیار جالب است اگر بتوانی جراحی را ببلعی و جراح مکانیکی را درون رگ قرار دهی و او به داخل قلب برود و اطراف را مشاهده (مسلما اطلاعات باید به خارج ارسال شوند) و پیدا کند که کدام دریچه مشکل دارد و با یک چاقوی کوچک آن را جراحی کند».
این ایده که فاینمن در سخنرانی خود مطرح کرد، یکی از دغدغههای دانشمندان است و تاکنون توانستهاند نمونههایی از حسگرها، ردیابها و موتورهای بسیار کوچک شیمیایی را در ابعاد نانومتر ایجاد کنند. تصورش را بکنید؛ ماشینهای کوچکی که وارد سلولهای آسیب دیده میشوند وساختار آنها را تغییر میدهند و تعمیر میکنند و حتی با دستکاری مولکولهای DNA، نواقص ژنتیکی آنها را نیز برطرف میکنند.
یا روباتی را تصور کنید که نقشه ژنتیکی انواع عوامل بیماریزا را در بانک اطلاعاتی خود ذخیره کرده و وارد بدن میشود تا بیماریها را تشخیص دهد.یکی دیگر از کاربردهای فناوری نانو در پزشکی، هدفگیری و ارسال دارو به نقاط غیرقابل دسترس و به درون سلولهاست. ضمنا در این روش تمام دارو به مقصد موردنظر میرسد و در طول مسیر وارد سایر قسمتهای بدن نمیشود.
بهجای جوراب مولکول بپوشید
با استفاده از فناوری نانو محصولاتی میتوان تولید کرد که باب میل خانمهای خانهدار و تمیز است.
پارچههای نخی ضدچروک و ضدلک یکی از محصولات فناوری نانو در سال 2003 معرفی شدند. یک شرکت آمریکایی با اتصال ساختارهای مولکولی ویژهای به الیاف نخی، پارچهای ساخته است که در برابر قطرات مایع، خاصیت عدم جذب از خود نشان میدهد؛ یعنی وقتی چای شما روی لباس نانوییتان میریزد، به صورت قطرات درشتی روی آن لیز میخورند و جذب نمیشوند، درست مثل آب روی پر اردک!
ضمنا اگر از بوی عرق و پای خود عاجز شدهاید ، بد نیست بدانید یکی دیگر از این محصولات برتر، جورابهای نانو هستند؛ جورابهایی که در آنها از الیاف کتانی با نانو ذرات نقره استفاده شده است و از رشد باکتریها و قارچها جلوگیری میکنند.
نقره در ابعاد بزرگ، فلزی با خاصیت واکنشدهی کم است ولی زمانی که به ابعاد کوچک در حد نانومتر تبدیل میشود، خاصیت میکروبکشی آن بیش از 99 درصد افزایش مییابد و تاکنون بیش از 650 باکتری شناخته شده را از بین برده است.
از طرفی عرق به خودی خود بو ندارد. بوی بد آن به دلیل ترکیب شدن باکتریهای موجود در آن با هواست. نانو ذرات نقره، با کشتن میکروبهای موجود در ذرات عرق، شما را از بوی بد عرق راحت میکنند.
کنسرو مولکول
همیشه مصرف بیرویه آفتکشها، یکی از دغدغههای حوزه کشاورزی بوده است. در واقع خیلی وقتها با استفاده از آفتکشها محصولات کشاورزی را به منابعی از سم تبدیل میکنیم و بعد آنها را مصرف میکنیم! استفاده از سموم هوشمند در ابعاد نانو راهحل خوبی است.
این داروها در بستههایی که حاوی نشان خاصی هستند قرار میگیرند و میتوانند درون گیاه حرکت کنند و به بخشی از گیاه که مورد حمله عامل بیماری یا آفت قرار گرفته، برسند و فقط در همان جا و به میزان لازم که خودشان تشخیص میدهند، دارو را به بافت گیاهی تحویل دهند و به این ترتیب استفاده از سموم به حداقل میرسد.یکی دیگر از کاربردهای نانو در بستههای غذایی است.
مهمترین عامل فساد مواد غذایی در بستهبندیها، اکسیژن است. به کمک فناوری نانو، پلاستیکهایی ساخته شده است که مسیر ورود اکسیژن به بسته را طولانیتر میکند (به صورت زیگزاگ) و در نتیجه مواد غذایی دیرتر فاسد میشوند.
فناوری نانو، روی تاقچه شما
سایر کاربردهای فناوری نانو در زندگی روزمره، عبارتند از: کاربرد در پنجرههایی که کثیف نمیشوند، مواد خود تمیزشونده، تولید پنجرههایی با قابلیت کنترل میزان نور و گرمای خورشید، تولید مواد ضد آتش و محافظتکننده دمایی، قابل استفاده در لباسهای ضدآتش، کاربرد در ماشینهایی با بدنه ضد خوردگی، کاربرد در مصرف هوشمند انرژی، استفاده در بازیابی مواد و تولید مواد سازگار با زیست، کاربرد در پاکسازی آلودگیهای خارج شده از اگزوز اتومبیلها، روکشهای هوشمند اتومبیل و...