افزایش قیمت جهانی نفت و استفاده از نانوزیست‌فن‌آوری، سوخت مبتنی بر زیست‌فن‌آوری ‌را رقابتی‌تر و کارآتر کرده است.

به گزارش سرویس فن‌آوری خبرگزاری دانشجویان ایران(ایسنا)،در سال 2006 سوخت مبتنی بر زیست‌فن‌آوری در حدود 18 میلیارد دلار فروش داشت و پیش‌بینی می‌شود در سال 2007 نیز حجم بازار آن افزایش یابد

در برخی کشورها هزینه‌های تولید سوخت مبتنی بر زیست‌فن‌آوری نسبت به نفت کمتر است.

پیش‌بینی می‌شود طی 30 سال آینده بسیاری از کشورهای فاقد منابع نفتی از این سوخت استفاده کنند.

نانو زیست‌فن‌آوری تولید انبوه سوخت زیستی را از طریق بهینه‌سازی فرایند تولید، بهبود خواهد داد.

فن‌آوری نانو و همگرایی آن با زیست فن‌آوری، پتانسیل تولید انرژی را در کارخانه‌ها برای تولید سوخت زیستی تا 60 درصد افزایش می دهد.

بازار جهانی سوخت زیستی در سال 2006 به 18 میلیارد دلار رسید و پیش‌بینی می‌شود که حجم آن تا سال 2015 به 54 میلیارد دلار افزایش یابد.

کشور برزیل با در دست داشتن 39 درصد حجم بازار در صدر کشورهای دنیا بوده و ایالات متحده آمریکا نیز با حجم بازار 20 درصدی در جایگاه دوم است. بعد از این کشورها کشور چین نیز در رتبه سوم قرار دارد. دولتمردان چین برنامه‌ریزی کرده‌اند تا در طی سال‌های آتی به جایگاه دوم ارتقا پیدا کنند.

کشور چین به دنبال رهایی از وابستگی به نفت تا سال 2030 بوده و برای رسیدن به این هدف با برزیل همکاری‌های گسترده‌ای دارد.

در این راستا دولت چین اقداماتی چون اختصاص 300 میلیون دلار به تحقیق و توسعه سوخت مبتنی بر زیست‌فن‌آوری، وام‌های با بهره کم و پیمان‌های همکاری با کشورهای مختلف را مدنظر دارد.

تمام شرکت‌های خودروسازی در چین روند‌های جهانی را پیگیری کرده و خودروهایی را به بازار عرضه می‌کنند که از سوخت زیستی، فن‌آوری‌های هیدروژنی یا الکتریسیته استفاده می‌کنند.

به گزارش ایسنا از ستاد ویژه توسعه فن‌آوری نانو، کشورهای اروپایی نیز در حال برنامه‌ریزی در این حوزه بوده و پیش‌بینی می‌شود با توجه به افزایش قیمت نفت توجه کشورهای مختلف دنیا به استفاده از این نوع سوخت‌ها افزایش یابد.

فن‌آوری‌نانو با کمک زیست‌فن‌آوری برای کل فرایند از طراحی ماشین‌آلات بهبود یافته تا فرایند زیست‌فن‌آورانه برای تولید سوخت زیستی و استفاده از آنها کاربردهایی را ارائه می‌کند.

محققان دانشگاه کالیفرنیا نوع جدیدی از حافظه دیجیتالی مبتنی بر نانوذرات معدنی پلاتین درون ویروس موزائیک توتون (TMV) تهیه کرده‌اند. این کار منجر به توسعهادوات الکترونیکی زیست‌ سازگار می‌شود.
در سال‌های اخیر محققان، موادزیستی منحصر به فردی را با نانوساختار کردن مولکول‌های زیستی به دست آوردند و همراه مواد معدنی در حسگرهای زیستی استفاده کرده‌اند. محققان UCLA با استفاده از سیستم زیستی هیبریدی که قادر است اطلاعات دیجیتالی را ذخیره کند این ایده را یک گام به جلوتر بردند.
Yang yang رهبر این تیم تحقیقاتی گفت: این ابزار الکترونیکی، خاصیت حافظه منحصر به فرد دارد و می‌تواند به عنوان یک حافظه الکترونیکی عمل کند به طوری که حالت‌های هدایت آن به وسیله یک ولتاژ bias کنترل شود. این حالت‌ها غیرفرار بوده و به صورت دیجیتالی قابل تشخیص است."
ویروس TMVدارای یک لوله 300 نانومتری بوده که هسته‌ای از جنس RNA و پوسته‌ای پروتئینی دارد. طبق مطالعه محققان، ساختار سیم مانند و نازک این ویروس باعث می‌شود تا نانوذرات به راحتی به آن متصل شوند. در این حالت،‌ به طور میانگین 16 یون پلاتین با بار مثبت به هر ویروس متصل می‌شود. این حافظه با انتقال بار از RNA به نانوذرات پلاتین تحت اعمال میدان الکتریکی بالا عمل می‌کند، که پروتئین سطح TMV به عنوان یک سد انرژی عمل کرده و بار به دام افتاده را پایدار می‌کند.
به گفته این تیم تحقیقاتی، هیبرید TMV یک زمان دسترسی در حد میکروثانیه دارد. (این زمان حدفاصل زمان درخواست ذخیره‌سازی و زمان شروع ذخیره‌سازی است). این محدوده زمانی قابل مقایسه با حافظه‌های فلش رایج است.
سطح ویژه TMV آن را به یک بستر ایده‌آل برای نظم دادن به نانوذرات تبدیل می‌کند که می‌تواند به گروه‌های ویژه مانند هیدروکسیل و کربوکسیل در سطح بچسبد. هسته RNA درون TMV مانند یک دهنده بار به نانوذرات و روکش پروتئینی مانند یک سد انتقال بار عمل می‌کند.
علاوه بر این ذخیره‌سازی اطلاعات به صورت غیرفرار است یعنی نیمی از اطلاعات حتی در صورت قطع شدن ناگهانی برق حفظ می‌شوند. به گفته آنها، این دستگاه هنوز نیاز به کوچک‌تر کردن دارد تا بتوان اطلاعات بیشتری روی آن ذخیره کرد و همچنین سرعت گردش اطلاعات افزایش یابد. Yang می‌گوید: "موضوعات دیگر که در آینده مورد بررسی قرار خواهد گرفت زمان نگهداری اطلاعات، مصرف برق، یکپارچه‌سازی درایورهای مورد نیاز جهت خواندن و نوشتن هر بیت اطلاعات است که به منظور بهینه‌سازی سیستم مورد نیاز می‌باشند."
در نگاهی وسیع‌تر، این دستگاه روزی به عنوان بافت زیستی کامل برای مصارف درمانی و یا در صنعت الکترونیک سازگار با موجوات زنده به کار گرفته خواهد شد.

مشاهده ی مرگ سلولی با استفاده از نقاط کوانتومی

محققان دانشگاه Twente در هلند یک ابزار نقطه کوانتومی توسعه داده‌اند که می‌تواند فرآیند مرگ برنامه‌ریزی شده سلولی یا Apoptosis را شناسایی کرده و از آن تصویربرداری کند. این کار با هدف کمک به محققان برای درک بهتر چگونگی آغاز فرآیند مرگ سلولی توسط داروهای ضدسرطان صورت گرفته است.
دکتر Albert van den Berg و همکارانش این نانوروبشگر مرگ Apoptosis را با استفاده از نقاط کوانتومی که به شدت به پروتئین طبیعی Annexin V متصل می‌شود، توسعه داده‌اند. Annexin V به مولکولی با نام Phosphatidylserine که جزئی از غشای سلولی بوده و در مراحل اولیه Apoptosis در معرض محیط خارج از سلول قرار می‌گیرد، متصل می‌شود.
محققان دریافتند که زمانی که نقاط کوانتومی به Annexin V متصل شوند، روی سطح سلولی که در حال مرگ برنامه‌ریزی شده می‌باشد، جمع می‌شوند. با این حال کار کردن با سلول‌هایی که با Annexin V پوشیده شده‌اند، مشکل می‌باشد، زیرا در محلول به صورت خوشه درمی‌آیند. محققان دریافتند استفاده از نقاط کوانتومی پوشیده شده با پلی اتیلن گلیکول (PEG) می‌تواند مشکل خوشه‌ای شدن سلول‌ها را کاهش دهد. با این حال این محققان از روش دیگری استفاده نمودند. آنها از یک جفت مولکول اتصال‌دهنده که Annexin V و نقاط کوانتومی را پس از اتصال Annexin V به سطح سلول در حال مرگ، به هم پیوند می‌دهند، بهره بردند.
محققان برای انجام این کار، از استرپتاویدین و بیوتین استفاده کردند. این دو مولکول به صورت اختصاصی غیرمستقیم و با اشتیاق به یکدیگر متصل می‌شوند. آنها استرپتاویدین را به نقاط کوانتومی و بیوتین را به Annexin V متصل نمودند.
محققان برای آزمایش این روش، ابتدا سلول‌ها را در معرض عامل ضدسرطان camptothecin، که به عنوان ماده آغازگر مرگ سلولی شناخته شده است، قرار دادند. سپس Annexin V نشان‌دار شده توسط بیوتین را به سلول‌ها اضافه نموده و پس از یک تأخیر مناسب جهت اطمینان از اتصال Annexin V به مولکول‌های Phosphatidylserine موجود روی سطح سلول‌ها، نقاط کوانتومی نشان‌دار شده توسط استرپتاویدین را به مخلوط اضافه کردند. محققان 60 دقیقه بعد از سلول‌ها تصویربرداری کرده و توانستند سلول‌هایی را که در معرض مرگ سلولی برنامه‌ریزی شده قرار داشتند، با قطعیت نشان دهند.
سپس محققان نشان دادند که چون نقاط کوانتومی همانند سایر مواد رنگی با گذشت زمان کم‌رنگ نمی‌شوند، می‌توان از این نشان‌گرهای نانومقیاس برای پی‌گیری مرگ سلولی برنامه‌ریزی شده درون سلول زنده استفاده کرد. این ویژگی می‌تواند در مطالعه همزمان (بلادرنگ) با هدف کشف داروهای ضدسرطان جدید بسیار ارزشمند باشد.
جزئیات این کار در مقاله‌ای با عنوان:
"Quantum dots based probes conjugated to Annexin V for Photostable apoptosis detection and imaging"
در مجله Nano Letters منتشر شده است

انجمن محصولات آرایشی، بهداشتی و معطر [1](CTFA) گزارش پزشکی درباره کاربرد فناوری نانو در محصولات مراقبتی شخصی مانند لوازم آرایشی و محصولات دارویی بویژه کرم های پوستی منتشر کرده است. این گزارش مزایای استفاده از نانومواد را مورد بحث قرار می دهد. همچنین در آن به ارزیابی منظمی از محصولات مراقبتی شخصی مبتنی بر فناوری نانو، خواص ویژه نانوذرات، پتانسیل جذب پوستی نانوذرات به کار رفته در کرم ها و لوسین ها، توافق عمومی علمی و نتایج سم شناسی درباره استفاده از فناوری نانو در محصولات مراقبتی شخصی پرداخته شده است. این گزارش به صورت ویژه، استفاده از نانوذرات دی اکسید تیتانیوم و اکسید روی را در کرم های پوستی مورد بررسی قرار داده است. 
دکتر John Bailey قائم مقام اجرایی CTFA می گوید: "این گزارش مستقیماً به مسائل علمی کاربرد نانوذرات در محصولات مراقبتی شخصی می پردازد و نشان می دهد استفاده از نانوذرات در کرم ها و لوسین ها بی خطر بوده و فواید غیرقابل انکاری برای مصرف کنندگان به همراه دارد."
کرم های ضدآفتاب حاوی نانوذرات ملزم به داشتن تأییدیه FDA بوده و مؤثر و بی خطر بودن آنها باید طی فرآیندی به اثبات برسد.
استفاده از نانوذراتی مانند دی اکسید تیتانیوم و اکسید روی در کرم های ضدآفتاب رایج بوده و کرم های ضدآفتاب با کارایی بالا ده ها سال است که به بازارها راه یافته اند. در سال 1996، FDA به این نتیجه رسید که ذرات دی اکسید تیتانیوم بسیار ریز در حد میکرون دی اکسید تیتانیوم، ماده جدیدی نبوده و مدارکی دال بر خطرناک بودن آنها وجود ندارد. نانوذرات و اکسید روی، برخلاف انواع بزرگ آنها، در ضخامت های بالا شفاف بوده و پوشش سفیدی ایجاد می کنند که این خود باعث پذیرش بیشتر آنها توسط مشتریان شده و در نهایت استفاده بیشتر در محصولات می گردد، این ویژگی (شفاف بودن در ضخامت های بالا) موجب محافظت بیشتر پوست از سرطان و دیگر آسیب های نور خورشید می گردد.
علاوه بر این گزارش، CTAF با همکاری وزارت دارو و غذا (FDA) به تدوین جامعی از نظرات FDA در این باره پرداخته است. این مجموعه که در سایت www.ctfa.org موجود است افزایش تمایل به استفاده از فناوری نانو در محصولات مراقبتی شخصی به ویژه کرم های ضدآفتاب را نشان می دهد.

وقتی برای گشت و گذار به دل کوه ها و کوهپایه ها پناه می برید و از شیب تند جاده به سمت پایین حرکت می کنید، بوی نامطبوعی که از لنت ترمز خودروی شما خارج می شود، شما را هشیار می کند.
از فرزندتان می خواهید آن را تنفس نکند چون شنیده اید بسیار سمی است. اما فکر کرده اید چرا؟ فناوری های نوین همیشه مثل سکه دو رو دارند، طرفی از آنها که در جهت رفاه و بهره مندی انسان است و وجهی دیگر که به طور مستقیم با سلامت جسمی در تضاد است. چند سالی می شود که نانوتکنولوژی به عنوان یک کلید در حل بسیاری از مشکلات صنایع در قرن اخیر گره گشا بوده است و در بسیاری موارد به بشر خدمت می کند؛ اما نباید از روی دیگر این سکه غافل بود.
ذرات نانو در مواردی می توانند همچون غبار همان آزبست لنت ترمز عمل کنند و مثل یک ذره کاملا غیرطبیعی که بدون هدف در فضا رها شده است ، از جنبه های مختلف ، سلامت انسان را تهدید کنند. البته همچنان که علم نانو یک علم نو و جدید است ، عوارض جانبی آن هم چندان مشخص نیست ، اما دانشمندان تا حدی توانسته اند روابطی بین بعضی بیماری های تنفسی با ذرات نانو را به اثبات برسانند.

فناوری های نانو، در زمینه های گوناگونی همچون توسعه داروها، تصفیه آبها و زدودن انواع آلودگی های آب ، فناوری های ارتباطی و اطلاعاتی ، تولید مواد مستحکم تر و سبک تر دارای مزایای بالقوه هستند. امروزه بسیاری از شرکت های تجاری ، بر مبنای همین فناوری ها، نانوذرات را به شکل پودر، اسپری و پوشش تولید می کنند که کاربردهای زیادی در قسمت های مختلف اتومبیل ، راکت های تنیس ، عینک های آفتابی ضد خش ، پارچه های ضد لک ، پنجره های تمیز کن خودکار و صفحات خورشیدی دارد و تعداد این شرکت ها با سرعتی باور نکردنی رو به افزایش است.

افزایش مشکل دی اکسید کربن در هوا یکی از مشکلات اساسی در سطح جهان است. امید می رود که با استفاده از کشف منابع جدید روزی برسد که از مصرف سوخت های فسیلی بی نیاز شویم و در هوایی عاری از دی اکسید کربن و انواع آلودگی ها تنفس کنیم. فناوری نانو از جمله فناوریهایی است که به کمک حل این مسئله آمده است و این امکان را به وجود آورده است تا به سوی ساخت انرژیی ارزان تر و پاکیزه تر از سوخت های فسیلی نزدیک شویم.

محققان در دانشگاه ملی اوک ریج موفق به ساخت نانوکریستالی شده اند که ما را در داشتن هوایی پاک تر کمک می کنند. نانوکریستال درست مانند یک کاتالیزور عمل می کند، هنگامی که دی اکسید کربن هوا بر روی این نانوکریستال که دارای کادمیوم، سیلینیوم و ایدیوم است می نشیند، یک الکترون به دی اکسید کربن می دهد تا در مجاورت سایر اجزای دود واکنش نشان دهد و بی ضرر شود. اگر فیلترهای متشکل از این نانوکریستال ها را بتوان با قیمت مناسب تری ساخت و آنها را در دودکش ها نصب کرد می توان تا حد زیادی از انتشار و خروج دی اکسید کربن در هوا جلوگیری کرد.
ذره معلق مضرر دیگری که دانشمندان امیدوارند تا با استفاده از نانوکریستال بتوانند آنرا خنثی و یا از بین ببرند، بخار جیوه است. تجهیزاتی که با زغال سنگ کار می کنند از مهمترین عوامل تولید بخار جیوه و انتشار آن در هوا هستند. یک روش جلوگیری از انتشار جیوه، استفاده از نانوکریستال های اکسید تیتانیوم است که بخار جیوه را می توانند به اکسید جیوه جامد تبدیل نمایند.
اگر تاکنون در ترافیک در مجاورت اگزوز و یا دود اتوبوس و یا یک کامیون قرار گرفته باشید حتما اکسید نیتروژن را استشمام کرده اید. موتورهای دیزلی (گازوئیل سوز) از جمله مهمترین منابع آلوده کننده هوا با اکسیدهای نیتروژن می باشند.

شرکت بیوفرندلی با کمک آژانس حفاظت محیط زیست و دریافت کمک مالی از ایالت تگزاس، موفق به ساخت نانوکریستالی شده است که با افزودن آن به گازوئیل می تواند از تولید اکسید نیتروژن جلوگیری کند و سبب شود تا سوخت کامل بسوزد.
تصور نکنید که صنایع تولید تمیز مانند صنایع تولید تراشه های کامپیوتری به عنوان آلوده کننده های محیط زیست به شمار نمی آیند بلکه برعکس این صنایع به علت استفاده از مواد شیمیایی آلی در فرایندهای تولید منشا تولید بخارات آلی هستند که خود مضرر می باشند. محققان آزمایشگاه ملی شمال غربی اقیانوس آرام در حال بررسی نانوموادی هستند که با استفاده از آن در فیلترها می توانند از انتشار بخارات آلی این دسته از کارخانجات جلوگیری کنند.

شاید در آینده نه چندان دور دیگر چیزی در خصوص میزان آلودگی های هوا در اخبار روزانه نشنویم تا با خیالی آسوده بتوانیم در هوایی پاک تنفس کنیم.

در دو دهه اخیر، پیشرفتهای تکنولوژی وسایل و مواد با ابعاد بسیار کوچک به دست آمده است و به سوی تحولی فوق العاده که تمدن بشر را تا پایان قرن دگرگون خواهد کرد ، پیش می رود . برای احساس اندازه های مادون ریز ، قطر موی سر انسان را که یک دهم میلیمتر است در نظر بگیرید ، یک نانومتر صدهزار برابر کوچکتراست 9- 10متر . تکنولوژی و مهندسی در قرن پیش رو با وسایل ، اندازه گیریها و تولیداتی سروکار خواهد داشت که چنین ابعاد مادون ریزی دارند . درحال حاضر پروسه های در ابعاد چند مولکول قابل طراحی و کنترل است . همچنین خواص مکانیکی ، شیمیایی ، الکتریکی ، مغناطیسی ، نوری و... مواد در لایه ها در حدود ابعاد نانومتر قابل درک و تحلیل و سنجش است . تکنولوژی درقرن گذشته در هرچه ریزتر کردن دانه های بزرگتر پیشرفت چشمگیری داشت ، بطوریکه به مزاح گفته شد که دیگر کشف ذرات ریز اتمی ((Sub-Atomic)) نه تنها جایزه نوبل ندارد ، بلکه به آن جریمه هم تعلق می گیرد ! تکنولوژی نو درقرن حاضر مسیر عکس را طی می کند . یعنی مواد مادون ریز را باید ترکیب کرد تا دانه های بزرگتر کارآمد به وجود آ ورد .

درست همان روشی که در طبیعت برای تولید کردن حاکم است . مجموعه های طبیعی ، ترکیبی از دانه های مادون ریز قابل تشخیص با خواص مشابه و یا متفاوت با اندازه های در حدود نانو است .

اثر تحقیقات در فناوریهای مادون ریز هم اکنون در درمان بیماریها و یا دست یافتن به مواد جدید به ظهور رسیده است . موارد بسیاری در مرحله تحقیقات کاربردی و آزمایشی است .اکنون ساخت رایانه های بسیار کوچکتر و میلیونها بار سریعتر در دستور کار شرکتهای تحقیقاتی قرار دارد .

در بیانی کوتاه نانوتکنولوژی یک فرایند تولید مولکولی است . همانطور که طبیعت مجموعه ها را بطور خودکار مولکول به مولکول ساخته و روی هم مونتاژ کرده است ، ما هم باید برای تولید محصولات جدید ، با این اعتقاد که هرچه در طبیعت تولید شده قابل تولید در آزمایشگاه نیز هست ، نظیر طبیعت راهی پیدا کنیم . البته منظور این نیست که چند هسته از مواد راپیدا کنیم و با رساندن انرژی و خوراک پس از چند سال یک نیروگاه از آن بسازیم که شهری را برق دهد . بلکه برای ترکیب و تکامل خودکار تولیدات مادون ریزکه به نحوی در مجموعه های بزرگتر مصرف دارد ، راهی بیابیم . در اندازه های مادون ریز ، روشها و ابزارآلات متعارف فیزیکی مانند تراشیدن و خم کردن و سوراخ کردن و...جوابگو تیستند .

برای ساختن ماشینهای ملکولی باید روش پروسه های طبیعی را دنبال کرد .

با تهیه نقشه های ساختاری بدن یعنی آرایش ژنها و DNA که ژنم نامیده شده است و به موازات آن دست یافتن به تکنولوژی مادون ریز ، در دراز مدت تحولات بسیاری در هستی ایجاد خواهد شد . تولید مواد جدید ، گیاهان ، جانداران و حتی انسان متحول خواهد شد . اشکالات ساختاری موجودات در طبیعت رفع می شود و با ترکیب و خواص اورگانیک گیاهان و جانوران ، موجودات جدیدی با خواص فوق العاده و شخصیتهای متفاوت بوجود خواهد آمد .آینده علوم و مهندسی که چندین گرایشی Multi- Disciplinary )) است ، به طرف تولید ماشینهای مولکولی سوق داده خواهد شد تا در نهایت بتواند مجموعه های کارآیی از پیوندهای ارگانیک و سایبریک را عرضه نماید .

هستی را به رایانه ( سخت افزار ) و برنامه ( نرم افزار ) که دو پدیده مختلف ولی ادغام شده هستند ، می توان تشبیه کرد . سخت افزار مصداق ماده ( اغلب اتم هیدروژن ) و نرم افزار یا برنامه ، قابلیت نهفته در خلقت آن است .

اتم به نظر ساده و ابتدایی هیدروژن در طی میلیاردها سال با قابلیت نهفته در خود توانسته است میلیونها نوع آرایش مختلف را در هستی بوجود آورد . بشر از بوجود آوردن اساس ماده عاجز است . ولی در برنامه ریزیهای جدید و یافتن اشکال دیگری از آنچه در طبیعت وجود دارد ، پیش خواهد رفت . طبیعت را خواهد شناخت و به اصطلاح ، قفلهای شگفت آور آن را باز خواهد کرد . احتمالا انسان در شرایط مناسبتری از درجه حرارت و فشار که درتشکیل طبیعی مواد مختلف از هیدروژن لازم است ، بتواند اتمهای مورد نباز خود را تولید کند ، سیارات دیگری را در نهایت در اختیار بگیرد و بعید نیست که نواده های دوردست ما بتوانند در نیمه های راه ابدیت در اکثر نقاط جهان هستی و کهکشانها سکنی گزینند.

به احتمال زیاد قبل از پایان هزاره سوم انسانها در بدن خود انواع لوازم مصنوعی و دیجیتالی راخواهند داشت. . از بیماری ، پیری ، درد ستون فقرات ، کم حافظه ای و... رنج نخواهند برد .قابلیت فهم و تحلیل اطلاعات در مغز آنها در مقایسه با امروز بی نهایت خواهد شد . در هزاره های آینده انسانهای طبیعی مانند امروز احتمالا برای مطالعات پژوهشی نگهداری شده و به نمونه های آزمایشگاهی و بطور حتم قابل احترام تبدیل خواهند شد و مردمان آینده از اینهمه درد و ناراحتی که اجداد آنها در هزاره های قبل کشیده اند ، متعجب و متاثر خواهند بود .

اکنون جا دارد همگام با تحولات جدید در مهندسی و علوم ، دانشگاهها و مراکز تحقیقاتی بطور جدی به پژوهشهای تکنولوژی مادون ریز مشغول شوند تا حداقل ما هم بتوانیم مرزهای دانش روز را به نسلهای آینده تحویل دهیم و در تشکلهای جدید هستی سهمی داشته باشیم . باشد هرچه زودتر به خود آییم و عمق شکوهمند و معجزه آسای اندیشه بشررا دریابیم و از کوتاه بینی و افکار فرسوده موروثی فاصله بگیریم . گفته شیخ اجل سعدی در آینده مصداق واقعی تری خواهد داشت :

چه انتظاری باید از نانوتکنولوژی داشت :

این تکنولوژی جدید توانایی آن را دارد که تاثیری اساسی بر کشورهای صنعتی در دهه های آینده بگذارد . در اینجا به برخی از نمونه های عملی در زمینه نانوتکنولوژی که بر اساس تحقیقات و مشاهدات بخش خصوصی به دست آمده است ، اشاره می شود .

انتظار می رود که مقیاس نانومتر به یک مقیاس با کارایی بالا و ویژگیهای منحصربفرد ، طوری ساخته خواهند شد که روش شیمی سنتی پاسخگوی این امر نمی تواند باشد .

· نانوتکنولوژی می تواند باعث گسترش فروش سالانه 300 میلیارد دلار برای صنعت نیمه هادیها و 900 میلیون دلار برای مدارهای مجتمع ، طی 10 تا 15 سال آینده شود .

· نانوتکنولوژی ، مراقبتهای بهداشتی ، طول عمر ، کیفیت و تواناییهای جسمی بشر را افزایش خواهد داد .

· تقریبا نیمی از محصولات دارویی در 10 تا 15 سال آینده متکی به نانوتکنولوژی خواهد بود که این امر ، خود 180 میلیارد دلار نقدینگی را به گردش درخواهد آورد .

· کاتالیستهای نانوساختاری در صنایع پتروشیمی دارای کاربردهای فراوانی هستند که پیش بینی شده است این دانش ، سالانه 100 میلیارد دلار را طی 10 تا 15 سال آینده تحت تاثیر قرار دهد .

· نانوتکنولوژی موجب توسعه محصولات کشاورزی برای یک جمعیت عظیم خواهد شد و راههای اقتصادی تری را برای تصویه و نمک زدایی آب و بهینه سازی راههای استفاده از منابع انرژیهای تجدید پذیر همچون انرژی خورشیدی ارائه نماید . بطور مثال استفاده از یک نوع انباره جریان گذرا با الکترودهای نانولوله کربنی که اخیرا آزمایش گردید ، نشان داد که این روش 10 بار کمتر از روش اسمز معکوس ، آب دریا را نمک زدایی می کند .

· انتظار می رود که نانوتکنولوژی نیاز بشر را به مواد کمیاب کمتر کرده و با کاستن آلاینده ها ، محیط زیستی سالمتر را فراهم کند . برای مثال مطالعات نشان می دهد در طی 10 تا 15 سال آینده ، روشنایی حاصل از پیشرفت نانوتکنولوژی ،مصرف جهانی انرژی را تا 10 درصد کاهش داده ، باعث صرفه جویی سالانه 100 میلیارد دلار و همچنین کاهش آلودگی هوا به میزان 200 میلیون تن کربن شود.

در چند سال گذشته بازارچند میلیارد دلاری برپایه نانوتکنولوژی کسترش یافته اند . برای مثال در ایالات متحده ، IBM برای هد دیسکهای سخت ، یک سری حسگرهای مغناطیسی را ابداع کرده است .

Eastern Kodak و 3M تکنولوژی ساخت فیلمهای نازک نانو ساختاری را به وجود آورده اند . شرکت Mobil کاتالیستهای نانو ساختاری را برای دستگاههای شیمیایی تولید کرده است و شرکت Merck ، داروهای نانوذره ای را عرضه کرده است . تویوتا در ژاپن مواد پلیمری تقویت شده نانوذره ای را برای خودروها و Samsung Electronics در کره ، در حال کار بر روی سطح صفحات نمایش توسط نانولوله های کربنی هستند . بشر درست در ابتدای مسیر قرار دارد و فقط چندین محصول تجاری از نانوساختارهای یک بعدی بهره می گیرند ( نانو ذرات ، نانو لوله ها ، نانو لایه و سوپر لاستیکها ) . نظزیات جدید و روشهای مقرون به صرفه تولید نانوساختارهای دو و سه بعدی از موضوعات مورد بررسی آینده می باشند.

نانو تکنولوژی یا کاربرد فناوری در مقیاس یک میلیونیم متر، جهان حیرت انگیزی را پیش روی دانشمندان قرار داده است که در تاریخ بشریت نظیری برای آن نمی توان یافت. پیشرفتهای پرشتابی که در این عرصه بوقوع می پیوندد، پیام مهمی را با خود به همراه آورده است: بشر در آستانه دستیابی به توانایی های بی بدیلی برای تغییر محیط پیرامون خویش قرار گرفته است و جهان و جامعه ای که در آینده ای نه چندان دور به مدد این فناوری جدید پدیدار خواهد شد، تفاوت هایی بنیادین با جهان مالوف آدمی در گذشته خواهد داشت.

به گزارش ایرنا نانو تکنولوژی نظیر هر فناوری دیگری چونان یک تیغ دولبه است که می توان از آن در مسیر خیر و صلاح و یا نابودی و فنا استفاده به عمل آورد. گام اول در راه بهره گیری از این فناوری شناخت دقیق تر خصوصیات آن و آشنایی با قابلیت های بالقوه ای است که در خود جای داده است. در خصوص نانو تکنولوژی یک نکته را می توان به روشنی و بدون ابهام مورد تاکید قرار داد: این فناوری جدید هنوز، حتی برای متخصصان، شناخته شده نیست و همین امر هاله ابهامی را که آن را در برگرفته ضخیمتر می کند و راه را برای گمانزنی های متنوع هموار می سازد.

کسانی بر این باورند که این فناوری نظیر هیولایی فرانکشتین در داستان مری شلی و یا همانند جعبه پاندورا در اسطوره های یونان باستان، مرگ و نابودی برای ابنای بشر درپی دارد. در مقابل گروهی نیز معتقدند که به مدد توانایی های حاصل از این فناوری می توان عالم را گلستان کرد.

در حال حاضر 450 شرکت تحقیقاتی- تجاری در سراسر جهان و 270 دانشگاه در اروپا، آمریکا و ژاپن با بودجه ای که در مجموع به 4 میلیارد دلار بالغ می شود سرگرم انجام تحقیقات در عرصه نانو تکنولوژی هستند. در این قلمرو اتمها و ذرات رفتاری غیرمتعارف از خود به نمایش می گذارند و از آنجا که کل طبیعت از همین ذرات تشکیل شده، شناخت نحوه عمل آنها، به یک معنا شناخت بهتر نحوه شکل گیری عالم است. به این ترتیب دانشمندانی که در این قلمرو به کاوش مشغولند، به یک اعتبار با ذهن و ضمیر خالق هستی و نقشه شگفت انگیز او در خلقت عالم آشنایی پیدا می کنند، اما از آنجا که دانایی توانایی به همراه می آورد، شناسایی رازهای هستی می تواند توان فوق العاده ای را در اختیار کاشفان این رازها قرار دهد. تحقیق در قلمرو نانو تکنولوژی از اواخر دهه 1950 آغاز شد و در دهه 1990 نخستین نتایج چشمگیر از رهگذر این تحقیقات عاید گردید.

از جمله آنکه یک گروه از محققان شرکت آی بی ام موفق شدند35 اتم گزنون را بر روی یک صفحه از جنس نیکل جای دهند و با کمک این تک اتمها نامی را بر روی صفحه نیکلی درج کنند. محققان دیگر به بررسی درباره ساختارهای ریز موجود در طبیعت نظیر تار عنکبوت ها و رشته های ابریشم پرداختند تا بتوانند موادی نازک تر و مقاوم تر تولید کنند. در این میان ساخت یک نوع مولکول جدید کربن موسوم به باکمینسترفولرین یا کربن- 60 راه را برای پژوهشهای بعدی هموارتر کرد. محققان با کمک این مولکول که خواص حیرت انگیز آن هنوز در درست بررسی است، لوله های موئینه ای در مقیاس نانو ساخته اند که می تواند برای ایجاد ساختارهای مختلف در تراز یک میلیونیم متر مورد استفاده قرار گیرد. بررسی هایی که در ابعاد نانو بر روی مواد مختلف صورت گرفته و خواص تازه ای را آشکار کرده است. به عنوان مثال ذرات سیلیکن در این ابعاد از خود نور ساطع می کنند و لایه های فولاد در این مقیاس از استحکام بیشتری در قیاس با صفحات بزرگتر این فلز برخوردارند.

برخی شرکتها از هم اکنون بهره برداری از برخی یافته های نانوتکنولوژی را آغاز کرده اند. به عنوان نمونه شرکت آرایشی اورال از مواد نانو در محصولات آرایشی خود استفاده می کند تا بر میزان تاثیر آنها بیفزاید. ساخت دیودهای نوری با استفاده از مواد نانو موجب می شود تا 80درصد در هزینه برق صرفه جویی شود. توپهای تنیسی که با کربن 60 ساخته شده و روانه بازار گردیده سبکتر و مستحکمتر از توپهای عادی است. شرکتهای دیگر با استفاده از مواد نانو پارچه هایی تولید کرده اند که با یک بار تکاندن آنها می توان حالت اتوی اولیه را به آنها بازگرداند و همه چین و چروکهایشان را زایل کرد. با همین یک بار تکان همه گردوخاکی که به این پارچه ها جذب شده اند نیز پاک می شوند. نوارهای زخم بندی هوشمندی با این مواد درست شده که به محض مشاهده نخستین علائم عفونت در مقیاس مولکولی، پزشکان را مطلع می سازند.

از همین نوع مواد همچنین لیوانهایی تولید شده که قابلیت خود- تمیزکردن دارند. لنزها و عدسیهای عینک ساخته شده از جنس مواد نانو ضد خش هستند و یک گروه از محققان تا آنجا پیش رفته اند که درصددند با مواد نانو پوششهای مناسبی تولید کنند که سلولهای حاوی ویروسهای خطرناک نظیر ویروس ایدز را در خود می پوشاند و مانع خروج آنها می شود. مهمترین نکته درباره موقعیت کنونی فناوری نانو آن است که اکنون دانشمندان این توانایی را پیدا کرده اند که در تراز تک اتمها به بهره گیری از آنها بپردازند و این توانایی بالقوه می تواند زمینه ساز بسیاری از تحولات بعدی شود. یک گروه از برجسته ترین محققان در حوزه نانوتکنولوژی بر این اعتقادند که می توان بدون آسیب رساندن به سلولهای حیاتی، در درون آنها به کاوش و تحقیق پرداخت. شیوه های کنونی برای بررسی سلولها بسیار خام و ابتدایی است و دانشمندان برای شناخت آنچه که در درون سلول اتفاق می افتد ناگزیرند سلولها را از هم بشکافند و در این حال بسیاری از اطلاعات مهم مربوط به سیالهای درون سلول یا ارگانلهای موجود در آن از بین می رود.

یک گروه از محققان که در گروهی موسوم به اتحاد سیستمهای زیستی گرد آمده اند، سرگرم تکمیل ابزارهای ظریفی هستند که هدف آن بررسی اوضاع و احوال درون سلول در زمان واقعی و بدون آسیب رساندن به اجزای درونی سلول یا مداخله در فعالیت بخشهای داخلی آن است. ابزاری که این گروه مشغول ساخت آن هستند ردیف هایی از لوله ها یا سیمهای بسیار ظریفند که قادرند وظایف مختلفی را به انجام برسانند از جمله آنکه هزاران پروتئینی را که به وسیله سلولها ترشح می شود شناسایی کند. گروههای دیگر از محققان نیز به نوبه خود سرگرم تولید دستگاهها و ابزارهای دیگر برای انجام مقاصد علمی دیگر هستند.

به عنوان نمونه یک گروه از محققان سرگرم تکمیل فیبرهای نوری در ابعاد نانو هستند که قادر خواهند بود مولکولهای مورد نظر را شناسایی کنند. گروهی نیز دستگاهی را دردست ساخت دارند که با استفاده از ذرات طلا می تواند پروتئین های معینی را فعال سازد یا از کار بیندازد. به اعتقاد پژوهشگران برای آنکه بتوان از سلولها در حین فعالیت واقعی آنها اطلاعات مناسب به دست آورد، باید شیوه تنظیم آزمایشها را مورد تجدیدنظر اساسی قرار داد. سلولها در فعالیت طبیعی خود امور مختلفی را به انجام می رسانند: از جمله انتقال اطلاعات و علائم و داده ها میان خود، ردوبدل کردن مواد غذایی و بالاخره سوخت و ساز و اعمال حیاتی. یک گروه از روش تازه ای موسوم به الگوی انتقال ابر - شبکه استفاده کرده اند که ساخت نیمه هادیهای نانومتری به قطر تنها 8 نانومتر را امکان پذیر می سازد. هریک از این لوله های بسیار ریز بالقوه می توانند یک پادتن خاص یا یک اولیگو نوکلئو اسید و یا یک بخش کوچک از رشته دی ان ای بر روی خود جای دهند.

با کمک هر تراشه می توان 1000 آزمایش متفاوت بر روی یک سلول انجام داد. برای دستیابی به موفقیت کامل باید بر برخی از محدودیتها غلبه شود، ازجمله آنکه درحال حاضر برای بررسی سلولها باید آنها را در درون مایعی قرار داد که مصنوعاً محیط زیست طبیعی سلولها را بازسازی می کند، اما یون موجود در این مایع می تواند سنجنده های موئینه را از کار بیندازد. برای رفع مشکل، محققان سلولها را درون مایعی جای می دهند که چگالی یون آن کمتر است. گروههای دیگری از محققان نیز در تلاشند تا ابزارهای مناسب در مقیاس نانو برای بررسی جهان سلولها ابداع کنند. یکی از این ابزارها چنانکه اشاره شد یک فیبر نوری است که ضخامت نوک آن 40 نانومتر است و بر روی نوک نوعی پادتن جا داده شده که قادر است خود را به مولکول مورد نظر در درون سلول متصل سازد. این فیبر نوری با استفاده از فیبرهای معمولی و تراش آنها ساخته شده و بر روی فیبر پوششی از نقره اندود شده تا از فرار نور جلوگیری به عمل آورد. نحوه عمل این فیبر نوری درخور توجه است.

از آنجاکه قطر نوک این فیبر نوری، از طول موج نوری که برای روشن کردن سلول مورد استفاده قرار می گیرد به مراتب بزرگتر است، فوتونهای نور نمی توانند خود را تا انتهای فیبر برسانند، درعوض در نزدیکی نوک فیبر مجتمع می شوند و یک میدان نوری بوجود می آورند که تنها می تواند مولکولهایی را که در تماس با نوک فیبر قرار می گیرند تحریک کند. به نوک این فیبر نوری یک پادتن متصل است و محققان به این پادتن یک مولکول فلورسان می چسبانند و آنگاه نوک فیبر را به درون یک سلول فرو می کنند. در درون سلول، نمونه مشابه مولکول فلورسان نوک فیبر، این مولکول را کنار می زند و خود جای آن را می گرد. به این ترتیب نوری که از مولکول فلورسان ساطع می شد از بین می رود و فضای درون سلول تنها با نوری که به وسیله میدان موجود در فیبر نوری بوجود می آید روشن می شود و درنتیجه محققان قادر می شوند یک تک مولکول را در درون سلول مشاهده کنند.

مزیت بزرگ این روش در آن است که باعث مرگ سلول نمی شود و به دانشمندان اجازه می دهد درون سلول را در هنگام فعالیت آن مشاهده کنند. نانو تکنولوژی همچنین به محققان امکان می دهد که بتوانند رویدادهای بسیار نادر یا مولکولهای با چگالی بسیار کم را مشاهده کنند. به عنوان مثال بلورهای مینیاتوری نیمه هادیهای فلزی در یک فرکانس خاص از خود نور ساطع می کنند و از این نور می توان برای مشخص کردن مجموعه ای از مولکولهای زیستی و الصاق برچسب برای شناسایی آنها استفاده کرد. به نوشته هفته نامه علمی نیچر چاپ انگلستان یک گروه از محققان دانشگاه میشیگان نیز توانسته اند سنجنده خاصی را تکمیل کنند که قادر است حرکت اتمهای روی را در درون سلولها دنبال کند و به دانشمندان در تشخیص نقایص زیست عصبی مدد رساند.

از ابزارهای در مقیاس نانو همچنین می توان برای عرضه مؤثرتر داروها در نقاط موردنظر استفاده به عمل آورد. در آزمایشی که بتازگی به انجام رسیده نشان داده شده است که حمله به سلولهای سرطانی با استفاده از ذرات نانو 100برابر بازده عمل را افزایش می دهد. محققان امیدوارند در آینده ای نه چندان دور با استفاده از نانو تکنولوژی موفق شوند امور داخلی هر سلول را تحت کنترل خود درآورند. هم اکنون گامهای بلندی در این زمینه برداشته شده و به عنوان نمونه دانشمندان می توانند فعالیت پروتئینها و مولکول دی ان ای را در درون سلول کنترل کنند. به این ترتیب نانو تکنولوژی به محققان امکان می دهد تا اطلاعات خود را درباره سلولها یعنی اصلی ترین بخش سازنده بدن جانداران به بهترین وجه کامل سازند.