نانوسیم چیست؟
شاید هنوز ساخت تراشه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های کامپیوتری که برای ایجاد سرعت محاسباتی بالا به جای جریان الکتریسیته از نور استفاده می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌کنند، تشخیص انواع سرطان و سایر بیماریهای پیچیده فقط با گرفتن یک قطره خون، بهبود و اصلاح کارت‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های هوشمند و نمایشگرهای LCD ؛ تنها یک رویا برایمان باشد و این مسائل را غیر واقعی جلوه دهد اما محققین آینده قادر خواهند بود تمام این رویاها را به حقیقت تبدیل کنند و دنیایی جدید از ارتباطات و تکنولوژی را بواسطه معجزه نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها به ارمغان آورند.
تا کنون با نانوساختارهای مختلفی از جمله نانولوله‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های کربنی، نانوذرات و نانوکامپوزیت آشنا شده‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌اید؛ یکی دیگر از نانوساختارهایی که امروزه مطالعات و تحقیقات بسیاری را به خود اختصاص داده است نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها است.
عموماً سیم به ساختاری گفته می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌شود که در یک جهت (جهت طولی) گسترش داده شده باشد و در دو جهت دیگر بسیار محدود شده باشد. یک خصوصیت اساسی از این ساختارها که دارای دو خروجی می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌باشند رسانایی الکتریکی می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌باشد. با اعمال اختلاف پتانسیل الکتریکی در دو انتهای این ساختارها و در امتداد طولی شان انتقال بار الکتریکی اتفاق می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌افتد.

ساخت سیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌هایی در ابعاد نانومتری هم از جهت تکنولوژیکی و هم از جهت علمی بسیار مورد علاقه می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌باشد، زیرا در ابعاد نانومتری خواص غیر معمولی از خود بروز می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌دهند. نسبت طول به قطر نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها بسیار بالا می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌باشد. ( L>>D )
مثال‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌هایی از کاربرد نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها عبارتند از: وسایل مغناطیسی، سنسورهای شیمیایی و بیولوژیکی، نشانگرهای بیولوژیکی و اتصالات داخلی در نانوالکترونیک مانند اتصال دو قطعه ابر رسانای آلومینیومی که توسط نانوسیم نقره صورت می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌گیرد.

انواع نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها:
1. نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های فلزی: این نانوساختارها به دلیل خواص ویژ‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ای که دارند نویدبخش کارایی زیادی در قطعات الکترونیکی‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌اند.
توسعه الکترونیک و قدرت یافتن در این زمینه بستگی به پیشرفت مداوم در کوچک کردن اجزاء الکترونیکی است. با این حال قوانین مکانیک کوانتومی، محدودیت‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ تکنیک‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های ساخت و افزایش هزینه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های تولید ما را در کوچکتر کردن تکنولوژی‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های مرسوم و متداول محدود خواهد کرد. تحقیق فراوان در مورد تکنولوژی‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های جایگزین علاقه فراوانی را متمرکز مواد در مقیاس نانو در سال‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های اخیر کرده است. نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های فلزی بخاطر خصوصیات منحصر به فردشان که منجر به کاربرد گوناگون آنها می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌شود، یکی از جذاب‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ترین مواد می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌باشند.
نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها میتوانند در رایانه و سایر دستگاههای محاسبه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌گر کاربرد داشته باشند. برای دستیابی به قطعات الکترونیکی نانومقیاس پیچیده، به سیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های نانومقیاس نیاز داریم. علاوه بر این، خود نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها هم می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌توانند مبنای اجزای الکترونیکی همچون حافظه باشند.

2. نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های آلی: این نوع از نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها، همانطور که از نامشان پیداست، از ترکیبات آلی به‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌دست می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌آیند.
علاوه بر مواد فلزی و نیمه رسانا، ساخت نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها از مواد آلی هم امکان‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌پذیر است. به تازگی، ماده‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ای بنام «الیگوفنیلین وینیلین» برای این منظور در نظر گرفته شده است.
ویژگی این سیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها (نظیر رسانایی و مقاومت و هدایت گرمایی) به ساختار مونومر و طرز آرایش آن بستگی دارد.
3. نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های هادی و نیمه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌هادی: ساختار شیمیایی این ترکیبات باعث بوجود آمدن خواص جالب توجهی میشود.
آینده نانوتکنولوژی به توانایی محققین در دستیابی به فنون ساماندهی اجزای مولکولی و دستیابی به ساختارهای نانومتری بستگی دارد. محققین اکنون توانسته‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌اند با تقلید از طبیعت به ساماندهی پروتئین‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های حاصل از خمیر مایه برای تولید نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های هادی دست یابند. ساماندهی اجزای زنده در طبیعت، بهترین و قدیمی‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ترین نمونه ساخت «پائین به بالا» است و لذا می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌توان از آن برای فهم و نیز یافتن روش‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌هائی برای ساخت ادوات الکترونیکی و میکرومتری استفاده کرد. تا کنون از فنون ساخت «بالا به پائین» استفاده می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌شد که این فنون در مقیاس نانومتری اغلب پر زحمت و هزینه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌بر است و تجاری‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌سازی نانوتکنولوژی به روشهای آسان و مقرون به صرفه نیاز دارد که بهترین الگوی آن هم طبیعت پیرامون ماست؛ فقط کافی است کمی چشمانمان را باز کنیم و با دقت بیشتری اطرافمان را بنگریم.

4. نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های سیلیکونی: این نوع از نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها سمی نیست و به سلولها آسیبی نمی‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌رسانند.
این نوع از نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها بیشترین کاربرد خود را در عرصه پزشکی مانند تشخیص نشانه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های سرطان، رشد سلول‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های بنیادی و ... نشان داده است که در ادامه به آن می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌پردازیم. 

          
نمونه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ای از نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های سیلیکونی

روشهای ساخت نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها:
1. تکنیک‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های لیتوگرافی
• لیتوگرافی نوری: در این روش از تغییرات شیمیایی در یک ماده سخت شونده در اثر نور استفاده میشود. از یک سری ماسک‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های نوری برای تعریف مناطق فعال شونده در اثر نور استفاده میشود. یکی از محدودیت‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های این تکنیک محدوده پراش موج نوری است. طول موج نوری که در حاضر در صنایع استفاده میشود در حدود nm 248میباشد ولی با طراحی‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های دقیق مالک و به کارگیری بسیار دقیق پلیمرهای سخت‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌شونده میتوان به ابعاد کمتر nm 100 هم رسید.
• لیتوگرافی با اشعه الکترونی: در این روش عمدتا از یک پلیمر سخت‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌شونده و قرار دادن آن بر یک پایه استفاده میشود. آنگاه یک اشعه الکترونی با انرژی بالا بر روی سطح تابیده میشود با تابش اشعه الکترونی طرح مورد نظر شکل داده میشود. پس از یونیزه شدن ماده و حل شدن پلیمر توسط حلال‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های شیمیایی طرح مورد نظر برای ساخت نانو سیم حاصل میشود.
• لیتوگرافی با پراب روش: لیتوگرافی با استفاده از پراب روشیپ برای ساخت نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های زیر nm100 بکار میروند. پراب‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های الکترونی مانند میکروسکوپ نیروی اتمی(AFM) و یا میکروسکوپ روش تونلی (STM) از انتخاب‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های این روش برای ساخت نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها میباشد.
از مزایای روشهای لیتوگرافی انعطاف این روش‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها در الگوسازی برای نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها میباشد. بعبارت دیگر با این روشها میتوان به نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها هر شکل قابل ترسیم را داد.

2. رسوب الکتروشیمیایی در حفرات: روشهای الکتروشیمیایی بطور گسترده‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ای برای ساخت نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها استفاده میشود. یک الگوی مناسب باید حفراتی یکنواخت و بلند داشته باشد، قطر حفرات در این نوع الگو از چند نانومتر تا nm 20 میتواند داشته باشد.

فناوری نانو ، نوید کنترل خواص جدیدی از مواد را می دهد که زائیده ابعاد نانو مقیاس ذرات است ، همین خواص باعث شد شرکتهای خصوصی ، دولتها و سرمایه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌گذاریهای خطرپذیر جهان در سال 2005 حدود 15میلیارد دلار در این فناوری سرمایه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌گذاری کنند، همچنین براساس پیش‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌بینی‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های صورت گرفته بازار کالاهای تولیدی مبتنی بر این فناوری در سال 2015 به رقم 6.2 میلیارد دلار میرسد. تولید این محصولات نیازمند نانومواد ،اندازه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌گیری و فناوریهای ساخت است. صنعت الکترونیک در تجاری سازی فناوری نانو پیشگام است. نانوالکترونیک شامل نیمه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌هادی‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های کمتر از nm 90 ،اشکال جدیدی از حافظه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های دارای نیمه هادی ، حافظه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های اطلاعاتی نانوالکترومکانیکی، نمایشگرهای آلی ، نمایشگرهای نشر میدانی،نانو لوله‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های کربنی، حسگرهای مختلف و پاره‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ای از ادواتی که اکنون در حال ساخت برای به کارگیری در ابزارآلات الکترونیکی میشود. طبق برآورد بازار تجهیزات نانوالکترونیک در سال 2005 نزدیک 60 میلیارد دلار بوده و به نظر می رسد تا سال 2010 به 250میلیارد دلار برسد. بازار نانومواد ونانوابزار مورد استفاده در تولید این تجهیزات 108میلیارد دلار بوده که از این رقم 10درصد آن مربوط به نانومواد ،ابزارها، تجهیزاتی مانند لیتوگرافی ماورابنفش دور، لیتوگرافی چاپ نانو ،کاتالیستها و نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها است.


کاربردهای نانوسیم:

 کاربرد نانوسیم در تشخیص بیماریها: از نانوسیم هایی که از مواد مورداستفاده در تراشه رایانه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های امروزی مثل سیلیکون و نیترید گالیون ساخته شده است میتوان برای تشخیص بیماریها استفاده کرد . شاید بپرسید ابزار رایانه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها چه ارتباطی به تشخیص بیماری و بدن انسان دارد ، بدن انسان نیز همانند یک رایانه باید حسگرهایی داشته باشد که بتواند در صورت بروز مشکل و خطا و یا وجود مواد سمی به ابزارهای هشداردهنده خارجی اخطار دهد و درصدد رفع آن برآید همانند یک رایانه که اگر مسیری اشتباه را در آن اجرا کنید و یا ویروسی در آن پیدا شود پیغام (ERROR) میدهد اما این کار چگونه امکان پذیر است؟!
دانشمندان موفق شدند نانوسیمهای انعطاف‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌پذیر و طویلی را تولید کنند که طولهای متغیر این نانوسیمها بین 1 تا nm100 و یا حتی در میلیمتر میباشد و از لحاظ مقایسه حدود هزار مرتبه باریکتر از موی انسان است. بلندی ، انعطاف‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌پذیری و استحکام این نانوسیمها خصوصیات ویژه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ای را به آن می بخشد . به عنوان مثال نازک بودن وطویل بودن باعث افزایش سطح آن میشود . لذا از این ساختارها می توان در طراحی حسگرهای بسیار سریع و حساس استفاده کرد. این نانوسیم ها توانایی تولید اشعه ماورای بنفش نامرئی را دارد ، نور از یک انتها وارد نانوسیم شده و از انتهای دیگر شروع به تابیدن میکند. نانوسیمها بدون هیچ اتلافی این نور را به طور موثری عبور میدهد. و در مسیر خود اگر به یک عامل بیماری‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌زا یا ماده سمی برخورد کند نانوسیم شروع به تابیدن میکند و سیستم هشدار دهنده بسیار سریعی را ایجاد میکند و این میتواند بیماری را زودتر وسریعتر از هر آزمایشی تشخیص دهد.

 استفاده از نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها در رگ‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های خونی برای تحریک اعصاب مغزی: همیشه انتقال فرستنده‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های کوچک به درون رگ‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها و هدایت آنها بطرف محل‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های موردنظر را در فیلم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های تخیلی دیده بودیم اما هیچ باور نمی‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌کردیم که روزی این را در واقعیت ببینیم.!

محققین توانسته‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌اند نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌هایی از جنس پلاتین که ضخامت آن 100 برابر نازکتر و ظریفتر از موی انسان است را ابداع کنند. آنها این نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها را به داخل رگ‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های خونی می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌فرستند و توسط دوربین کوچکی آنها را بطرف اعصاب مغزی هدایت می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌کنند. این روش برای کمک به یافتن علل مختلف و پیدایش بیماری‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های عصبی از جمله پارکینسون بسیار مفید است. در گذشته برای یافتن علل مختلف پیدایش بیماریهای قلبی و عصبی، بدن را در هر نقطه می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌شکافتند تا علت بیماری را بیابند، اما امروزه با گسترش فن‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌آوری نانوتکنولوژی هر وسیله‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ای را می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌توان بصورت ظریف، نازک و حساس، اختراع و ابداع کرد و حتی آن را به درون ظریف‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ترین رگ نیز فرستاد.
تنها مشکلی که محققان را کمی دچار سردرگمی کرده است تعدد رگهای خونی و سیستم گردش خون و عصب های فراوان در محدوده مغز است که فرستادن این نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها را کمی دشوار کرده است اما محققین درصدد یافتن راهی برای حل آن وساختن نانوسیمهای دقیق‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌تر هستند.

 استفاده از نانوسیمهای سیلیکونی برای هدفمند کردن رشد سلولهای بنیادین : تولید و رشد بافتها و سلولهای مورد نیاز برای بیماران نیازمند اهدافی است که دانشمندان در عرصه پزشکی همواره به دنبال آن هستند، از جمله ابزاری که میتواند این هدف را تحقق بخشد نانوسیم های سیلیکونی است. نانوسیم ها همچون تختی از میخها هستند که به صف شده‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌اند و قابلیت تغییر شکل و رشد را دارند ، برای این منظور از طیفی وسیعی از تحریکات مکانیکی و شیمیایی بعنوان فاکتور رشد استفاده می کنند اما به تازگی توانسته‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌اند از محرکهای الکتریسیته نیز استفاده کنند و امیدوارند که استفاده از پالسهای الکتریکی در سلولها با استفاده از آرایه رسانای نانوسیمها در آینده‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ای نزدیک بعنوان شیوه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ای ارزشمند برای تحت تاثیر قرار دادن سلولهای بنیادین بکار روند.

از همان روزی که گوتلیپ دایملر به فکر افتاد با قرار دادن یک موتور ابتدایی درون سوز بر روی چهار چرخ آن را به ارابه ای جدید تبدیل کند و اسب های مرصع به زین و یراق را به اصطبل ها برگرداند، کابوس تصادف و مرگ همواره با سرنشینان آن همراه بوده است. مرگ در اتومبیل سال ها است که به واژه ای آشنا در قاموس بشر بدل شده و این مرکب رهوار با تمام خدمات بزرگش به جامعه بشری، گهگاه در حد یک قاتل دیو سیرت جان انسان ها را نیز گرفته است. پس بی دلیل نبود که زمانی ایرانیان از دیدن «اتول» فرار را برقرار ترجیح می دادند، مبادا گزندی از این مشتی آهن پاره به آنها برسد.


اکنون به مدد تکنولوژی ادعا می شود تا چند سال دیگر می توان کاری کرد که اصلاً تصادفی صورت نگیرد و پرونده «مرگ در جاده» هم بسته شده و بشود خیالی دور. دیگر ترسی از باران کورکننده و حرکت کج و معوج و راننده های پریشان احوال نخواهد بود. این آرزو به قدرت فکر و تکنولوژی به دست خواهد آمد.

کارشناسان خودرو می گویند: سال ???? زمان محقق شدن این آرزوی بشری است. کلید این ماجرا هم در دست پدیده ای است به نام ارتباط بین خودروها Vehicle to vehicle com یا V2V.

V2V سامانه ای کاملا هوشمند و مبتنی بر پردازش اطلاعات است که می تواند کنترل اوضاع را در دست بگیرد و حتی بر اراده بشر هم فائق آید. از چنین سیستم هوشمندی نمونه های آشکاری هم وجود دارند. هم اکنون بسیاری از خودروهای جهان با کمک سیستم ناوبری GPS از وضعیت جغرافیایی خودشان نسبت به محیط و همچنین وضعیت راه ها و ترافیک شهری و بین شهری مطلع می شوند و می توانند کم خطر ترین و سریع ترین راه را برای رسیدن به مقصد انتخاب کنند. با سیستم ناوبری طول مسیر، متوسط سرعت و دیگر اطلاعات به سرعت تجزیه و تحلیل می شود و در اختیار سرنشینان قرار می گیرد، اما حکایت V2V چیز دیگری است.

ایده ارتباط بین خودروها مدتی است که ذهن کمیسیون های اروپایی و آمریکایی را به خود معطوف ساخته و قرار است یک باند تبادل اطلاعاتی به پهنای 95 گیگاهرتز بین خودروها گشوده شود و به این ترتیب اطلاعات جاده، رانندگان و خودروها به صورت آنلاین پردازش شود. در این طرح حتی نقاط خاصی در کناره جاده ها و خیابان ها طراحی شده اند که به عنوان یک حسگر و پردازشگر، اطلاعات مورد نیاز را تهیه و ارائه کنند.

جالب است بدانید که چنین شیوه ای در مدل آزمایشگاهی اجرا شده و نتایج بسیار جالبی هم به دست آمده است. چندی پیش واحد تحقیقات الکترونیک فولکس واگن با نصب یک سیستم پیشرفته بر روی یک مدل «توارگ»، آن را با دو اتومبیل مدل جت و آئودی A3 همراه ساخت و واکنش های هر سه خودرو را به شکل موفقیت آمیزی کنترل کرد. البته در آزمایش های فعلی باید هر سه ضلع مثلث یعنی اطلاعات صحیح، عملکرد صحیح هر یک از خودروها و زمان مناسب در تصمیم گیری در کنار هم قرار بگیرند تا حاصل کار رضایت بخش باشد. علاوه بر این هنوز نظام و الگوریتم پردازش اطلاعات برای بیش از 4 خودرو تعریف نشده است، اما می توان حدس زد با توجه به پیشرفت سریع در حوزه IT، این گونه موفقیت ها دور از دسترس نباشد. جنرال موتورز هم در این عرصه بیکار ننشسته و سیستمی طراحی کرده که حتی از سیستم فولکس واگن بهتر است. جنرال موتورز هم نمونه ای از سیستم ناوبری موج کوتاه بر روی کادیلاک CTS ساخته که می تواند خودرو را قبل از بروز حوادث جدی متوقف کند. البته این سیستم فقط در شرایطی کار می کند که پاسخ امواج ارسالی را از خودروهای دیگر مجهز به این سیستم دریافت کند، واکنش بسیار خونسردانه و توام با اطمینان است. هرگاه احساس شود که وسیله نقلیه با سرعت به سمت دیگری حرکت می کند و سرنشین هم قصد کاهش سرعت را ندارد، آنگاه سیستم به سرعت وارد عمل شده و با فعال کردن سیستم ترمز و حتی فرمان، از خطر دوری می کند.

مهندس تومیجی سوگیموتو و تیم همراهش هم در واحد تحقیق و توسعه هوندا مشغول بررسی سیستمی انسانی و ماشینی با فصل مشترک مشخص شده اند که سعی می کند هوشیاری سرنشینان را تحریک کند. آنها بیشتر علاقه مند هستند که کنترل اوضاع در اختیار راننده باشد، اما دائم به او هشدار داده شود. هرگاه نشانه هایی از پریشانی یا خواب آلودگی در راننده دیده شود، با لرزیدن ممتد Vibration پدال ها و غربیلک فرمان به راننده گوشزد می کند که حواسش را جمع کند.

کامپوزیت Al/SiC دارای خواص ویژه‌ای است که افزایش خواص مکانیکی و سبکی قطعات مختلف خودرو را در پی دارد. این موارد در نهایت به کاهش مصرف سوخت و حفظ محیط زیست می‌انجامد.

نانوتکنولوژی و صنعت خودرو
نانوتکنولوژی به عنوان انقلاب صنعتی قرن آینده، اثرات فراوانی در صنایع گوناگون خواهد داشت. یکی از چشم‌اندازهای امیدوارکننده این تکنولوژی پیشرفته، تحول در صنعت خودروسازی است.
یکی از اصلی‌ترین موضوعات نانوتکنولوژی، ساخت مواد با خواص جدید است. این مواد، ارزش افزوده بسیار بالا و کارایی بالاتری در تمام صنایع خواهند داشت که صنعت خودرو نیز از آن مستثنی نخواهد بود.
ساخت بدنه‌های سبکتر و مقاومتر برای خودرو، ساخت لاستیک‌هایی با مقاومت سایشی بهتر، ساخت قطعات موتور با عمر چند برابر، کاهش مصرف سوخت خودرو، ساخت باتری‌هایی با انرژی بالا و دوام بیشتر، ساخت نانوساختارهایی مبتنی‌بر کربن به عنوان سوپر اسفنج هیدروژنی در خودروهای پیل‌سوختی، ساخت حسگرهای چند منظوره برای کنترل فرایندهای مختلف در خودرو، ساخت کاتالیزورهای اگزوز خودرو برای کاهش آلودگی هوا، لایه‌های بسیار محکم با خصوصیات ویژه‌ای مثل الکتروکرومیک (رنگ‌پذیری الکتریکی) با خود پاک‌کنندگی برای استفاده در شیشه‌ها و آینه‌های خودرو و سازگار کردن خودرو با محیط‌زیست و بسیاری از موارد دیگر، از جمله کاربردهای نانوتکنولوژی در صنعت خودرو است. همچنین، جایگزینی کربن سیاه در تایرها با ذرات رس و پلیمرهای نانومتری، تکنولوژی جدیدی است که تایرهای سازگار با محیط زیست و مقاوم در برابر ساییدگی را به ارمغان می‌آورد.
یکی از اثرات مثبت نانوتکنولوژی، افزایش بازده موتورهای درونسوز کنونی است. این موتورها، حدود 15 درصد از انرژی ذخیره شده در بنزین را به نیروی محرکه تبدیل می‌کنند. از سوی دیگر، وزن متوسط ماشین‌های امروزی حدود 1500 کیلوگرم است. با استفاده از نانوتکنولوژی، پیش‌بینی می‌شود که بتوان بازده را تا 5 برابر افزایش داد و نیز وزن وسایل نقلیه را به میزان 10 برابر کاهش داد. لذا می‌توان امیدوار بود که وسایل نقلیه با استفاده از این فناوری تا 50 درصد بهبود کارایی داشته باشند.
کل درامد صنایع خودروسازی از یک تریلیون دلار فراتر می‌رود (فروش شرکت جنرال‌موتورز که حدود 1/15 درصد از بازار 2001 را در دست داشت، 3/177 میلیارد دلار در این سال بود). الگوهای خرید وسایل نقلیه جدید، تابع اقتصاد جهانی است. در شرایط رکود کنونی، عواملی اقتصادی نظیر مصرف اندک سوخت و سوخت جایگزین، اهمیت فزاینده‌ای دارد. با افزایش میزان تولید در سطح جهانی و کاهش سود و قدرت تصمیم‌گیری خریداران، تولیدکنندگان خودرو و دست‌اندرکاران صنعت حمل و نقل، بیش از همیشه خواهان اصلاحاتی در محصول و فرایند تولید هستند.
خصوصیات ویژه صنعت خودرو، آن را به بازاری مستعد برای ورود نانوتکنولوژی تبدیل کرده است. این بازار، بسیار بزرگ بوده و با پیشرفت زمان، پذیرش سریعی برای ایجاد محصولات جدید دارد (در مقایسه با دیگر محصولات دارای پیچیدگی مشابه).
صنعت خودرو، از سویی در معرض فشارهای ناشی از قیمت سوخت و مسائل ایمنی است و از سوی دیگر به شدت تحت تأثیر سلایق و تنوع در درخواست‌های مشتریان برای مدل‌های جدید خودرو است.
بنابراین، تمایل زیادی به ورود فناوری‌های نوین در این صنعت وجود دارد. خودرو، همانند لباس برای بسیاری از افراد، فقط یک کالای ضروری نیست بلکه وسیله‌ای برای ابراز شأن، منزلت و سبک زندگی تلقی می‌شود. به همین دلایل، صنعت خودرو یکی از اولین نقاط ورود فناوری‌هایی است که بیش از عملکرد، نوگرایی در آنها مطرح است. مثلاً، پوشش‌های پنجره الکتروکرومیک، که می‌توانند به صورت دلخواه یا خودکار، شیشه‌ها را تیره سازند، یکی از کاربردهای بالقوه نانوتکنولوژی است که احتمالاً پیش از نفوذ به دیگر بازارهایی همچون صنعت ساختمان، در ساخت خودروهای پیشرفته جایگاهی خواهند یافت.

کاربردهای نانوتکنولوژی در صنعت خودرو
نانوتکنولوژی، کاربردهای بسیاری در صنعت خودرو دارد که مهم‌ترین آنها عبارتند از:

مواد ساختاری و پوشش‌ها
با توجه به اهمیت نانوکامپوزیت‌ها در صنعت خودرو و اینکه یکی از مصرف‌کنندگان بزرگ نانوکامپوزیت‌ها، صنعت حمل و نقل است. در این بخش با تفصیل بیشتری به موضوع می‌پردازیم.

الف- نانوکامپوزیت‌های پلیمری
نیاز اقتصادی رو به افزایش سوخت در عرصه حمل و نقل، تقاضا برای استفاده از مواد جدید سبک وزن مانند پلاستیک را که می‌تواند جایگزین فلز شود، افزایش داده است. انواع خوب این پلاستیک‌ها گران‌قیمت هستند. نانوکامپوزیت‌ها، دسته جدیدی از مواد مورد مطالعه جهانی هستند که شامل پلیمرهای قدیمی تقویت شده با ذرات نانومتری هستند. در واقع، نانوکامپوزیت‌ها گروهی از پلاستیک‌های انباشته از مواد معدنی هستند که شامل مقدار کمی (کمتر از 10 درصد) از ذرات ریز نانومقیاس (اغلب خاک رس) هستند. در حالت نظری، این مواد می‌توانند به آسانی به صورت اکسترود یا قالب، به شکل نهایی در آیند. این در حالی است که از استحکام و قدرت فلز برخوردار بوده و از آن سبک‌تر هستند.
خاصیت مهمی که برای نانولوله‌های کربنی ذکر شده است، رسانایی الکتریکی آنهاست که با توجه به این ویژگی‌ می‌توان با کاربرد آنها در بدنه خودرو و دیگر قسمت‌ها، از روش رنگ الکترواستاتیکی برای رنگ‌آمیزی خودرو استفاده کرد (توضیح بیشتر در قسمت رنگ و پوشش ارائه شده است).

ب- نانوکامپوزیت‌های فلزی
استفاده از نانوبلورهای فلزی به صورت ترکیبات ساختاری حجیم (Bulk) در صنعت خودرو، از فرصت‌های زیادی برخوردار است. استفاده از این مواد در بدنه خودروها با نانوکامپوزیت‌هاست. مثلاً، نانوبلورهای فولاد مزایای زیادی در ارتقای درجه استحکام ایجاد می‌کنند. شرکت تویوتا از این مواد در ساخت خودروهایش استفاده کرده است.
نانوبلورهای فولاد، نسبت استحکام به وزن را به نحوی قابل ملاحظه بهبود می‌بخشند. این ویژگی‌ می‌تواند از افول صنعت فولاد و جایگزینی آن توسط کامپوزیت‌های پلیمری، جلوگیری کند. در مجموع، نانوبلورهای فلزی در قسمت‌های مختلف خودرو نظیر موتور، باعث استحکام و سختی می‌شوند.
سرامیک‌ها، از لحاظ سختی دارای قابلیت رقابت با این‌گونه مواد هستند، اما بسیار شکننده‌اند. نانوبلورهای سرامیکی، بسیار با دوام بوده و قادرند ترکیباتی را که نیاز به سختی، مقاومت فرسایش و اعوجاج گرمایی بالایی دارند، ارتقا بخشند.
افزودن نانوذرات اکسید آلومینیم به آلومینیم، باعث می‌شود تا مقاومت آن در برابر ساییدگی، مشابه بهترین یاتاقان‌های فولادی شود.

پ- رنگ و پوشش
استفاده از نانوتکنولوژی در رنگ، باعث افزایش کیفیت رنگ و کاهش مصرف آن می‌شود. نکته مهم در این زمینه، جاذبه رنگ برای جلب توجه مشتری به محصول است. مثالی در این مورد می‌گوید: "The color sails your products" رنگ، باعث فروش تولیدات شما می‌شود». رنگ، عاملی مهم در جلب توجه مشتری است. استفاده از رنگ‌های مقاوم در برابر نور خورشید، ساییدگی و همراه با خاصیت صیقلی بالا (جلای زیاد) در خودرو ضروری است. نانوتکنولوژی به دو صورت به این بخش کمک می‌کند: یکی انتخاب مواد مناسب در رنگ و دیگری روش‌های بهینه رنگ کردن.
نانوذرات با اندازه‌های مختلف، نورهایی با فرکانس‌های متفاوت ساطع می‌کنند. لذا می‌توان از آنها برای تولید رنگ‌های گوناگون استفاده کرد.
کاربرد جالب توجه در این بخش، استفاده از نانولوله‌های کربنی در رنگ است. فیبریل‌ها، ساختارهای ویژه‌ای هستند که از نانولوله‌های کربنی ساخته می‌شوند (استوانه‌هایی متشکل از 8 لایه گرافیتی که از فاز بخار به عمل می‌آیند) و خاصیت رسانایی بالایی دارند. فیبریل‌ها از لحاظ شکل ظاهری شبیه به رشته‌های ماکارونی در ابعاد میکروسکوپی هستند. قطر خارجی آنها 10 نانومتر و قطر داخلی آنها 5 نانومتر و طول آنها از 1 تا 10 میکرون متغیر است.
کاربرد فیبریل‌ها در رنگ، باعث رسانایی آن می‌شود و می‌توان از آن برای رنگ کردن خودرو به روش قطره‌های باردار شده استفاده کرد (روش رنگ الکترواستاتیکی). در این روش، رنگ و قسمت‌هایی را که قرار است رنگ شوند، باردار می‌کنند تا جاذبه الکتریکی بین آنها باعث جذب رنگ شود. به این ترتیب، کارایی رنگ، چه از لحاظ کیفیت و چه از لحاظ کمیت (میزان رنگ مصرفی) ارتقا می‌یابد. در این روش، رنگ به‌طور دقیق روی سطح مورد نظر می‌نشیند و از پراکنده شدن آن جلوگیری می‌شود. لذا کارایی آن بالا رفته و سریع و تمیز و مقرون به صرفه می‌شود. همچنین، این روش باعث کاهش انتشارات سمی (VOC) می‌شود (نمودار 1).

نمودار 1: کارایی رنگ الکترواستاتیک

رشته‌های فیبریل مشاهده می‌شوند که حدود 200 هزار بار بزرگتر شده‌اند

کارایی رنگ الکترواستاتیکی، چهار برابر بیشتر از رنگ به روش اسپری است. در روش الکترواستاتیکی 80 درصد از رنگ روی قسمت مورد نظر می‌نشیند، اما در روش‌های دیگر این مقدار به 20 درصد می‌رسد.
فناوری پوشش‌دهی مبتنی‌بر نانوتکنولوژی، چه از طریق فرایندهای سل‌_ژل و چه روش‌های نانوذره‌ای، کاربردهایی را ارائه می‌دهند که در صنعت خودرو دارای جذابیت تجاری هستند. در زمینه پنجره‌های فتوکرومیک و الکترومیک یا پنجره‌هایی که به ترتیب تحت تأثیر نور و الکتریسیته تغییر رنگ می‌دهند، تحقیقاتی صورت گرفته است. با تعداد زیادی از روش‌های مبتنی‌بر نانوذرات و فرایند سل-ژل، می‌توان این گونه شیشه‌ها را تولید کرد.
پوشش‌های سرامیکی نانوذرات، موجب پایداری حرارتی و مقاومت به فرسایش در قطعات موتور می‌شوند.
پوشش‌های مبتنی‌بر نانوذرات، ویژگی مواد خود پاک‌کننده را از خود نشان داده‌اند (شرکت BMW به همراه شرکت Creavis در این زمینه فعال هستند).
آلودگی هوا برای اکثر کشورها بویژه کشورهای اروپایی، معضلی جدی است. در فرانسه، 30 میلیون خودروی آلاینده هوا در حال تردد هستند. از آنجا که به ازای 100 کیلوگرم کاهش وزن، 5/0 لیتر در مصرف سوخت در هر صد کیلومتر صرفه‌جویی می‌شود، استفاده از سیلیسیم به معنی کاهش آلودگی است.
استاندارد میزان CO2 تولید شده توسط خودرو در اروپا تا سال 2008، حداکثر 140 گرم بر کیلومتر و تا سال 2012، حدود 120 گرم بر کیلومتر در نظر گرفته شده است.
بخش محیط‌زیست ساپکو در زمینه بررسی کامپوزیت Al/SiC و کاربردهای مختلف آن در صنعت خودروسازی و تهیه کامپوزیت‌های مختلف با درصدهای متفاوت SiC اقدام به تحقیق و تهیه پودر نانو SiC کرده و صحت تشکیل آن توسط دستگاه تفرق اشعه (XRD) X دانشکده متالورژی دانشگاه تهران مورد تأیید قرار گرفته است.