نانوتكنولوژی به زبان ساده

در نیم قرن گذشته شاهد حضور حدود پنج فناوری عمده بودیم, كه باعث پیشرفت های عظیم اقتصادی در كشورهای سرمایه گذار و ایجاد فاصله شدید بین كشورهای جهان شد

سه فناوری تسخیركننده

از طرفی شاید بتوان گفت تسخیركنندگان علم و فناوری آینده در سه گروه فناوری اطلاعات، نانوفناوری و زیست فناوری خلاصه می شوند.

قرارگیری مقادیر و حجم زیادی از اطلاعات در فضائی كوچك از ابعاد هم گرائی نانوفناوری و فناوری اطلاعات می باشد از طرفی در زیست فناوری و یا به عبارتی برای زیست شناسان قرار گیری حجم زیادی از اطلاعات در یك فضای بسیار كوچك موضوعی بسیار آشنا می باشد.

در كوچكترین سلول انسانی همه اطلاعات مربوط به یك موجود زنده از قبیل رنگ مو، رشد استخوان و عصب ها وجود دارد. حتی در قسمت بسیار كوچكی از سلول به نام DNA كه شامل حدوداً پنجاه اتم می باشد همه این اطلاعات ذخیره می گردد ( نه تنها سطح یا به عبارتی تعداد اتم ها بلكه نحوه قرار گرفتن این زنجیره ها در ذخیره سازی اطلاعات زیستی اهمیت دارد). شاید یكی از علل هم گرائی این فناوری و فناوری اطلاعات وجود همین مسائل مشترك این سه فناوری است.

ابزارهای جدید برای كارهای ظریف

اگر شما از دانشمندان علوم سطح بپرسید كه چه پیشرفتهای عمده دستگاهی باعث شده‌اند تا نانوتكنولوژی در خطوط مقدم تحقیقات علوم فیزیكی قرار گیرد، تقریبا" همه آنها به داستان میكروسكوپ پروب اسكن‌كننده SPM (Scanning probe microscope SPM: در SPM یك پروب نانوسكوپی در ارتفاع ثابتی بر بالای بستری از اتم‌ها حفظ می‌شود. این فاصله می‌تواند آن‌قدر كم باشد كه الكترون‌های اتم‌های تیرك و سطح با هم تعامل داشته باشند. این تعاملات می‌تواند آن‌قدر قوی باشد، كه اتم‌ها از جا كنده شده و به جای دیگری بروند.)

اشاره می‌كنند. علیرغم تازه واردگی به عرصه تحلیل دستگاهی، استفاده از میكروسكوپی تونل‌زنی اسكن‌كننده STM (Scanning tunneling microscope STM : وسیله‌ای برای تهیه تصویر از اتمهای روی سطوح مواد، كه نقش مهمی در درك توپوگرافی و خواص الكتریكی مواد و رفتار قطعات میكروالكترونیكی دارند. STM بر خلاف یك میكروسكوپ نوری، برای تهیه تصویر نیروهای الكتریكی را با یك پروب نازك‌شده به حد تیزی یك اتم آشكار می‌كند. پروب سطح را جاروب كرده، بی‌نظمی‌های الكتریكی حاصل از پوسته‌های الكترونی یا ابرالكترونی پیرامون اتم‌ها را به كمك یك كامپیوتر به تصویر مبدل می‌كند. به دلیل یك اثر مكانیك كوانتومی موسوم به «تونل‌زنی»، الكترون‌ها می‌توانند به سادگی از تیرك به سطح و بالعكس بجهند. درجه وضوح تصاویر در حدود nm۱ یا كمتر است. از STM می‌توان برای جابجایی تك به تك اتم‌ها و تهیه نقشه‌های پروضوح از سطوح مادی استفاده كرد.) ، میكروسكوپی نیروی اتمی (AFM) و دیگر تكنیكهای مشتق‌شده از این دو مورد اصلی در بسیاری از آزمایشگاهها ، به دلیل حجم زیاد اطلاعاتی كه از مقیاس نانومتر به دست می دهند، متداول و حتی گریزناپذیر شده است. ریچارد فینمن طی یك سخنرانی در همایش جامعه فیزیك آمریكا در ۱۹۵۹ در مؤسسه تكنولوژی كالیفرنیا كه بعد در آنجا استاد فیزیك شد ایده‌هایی بنیادی در زمینه كوچك‌سازی نوشتجات، مدارها و ماشین‌ها ایراد كرد : " آنچه من می‌خواهم به شما بگویم، مسئله دستكاری و كنترل اشیاء در مقیاس كوچك است. تردیدی وجود ندارد كه در نوك یك سوزن آنقدر جا هست كه بتوان تمام دایره‌‌المعارف بریتانیكا را جا داد." فینمن برای به تفكر واداشتن محققین و تاكید نمودن بر عقیده‌اش مبنی بر امكان فیزیكی چنین معجزه‌ای ، جایزه‌هایی ۱۰۰۰ دلاری برای اولین افرادی كه به اهداف مشخص شده ای در كوچك‌سازی كتابها و موتورهای الكتریكی دست یابند تعیین كرد. فینمن تاكید كرد : " من در حال خلق ضد جاذبه نیستم كه به فرض روزی اگر قوانین (فیزیك) آنچه ما می‌پنداریم، نبودند عملی شود. من صحبت از چیزی می‌كنم اگر قوانین آنچه ما می‌پنداریم باشند، عملی خواهد بود. ما به آن دست پیدا نكرده‌ایم چون خیلی ساده هنوز درصدد انجام آن نبوده‌ایم."


شما در حال مطالعه صفحه 2 از یک مقاله 3 صفحه ای هستید. لطفا صفحات دیگر این مقاله را نیز مطالعه فرمایید.