آموزشی, معرفی محصولات
فناوری نانو چیست؛ بررسی چیستی و خصوصیات کلیدی
دی
حتماً واژه نانو تاکنون زیاد به گوشتان رسیده است؛ اما آیا می‌دانید فناوری نانو چیست و این واژه به چه معناست؟ با وجود گذشت ده‌ها سال از ابداع این فناوری و استفاده فراوان از آن در صنایع مختلف، بسیاری از افراد نمی‌دانند این فناوری در کجا و به چه شکلی کاربرد دارد. به زبان ساده، نانو تکنولوژی به معنای دستکاری ماده در مقیاس نزدیک به اتم (۱ تا ۱۰۰ نانومتر) است که به آن خواص و کاربردهای جدیدی می‌دهد. در ادامه با ما همراه باشید تا بررسی کنیم که فناوری نانو چیست و چه خصوصیاتی دارد.
نگاهی به فناوری نانو و تاریخچه آن
حدود ۴۰۰ سال پیش از میلاد مسیح، دموکریتوس (یک فیلسوف یونانی) برای اولین بار واژه “اتم” را به کار برد که به معنای تقسیم‌ناپذیری در زبان یونانی بود و برای توصیف ذرات سازنده مواد کاربرد داشت. از این رو، می‌توان او را نخستین شخصیتی دانست که در زمینه فناوری و علوم نانو شناخته می‌شود.
ریشه واژه “نانو” از کلمه یونانی “نانس” به معنای کوتوله گرفته شده است. فناوری نانو به‌عنوان یک پدیده عظیم در انقلاب صنعتی چهارم ظاهر شده و در تمامی حوزه‌های علمی جایگاه مهمی پیدا کرده است؛ به گونه‌ای که در یک دهه آینده، برتری فرایندها وابسته به این تحول خواهد بود. اما فناوری نانو چیست؟ در ادامه به این سوال پاسخ خواهیم داد.
فناوری نانو چیست؟
ماهیت فناوری نانو در توانایی دستکاری مواد با ابعاد اتمی، مولکولی و فراتر از آن در محدوده‌ای از ۱ تا ۱۰۰ نانومتر خلاصه می‌شود و هدف آن ساخت، تغییر و کنترل آرایش اتم‌ها یا مولکول‌ها با استفاده از مواد، وسایل و سیستم‌هایی با توانایی‌های جدید و بهبود بازدهی مواد است. بنابراین، به طور خلاصه نانو تکنولوژی فرایندی است که طی آن با دستکاری مواد در مقیاس اتمی، مواد و ابزارهای جدیدی تولید می‌شوند.
در واقع، اگر همه مواد و سیستم‌ها در مقیاس نانو سازماندهی شوند، واکنش‌ها سریع‌تر و بهینه‌تر انجام شده و پیشرفت پایداری برای آینده رقم خواهد خورد. یکی از دستاوردهای بسیار ارزشمند این فناوری، استفاده در تولید، انتقال، مصرف و ذخیره‌سازی انرژی با کارایی بالاست که تحولات زیادی را در این رقم زده است.
فعالان و پژوهشگران علم نانو در تلاش هستند تا با بهره‌گیری از این فناوری، به راحتی و رفاه بیشتر در ساختمان‌سازی نیز دست یابند. با ایجاد مصالح ساختمانی با استفاده از تکنولوژی نانو، مزایایی مانند عملکرد عالی و کاهش هزینه‌ها امکان‌پذیر شده و توسعه پایدار دست‌یافتنی می‌شود. فناوری نانو به تغییرات چشمگیری در استفاده از منابع طبیعی، انرژی و آب منجر خواهد شد و به کاهش پساب‌ها و آلودگی‌ها کمک خواهد کرد.
بررسی ویژگی‌های فناوری نانو
تکنولوژی نانو دارای ویژگی‌های منحصربه‌فردی بوده که تحولات مهمی در جوانب مختلف علمی و صنعتی ایجاد کرده است. در ادامه بررسی می‌کنیم که مهم‌ترین ویژگی‌های فناوری نانو چیست:
- اندازه بسیار کوچک: نانوتکنولوژی در مقیاس نانو (بین ۱ تا ۱۰۰ نانومتر) به کار می‌رود که این ابعاد به‌طور معمول با میکروسکوپ‌های نوری قابل مشاهده نیستند. این مقیاس با استفاده از ابزارهای ویژه مانند میکروسکوپ‌های الکترونی روبشی قابل اندازه‌گیری است.
- رفتار غیرمنتظره مواد: مواد در مقیاس نانو خواصی غیرعادی نشان می‌دهند. این خواص شامل کاهش قابل توجه مقاومت در برابر الکتریسیته، نقطه ذوب پایین‌تر، واکنش‌های شیمیایی سریع‌تر و تغییر رنگ در اندازه‌های نانو می‌شوند. برای مثال، ذرات طلا در ابعاد نانو می‌توانند رنگ‌های مختلفی از خود نشان دهند. همچنین، موادی مانند فلز آلومینیوم در مقیاس نانو واکنش‌پذیری و خصوصیات خنک‌نشونده پیدا می‌کنند که در ابعاد بزرگ‌تر وجود ندارد.
این ویژگی به محققان اجازه می‌دهد تا از رفتارهای غیرمنتظره مواد نانو استفاده کرده و محصولاتی نوآورانه را تولید کنند. این محصولات شامل لباس‌های ضدمیکروب، وسایل ورزشی سبک‌تر و هوشمند، سلول‌های خورشیدی پیشرفته، رایانه‌های سریع‌تر و روش‌های درمانی پیشرفته هستند.
مهم‌ترین کاربردهای فناوری نانو چیست؟
اما کاربردهای فناوری نانو چیست و در کدام صنایع دیده می‌شود؟ نانوتکنولوژی به عنوان یک فناوری با کاربردهای بی‌شمار در زمینه‌های مختلف از جمله صنایع زیر تاثیرگذار است:
صنایع ساختمانی
- بهبود خواص سیمان و بتن
- پوشش عایق مناسب
- افزایش مقاومت در برابر انتقال حرارت، خوردگی، سایش و پوسیدگی
- استفاده از رنگ‌های تصفیه‌کننده هوا
- تولید شیشه‌های خودتمیزشونده و مقاوم در برابر آتش
- نانو آسفالت‌ها و نانوکامپوزیت‌ها
- تصفیه آب و فاضلاب با استفاده از نانوتکنولوژی
پزشکی و سلامت
- ساخت دندان‌های مصنوعی با روکش نانو با خصوصیات خاص مانند افزایش التیام دندان و مقاومت در برابر خراش
- تولید دستگاه‌های فوق حساس
- درمان سرطان با استفاده از روش‌های نانوتکنولوژی
- آشکارسازی زودرس و تصویربرداری مولکولی
صنعت نساجی
- تولید لباس‌ها و پارچه‌های ضد لک، آب، آتش و چروک با استفاده از نانوالیاف
- تولید الیاف با دوام رنگی بالا و خصوصیات حرارتی بهتر
- ساخت مبلمان و لوازم داخلی خانه با کاهش اشتعال‌پذیری به کمک نانوفیبر‌های کربن
این فناوری با پتانسیل بالای خود در بهبود عملکرد و ویژگی‌های مواد و تولید محصولات متنوع در صنایع مختلف، به عنوان یکی از مهم‌ترین راهکارها در بهره‌وری و کارایی منابع، سلامت و محیط زیست، مورد توجه و استفاده قرار گرفته است.
نانوافزودنی بتن زیمابان؛ یکی از مهم‌ترین کاربردهای فناوری نانو
در پاسخ به این سوال که مهم‌ترین کاربرد فناوری نانو چیست می‌توان از مصالح ساختمانی تولیدشده به کمک این فناوری از جمله نانوافزودنی بتن اشاره کرد. چسب بتن یا همان نانوافزودنی بتن زیمابان، یک محصول مهم در صنعت ساخت و ساز است که به بتن افزوده می‌شود. این ماده دارای ویژگی‌های بارزی است که شامل افزایش استحکام و مقاومت بتن، کاهش نفوذپذیری و آب‌بندی، مقاومت در برابر عوامل مختلف محیطی، آنتی‌باکتریال بودن و پیوند قوی بین بتن‌های قدیمی و جدید هستند.
نانوافزودنی بتن همچنین باعث بهبود عمر مفید ساختمان و سازه‌ها می‌شود و قابلیت نفوذ تا عمق بالا را دارد که استحکام بیشتری به بتن می‌بخشد. استفاده از این محصول منجر به ایجاد ساختمان‌های با استحکام و مقاومت بیشتر و با هزینه کمتر می‌شود.
سخن پایانی
در این مقاله بررسی کردیم که فناوری نانو چیست و در چه صنایعی به کار می‌رود. نانو یک تکنولوژی نسبتاً جدید به شمار می‌رود که با خواص و ويژگی‌های فوق‌العاده کاربردی خود تحول عظیمی را در صنایع مختلف رقم زده است. این تکنولوژی بخصوص در صنعت ساختمان‌سازی برای عایق‌بندی و تقویت بتن و سیمان به کار می‌رود. آیا شما تاکنون از محصولات تولیدشده با فناوری نانو استفاده کرده‌اید؟ لطفاً تجربیات و نظرات خود در مورد نانوتکنولوژی را با ما و سایر کاربران محترم زیمابان در قسمت ارسال دیدگاه در میان بگذارید.
