نگاهی به کاربردهای فناوری نانو در بخش های مختلف

به طور کلی می توان فناوری نانو را عبارت از کاربرد ذرات در ابعاد نانودانست . یک نانومتر، یک میلیاردم متر است. از دو مسیر به این ابعاد می توان دسترسی پیدا کرد. یک مسیر دسترسی از بالا به پایین و دیگری طراحی و ساخت از پایین به بالا است. در نوع اول، ساختارهای نانو با کمک ابزار و تجهیزات دقیق از خرد کردن ذرات بزرگ تر حاصل می شوند. در طراحی و ساخت از پایین به بالا که عموما آن را فناوری مولکولی نیز می نامند، تولید ساختارها، اتم به اتم و یا مولکول به مولکول تولید و صورت می گیرند. در واقع فناوری نانو ادامه و گسترش روند مینیاتوریزه کردن است و به این طریق تولید مواد، تجهیزات و سامانه هایی با ابعاد نانو انجام می شود. به بیان دیگر با استفاده از این نوع فناوری می توان ساختارهایی با خصوصیات جدید به دست آورد.

به عنوان مثال نگداری، بسته بندی و جلوگیری از فساد و تخریب مواد غذایی در مقابل انواع باکتری ها و قارچ ها، و محافظت از آنها در برابر نور و رطوبت، از جمله معضلات اصلی و همیشگی مواد غذایی بوده که امروز به کمک فناوری نانو قابل حل است .

امروزه ظروفی که با استفاده از فناوری نانو ساخته می شوند، خواص ضدمیکروبی بالایی در مقابل انواع باکتری ها و قارچ ها دارند. این خواص به دلیل حضور نانوذرات آنتی باکتریال در مواد تشکیل دهنده ظروف می باشد.نگهداری مواد غذایی در ظروفی که با نانوذرات نقره ساخته می شود، از رشد باکتری ها جلوگیری کرده و غذا را به مدت طولانی تری در مقایسه با ظروف معمولی نگهداری می نماید. این ظروف قادر هستند میوه ها، سبزیجات، داروها، نان، پنیر، سس و گوشت را در مدت طولانی تری، بدون تغییر رنگ و مزه و خواص غذایی شان نگداری کنند.افزودن ترکیباتی مانند نانوذرات دی اکسید سیلیس به پوشش های پلاستیکی بسته بندی و ظروف نگداری مواد غذایی، سبب مقاوم شدن آنها در مقابل پارگی شده و نفوذپذیری آنها را در برابر بخار آب، اکسیژن و پرتو فرابنفش کاهش می دهد. از این رو، این بسته های پلاستیکی می تواند غذا را سالم تر و تازه تر محافظت نماید.

از طرفی، تولید بسته بندی های هوشمند می تواند ما را از فساد مواد غذایی آگاه سازد. این نوع بسته بندی شامل نانوحسگرهایی ا ست که نسبت به گازهای متصاعد شده از مواد غذایی فاسد، به شدت حساس بوده و تغییر رنگ می دهند. این تغییر رنگ، نشانه ای از فساد مواد غذایی محسوب می شود.

از سوی دیگر فناوری نانو در سایر ساختارها نیز قابل استفاده است که از آنها می توان به پارچه ها اشاره کرد. پارچه های ضدلک، ضدآب، ضدچروک، ضدحریق و... همه این رویاها با فناوری نانو محقق شده است. این پارچه ها که با تقلید از طبیعت (برگ لوتوس، پوست سوسک و بال حشرات) بافته می شود، در روی سطح خود ناهمواری های بسیار کوچکی در مقیاس نانو دارد که مانع از چسبیدن گرد و غبار و دیگر آلاینده ها به روی پارچه می شوند.عرضه جوراب هایی که حاوی نانوذرات نقره می باشد، با جلوگیری از رشد انواع باکتری ها و قارچ ها، بوی بد پا را از بین می برد. همچنین، این جوراب، از خارش، سرمازدگی و ترک پاشنه پا، که سبب عفونت در بیماران دیابتی می شود، نیز جلوگیری می کند.توزیع نانوذرات سیلیکا در پارچه ها سبب ضدحریق شدن آن می شود؛ که مصارفی همچون پرده، سرویس های اتاق خواب و ... را می توان برای آن متصور شد.migna.ir

نانو حتی بر روش های درمان بیماری ها و دارورسانی نیز اثرات مطلوبی گذارده است.در روش های نوین و با کمک فناوری نانو، سعی بر این شده است که دارو مستقیماً و منحصراً به اندام هدف رفته و موجب تخریب بافت های دیگر بدن نگردد. در این روش ها، که بسیار متنوع نیز هست، دارو را توسط نانوذراتی کپسوله می کنند تا از آن، حین عبور از بدن محافظت کنند. و برای اینکه دارو تنها قابل شناسایی برای سلول یا اندام هدف باشد، و به دیگر اندام ها آسیبی نرساند، آن را به گیرنده هایی مجهز می سازند که تنها توسط اندام هدف قابل جذب باشد. این روش ها، می تواند در درمان بیماری هایی همچون سرطان بسیار مفید باشد. با استفاده از نانوذرات مغناطیسی و ایجاد یک میدان مغناطیسی می توان دارو را به صورت هوشمند به بافت مورد نظر رسانده و سبب بهبود بافت، بدون صدمه به بافت های دیگر شد. در یک مثال موردی، محققان اسید فولیک را بر روی نانوذرات مغناطیسی قرار داده و به درون سلول های سرطانی فرستاده ند. سپس با ایجاد یک میدان مغناطیسی قوی، موجب نوسان شدید این نانوذرات شدند. حرارت حاصل از این نوسانات، سبب داغ شدن و بالا رفتن دمای سلول تا بیش از ۴۳ درجه سانتی گراد، و در نهایت، مرگ سلول خواهد شد.

نانو همچنین در سایر بخش های صنعتی نیز وارد شده است. به عنوان مثال هم اکنون استفاده از فناوری های نانو در صنعت خودرو سازی به شدت رواج پیدا کرده است .

هم اکنون در سرتاسر جهان بحث کاهش مصرف سوخت و بهینه سازی مصرف انرژی مطرح است. از جمله راهکارهای موثر دراین زمینه، کاهش وزن بدنه و تجهیزات خودرو به وسیله نانوکامپوزیت هایی است که وزن کمتر و استحکام بیشتری دارند. کاهش وزن خودروها، سوخت مصرفی آن را نیز کاهش خواهد داد.به هنگام ریزش باران و برف، آثار آلودگی بر شیشه ها و آینه ها، دید راننده را دچار مشکل می کند و همان طور که می دانید بیشترین آمار تصادفات نیز مربوط به روزهای بارانی و برفی است. با به کارگیری سطوح خودتمیزشونده در شیشه ها و آینه های خودرو می توان این مشکل را به آسانی قابل حل نمود. ساخت لاستیک هایی حاوی نانوذرات کربنی که موجب افزایش طول عمر و مقاومت لاستیک در مقابل سایش خواهد شد، جلوگیری از تابش فرابنفش به وسیله ساخت شیشه های حاوی نانوذرات جاذب نور فرابنفش، که موجب محافظت پوست سرنشینان خودرو در مقابل این اشعه خواهدشد، نیز از دیگر کاربردهای فناوری نانو در این حوزه می باشد.