ثبت نام کنید و سفارش خود را به صورت آنلاین ثبت نمایید.
ثبت سفارش ترجمه تخصصی نانو فناوری
ثبت سفارش مقاله (isi-isc) نانو فناوری
ثبت سفارش پایان نامه نانو فناوری
ثبت سفارش تایپ تخصصی نانو فناوری
معرفی رشته نانو فناوری
در طول سال گذشته بیشتر از صد سمینار آموزش فناوری نانو برای دانشجویان و دانش‌آموزان شهرستان‌های مختلف ایران برگزار شده است. یکی از سوالاتی که بسیاری از افراد در این سمینارها می‌پرسند این است که «من می‌خواهم در رشته‌ی فناوری نانو ادامه تحصیل بدهم، چکار کنم؟» این سوال حتی گاهی از طرف دانش آموزان سال اول دبیرستان یا مقطع راهنمایی این‌طور مطرح می‌شود که «برای اینکه بتوانم در نانو ادامه تحصیل بدهم باید چه رشته‌ای را در دبیرستان بخوانم؟»
پاسخ به این سوال دو جنبه دارد؛ اول باید دید درستی از مفهوم رشته‌ی فناوری نانو و تحصیل رسمی در این رشته داشته باشیم و سپس باید از شرایط و چگونگی پذیرش دانشجو در دانشگاهها اطلاع پیدا کنیم.
رشته‌ی فناوری نانو رشته‌ای جدا و مستقل از دیگر رشته‌های تحصیلی نیست، بلکه یک حوزه‌ی بین‌رشته‌ای است. تحصیل در فناوری نانو یعنی توانمندی در درک رفتار مواد و سیستم‌ها در مقیاس نانو و کنترل و بهره‌گیری از این رفتارها. کسی که می‌خواهد در این زمینه تحصیل کند نیاز است اولاً نسبت به مبانی علمی یکی از حوزه‌های مهندسی، زیست‌شناسی یا فیزیک و شیمی دید داشته باشد و ثانیاً بتواند تعامل علمی خوبی با متخصصان سایر رشته‌ها برقرار کند.
فراگیری مبانی علمی هریک از این رشته‌ها مستلزم گذراندن حداقل دوره‌ی کارشناسی در آنهاست. کسی که دوره‌ی کارشناسی را در یکی از رشته‌های مهندسی یا علوم گذرانده باشد، به حدی از دانش میرسد که بتواند ارتباط حوزه‌های مختلف فیزیک، شیمی و زیست را درک کند و در تحقیقات تیمی با افرادی با تخصص‌های مختلف همکاری کند.
بنابراین تحصیل رسمی در فناوری نانو عمدتاً در مقاطع کارشناسی ارشد و دکتری امکان‌پذیر است. از این رو در اغلب کشورها (ازجمله ایران) که آموزش رسمی فناوری نانو دارند، این رشته صرفاً در مقاطع تحصیلات تکمیلی ارائه می‌شود.
سوال دیگر اینکه باید مدرک کارشناسی در چه رشته‌ای داشت تا بتوان کارشناسی ارشد فناوری نانو خواند؟ هم اکنون برخی دانشگاه‌های کشور (ازجمله دانشگاه تهران، تربیت مدرس، شریف، پژوهشگاه دانشهای بنیادی، امیرکبیر، صنعتی شاهرود، کاشان، صنعتی سهند، پژوهشگاه مواد و انرژی) در مقاطع کارشناسی ارشد و دکتری فناوری نانو در گرایشهای مختلف دانشجو دارند. از رشته‌های مختلفی که در این دانشگاهها ارائه می‌شود می‌توان به نانوشیمی، نانوفیزیک، فیزیک محاسباتی نانو و گرایش نانو، نانوپزشکی و رشته‌های مهندسی الکترونیک، مهندسی شیمی، مهندسی مواد، مهندسی مکانیک و مهندسی پلیمر با گرایش نانو اشاره کرد. همانطور که از عنوان این رشته‌ها مشخص است، دانشجویان اغلب رشته‌های فنی، علوم و پزشکی می‌توانند در فناوری نانو ادامه تحصیل دهند.
بنابراین می‌توان به طور خلاصه نتیجه گرفت که برای تحصیل رسمی در فناوری نانو اولاً نیاز است حداقل مدرک کارشناسی داشته باشید. ثانیاً نیاز نیست که حتماً در رشته‌ی خاصی تحصیل کرده باشید، بلکه انتخاب رشته در سطح کارشناسی باید برحسب علاقه‌ی شخص صورت گیرد.
اما دانشجویان و علاقمندان به رشته‌های علوم انسانی باید چکار کنند؟ این افراد می‌توانند بدون اینکه تحصیل رسمی در فناوری نانو داشته باشند، فعالیت پژوهشی خود در سطح کارشناسی ارشد و بالاتر را در حوزه‌های مرتبط با فناوری نانو انجام دهند. زیرا توسعه‌ی فناوری نانو در کنار مباحث فنی و تکنیکی نیازمند زیرساخت‌های فکری و مدیریتی است.
مطالعات مدیریتی، حقوقی، جامعه‌شناسی و آموزشی ازجمله مباحث مهم در توسعه‌ی فناوریهای نوین همچون فناوری نانو است. هم‌اکنون دانشجویان زیادی هستند که در رشته‌ی نانو تحصیل نمی‌کنند ولی پایان نامه‌ی آنها درزمینه‌ی این فناوری است. اطلاعات این افراد در بانک‌های اطلاعاتی سایت ستاد فناوری نانو(www.nano.ir) قابل دریافت است. با مراجعه به این بانک‌ها می‌توان اطلاعات بیش از 1500 دانشجوی ایرانی که در زمینه‌ی فناوری نانو تحقیق کرده‌اند را مشاهده نمود.
ر 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 DNAکه 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 .
چهانتظاری 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 ، IBMبرای هد دیسکهای سخت ، یک سری حسگرهای مغناطیسی را ابداع کرده است .
Eastern Kodakو 3Mتکنولوژی ساخت فیلمهای نازک نانو ساختاری را به وجود آورده اند . شرکت Mobilکاتالیستهای 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 Electronicsدر 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.
رشته ی مهندسی مواد (نانومواد-نانوفناوری) قریب به ۶سال است که در مقطع کارشناسی ارشد در کشور راه اندازی شده است. دانشجویان این رشته ابتدا از طریق کنکورهای مهندسی مواد، مهندسی شیمی، مهندسی مکانیک، مهندسی برق، فیزیک و شیمی انتخاب میشدند و سپس با راه اندازی کنکور ویژه ی این رشته با همین عنوان و با کد ۱۲۷۳، به دانشگاه ها راه یافتند. ظرفیت این رشته در مجموع بسیار کم میباشد.
برای تحصیل در حوزه ی فناوری نانو، چه رشته هایی در مقطع کارشناسی ارشد وجود دارند؟
گرایشهای متنوعی با محوریت فناوری نانو در رشته های مختلف راه اندازی شده اند. لیستی از برخی از این گرایش ها در جدول زیر آورده شده است.
|
#
|
کد رشته
|
نام رشته
|
نام گرایش
|
دانشگاه برگزار کننده
|
|
۱
|
۱۲۰۳
|
شیمی
|
علوم و فناوری نانو – نانوشیمی (کد گرایش ۷)
|
ارومیه، اصفهان، تهران، کاشان
|
|
۲
|
۱۲۰۴
|
فیزیک
|
حالت جامد (با زمینه ی نانوفیزیک) {کد محل تحصیل: ۴۵۱۷و ۴۶۴۱}
|
فردوسی مشهد
|
|
۳
|
۱۲۰۴
|
فیزیک
|
علوم و فناوری نانو – نانوفیزیک (کد گرایش ۲)
|
اصفهان، تهران، زنجان، سیستان و بلوچستان – زاهدان، شاهرود، کاشان
|
|
۴
|
۱۲۵۱
|
مهندسی برق
|
الکترونیک –
ادوات میکرو-نانو الکترونیک
|
صنعتی شریف (کد محل تحصیل: ۵۷۳۸)
|
|
۵
|
۱۲۵۱
|
مهندسی برق
|
نانوفناوری
|
تبریز
|
|
۶
|
۱۲۵۱
|
مهندسی برق
|
فوتونیک
|
تبریز
|
|
۷
|
۱۲۵۵
|
مهندسی پلیمر
|
نانوپلیمر
|
صنعتی امیر کبیر
|
|
۸
|
۱۲۵۷
|
مهندسی شیمی
|
نانو
|
شیراز (۶۲۹۱)، امیر کبیر (۶۳۰۱)، کاشان (۶۳۳۳)
|
|
9
|
1273
|
مهندسی مواد
|
نانومواد/نانوفناوری
|
در ادامه آورده شده است.
|
* کدهای ارائه شده بر اساس دفترچه ی سال ۹۰میباشند.
از این میان، در این نوشته به توضیح مفصل تر رشته ی مهندسی مواد-نانومواد/نانوفناوری میپردازیم.
کدام دانشگاه را برای ادامه ی تحصیل در این زمینه انتخاب کنیم؟
نکته ای که حائز اهمیت میباشد، تفاوت موردی عنوان و ضرایب دروس ارائه شده در دانشگاه های مختلف میباشد. این موضوع بی ارتباط با تخصص اساتید دانشگاه مربوطه نمیباشد. گرچه به نظر میرسد مراکز ارائه دهنده ی این دوره به تدریج به یک نوع همراستایی در ارائه ی این دروس میرسند. در ادامه لیستی از برخی دروس ارائه شده آمده است. همچنین بهتر است دانشجو با توجه به زمینه های تخصصی اساتید فعال در گروه نانوی دانشگاه مربوطه اقدام به انتخاب رشته نماید. همچنین میزان و نوع امکانات در دسترس در دانشگاه مورد نظر بسیار حائز اهمیت میباشد. گرچه ممکن است تجهیزات خاصی در دانشگاه مورد نظر موجود نباشد اما استفاده از تجهیزات سایر مراکز به راحتی امکان پذیر باشد. بهتر است قبلا در این مورد کسب اطلاع نمایید. البته حضور سایر گروههای آموزشی در مرکز مربوطه میتواند در این تصمیم گیری موثر باشد. برای مثال چنانچه قصد شبیه سازی سیستم های نانومقیاس با استفاده از روش دینامیک مولکولی را دارید، بهتر است به مرکزی مراجعه کنید که در آن اساتید فیزیک محاسباتی هم در دسترس شما باشند. بنابراین پیشنهاد میکنم با توجه به علایق خود، در مورد رشته های موجود در این مراکز و تخصص اساتید و همچنین امکانات موجود در آنها اقدام به انتخاب نمایید. برای این منظور میتوانید از امکانات اطلاعاتی موجود در سایت www.nano.ir و سایت های زیرمجموعه (مانند شبکه ی آزمایشگاهی نانوفناوری ایران) استفاده کنید. برای دستیابی به بانک اطلاعاتی سایت ستاد نانو باید ابتدا عضو شده و از صفحه ی شخصی خود اقدام نمایید. همچنین مراجعه به دانشگاه مورد نظر و جویا شدن نظر دانشجویان و اساتید میتواند راهگشا باشد.
بازار کار این رشته چگونه است؟
با توجه به اینکه تعداد معدودی فارق التحصیل این رشته از دانشگاه ها خارج شده اند، نمیتوان ملاک درستی از بازار کار این رشته به دست آورد. اما به نظر میرسد این رشته برای دانشجویانی که آماده ی ورود به و فعالیت در زمینه های نوین علمی را دارند و همچنین با حوزه ی نانومواد و نانوفناوری آشنا و به آن علاقه مند هستند، مناسب میباشد. همچنین احتمال دارد با گسترش نانوفناوری، نیاز به اساتید، پژوهشگران، متخصصان و کارشناسان در این حوزه در مراکز علمی-پژوهشی، صنعتی و بازرگانی رشد داشته باشد. از طرفی، ستاد ویژه ی توسعه ی نانوفناوری حمایت هایی را از اشتغال فارق التحصیلان در این زمینه به عمل می آورد. در کل باید به این نکته اشاره داشت که اهمیت این فناوری نوین در سطح جهانی شناخته شده است و تقریبا تمام دولت های جهان برنامه های ملی را برای توسعه ی این فناوری در کشورشان تدوین کرده اند و در ایران نیز برنامه های بسیار برای توسعه ی این فناوری وجود دارد که نویدگر توسعه ی بازار کسب و کار در این زمینه میباشد. همچنین بر اساس اطلاعات موجود، در صورتی که قصد کارآفرینی در این حوزه را داشته باشید و بخواهید از امکانات مراکز رشد و پارکهای علمی و فناوری استفاده نمایید، احتمالا امکانات ویژه ای برای شما در نظر گرفته خواهد شد.
جداول و اطلاعات تکمیلی
مراکز مجری این دوره و ظرفیت پذیرش آنها در سالهای ۸۸، ۸۹و ۹۰ (طبق دفترچه های کنکور و سایر منابع):
|
ردیف
|
نام مرکز
|
۱۳۸۸
|
۱۳۸۹
|
۱۳۹۰
|
توضیحات
|
|
روزانه
|
شبانه
|
روزانه
|
شبانه
|
روزانه
|
شبانه
|
|
۱
|
دانشگاه تربیت مدرس
|
-
|
-
|
۷
|
-
|
۱۲
|
-
|
در سال ۸۸، ۵نفر روزانه از کد ۱۲۷۲ (م.مواد)، ۵نفر روزانه از کد ۱۲۵۷ (م.شیمی) پذیرش شده اند.
|
|
۲
|
دانشگاه سیستان و بلوچستان-زاهدان
|
-
|
-
|
۶
|
۲
|
۶
|
۶
|
|
|
3
|
دانشگاه شیراز
|
۵
|
-
|
۴
|
۱
|
۶
|
۱
|
|
|
4
|
دانشگاه صنعتی سهند تبریز
|
۱۲
|
۲
|
۱۰
|
-
|
۱۲
|
-
|
|
|
5
|
دانشگاه صنعتی شریف
|
-
|
-
|
۴
|
۱
|
۶
|
۱
|
این رشته در پردیس بین المللی دانشگاه در کیش نیز دائر میباشد. طرح درس این دوره، مقداری متفاوت از دوره ی برکزار شده در تهران میباشدو
|
|
۶
|
پژوهشگاه مواد و انرژی
|
۱۰
|
۵
|
۸
|
۴
|
۱۰
|
۵
|
|
عنوان درسهای مورد سوال در آزمون سراسری
|
ردیف
|
|
مواد امتحانی
|
|
۱
|
دروس اختصاصی
|
زبان عمومی و تخصصی
|
|
۲
|
ریاضیات مهندسی
|
|
۳
|
شیمی کاربردی (اصوب محاسبات شیمی صنعتی، شیمی صنعتی I و II، اصول تصفیه ی آب و پساب های صنعتی، خوردگی فلزات)
|
|
۴
|
فیزیک جدید
|
|
۵
|
انتخاب یک درس از سه درس
|
خواص فیزیکی و مکانیکی مواد
|
|
۶
|
پدیده های انتقال (مکانیک سیالات، انتقال جرم، انتقال حرارت)
|
|
۷
|
الکترونیک (۱و ۲) و الکترومغناطیس مهندسی
|
برخی درسهای ارائه شده در مراکز مجری: (گرچه ممکن است این درسها در سالهای مختلف تغییر کنند.)
دانشگاه تربیت مدرس:
شناخت نانو ذرات و سنتز آن
مبانی فیزیک در نانوتکنولوژی
اصول پیشرفته شیمی در نانوتکنولوژی
نانومواد ۱
مباحث ویژه (فیزیک کوانتوم)
نانو سرامیک‌ها
نانوتکنولوژِی پیشرفته ۱
روشهای نوین آنالیز
دانشگاه صنعتی سهند تبریز:
نانوترمودینامیک
نانوفیزیک
نانومغناطیس
سنتز و ساخت نانومواد
خواص مکانیکی مواد نانوساختار
مواد فلزی بالک نانوساختار
لایه های نازک
دانشگاه شیراز:
مبانی علم و فناوری نانو
نانومواد الکتریکی، مغناطیسی و نوری
اتصال و جوشکاری نانومواد
فیلم های نازک
نانوکامپوزیت ها
روش های نوین آنالیز نانومواد
تغییر شکل پلاستیک شدید (SPD)
نانوترمودینامیک
دانشگاه صنعتی شریف:
روشهای نوین آنالیز مواد
فرآیندهای تولید نانومواد
مبانی و خواص نانومواد (۱و ۲)
پوششهای نانو و لایه های نازک
سرامیک های نانوساختار
نانومواد زیستی
ترمودینامیک نانومواد
نانوکامپوزیت ها
مدل سازی و شبیه سازی سیستم های نانومتری
طراحی و آنالیز آزمایشها
پژوهشگاه مواد و انرژی:
نانوترمودینامیک
روش تحقیق
مبانی نانومواد ۱
مبانی مقدماتی نانوفناوری
روشهای پیشرفته در شناسایی و اندازه گیری خواص مواد نانو
مبانی فیزیک در نانوفناوری
آشنایی با سنسورها
خواص الکتریکی و مغناطیسی نانومواد
لایه های نازک
روش سنتز نانوپودرها
