عنوان :
تعداد صفحات : ۴۶
نوع فایل : ورد و قابل ویرایش
نانوتکنولوژی با به کارگیری اطلاعات فیزیک،شیمی ومهندسی، اشیا را اتم به اتم ومولکول به مولکول خواهد ساخت وفراگیری فوتوفن آن باعث خواهد شد که شما با مهارت و بدون نقض هیچ کدام از قوانین جاری در فیزیک، مکانیک مولکولی و مکانیک کوانتوم اتمها را هر جا که نیاز دارید قرار بدهید.نانوتکنولوژی به خوبی خصوصیات فیزیکی شناخته شده اتمها و مولکولها را برای ساختن دستگاههای جدید با خصوصیات خارقالعاده بهکار میبرد.
یکی از موضوعات اصلی در نانوتکنولوژی نانوالکترونیک است که به دو بخش الکترونیک مولکولی والکترونیک بیومولکولی تقسیم میشود. در الکترونیک بیومولکولی هدف بر این اصل استوار است که امکان ایجاد سیستمها و کامپیوترهای مختلف در اثر اختلاف مبانی فیزیک و ریاضی با دانستنیهای زیست شناسی به وجود آید.
دو نوع مشخص از اندامکهای سلولی که در سوخت و ساز سلولها نقش اصلی را ایفا میکنند عبارتند از: کلروپلاست و میتوکندری.
امروزه به واسطه اطلاعاتی که در ارتباط با نقل و انتقالات الکترونی غشای داخلی میتوکندری و ساختارهای مربوطه داریم، قادر خواهیم بود چنین سیستمی را از نقطهنظر فنآوری نیز مورد توجه قرار دهیم. در این رابطه میتوان به پژوهشهایی اشاره کرد که که از طریق مهندسی پروتینهای ناقل الکترون نظیر سیتوکرومها درصدد طراحی و ساخت ساختارهایی هستند که در نهایت امکان بهرهوری در صنایع بیوسنسور وبیوالکترونیک را داشته باشند.
مفاهیمی نظیر نیروی محرکه انتقالات الکترونی، نیروهای الکترواستاتیکی با برد بلند، انرژی بازسامان یابیمراکز احیایی و محیط اطراف، فاصله دهنده و گیرنده الکترون و ماهیت حدواسط آنها، پشتوانه نظری چنین پژوهشهایی میباشند.
واژههای کلیدی: نانوتکنولوژی, نانوالکترونیک, الکترونیک بیومولکولی, الکترونیک مولکولی
چکیده ۱
مقدمه ۲
نانوالکترونیک [۱۶] ۸
الکترونیک مولکولی ۱۰
الکترونیک بیومولکولی ۱۵
میتوکندری [۲۸ – ۲۵] ۲۰
میتوکندری به عنوان مدل ۲۳
خودسامانی و مواد سامانده بیومولکولی ۲۴
خودسامانی ۳۰
تک لایههای خودسامانده ۳۴
منابع و مراجع: ۳۹
David S Goodsell, Biomolecules and Nanotechnology, American Scientist, Nay/ Jun (2000), 230-237.
James K. Gimzewski, Nanoscale Science of Single Molecules Using Local Probes, Science, Vol 283,12 March (1999), 1683-1689.
Metals Park, Nanotechnology Overveiw, Advanced Materials and Processes, May (2000), 157, 48.
Gregory Timp, Nonotechnology (1998), NewYork, U.S.A, Chap 1, 8.
Gary Stix, Waiting for Breakkthroughs, Scientific American, April (1996), 94-100.
Service RF., Is nanotechnology dangerous?, Science, Nov 24 (2000); 290(5469): 1526-7
Ball P. Nanotechnology, Molecular movers and shakers; Nature, Dec 21-28 (2000); 408 (6815); 904.
May M., Nanotechnology: thinking Small, Environ Health Perspect, Sep (1999); 107 (9): A450-1.
Nanotechnology: basic concepts and definitions, Clin Chem, Sep (1994); 40(9): 1797-9.
Freedam DH., Exploiting the nanotechnology of life, Science, Nov 29 (1991); 254 (5036): 1308-10.
Christopher R Lowe, Nanobiotechnology, Current Opinion in Structural Biology, 10 (2000): 425-434.
Jennifer L Ewst, Applications of nanotechnology to biotechnology, Current Opinion in Structural Biology 11 (2000), 215-217.
Jean- Marc Laval, Nanobiotechnology and its role in the development of new analytical devices, Analyst (2000); 125, 29-33.
Martin U Kopp, Development in technology and application of microsystems, Current Opinion in Structural Biology (1997): 1: 410-419.
Allen J. Bard, Integrated Chemical Systems (1994), Chap.1
Ralph C. Merkle, Biotechnology as a route to nanotechnology, Trends in Biotechnology, July (1991), Vol 17 No 7, 271-274.
David Goldhaber-Gordon, Overview of Nanoelectronics Devices, Proceedings of the IEEE, April (1997), Vol 85, No.4.
Nina Hall, (2000), The New Chemistry, Cambridge, United Kingdom, Chap. 12.
Reed, M.A, Molecular- Scale Electronics, Proceedings of the IEEE. (1999), 87,4, 277-283.
Tour, J. et al., Are Molecular Wires Conducting?, Science (1996), 271, 1705-1707.
Nikolai Vsevolodov, Biomolecular Electronic, (1998), Birkhauser, Boston, Chap.1.
Wolf gang Gopel, Bioelectronics and Nanotechnologies, Biosensors and Bioelectronics, 13 (1998), 723-728.
Tien HT, Salamon Z, Lipid bilayer based sensors and biomolecular electronics, Crit Rev Biomed Eng. (1991): 18(5): 232-40.
Zieglerc, Gopel W, Biosensor development, Curr Opin Chem Biol. Oct (1998): 2(5): 585-91.
Perham RN., Structural aspects of biomolecular recognition and self-assembly, Biosens Bioelectron. (1994)., 9(9-10): 753-60.
Lodish, Molecular Cell Biology, (2000) U.S.A, PP: 635, 637, 632.
P.VOET, Biochemistry (1995), John Wiley & Sons, U.S.A, PP: 563-593.
P. Graber, Bioenergetics, Brik hauser, Boston, PP: 212-274.
J. David Rown, Biochemistry, (1989), Neil Patterson Pub., U.S.A, PP: 359-383
Sadeghi. S.J. et al. Engineering non-physiological electrontransfer, Biochemical Society Transactions, (1999), Vol 27,P.A58.
Meharenna Y.T., et al, Re-designing a catalitically self – sufficient cytochrome P 450, Italian Biochemical Society Transactions (1998), Vol 10, P. 146.
Faver, O, et al, Structure function Correlation of intramolecular electron Transfer in wild type and Single. Site mutated azoarins, Chemical Physics, Vol: 204, PP: 271-277.
Kurth DG,A route to hierachical materials based on complexes of metallosuperamolecular Polyelectrolytes and amphiphiles, Proc Natl Acad Sci, USA, May (2000) 23: 97 (11): 5704-7.
Hubbard JB., Self assembly driven by hydrophobic interactions at alkanethiol monolayers: mechanisms of formation of hybrid bilayer membranes, Biophys Chem, Dec 14 (1998), 75 (3): 163-76.
Rudolph AS., Biomaterial biotechnology Using self-assembled Lipid micro structures, J Cell Biochem, Oct (1994): 56 (2): 183-7.
R. R. Brige, Protein-Based Computers, Scientific American 272, Marck (1995): 90-95.
هرچیزی که درپیرامون ما قرار دارد از اتمها ساخته شده است یعنی میتوانیم اتمها را به نوعی کوچکترین واحد سازنده مواد بنامیم.ازعصر حجر گرفته تا اعصار بعد از آن(مس، برنزوآهن)که پشت سرهم در زمانهای مختلف پدید آمدهاند و در حال حاضر هم که عصر سیلیکونها در جریان است بشر را همواره متوجه این مسأله کرده است که چگونه و با چه اصولی میلیاردها اتم در کنارهمدیگر قرارمیگیرند و بطورهم زمان، یک شکل ومدل خاصی را ایجاد میکنند تا شی ماکروسکوپیک بهوجود آید.حتی در حال حاضر در دنیای پیشرفته میکروالکترونیک یک تراشه کامپیوتر با بالاترین تکنولوژی وکوچکترین حجم وقتی با یک اتم مقایسه میشود مثل یک کوهستان در مقابل یک خرده سنگ است. تکنولوژی حاصل از قرن بیستم شاید درحال حاضر خیالی باشد ولی حالت واقعی به خود میگیرد وقتی که تصور کنیم در قرن بیست ویکم بشر قادر خواهد بود اجسامی در بالاترین سطح از نظر کیفیت کنترلی تولید کند که حدحسایست آنها هم اتمی باشد. طبیعت برای میلیونها سال است که این نقش را با ظرافت کامل انجام میدهد ومصالح ساختمانی را با دقت اتمی در کنار هم قرار میدهد. هر موجود زندهای از سلولهایی ساخته شده است که مملو از نانو ماشینهایی[۱] همچون پروتئینها، DNA، RNAوغیره میباشند. و هر کدام از این نانوماشینها مجموعهای از مولکولها و اتمها هستند که تغییر در جایگاه هر کدام از آنها میتواند باعث خسارت واختلال در عملکردشان شوند. نانوتکنولوژی، علم ساختن مجموعههایی همانند ماشینها، غذاها، خانهها وسفینههای فضایی میباشد که با تجمع وجای گیری مناسب اتمها ومولکولها به وجود میآیند. با اتحاد فرآوردهها و معلومات شیمی وتواناییهای مهندسی و ماشینهای خود سامان ده خودساز،امکان تولید کالاهای مورد نیاز در زندگی روزمره از مواد خام ارزان قیمت فراهم میشود.
نانوتکنولوژی، علم دستکاری مولکولی واتمی میباشد. به عبارتسادهتر، اجزای ساختاری یک مجموعه را از حد اتم یا مولکول برنامهریزی میکند.یک نانو متر ۹-۱۰ متر است (عرض ۳ یا ۴ اتم) واگر بخواهیم آن را خوب تجسم کنیم میتوانیم یک توپ فوتبال را در اندازهجهان تصور کنیم. در این صورت، اتمهای آن قابل رویت خواهند بود و هر کدام از اتمها در اندازه یک حبه انگور مشخص و نمایان خواهند شد.
نانوتکنولوژی را میتوان یک اتقلاب بزرگ در ساختن مجموعهها نامید که بشر را میتواند در نیمه اول قرن بیست و یک به خود مشغول سازد. نانوتکنولوژی با به کارگیری اطلاعات فیزیک،شیمی ومهندسی، اشیا را اتم به اتم ومولکول به مولکول خواهد ساخت وفراگیری فوتوفن آن باعث خواهد شد که شما با مهارت و بدون نقض هیچ کدام از قوانین جاری در فیزیک، مکانیک مولکولی و مکانیک کوانتوم اتمها را هر جا که نیاز دارید قرار بدهید.نانوتکنولوژی به خوبی خصوصیات فیزیکی شناخته شده اتمها و مولکولها را برای ساختن دستگاههای جدید با خصوصیات خارقالعاده بهکار میبرد.
همانطور که اشاره شد، زمینههای فعالیتی نانوتکنولوژی وسیع بوده و میتواند حوزههای مختلف عملی را زیر پوشش قرار دهد و اگر بخواهیم یک جمع بندی کلی از حوزه فعالیتهای نانوتکنولوژی داشته باشیم میتوانیم به موارد زیر اشاره کنیم:
۱٫ نانوالکترونیک[۱] و تکنولوژی اطلاعات.
۲٫ مدیریت وسرپرستی مدلسازی[۲] وشبیهسازی[۳] ساختارها و فرایندهایی در اندازه نانو.
۳٫ توسعه روشها ودستگاههای آزمایشگاهی برای اندازهگیری خصوصیات کمّی و کیفی در حد نانومتری.
۴٫ ارتباط بازیسـتشناسی (ســاختارهای زیســتیوسیسـتمهایی با الگوهای زیسـتی) –نانوبیوتکنولوژی[۴] –
۵٫ سنتز، سامان دهی و توسعه مواد نانوساختاری[۱] با طراحی.
۶٫ معماری وطراحی دستگاه ها وسیستم ها.
تقریباً از ۴۰سال پیش یک رشد بسیار زیادی در کامپیوترهای الکترونیکی شروع شده است که باگذشت زمان قدرت آنها نسبت به حالت های اولیه آن بسیار زیادتر میشود و در همین حین نیز از حجم ترانزیستورها[۲] کاسته میشود. با وجود این قوانین مکانیک کوانتوم، محدودیت تکنیکهای ساخت وساز ممکن است به زودی ازکاهش بیش از این، از لحاظ اندازه در ترانزیستورهای FET [3] معمولی جلوگیری شود. بیشتر تحقیقات در پروژههای الکترونیکی نسل آینده در مدت ۱۰ تا۱۵ سال حول وحوش این مسأله خواهد بود که کوچکترین اندازه ممکن ترانزیستور را تولیدکنند که حجم آن از۲۵۰ نانومتربه ۱۰۰ نانومتر کاهش پیداکند، دستگاههایی که تولید آنها پرهزینه وبسیار مشکل خواهد بود.
به این ترتیب، کوچکسازی[۴] عناصر مدارها و جریانات تا به حد نانومتری حتی در اندازه مولکولی،محققان را به سمتی سوق میدهد که در جهت افزایش قدرت وکارآیی ترانزیستورها، خیلی خیلی بیشتر از حالت معمول فعالیت و تحقیق کنند. این دستگاههای الکترونیکی نانومتری جدید (نانوالکترونیک) میتوانند در دو حالت سویچ[۵] وآمپلیفایر[۶] ایفای نقش کنند (همانند ترانزیستورهای امروزی). با وجود این، برعکس FETهای امروزی که عمل آنها براساس جابهجایی اجرام الکترونها در حجم ماده میباشد دستگاههای جدید براساس پدیده مکانیک کوانتومی عمل میکنند و در اندازه نانومتری ظاهر میشوند.
۶- Nanostructures
۷- Transistor
۸- Field-Effect Transistors
۹- Miniaturization
۱۰- Switches
۱۱- Amplifiers
۲- Nonoelectronic
۳- Modeling
۴- Simulation
۵- Nanobiotechnology
جهت دریافت و خرید متن کامل مقاله و تحقیق و پایان نامه مربوطه بر روی گزینه خرید انتهای هر تحقیق و پروژه کلیک نمائید و پس از وارد نمودن مشخصات خود به درگاه بانک متصل شده که از طریق کلیه کارت های عضو شتاب قادر به پرداخت می باشید و بلافاصله بعد از پرداخت آنلاین به صورت خودکار لینک دنلود مقاله و پایان نامه مربوطه فعال گردیده که قادر به دنلود فایل کامل آن می باشد .