عنوان :

مقاله سیاست نانوتکنولوژی

تعداد صفحات : ۳۳

نوع فایل : ورد و قابل ویرایش

چکیده

در این مقاله درباره پدر درخت‌سانها در فکر مهار مولکولهایش، فناوری مهره‌های کوانتومی در حال پیشرفت، فناوری کاهش قیمت نانو لوله، نقش مهم محیط اطراف DNA، افتتاح مرکز نانوتکنولوژی در شانگهای، پیشتازی چین در زمینه شیشه‌های خودتمیزکننده نانومتری، روشهای برتر مدلسازی نانوتکنولوژی و … بحث می شود.

۴ اکتبر ۲۰۰۱- یکی از مفیدترین محصولات نانوتکنولوژی، نانولوله‌های کربنی باداشتن  استحکام و هدایت الکتریکی و دمایی استثنائی می‌باشند.دانشمندان درتولید لوله‌های ریز جهت بررسی خواص آنها در آزمایشگاه مهارت مناسبی دارند؛ ولی مسئله‌ای که تاکنون کسی قادر به حل آن نشده است، چگونگی تولید این لوله‌ها در خارج از آزمایشگاه است. در حال حاضر قیمت آنها صدها دلار بر هر گرم است.

یک شرکت در قبرس امیدوار است که بتواند نانو لوله‌ها را با هزینه‌ای کمتر از ۵ دلار برای هر گرم تولید کند. Rosseter  این هفته در ژاپن در گردهمایی بزرگداشت دهمین سالگرد کشف نانو لوله‌های کربنی، پیشرفت‌های خود را منتشر خواهد کرد.این شرکت از فرآیند پیشرفته‌ای استفاده می‌کند که به نام یک دانشمند روسی به نام” ولادسیلاورزکف ” فارغ‌التحصیل دانشگاه Omsk  ثبت شده است.

  فرآیندهای کم مصرف تجزیه هیدروکربن‌ها، که گفته می‌شود بازده آنها در دستگاه نمونه شرکت، ۳ کیلوگرم لوله در هفته می‌باشد، با مقدار انرژی الکتریکی تولیدی یک باطری معمولی اتومبیل کار می‌کند.

  «Rosseter» اخیرا” با شرکتهای متعددی که درتجاری نمودن تولیدات نانو لوله کار می‌کنند, همکاری می‌کند از جمله شرکت Carbon Nanotechnologies که “ریچارداسمالی”- که به خاطر این موضوع برنده جایزه نوبل شد- از بنیانگذاران آن است. شرکت انتظار دارد ظرف دو سال لوله‌هایی در مقیاس تجاری بسازد. ولی امیدوار است که بتواند خیلی زودتر از این، لوله‌ها را روانه بازار کند.این شرکت در حال حاضر در جستجوی شرکایی برای تجاری نمودن فناوری خود می‌باشد.

واژه های کلیدی: نانو تکنولوژی، درخت سانها، تومالیا، مهره‌های کوانتومی، الکترونیک مولکولی ،دنیای شبیه سازی

فهرست مطالب

پدر درخت‌سانها در فکر مهار مولکولهایش    ۱
فناوری مهره‌های کوانتومی در حال پیشرفت    ۴
ساخت کپسولهای در حد اتم    ۶
فناوری کاهش قیمت نانو لوله    ۷
مشاهده تولد مولکول۲CO    ۹
مرکزی برای پرورش فناوری رزونانس اسپین الکترون    ۱۱
الکترونیک مولکولی دو گام به جلو بر می‌دارد    ۱۳
نقش مهم محیط اطراف DNA    ۱۴
سرمایه‌گذاری۶ میلیارد دلاری شرکت NANTERO  درتولیدNRAM    ۱۶
جانداران میکروسکوپی دریایی راهی به سوی نانوچیننده‌ها    ۱۷
اتصال خودکار مولکولها به‌هم    ۲۱
افتتاح مرکز نانوتکنولوژی در شانگهای    ۲۱
نانو تکنولوژی ناجی آمریکا    ۲۲
سازماندهی اتمها برای ساخت یک تراشه کوانتومی    ۲۴
پیشرفتهای LG  در صنعت نانومواد    ۲۵
پیشتازی چین در زمینه شیشه‌های خودتمیزکننده نانومتری    ۲۶
روشهای برتر مدلسازی نانوتکنولوژی    ۲۷
تصویری از مواد مرکب    ۲۸
شبیه‌سازی کوانتومی    ۲۹
دنیای شبیه سازی    ۲۹

پدر درخت‌سانها در فکر مهار مولکولهایش

۲۶ جولای ۲۰۰۱- در سال ۱۹۷۹ تومالیا دریافت که چگونه مولکولها را شبیه درخت ترکیب کند، اما تاکنون نتوانسته‌است سرمایه‌ا‌ی برای انجام کارش پیدا کند.

دونالد تومالیا  راهی برای کنترل مصنوعات  پلیمری کشف کرده‌است. درخت‌سانها همانند شاخه‌های یک درخت به صورت یکنواخت رشد کرده و هر بار تعداد آنها  در قسمت نهایی هر شاخه دو برابر ‌شد. نتیجه این بود که وی قادر به تولید ماکرومولکولهایی  ناب  شد که به‌نظر می‌رسد کاربردهای بی‌انتهایی در زمینه علم زیست‌شناسی داشته باشند.

  اکنون این شیمیدان شرکت شیمیایی DOW می‌گوید،که برای تأسیس شرکت جدیدش در حال جذب سرمایه‌گذاران است. این شرکت بنام Dendritic Sciences در آن آربور،میشیگان است. تومالیا می‌گوید،که این شرکت به او کمک خواهدکرد تا به رؤیای بیست ساله‌اش که استفاده از کشف خود (که او از آن به درخت‌سان‌ها تعبیر می‌کند) برای هر چیزی از تحویل دارو گرفته تا ماشینهایی بسیارکوچک، جامه عمل بپوشاند.

    اما در حدود ۹ سال پیش نیز او چنین امیدی داشت که هرگز عملی نشد. در سال ۱۹۹۲ سرمایه‌گذار شرکت Dendritech  گفته‌بود که می‌خواهد درخت‌سان‌ها(dendrimers) را در مقیاس تناژ بسازد- هدفی که وسیله‌ا‌ی برای رسیدن به آن نداشت.

 تومالیا شاخه‌ای بی‌نظیر از شیمی را یافته بود که توانایی زیادی برای حل مسائل پیچیده دانشمندان برای بازآفرینی طبیعت داشت. درخت‌سان‌ها محصولاتی مصنوعی هستند که در مقیاس نانومتری ساخته می‌شوند. خصوصیت بارز آنها، دقت آنهاست. تومالیا و همکارانش بطور اتفاقی راهی برای ترجمه ساختارهای شاخه‌ا‌ی همانند درختان به ساختارهای شیمیایی پیدا کردند و از اینجا نام “dendra” که یک کلمه یونانی به معنای درخت است، مطرح شد.

 تومالیا می‌گوید: “من سعی می‌کردم تا شاخه یک درخت رادر پلیمرها تقلید کنم.” اهمیت این کار اینجاست که تا آن موقع، استفاده از پلیمرها که چیزهای طولانی مانند مولکولهای سرکش استفاده‌شده در تولید پلاستیکها، رنگها و بعضی از لباسها هستند، در جهان تولیدات مصنوعی متداول شده‌بود. پلیمرها خیلی نامنظمند و شامل مولکولهایی در یک محدوده از اندازه می‌شوند.

  اما تومالیا راهی برای کنترل این مصنوعات پیدا کرده‌بود. درخت‌سان‌ها بصورت یکنواخت و یک‌شکل (هربار تعداد انتهایی آنها دو برابر می‌شود) دقیقا” شبیه شاخه‌های یک درخت رشد پیدا می‌کنند و در هر دوره از رشد جرم آنها دو برابر می‌شود.

  نتیجه کار موجب پیدایش توانایی تولید دقیق مولکولهای بزرگ، دقیق و ناب  بود.  کشف ۱۹۹۰ تومالیا موجب حیرت دانشمندان شد. کاربردهای فراوان بزرگترین درخت‌سانها که می‌توانند به اندازه پروتئین‌ها در سلولهای زنده باشند، تومالیا را متحیر ساخت . درخت‌سانها می‌توانند در ساخت کپسولهای بزرگ برای تحویل دارو(Drug Delivery) یا ساخت ماشینهای خیلی کوچک استفاده شوند.

ولی فقط یک مسأله وجود داشت که مسأله‌ای مهم در دنیای کوچک بود. سرمایه لازم برای تولید درخت‌سانها خیلی زیاد بود، در نتیجه تولید آن از نظر اقتصادی به‌صرفه نبود. تومالیا هنوز می‌خواهد درخت‌سانها را در مقیاس تنی بسازد.

 روبرت نواک- رئیس اجرایی مؤسسه (غیر انتفاعی) مولکولی میشیگان (MMI) -می‌گوید: “تولید درخت‌سانها به‌طور باورنکردنی گران است. آنها دانشمندان و شیمیدانها را که تاکنون این ساختارها را ندیده‌بودند، متحیر می‌کردند. اما ما را هم با مشکلات زیادی مواجه می‌کردندتا بفهمیم آنها برای چه مفید هستند.”

از آنجایی که درخت‌سانها در چند مرحله تولید می‌شوند، خیلی گرانقیمت اند.هرچه درخت‌سان بزرگتر باشد، زمان زیادتری برای رشدآنها لازم است. برای مثال برای تولید درخت‌سان نسل دهم حدود ۲۲ واکنش شیمیایی مختلف لازم دارد، که  این امر حدود ۳ ماه طول می‌کشد و این زمان نیز هزینه بر است .

 او می‌گوید: “شما استطاعــت مـالی انجام ژن‌درمـانی یا آمینـو سـنجی(amino assays) را  نخواهیدداشت.” بطور مثال نواک تخمین می‌زند که برای تولید هر پوند از درخت‌سان چهار پلی‌آمیدوآمین (یک نام تجاری برای یک نوع محصول با امکان  کاربرد در سیستم تحویل دارو) حدود ۱۵ هزار دلار لازم است.

 دکتر جیمزبیکر، رئیس آلرژی وایمنی‌شناسی  دانشگاه میشیگان کارهایی روی درخت‌سانهای مربوط به تحویل دارو انجام می‌دهد. او می‌گوید: “این یک تحقیق در حال رشد است.” او ادامه می‌دهد که اکنون بیشتر کار در یک سطح در حال تولد است: “ما ادعا نداریم که این موضوع یک مساله انفجارگونه است.”

   تومالیا مصمم است، تا ثابت کند که این پدیده یک امر مفید است. تومالیا قبل از تحصیل در دانشگاه ، از مزرعه درختی به اندازه ۴۳۵۹۰ فوت مربع نگهداری می‌کرد. او می‌گوید: “شاخه‌های درختان همیشه مرا مجذوب خود می‌کردند. من درختان را موقعی که نوجوان بودم رشد داده‌ام.”

 تومالیا می‌گوید: “من سعی می‌کنم از شاخه‌های یک درخت در پلیمرها تقلید کنم.”

او مجذوب مولکولهای  مصنوعی  شده‌است. تومالیا می‌گوید: “ما اختراعهای ثبت‌شده زیادی در DOW داریم.” طبق گفته تومالیا، DOW آن موقع توجه نداشت که چگونه درخت‌سانها ارزش خود را از نظر اقتصادی پیدا می‌کنند.

  تومالیا می‌گوید: “من واقعا” به این فناوری ایمان دارم، بنابراین برای ادامه تحقیقاتم درخواست مرخصی کردم.” این تصمیم، او را به سمت MMI (که اولین پیشنهاد تجاری را به او داد) کشاند. در سال ۱۹۹۲ او شرکت Dendritech را تأسیس کرد. Dendritech زیر نظر MMI بود و از DOW جواز ساخت و فروش انواع خاصی از درخت‌سانها را داشت.

 نواک می‌گوید: “اما سال گذشته، شرکت Dendritech بسته شد و DOW دارایی‌ها و امتیازات این شرکت را که شامل سرپرستی اختراعهای ثبت‌شده اصلی که مجوز آن در سال ۱۹۹۱ به MMI داده‌شده و نیز فناوری جدیدی که با مشارکت شرکت Dendritech  ساخته شده بود، را پس گرفت.”

   اکنون تنها فعالیت  اقتصادی شرکت Dendritech ، فروش یک ماده افزودنی (که به میزان خیلی کم در جوهر چاپگر استفاده می‌شود) می‌باشد. نواک می‌گوید: ” هنوز دو شرکت از آن ماده استفاده می‌کنند. به‌نظر می‌رسد که این ماده بعضی از خصوصیات نوشتنی جوهر را (مخصوصا” در محیط خیلی مرطوب) بهبود می‌بخشد.”

  تومالیا تمایل ندارد با شرکت Dendritech کار کند. اخیرا” نیزگفتگویی با DOW داشته‌است. تومالیا می‌گوید، این شرکت بزرگ شیمیایی به او امتیازاتی برای کاربرد علمش در درخت‌سانها داده‌است. در عوض او از امتیاز رویالتی آن در آینده که برای خود قائل بود، صرف‌نظر می‌کند. او می‌گوید: “من از آن امتیازات صرف‌نظر می‌کنم، در عوض آنها امتیازات دیگری به من می‌دهند.” و این باعث می‌شود که اصول علوم درخت‌سانها پایه‌گذاری شود.

   تومالیا در کنفرانس نانوتکنولوژی در ساندیاگو گفت: “ما انتظار داریم که تا پایان امسال نخستین واحد تولیدکننده درخت‌سانها افتتاح شود.”او در مورد سرمایه اولیه می‌گوید: “ما برای گرفتن چندین میلیون در حال گفتگو هستیم و احساس می‌کنیم که آن را بدست خواهیم‌آورد.”

تومالیا در طول کنفرانس در مورد کاربرد  بیوپزشکی یک نوع خاص از درخت‌سانها که همه خواص پروتئین‌ها را دارد توضیح داد. تومالیا می‌گوید: “این فناوری واقعا” فوق‌العاده است، من بسیار هیجان زده هستم.”

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 .