تازه های نانو تكنولوژی
روشهای ساخت:
روشهای عمده که برای ساخت نانوسیمها وجود دارد عبارت است از:
با لیتوگرافی یا چاپ روی یک سطح (لیتوگرافی نرم).
با فرآیند رشد شیمیایی در یک محیط گازی یا مایع: استفاده از نانوذرات به عنوان کاتالیست این فرآیند رشد شیمیایی را فوقالعاده بهبود میدهد. در نوعی از این فرآیند از ذرات کاتالیست متصل به سطح برای رشد نانوسیمهای دارای یک سر متصل به سطح استفاده میشود (این نانوسیمها لااقل در ابتدا بر سطح عمود هستند).
تصویرAFMنانوسیم LiMo3Se3 با مد تماسی X,Y
با خودآرایی برای رشد مستقیم یک نانوسیمروی یک سطح (موازی با سطح): این راهکار آرایههایی از نانوسیمها را مستقیماً بر روی سطح شکل میدهد، که فقط چند نانومتر قطر داشته و ده نانومتر یا کمتر با هم فاصله دارند. با این حال برای ساخت تماسهای الکتریکی برای این سیمها به راهکارهای دیگری نیازمندیم.
نانوسیمها با حكاكی شیمیایی سیمهای بزرگتر و یا با بمباران یك سیم بزرگتر توسط ذرات پرانرژی دیگر (اتم یا مولكول) نیز تولید می شوند
روش دیگر تولید نانوسیمها برجستهكردن سطح یك فلز نزدیك به نقطه ذوب با استفاده از نوك پروب STM و منقبض كردن آنها است.
برای سنتز نانوسیم روش سنتز بخار مایع جامد (VLS) نیز کاربرد دارد، در این روش از ذرات تجزیه شده توسط لیزر و یا از محصولات گازی استفاده میكنیم.
كاربرد:
نانوسیمها از فلزات، نیمههادیهای مرسوم همچون سیلیکون و گالیم وانواع پلیمرها ساخته شدهاند.
کار روی نانوسیمها هنوز تا حد زیادی در مرحله تحقیق قرار دارد. مشکل اتصالات هنوز بر سر راه کسانی است که قصد ساخت قطعات پیچیده تجاری از نانوسیمها را دارند، اما این ساختارها نسبت به نانولولهها از نظر قابلیت تولید انبوه حاصل از راهکار خودآرایی رجحان دارند. اگر بتوان ساختارهای مفیدی را به صورت خودآرایی ایجاد نمود، با موانع تولید تجاری ساختارهای کارا، که افراد امیدوار به تجاریسازی الکترونیک نانولولهای با آن مواجهند، روبرو نخواهیم شد. به نظر میرسد نانوسیمها میتوانند كه كامپیوترها و سایر دستگاهای محاسبهگر كاربر داشته باشند. در راستای دستیابی به قطعات الکترونیکی نانومقیاس پیچیده، برای اتصالدهی آنها به سیمهای نانومقیاس نیاز داریم. علاوه بر این خود نانوسیمها نیز میتوانند مبنای اجزای الکترونیکی همچون حافظه باشند.
علاوه بر مواد فلزی و نیمه رسانا، ساخت نانوسیم از مواد آلی نیز تحت بررسی میباشد. اخیراً مادهای موسوم به الیگوفنیلین وینیلین موجب امیدواری شده است.
هنگام استفاده از نانوسیمها، باید توجه داشت که مقایسه آن با سیمکشی بزرگمقیاس گمراه کننده باشد. برخی نانوسیمها یک رفتار رسانایی کاملاً غیرکلاسیک را نشان میدهند. این نانوسیمها شامل نانولولههای کربنی فلزی (رسانا) و برخی از نانوسیمهای نیمهرسانا میشوند که توسط گروه چارلز لیبر در هاروارد توسعه یافتهاند. آنها رساناهای پرتابهای نامیده میشوند (چون الکترونهای گذرنده از سیم بسیار شبیه گلوله پرتاب شده در لوله تفنگاند). اولین مشخصه یک رسانای پرتابهای ثابت بودن مقاومت آن نسبت به طول است، که با رسانایی عادی در الکترونیک روزمره ما- که مقاومت متناسب با طول افزایش مییابد- متفاوت است.
ساختار مولکولی نانوسیم LiMo3Se3 ( آبی: لیتیم، خاکستری: مولیبدن، نارنجی: سلینیوم) قطر یک نانوسیم 0.6نانومتر است
رسانایی نانوسیمها در حالتی که بین دو الكترود قرار میگیرد بررسی میشود، رسانایی این تركیبات به ابعاد آنها وابسته است.
نانوسیمها شكلهای ویژهای دارند. بعضی اوقات اشكال غیر كریستالی ودر برخی مواردحالت مارپیچی به خود میگیرند. عدم كریستالی بودن آنها به دلیل یك بعدی بودنشان است.
همچنین نانوسیمها به دلیل طبیعت خواص الکتریکی خود که در حضور مواد خاص دچار تغییر میشوند، قابلیت استفاده به صورت سنسور را دارند.
نانوسیمها را میتوان در ساخت غشاهای جداسازی گازها و سیستمهای میکروآنالیز، تولید سیستمهای میکروالکترومکانیکی سرامیکی و تجهیزات آشکارسازی امواج رادیویی به کار برد. دیودهای نورافشان نانومقیاس به سادگی از تقاطع دو نوع نانوسیم ایجاد شدهاند. یک لیزر ابتدایی از نانوسیمهای اکسید روی ساخته شده است (که البته آنها را نانوالیاف نیز میتوان نامید). همچنین قابلیت نانوسیمهای فلزی در قطعات قابل تنظیم مایکروویو نشان داده شده است.
روشهای عمده که برای ساخت نانوسیمها وجود دارد عبارت است از:
با لیتوگرافی یا چاپ روی یک سطح (لیتوگرافی نرم).
با فرآیند رشد شیمیایی در یک محیط گازی یا مایع: استفاده از نانوذرات به عنوان کاتالیست این فرآیند رشد شیمیایی را فوقالعاده بهبود میدهد. در نوعی از این فرآیند از ذرات کاتالیست متصل به سطح برای رشد نانوسیمهای دارای یک سر متصل به سطح استفاده میشود (این نانوسیمها لااقل در ابتدا بر سطح عمود هستند).
تصویرAFMنانوسیم LiMo3Se3 با مد تماسی X,Y
با خودآرایی برای رشد مستقیم یک نانوسیمروی یک سطح (موازی با سطح): این راهکار آرایههایی از نانوسیمها را مستقیماً بر روی سطح شکل میدهد، که فقط چند نانومتر قطر داشته و ده نانومتر یا کمتر با هم فاصله دارند. با این حال برای ساخت تماسهای الکتریکی برای این سیمها به راهکارهای دیگری نیازمندیم.
نانوسیمها با حكاكی شیمیایی سیمهای بزرگتر و یا با بمباران یك سیم بزرگتر توسط ذرات پرانرژی دیگر (اتم یا مولكول) نیز تولید می شوند
روش دیگر تولید نانوسیمها برجستهكردن سطح یك فلز نزدیك به نقطه ذوب با استفاده از نوك پروب STM و منقبض كردن آنها است.
برای سنتز نانوسیم روش سنتز بخار مایع جامد (VLS) نیز کاربرد دارد، در این روش از ذرات تجزیه شده توسط لیزر و یا از محصولات گازی استفاده میكنیم.
كاربرد:
نانوسیمها از فلزات، نیمههادیهای مرسوم همچون سیلیکون و گالیم وانواع پلیمرها ساخته شدهاند.
کار روی نانوسیمها هنوز تا حد زیادی در مرحله تحقیق قرار دارد. مشکل اتصالات هنوز بر سر راه کسانی است که قصد ساخت قطعات پیچیده تجاری از نانوسیمها را دارند، اما این ساختارها نسبت به نانولولهها از نظر قابلیت تولید انبوه حاصل از راهکار خودآرایی رجحان دارند. اگر بتوان ساختارهای مفیدی را به صورت خودآرایی ایجاد نمود، با موانع تولید تجاری ساختارهای کارا، که افراد امیدوار به تجاریسازی الکترونیک نانولولهای با آن مواجهند، روبرو نخواهیم شد. به نظر میرسد نانوسیمها میتوانند كه كامپیوترها و سایر دستگاهای محاسبهگر كاربر داشته باشند. در راستای دستیابی به قطعات الکترونیکی نانومقیاس پیچیده، برای اتصالدهی آنها به سیمهای نانومقیاس نیاز داریم. علاوه بر این خود نانوسیمها نیز میتوانند مبنای اجزای الکترونیکی همچون حافظه باشند.
علاوه بر مواد فلزی و نیمه رسانا، ساخت نانوسیم از مواد آلی نیز تحت بررسی میباشد. اخیراً مادهای موسوم به الیگوفنیلین وینیلین موجب امیدواری شده است.
هنگام استفاده از نانوسیمها، باید توجه داشت که مقایسه آن با سیمکشی بزرگمقیاس گمراه کننده باشد. برخی نانوسیمها یک رفتار رسانایی کاملاً غیرکلاسیک را نشان میدهند. این نانوسیمها شامل نانولولههای کربنی فلزی (رسانا) و برخی از نانوسیمهای نیمهرسانا میشوند که توسط گروه چارلز لیبر در هاروارد توسعه یافتهاند. آنها رساناهای پرتابهای نامیده میشوند (چون الکترونهای گذرنده از سیم بسیار شبیه گلوله پرتاب شده در لوله تفنگاند). اولین مشخصه یک رسانای پرتابهای ثابت بودن مقاومت آن نسبت به طول است، که با رسانایی عادی در الکترونیک روزمره ما- که مقاومت متناسب با طول افزایش مییابد- متفاوت است.
ساختار مولکولی نانوسیم LiMo3Se3 ( آبی: لیتیم، خاکستری: مولیبدن، نارنجی: سلینیوم) قطر یک نانوسیم 0.6نانومتر است
رسانایی نانوسیمها در حالتی که بین دو الكترود قرار میگیرد بررسی میشود، رسانایی این تركیبات به ابعاد آنها وابسته است.
نانوسیمها شكلهای ویژهای دارند. بعضی اوقات اشكال غیر كریستالی ودر برخی مواردحالت مارپیچی به خود میگیرند. عدم كریستالی بودن آنها به دلیل یك بعدی بودنشان است.
همچنین نانوسیمها به دلیل طبیعت خواص الکتریکی خود که در حضور مواد خاص دچار تغییر میشوند، قابلیت استفاده به صورت سنسور را دارند.
نانوسیمها را میتوان در ساخت غشاهای جداسازی گازها و سیستمهای میکروآنالیز، تولید سیستمهای میکروالکترومکانیکی سرامیکی و تجهیزات آشکارسازی امواج رادیویی به کار برد. دیودهای نورافشان نانومقیاس به سادگی از تقاطع دو نوع نانوسیم ایجاد شدهاند. یک لیزر ابتدایی از نانوسیمهای اکسید روی ساخته شده است (که البته آنها را نانوالیاف نیز میتوان نامید). همچنین قابلیت نانوسیمهای فلزی در قطعات قابل تنظیم مایکروویو نشان داده شده است.
انواع نانوسیمها عبارتند از:
نانوسیم نقره كه دو قطعه ابررسانای آلومینیومی را به یكدیگر اتصال داده است
نانوسیمهای فلزی
این نانو ساختارها به خاطر خواصی كه دارند نویدبخش كارایی زیاد در قطعات الكترونیكی میباشند.
نانو سیمهای آلی
نانو سیمهای آلی همانطور که از نامشان پیداست از ترکیبات آلی بدست میآیند ویژگی این سیمها نظیر رسانایی، مقاومت و هدایت گرمایی به ساختار مونومر و طرز آرایش آن بستگی دارد.
نانوسیمهای نیمههادی
نانوسیمهای نیمههادی از روشهای ذکر شده در بخش نانوسیمها تهیه میشوند. ساختار شیمیایی این تركیبات باعث بوجود آوردن خواص جالب توجهای میگردد.
-----------------------------------------------------------------------
2) تردید در اثرات جانبی پاككنندههای ساخته شده با فناوری نانو
اخیراً نوعی ماده شوینده دستشویی حمام با نام Magic Nano در آلمان به بازار عرضه شد، که سه روز پس از آن كه گزارش رسید، 80 نفر در اثر تماس با آن دچار مشكلات تنفسی جدی شده و شش نفر هم به دلیل ورود این مایع به ششهایشان به بیمارستان منتقل شدهاند، این محصول از بازار جمعآوری گردید.
اگر چه بیشتر این علائم و نشانهها به سرعت از بین رفت اما بهانهای شد که منتقدان فناوری نانو آن را مثالی از عواض بد و غیرقابل كنترل فناوری برای بشر به شمار آورند. نكتهای كه در این میان منتقدان به آن توجه نکردهاند، این است كه مشكلات پیش آمده فقط مربوط به نوع قوطیهای اسپریدار آئروسل از این محصول میباشد و شكل پمپی آن چنین مشکلاتی ایجاد نکرده است.
Jurgen Kundke از مؤسسه دولتی Risk Assessment واقع در برلین كه گروهی دولتی میباشند و وظیفه مراقبت از سلامت مصرفكننده را بر عهده دارند، چند سال قبل مشكل مشابهی در رابطه با یكی از محصولات سوئیسی مشابه كه در آن از فناوری نانو هم استفاده نشده بود گزارش كردند.
نكته دیگری كه این منتقدان باید به آن توجه كنند این است كه Kleinmann یكی دیگر از تولیدكنندگان مواد شوینده واقع در Sonnenbuhl آلمان، هم تعدادی پاككننده از جمله شیشه پاككنهای مبتنی بر فناوری نانو تولید میكند و تاكنون هیچ موردی از آسیبرساندن به مصرف كننده نسبت به آن گزارش نشده است.
گفتنی است فناوری مورد بحث در صنعت شوینده و پاككنندهها شامل ذرات سلیكات بسیار ریزی است كه به صورت معلق در سیال وجود دارند. كاربرد این ذرات روی سطوح، باعث میشود تا درزها و تركهای بسیار ریز این سطوح گرفته شده و احتمال چسبیدن كثیفی، رطوبت و یا باكتری به این سطوح را كاهش میدهد.
به نظر Neil McClelland سخنگوی Kleinmann در انگلستان علت اصلی پیدایش مشكل تنفسی به هنگام كاربرد این محصول، مایع ضدخوردگی موجود در مخزن قوطی محتوی آن بود و آئروسل تنها محصولی از دسته محصولات Magic Nano بود كه خود شركت آن را تولید نمیكرد بلكه آن را از تولید کنندهای در مونیخ به نام Hago كه آن هم این ماده را آزمایش كرده بود، تهیه میکرد.
نمایندگان Kleinmann در برلین جلسهای با حضور دانشمندان تشكیل دادند تا درباره محتویات تشكیل دهنده Magic Nano با آنان گفتگو كنند. ضمن آن كه درست قبل از این جلسه ماده مورد استفاده در این آئروسل توسط آژانس آلمانی حفاظت از مصرف كننده مورد تأیید قرار گرفته بود.
به هر حال منشأ این مشكل به وجود آمده هر چه باشد، موجب نمیشود Kleinmann از مسئولیت خود در اطمینان از ایمنی محصولی كه به فروش میرساند غفلت كند و اینجاست كه منتقدان فناورینانو درباره آن حرف دارند زیرا تاكنون هیچ قانونی در زمینه چگونگی آزمایش فناورینانو وضع نشده است.
اگر چه تولید كنندگان همواره ایمنی محصولات خود را آزمایش میكنند، اما مصرف كنندگان و حتی خود شركتهای تولید كنده این ترس را دارند كه احیاناً برخی از آزمایشهای لازم جهت اطمینان از بیخطر بودن محصولات فناوری نانو همچنان صورت نگرفته باشد. علیرغم همه تقاضاهایی كه در اروپا و آمریكا برای این آزمایشها وجود دارد، قانونگذران در وضع قوانین و راهنماهایی برای آن بسیار كند عمل كردهاند. مشكل آنجا است كه خود دانشمندان دولتی هم كه باید چنین قوانینی را وضع كنند، نسبت به این كه چه آزمایشی واقعاً لازم است چندان مطمئن نیستند. منتقدان نانو امیدوارند كه طرح چنین مباحثی بتواند لااقل نگرانیهایی را نسبت به بهداشت و ایمنی فناوری نانو ایجاد كند.
البته به نظر میرسد قضیه به عكس شده است به طوری كه به گفته آقای McClelland شهرت ماده پاك كننده Magic Nano به این كه میتواند تا شش ماه خاصیت ضدباكتریی را در دستشوییها ایجاد كند باعث شده تا این شركت بیش از همیشه رونق بگیرد. به نظر میرسد علیرغم وجود این نگرانیها مشتریان kleinmann همچنان استفاده از چنین موادی راترجیج دهند و این معجزه همچنان پایدار است.
منابع
نانوسیم نقره كه دو قطعه ابررسانای آلومینیومی را به یكدیگر اتصال داده است
نانوسیمهای فلزی
این نانو ساختارها به خاطر خواصی كه دارند نویدبخش كارایی زیاد در قطعات الكترونیكی میباشند.
نانو سیمهای آلی
نانو سیمهای آلی همانطور که از نامشان پیداست از ترکیبات آلی بدست میآیند ویژگی این سیمها نظیر رسانایی، مقاومت و هدایت گرمایی به ساختار مونومر و طرز آرایش آن بستگی دارد.
نانوسیمهای نیمههادی
نانوسیمهای نیمههادی از روشهای ذکر شده در بخش نانوسیمها تهیه میشوند. ساختار شیمیایی این تركیبات باعث بوجود آوردن خواص جالب توجهای میگردد.
-----------------------------------------------------------------------
2) تردید در اثرات جانبی پاككنندههای ساخته شده با فناوری نانو
اخیراً نوعی ماده شوینده دستشویی حمام با نام Magic Nano در آلمان به بازار عرضه شد، که سه روز پس از آن كه گزارش رسید، 80 نفر در اثر تماس با آن دچار مشكلات تنفسی جدی شده و شش نفر هم به دلیل ورود این مایع به ششهایشان به بیمارستان منتقل شدهاند، این محصول از بازار جمعآوری گردید.
اگر چه بیشتر این علائم و نشانهها به سرعت از بین رفت اما بهانهای شد که منتقدان فناوری نانو آن را مثالی از عواض بد و غیرقابل كنترل فناوری برای بشر به شمار آورند. نكتهای كه در این میان منتقدان به آن توجه نکردهاند، این است كه مشكلات پیش آمده فقط مربوط به نوع قوطیهای اسپریدار آئروسل از این محصول میباشد و شكل پمپی آن چنین مشکلاتی ایجاد نکرده است.
Jurgen Kundke از مؤسسه دولتی Risk Assessment واقع در برلین كه گروهی دولتی میباشند و وظیفه مراقبت از سلامت مصرفكننده را بر عهده دارند، چند سال قبل مشكل مشابهی در رابطه با یكی از محصولات سوئیسی مشابه كه در آن از فناوری نانو هم استفاده نشده بود گزارش كردند.
نكته دیگری كه این منتقدان باید به آن توجه كنند این است كه Kleinmann یكی دیگر از تولیدكنندگان مواد شوینده واقع در Sonnenbuhl آلمان، هم تعدادی پاككننده از جمله شیشه پاككنهای مبتنی بر فناوری نانو تولید میكند و تاكنون هیچ موردی از آسیبرساندن به مصرف كننده نسبت به آن گزارش نشده است.
گفتنی است فناوری مورد بحث در صنعت شوینده و پاككنندهها شامل ذرات سلیكات بسیار ریزی است كه به صورت معلق در سیال وجود دارند. كاربرد این ذرات روی سطوح، باعث میشود تا درزها و تركهای بسیار ریز این سطوح گرفته شده و احتمال چسبیدن كثیفی، رطوبت و یا باكتری به این سطوح را كاهش میدهد.
به نظر Neil McClelland سخنگوی Kleinmann در انگلستان علت اصلی پیدایش مشكل تنفسی به هنگام كاربرد این محصول، مایع ضدخوردگی موجود در مخزن قوطی محتوی آن بود و آئروسل تنها محصولی از دسته محصولات Magic Nano بود كه خود شركت آن را تولید نمیكرد بلكه آن را از تولید کنندهای در مونیخ به نام Hago كه آن هم این ماده را آزمایش كرده بود، تهیه میکرد.
نمایندگان Kleinmann در برلین جلسهای با حضور دانشمندان تشكیل دادند تا درباره محتویات تشكیل دهنده Magic Nano با آنان گفتگو كنند. ضمن آن كه درست قبل از این جلسه ماده مورد استفاده در این آئروسل توسط آژانس آلمانی حفاظت از مصرف كننده مورد تأیید قرار گرفته بود.
به هر حال منشأ این مشكل به وجود آمده هر چه باشد، موجب نمیشود Kleinmann از مسئولیت خود در اطمینان از ایمنی محصولی كه به فروش میرساند غفلت كند و اینجاست كه منتقدان فناورینانو درباره آن حرف دارند زیرا تاكنون هیچ قانونی در زمینه چگونگی آزمایش فناورینانو وضع نشده است.
اگر چه تولید كنندگان همواره ایمنی محصولات خود را آزمایش میكنند، اما مصرف كنندگان و حتی خود شركتهای تولید كنده این ترس را دارند كه احیاناً برخی از آزمایشهای لازم جهت اطمینان از بیخطر بودن محصولات فناوری نانو همچنان صورت نگرفته باشد. علیرغم همه تقاضاهایی كه در اروپا و آمریكا برای این آزمایشها وجود دارد، قانونگذران در وضع قوانین و راهنماهایی برای آن بسیار كند عمل كردهاند. مشكل آنجا است كه خود دانشمندان دولتی هم كه باید چنین قوانینی را وضع كنند، نسبت به این كه چه آزمایشی واقعاً لازم است چندان مطمئن نیستند. منتقدان نانو امیدوارند كه طرح چنین مباحثی بتواند لااقل نگرانیهایی را نسبت به بهداشت و ایمنی فناوری نانو ایجاد كند.
البته به نظر میرسد قضیه به عكس شده است به طوری كه به گفته آقای McClelland شهرت ماده پاك كننده Magic Nano به این كه میتواند تا شش ماه خاصیت ضدباكتریی را در دستشوییها ایجاد كند باعث شده تا این شركت بیش از همیشه رونق بگیرد. به نظر میرسد علیرغم وجود این نگرانیها مشتریان kleinmann همچنان استفاده از چنین موادی راترجیج دهند و این معجزه همچنان پایدار است.
منابع
------------------------------------------------------------
3) معرفی گزارش شرکتهای فعال فناوری نانو در چین در سال 2006
شركت nABACUS Pty ltd از انتشار اولین گزارش صنعتی سال 2006 خود در كتاب آبی مجموعه گزارشهای فناورینانو صنعتی خبر داد. به گفته Yingqui He از تحلیگران ارشد nABACUS، گزارش وضعیت صنعتی سال 2006 چین این گزارش نتیجه نهایی تحلیل دوازده ماهه شركتهای درگیر در تولید محصولات دست اول و نیز محصولات توسعه یافته فناورینانو در چین میباشد.
از 600 شركت فناوری نانو مورد بررسی 80 شرکت فعالتر و نیز شركتهایی كه باید مورد مطالعه قرار گیرند در گزارش كتاب آبی گنجانده شدهاند. این شركتها از لحاظ درجه مشاركت در توسعه و یا تولید كالاهای فناوری نانو و نیز ظرفیت و توانایی آنها برای تولید در مقیاس صنعتی مورد بررسی قرار گرفتند.
خانم He در این باره میگوید: كیفیت شركتهایی كه بررسی نمودیم بسیار ما را تحت تأثیر قرار داد به طوری كه بیش از 90% شركتهایی كه در این گزارش به آنها اشاره شده بود دارای گواهینامه ISO بودند.
این گزارش تنها به شركتهایی میپردازد كه در چین واقع شدهاند و تنها شركتهایی در این گزارش آمدهاند كه به تولید كالاهای دست اول چینی مبتنی بر فناوری نانو و یا توسعه كالاهای فناوی نانو در چین اشتغال داشته باشند. برای آن كه نام شركتی در این گزارش بیاید لازم است، حداقل بازگشت سرمایه سالانه و یا سرمایه به نسبت رسیده آن 10 میلیون RMB(واحد پول چین) باشد تا به این ترتیب امكان قرار دادن آن در زمره شركتهای برجسته با موقعیت منحصر به فرد و دارای رشد سریع قرار گیرد، كه احیاناً شركتهای خارجی هم جهت سرمایهگذاری یا واگذاری امتیاز به آن توجه داشته باشند. بنابر گزارشهای رسیده تقریباً بخش عمدهای از این شركتها (بیش از 50%) دارای بازگشت سرمایه سالانه بیش از 100 میلیون RMB میباشند.
تعداد شركتهای فناوری نانو به طور روزانه در حال افزایش است در عین حال تنها بخشی از این تعداد زیاد شركتهای چینی فعال، محصول قابل توجهی در این زمینه داشته و یا دارای فعالیت تجاری مرتبط با نانو بوده و یا این كه كارمندان تمام وقتی را به این بخش اختصاص دادهاند. در مجموعه منتخبی از این شركتها، سازمانهای دولتی دانشگاهی كه به صورت شركت فعالیت دارند و نیز شركتهای بسیار كوچك فراوانی كه وابسته به این سازمانهای دولتی دانشگاهی بوده و به صورت پارهوقت توسط آنها و یا افراد دانشگاهی اداره میشود درنظر گرفته نشدهاند. همچنین در این گزارش شركتهایی كه ما موفق نشدیم تأییدی بر ادعای آنان مبنی بر توسعه فعال فناوری نانو، یا دارا بودن محصولات فناوری نانو و یا استفاده از فناوری نانو پیدا كنیم، گنجانده نشدهاند. علاوه بر این، گزارش، شركتهایی كه بخشهای توسعه و تولید مرتبط با فناوری نانو آنها در تایوان یا هنگكنگ قرار دارد را نیز شامل نمیشود. مجموعه Blue Book به تحلیل شركتهای فناوری نانو و بخشهای صنعتی مرتبط با آن كه در استرالیا و نیوزیلند و آسیا واقعند میپردازد. اطلاعات این مجموعه، شامل دادههای مالی و فنی و اطلاعات زمینهای مرتبط با جامعه سرمایهگذاری و شركتهایی كه به دنبال گسترش بازار خود و ارزیابی مخاطرات و فرصتهای بازار هستند و نیز شركتهایی كه به دنبال فرصتهایی برای مشاركت و الحاق مخاطرهآمیز بوده و یا این كه میخواهند امتیاز خود را به دیگری واگذار كرده و یا امتیازی را دریافت دارند، میباشد.
این مجموعه همچنین اطلاعات مرتبطی برای صنعتگران و سیاستگذارانی كه به دنبال ارزیابی تمایل بخش صنعت و ارزیابی موقعیت آن بخش در بازار بینالمللی هستند را فراهم میكند.
nABACUS یك شركت مشورتی و تحلیلی فناوری نانو میباشد كه مجموعه خوبی از خدمات تخصصی را برای دولتها و صنایع مختلف فراهم میآورد. هدف و بخش عمده فعالیت این شركت به واسطهگری در فناوری نانو در مقیاس وسیع اختصاص دارد. این كار باعث میشود تا تولیدكنندگان و توسعهدهندگان فناوری نانو به همراه شركتهای تجاری و توزیع كننده در كنار هم قرار گیرند. این شركت همچنین استفاده از فناوری نانو در محصولات، فناوری، تجارت و آمادگی سرمایهگذاری شركتهای مرتبط با نانو را مورد تحلیل و بررسی قرار میدهد.
منابع
3) معرفی گزارش شرکتهای فعال فناوری نانو در چین در سال 2006
شركت nABACUS Pty ltd از انتشار اولین گزارش صنعتی سال 2006 خود در كتاب آبی مجموعه گزارشهای فناورینانو صنعتی خبر داد. به گفته Yingqui He از تحلیگران ارشد nABACUS، گزارش وضعیت صنعتی سال 2006 چین این گزارش نتیجه نهایی تحلیل دوازده ماهه شركتهای درگیر در تولید محصولات دست اول و نیز محصولات توسعه یافته فناورینانو در چین میباشد.
از 600 شركت فناوری نانو مورد بررسی 80 شرکت فعالتر و نیز شركتهایی كه باید مورد مطالعه قرار گیرند در گزارش كتاب آبی گنجانده شدهاند. این شركتها از لحاظ درجه مشاركت در توسعه و یا تولید كالاهای فناوری نانو و نیز ظرفیت و توانایی آنها برای تولید در مقیاس صنعتی مورد بررسی قرار گرفتند.
خانم He در این باره میگوید: كیفیت شركتهایی كه بررسی نمودیم بسیار ما را تحت تأثیر قرار داد به طوری كه بیش از 90% شركتهایی كه در این گزارش به آنها اشاره شده بود دارای گواهینامه ISO بودند.
این گزارش تنها به شركتهایی میپردازد كه در چین واقع شدهاند و تنها شركتهایی در این گزارش آمدهاند كه به تولید كالاهای دست اول چینی مبتنی بر فناوری نانو و یا توسعه كالاهای فناوی نانو در چین اشتغال داشته باشند. برای آن كه نام شركتی در این گزارش بیاید لازم است، حداقل بازگشت سرمایه سالانه و یا سرمایه به نسبت رسیده آن 10 میلیون RMB(واحد پول چین) باشد تا به این ترتیب امكان قرار دادن آن در زمره شركتهای برجسته با موقعیت منحصر به فرد و دارای رشد سریع قرار گیرد، كه احیاناً شركتهای خارجی هم جهت سرمایهگذاری یا واگذاری امتیاز به آن توجه داشته باشند. بنابر گزارشهای رسیده تقریباً بخش عمدهای از این شركتها (بیش از 50%) دارای بازگشت سرمایه سالانه بیش از 100 میلیون RMB میباشند.
تعداد شركتهای فناوری نانو به طور روزانه در حال افزایش است در عین حال تنها بخشی از این تعداد زیاد شركتهای چینی فعال، محصول قابل توجهی در این زمینه داشته و یا دارای فعالیت تجاری مرتبط با نانو بوده و یا این كه كارمندان تمام وقتی را به این بخش اختصاص دادهاند. در مجموعه منتخبی از این شركتها، سازمانهای دولتی دانشگاهی كه به صورت شركت فعالیت دارند و نیز شركتهای بسیار كوچك فراوانی كه وابسته به این سازمانهای دولتی دانشگاهی بوده و به صورت پارهوقت توسط آنها و یا افراد دانشگاهی اداره میشود درنظر گرفته نشدهاند. همچنین در این گزارش شركتهایی كه ما موفق نشدیم تأییدی بر ادعای آنان مبنی بر توسعه فعال فناوری نانو، یا دارا بودن محصولات فناوری نانو و یا استفاده از فناوری نانو پیدا كنیم، گنجانده نشدهاند. علاوه بر این، گزارش، شركتهایی كه بخشهای توسعه و تولید مرتبط با فناوری نانو آنها در تایوان یا هنگكنگ قرار دارد را نیز شامل نمیشود. مجموعه Blue Book به تحلیل شركتهای فناوری نانو و بخشهای صنعتی مرتبط با آن كه در استرالیا و نیوزیلند و آسیا واقعند میپردازد. اطلاعات این مجموعه، شامل دادههای مالی و فنی و اطلاعات زمینهای مرتبط با جامعه سرمایهگذاری و شركتهایی كه به دنبال گسترش بازار خود و ارزیابی مخاطرات و فرصتهای بازار هستند و نیز شركتهایی كه به دنبال فرصتهایی برای مشاركت و الحاق مخاطرهآمیز بوده و یا این كه میخواهند امتیاز خود را به دیگری واگذار كرده و یا امتیازی را دریافت دارند، میباشد.
این مجموعه همچنین اطلاعات مرتبطی برای صنعتگران و سیاستگذارانی كه به دنبال ارزیابی تمایل بخش صنعت و ارزیابی موقعیت آن بخش در بازار بینالمللی هستند را فراهم میكند.
nABACUS یك شركت مشورتی و تحلیلی فناوری نانو میباشد كه مجموعه خوبی از خدمات تخصصی را برای دولتها و صنایع مختلف فراهم میآورد. هدف و بخش عمده فعالیت این شركت به واسطهگری در فناوری نانو در مقیاس وسیع اختصاص دارد. این كار باعث میشود تا تولیدكنندگان و توسعهدهندگان فناوری نانو به همراه شركتهای تجاری و توزیع كننده در كنار هم قرار گیرند. این شركت همچنین استفاده از فناوری نانو در محصولات، فناوری، تجارت و آمادگی سرمایهگذاری شركتهای مرتبط با نانو را مورد تحلیل و بررسی قرار میدهد.
منابع
-----------------------------------------
4) راهاندازی سایت مدیریت فناوری نانو
سایت مدیریت فناوری نانو با آدرس www.nano-atu.org راهاندازی شد. از اهداف این سایت میتوان به موارد ذیل اشاره نمود:
اشاعه و انتشار مباحث مدیریتی در حوزه فناورینانو
شبکهسازی و ایجاد ارتباط میان محققان و کارآفرینان
اطلاعرسانی در زمینه فعالیتهای گروه مدیریت فناورینانو
هماکنون نسخه اولیه این سایت در دسترس میباشد که شامل اخبار مدیریت فناورینانو، معرفی گروه و ... میباشد. معرفی محققان، پژوهشها ، کتب و پایاننامهها در زمینه مدیریت فناورینانو، ارائه تحلیلهایی در این زمینه از توسعههای آینده این سایت میباشد.
این سایت متعلق به گروه تخصصی مدیریت فناورینانو میباشد که در سال گذشته در دانشگاه علامه طباطبایی تشکیل گردید. گروه مدیریت فناورینانو در پی ابراز تمایل ستاد ویژه توسعه فناورینانو در زمینه واگذاری مأموریت به مراکز دارای پتانسیل در حوزههای مرتبط با مدیریت فناورینانو و در پی احساس نیاز به پژوهشهای تخصصی در مباحث مدیریتی فناورینانو (مانند بازاریابی نانو، ارزیابی فناورینانو، تجاریسازیمحصولات نانو و ...) در دانشکده مدیریت و حسابداری دانشگاه علامهطباطبایی تشکیل گردید. رسالت این گروه پیشگامی در مدیریت فناورینانو و اشاعه این مبحث در کشور میباشد.
-----------------------------------------
5) پایاننامههای دانشگاههای معتبر استرلیا در زمینه فناوری نانو
اگر چه استفاده از كلیه پایاننامههای موجود در پایگاههای اینترنتی مستلزم پرداخت هزینه اشتراك است؛ امّا پایگاه http://adt.caul.edu.au امكاناتی دارد كه به وسیله آن میتوان از پایاننامههای دانشگاههای معتبر استرالیا به صورت رایگان استفاده كرد. موتور جستجوی پایگاه با جستجوی كلید واژهای، ابتدا چكیده و اطلاعات كتابشناختی رسالهها را بازیابی میكند، سپس خلاصه و آدرس Download رسالهها ارایه میشود.
منابع
4) راهاندازی سایت مدیریت فناوری نانو
سایت مدیریت فناوری نانو با آدرس www.nano-atu.org راهاندازی شد. از اهداف این سایت میتوان به موارد ذیل اشاره نمود:
اشاعه و انتشار مباحث مدیریتی در حوزه فناورینانو
شبکهسازی و ایجاد ارتباط میان محققان و کارآفرینان
اطلاعرسانی در زمینه فعالیتهای گروه مدیریت فناورینانو
هماکنون نسخه اولیه این سایت در دسترس میباشد که شامل اخبار مدیریت فناورینانو، معرفی گروه و ... میباشد. معرفی محققان، پژوهشها ، کتب و پایاننامهها در زمینه مدیریت فناورینانو، ارائه تحلیلهایی در این زمینه از توسعههای آینده این سایت میباشد.
این سایت متعلق به گروه تخصصی مدیریت فناورینانو میباشد که در سال گذشته در دانشگاه علامه طباطبایی تشکیل گردید. گروه مدیریت فناورینانو در پی ابراز تمایل ستاد ویژه توسعه فناورینانو در زمینه واگذاری مأموریت به مراکز دارای پتانسیل در حوزههای مرتبط با مدیریت فناورینانو و در پی احساس نیاز به پژوهشهای تخصصی در مباحث مدیریتی فناورینانو (مانند بازاریابی نانو، ارزیابی فناورینانو، تجاریسازیمحصولات نانو و ...) در دانشکده مدیریت و حسابداری دانشگاه علامهطباطبایی تشکیل گردید. رسالت این گروه پیشگامی در مدیریت فناورینانو و اشاعه این مبحث در کشور میباشد.
-----------------------------------------
5) پایاننامههای دانشگاههای معتبر استرلیا در زمینه فناوری نانو
اگر چه استفاده از كلیه پایاننامههای موجود در پایگاههای اینترنتی مستلزم پرداخت هزینه اشتراك است؛ امّا پایگاه http://adt.caul.edu.au امكاناتی دارد كه به وسیله آن میتوان از پایاننامههای دانشگاههای معتبر استرالیا به صورت رایگان استفاده كرد. موتور جستجوی پایگاه با جستجوی كلید واژهای، ابتدا چكیده و اطلاعات كتابشناختی رسالهها را بازیابی میكند، سپس خلاصه و آدرس Download رسالهها ارایه میشود.
منابع
--------------------------------
6)ساخت ماهیچههای مصنوعی به کمک فناوری نانو
محققان دانشگاه تگزاس آمریکا با همکاری دانشگاه ملی پوسان کره دو نوع ماهیچه مصنوعی بر مبنای فناوری نانو ساختهاند. این ماهیچهها انرژی شیمیایی را به انرژی مکانیکی تبدیل کرده و کاربردهایی در روباتیک دارند.
اولین نوع از این ماهیچهها لرزانکی از جنس نانولوله کربنی دارد و در واقع به صورت نوعی پیل سوختی انرژی شیمیایی (سوخت هیدروژنی) را به انرژی الکتریکی تبدیل کرده و این انرژی الکتریکی هم میتواند برای حرکت یا هر کاربرد دیگری ذخیره گردد. این دسته نواری، شامل یک قطعه نانولوله است که با کربنی با روکش پلاتینی و پلیمری یونی به نام Nafion پوشانده میشود. این ساختار علاوه بر عملکردی که به عنوان محرک ماهیچه دارد، کاتد پیل سوختی را هم تشکیل میدهد و آن را در الکترولیتی از اسید سولفوریک غوطهور میکنند. همچنین الکترود دومی را که از لایهای از پلاتین، کربن و Nafion تشکیل شده و روی غشایی از Nafion–117 قرار دارد را داخل این الکترولیت قرار میدهند، وجود این غشاء باعث جدایی سوخت هیدروژن از الکترولیت میشود.
6)ساخت ماهیچههای مصنوعی به کمک فناوری نانو
محققان دانشگاه تگزاس آمریکا با همکاری دانشگاه ملی پوسان کره دو نوع ماهیچه مصنوعی بر مبنای فناوری نانو ساختهاند. این ماهیچهها انرژی شیمیایی را به انرژی مکانیکی تبدیل کرده و کاربردهایی در روباتیک دارند.
اولین نوع از این ماهیچهها لرزانکی از جنس نانولوله کربنی دارد و در واقع به صورت نوعی پیل سوختی انرژی شیمیایی (سوخت هیدروژنی) را به انرژی الکتریکی تبدیل کرده و این انرژی الکتریکی هم میتواند برای حرکت یا هر کاربرد دیگری ذخیره گردد. این دسته نواری، شامل یک قطعه نانولوله است که با کربنی با روکش پلاتینی و پلیمری یونی به نام Nafion پوشانده میشود. این ساختار علاوه بر عملکردی که به عنوان محرک ماهیچه دارد، کاتد پیل سوختی را هم تشکیل میدهد و آن را در الکترولیتی از اسید سولفوریک غوطهور میکنند. همچنین الکترود دومی را که از لایهای از پلاتین، کربن و Nafion تشکیل شده و روی غشایی از Nafion–117 قرار دارد را داخل این الکترولیت قرار میدهند، وجود این غشاء باعث جدایی سوخت هیدروژن از الکترولیت میشود.
در این تصویر سمت چپ حالت انبساط و در
سمت راست انقباض چرخه عمل یک ماهیچه حافظهای سوختی برای بلند کردن و
پائین آوردن یک وزنه 50 گرمی نشان داده شده است. متانول ظرف بر چسبدار
تبخیر شده و با هوای روی سطح سیم فنر حافظهای شکل NiTi با پوششی از
پلاتین واکنش کرده و در نتیجه وزنه زیرین و پلاگ تفلونی آن را بلند
میکند. و این در نهایت منجر به قطع جریان بخار متانول به فنر حافظه شکلی
بالایی میشود. در غیاب این گاز، سیم حافظه شکلی خنک شده و برای پائین
آوردن وزنه کشیده میشود و دوباره جریان گاز متانول به فنر حافظه شکل
برقرار شده و امکان ادامه خودکار این روند فراهم میشود.
فعال کردن صفحه نانولولهای ناشی از تزریق حفرههایی است که هنگام احیاء اکسیژن الکترود نانولولهای به وجود آمدهاند. تزریق این حفرهها به دلیل ترکیب اثرات کوانتوم مکانیکی و الکترود استاتیکی، باعث تغییر ابعاد صفحه میشود و در نتیجه دسته نانولولهای 3 سانتیمتری ظرف مدت تقریباً 5 ثانیه به اندازه حدود 2 nm کج میشود. با کوتاه شدن الکترود، دسته ظرف یک ثانیه به حالت اول خود بر میگردد، از طرف دیگر به این ماهیچه پیل سوختی که پیوسته کوتاه میشود یک سیم حافظه شکلی با پوششی از نانوذرات کاتالیزور پلاتین اضافه میگردد و این نوع ماهیچه است که انرژی شیمیایی سوخت را به انرژی گرمایی که باعث حرکت میشود تبدیل میکند. گفتنی است سیم حافظه شکلی که از آلیاژ نیکل – تیتانیوم ساخته شده است به صورت یک تک الکترود عمل کرده به صورت یک جفت الکترود کوتاه شده کار میکند.
اضافه کردن اکسیژن یا هوا به سوخت هیدروژن یا بخار متانول و یا بخار اسید فورمیک باعث میشود این سیم تا بالاتر از دمای گذار فاز austenitic خود گرم شده و در نتیجه منقبض گردد. با وارد کردن سوخت، این سیم به دمایی پائینتر از دمای گذار فاز martensitic رسیده و به طول اولیه خود باز گردد.
نوعاً این سیم حدود 5% منقبض شده و میتواند کشش معادل 150 MPa را تحمل نماید. به این ترتیب قدرت تحمل فشار آن 500 برابر فشاری است که ماهیچه بدن انسان قادر به تحمل آن میباشد. ضمن آنکه میزان کشش آن هم یک چهارم مقداری است که ماهیچههای طبیعی کشیده میشوند.
قابل توجه آنکه این ماهیچههای مصنوعی میتوانند کاربردهایی هم در روباتیک داشته باشند و روبات را از شر باتریهای سنگین آزاد کنند. همچنین این ماهیچههای مصنوعی میتوانند در ساخت دست و پای مصنوعی حسگرهای هوشمند، نمایشگرهای بریل دینامیکی و پوستهای هوشمند مورد استفاده در وسائل هوا– فضا کاربرد داشته باشند.
نهایت آنکه از این ماهیچهها حتی میتوان برای ساخت ماهیچههای مصنوعی انسانی کمک گرفت، به این ترتیب که به جای کاتالیزور فلزی از آنزیمهایی که میتواند از سوخت حاصل از غذا بهره برد، استفاده گردد.
کاربرد ماهیچههای پیل سوختی کوتاه، در دستگاههای روباتیک بسیار ساده است، زیرا از سیمهای حافظه شکلی موجود در بازار تشکیل میشوند که با کاتالیزور نانولولهای پوشانده میشوند. البته مهمترین چالش پیش رو در این راه، اتصال کاتالیزور به سیم حافظه شکلی به منظور افزایش طول عمر ماهیچهها و نیز کنترل شدت فعالسازی و تحریک این ماهیچه بود.
گزارش کار این محققان در مجله Science به چاپ رسیده است.
منابع
فعال کردن صفحه نانولولهای ناشی از تزریق حفرههایی است که هنگام احیاء اکسیژن الکترود نانولولهای به وجود آمدهاند. تزریق این حفرهها به دلیل ترکیب اثرات کوانتوم مکانیکی و الکترود استاتیکی، باعث تغییر ابعاد صفحه میشود و در نتیجه دسته نانولولهای 3 سانتیمتری ظرف مدت تقریباً 5 ثانیه به اندازه حدود 2 nm کج میشود. با کوتاه شدن الکترود، دسته ظرف یک ثانیه به حالت اول خود بر میگردد، از طرف دیگر به این ماهیچه پیل سوختی که پیوسته کوتاه میشود یک سیم حافظه شکلی با پوششی از نانوذرات کاتالیزور پلاتین اضافه میگردد و این نوع ماهیچه است که انرژی شیمیایی سوخت را به انرژی گرمایی که باعث حرکت میشود تبدیل میکند. گفتنی است سیم حافظه شکلی که از آلیاژ نیکل – تیتانیوم ساخته شده است به صورت یک تک الکترود عمل کرده به صورت یک جفت الکترود کوتاه شده کار میکند.
اضافه کردن اکسیژن یا هوا به سوخت هیدروژن یا بخار متانول و یا بخار اسید فورمیک باعث میشود این سیم تا بالاتر از دمای گذار فاز austenitic خود گرم شده و در نتیجه منقبض گردد. با وارد کردن سوخت، این سیم به دمایی پائینتر از دمای گذار فاز martensitic رسیده و به طول اولیه خود باز گردد.
نوعاً این سیم حدود 5% منقبض شده و میتواند کشش معادل 150 MPa را تحمل نماید. به این ترتیب قدرت تحمل فشار آن 500 برابر فشاری است که ماهیچه بدن انسان قادر به تحمل آن میباشد. ضمن آنکه میزان کشش آن هم یک چهارم مقداری است که ماهیچههای طبیعی کشیده میشوند.
قابل توجه آنکه این ماهیچههای مصنوعی میتوانند کاربردهایی هم در روباتیک داشته باشند و روبات را از شر باتریهای سنگین آزاد کنند. همچنین این ماهیچههای مصنوعی میتوانند در ساخت دست و پای مصنوعی حسگرهای هوشمند، نمایشگرهای بریل دینامیکی و پوستهای هوشمند مورد استفاده در وسائل هوا– فضا کاربرد داشته باشند.
نهایت آنکه از این ماهیچهها حتی میتوان برای ساخت ماهیچههای مصنوعی انسانی کمک گرفت، به این ترتیب که به جای کاتالیزور فلزی از آنزیمهایی که میتواند از سوخت حاصل از غذا بهره برد، استفاده گردد.
کاربرد ماهیچههای پیل سوختی کوتاه، در دستگاههای روباتیک بسیار ساده است، زیرا از سیمهای حافظه شکلی موجود در بازار تشکیل میشوند که با کاتالیزور نانولولهای پوشانده میشوند. البته مهمترین چالش پیش رو در این راه، اتصال کاتالیزور به سیم حافظه شکلی به منظور افزایش طول عمر ماهیچهها و نیز کنترل شدت فعالسازی و تحریک این ماهیچه بود.
گزارش کار این محققان در مجله Science به چاپ رسیده است.
منابع
---------------------------------------
7) اتصال نانولولههای کربنی به الکترودهای فلزی با استفاده از نانوجوشکاری مافوق صوت
ایجاد اتصال درونی قابل اطمینانی بین CNTs و سیستمهای الکتریکی مکانیکی خارجی یک پیش شرط ضروری در بررسی تواناییهای نانولولههای کربنی در زمینههای مختلف میباشد. تشکیل یک تماس اهمی پایدار و با مقاومت کم بین CNTs و الکترودها در تسریع توسعه کاربرد آنها در ابزارهای نانوالکترونیکی کوچک پر سرعت و با افت توان کم حائز اهمیت است.
در مقالهای که با عنوان، «نانوجوشکاری مافوق صوت نانولولههای کربنی به الکترودهای فلزی» در مجله Nanotechnology به چاپ رسیده، محققان مؤسسه فناوری و نانو علم و میکرو علم دانشگاه شانگهای از روشی ساده در نانوجوشکاری مافوق صوت خبر دادهاند که به وسیله آن میتوان نانو لولههای کربنی تک جداره (SWCNT) را با فشردن آنها به الکترودها به روشی مطمئن و تحت یک نیروی ارتعاشی با فرکانس مافوق صوت، آنها را به هم جوش داد. البته تاکنون روشهایی برای اتصال CNTs به الکترودها و بهبود این اتصال مانند اتصال شیمیایی، تابش پرتو متمرکز یا آنلینگ دمای بالا وجود داشته است اما در عین حال، تمامی این روشها با مشکل روبرو بوده است به طوریکه یا به شرایط پرداخت سختی نیاز داشته و یا فاقد دوام و پایداری درازمدت بودهاند.
Chang xin Chen ضمن توضیح درباره روش ابداعی خود بیان داشت که مقاومت اتصال در این روش پائین بوده و پایداری و استحکام مکانیکی خوبی هم داشته است.
به عقیده دانشمندان این روش نانوجوشکاری مافوق صوت را میتوان قابل رقابت با روشهای پرداخت ICهای سیلیکونی دانست، با این روش به طور سادهتر و کم هزینهتر و با قابلیت مقیاس پذیری بیشتری میتوان به ایجاد اتصالات اهمی قابل اطمینان بین نانوابزار و الکترودها اقدام کرد و در نتیجه میتوان به راحتی از آن بهره برد.
این روش به هیچ نانوابزار و یا الکترود فلزی خاص بستگی ندارد. حتی با این روش میتوان اتصالهای قوی کم مقاومتی را بین الکترودهای فلزی (Ti, Au, Al) و نانوسیمهای Si،SiC و نانوکمربند Ga2O3 ایجاد نمود. بنابراین کاربرد چنین روشی در محدوده گستردهتری از نانومواد تک بعدی و فلزات، امکانپذیر و منطقی است.
علاوه بر این، عملکرد دستگاههایی که به این روش تهیه و آماده شدهاند نیز به نحو قابل توجهی بهبود یافته است. محققان نشان دادهاند که کاربرد این روش، افزایش قابل توجه عملکرد ترانزیستورهای CNT با اثر میدانی را موجب شده است. همچنین این دانشمندان اخیراً آزمایشهایی در زمینه وابستگی دمایی انتقال دو پایانهای را هم به منظور بررسی خواص اتصال SWCNT های نیمهرسانا به الکترود فلزی انجام دادهاند و نتایج اولیه حاصل از این آزمایشها از پهنای بسیار کم و ارتفاع بسیار پائین سد (پتانسیل) مؤثر پس از انجام جوشکاری حکایت دارد.
محققان روش خود را در زمینه ایجاد دیگر نانوابزارها بسیار نوید بخش دانسته و بر این باورند که حتی قابلیت کاربردهای بسیار زیادتر دیگری هم برای آن وجود دارد.
در حال حاضر Chen و همکارانش مشغول انجام این روش در مقیاس بزرگ میباشند تا به این ترتیب بتوانند اتصالات زیاد و بزرگتری را روی ماده پایه و در تنها یک مرحله و با یک فشار ارتعاشی مافوق صوت به انجام رسانند.
منابع
7) اتصال نانولولههای کربنی به الکترودهای فلزی با استفاده از نانوجوشکاری مافوق صوت
ایجاد اتصال درونی قابل اطمینانی بین CNTs و سیستمهای الکتریکی مکانیکی خارجی یک پیش شرط ضروری در بررسی تواناییهای نانولولههای کربنی در زمینههای مختلف میباشد. تشکیل یک تماس اهمی پایدار و با مقاومت کم بین CNTs و الکترودها در تسریع توسعه کاربرد آنها در ابزارهای نانوالکترونیکی کوچک پر سرعت و با افت توان کم حائز اهمیت است.
در مقالهای که با عنوان، «نانوجوشکاری مافوق صوت نانولولههای کربنی به الکترودهای فلزی» در مجله Nanotechnology به چاپ رسیده، محققان مؤسسه فناوری و نانو علم و میکرو علم دانشگاه شانگهای از روشی ساده در نانوجوشکاری مافوق صوت خبر دادهاند که به وسیله آن میتوان نانو لولههای کربنی تک جداره (SWCNT) را با فشردن آنها به الکترودها به روشی مطمئن و تحت یک نیروی ارتعاشی با فرکانس مافوق صوت، آنها را به هم جوش داد. البته تاکنون روشهایی برای اتصال CNTs به الکترودها و بهبود این اتصال مانند اتصال شیمیایی، تابش پرتو متمرکز یا آنلینگ دمای بالا وجود داشته است اما در عین حال، تمامی این روشها با مشکل روبرو بوده است به طوریکه یا به شرایط پرداخت سختی نیاز داشته و یا فاقد دوام و پایداری درازمدت بودهاند.
Chang xin Chen ضمن توضیح درباره روش ابداعی خود بیان داشت که مقاومت اتصال در این روش پائین بوده و پایداری و استحکام مکانیکی خوبی هم داشته است.
به عقیده دانشمندان این روش نانوجوشکاری مافوق صوت را میتوان قابل رقابت با روشهای پرداخت ICهای سیلیکونی دانست، با این روش به طور سادهتر و کم هزینهتر و با قابلیت مقیاس پذیری بیشتری میتوان به ایجاد اتصالات اهمی قابل اطمینان بین نانوابزار و الکترودها اقدام کرد و در نتیجه میتوان به راحتی از آن بهره برد.
این روش به هیچ نانوابزار و یا الکترود فلزی خاص بستگی ندارد. حتی با این روش میتوان اتصالهای قوی کم مقاومتی را بین الکترودهای فلزی (Ti, Au, Al) و نانوسیمهای Si،SiC و نانوکمربند Ga2O3 ایجاد نمود. بنابراین کاربرد چنین روشی در محدوده گستردهتری از نانومواد تک بعدی و فلزات، امکانپذیر و منطقی است.
علاوه بر این، عملکرد دستگاههایی که به این روش تهیه و آماده شدهاند نیز به نحو قابل توجهی بهبود یافته است. محققان نشان دادهاند که کاربرد این روش، افزایش قابل توجه عملکرد ترانزیستورهای CNT با اثر میدانی را موجب شده است. همچنین این دانشمندان اخیراً آزمایشهایی در زمینه وابستگی دمایی انتقال دو پایانهای را هم به منظور بررسی خواص اتصال SWCNT های نیمهرسانا به الکترود فلزی انجام دادهاند و نتایج اولیه حاصل از این آزمایشها از پهنای بسیار کم و ارتفاع بسیار پائین سد (پتانسیل) مؤثر پس از انجام جوشکاری حکایت دارد.
محققان روش خود را در زمینه ایجاد دیگر نانوابزارها بسیار نوید بخش دانسته و بر این باورند که حتی قابلیت کاربردهای بسیار زیادتر دیگری هم برای آن وجود دارد.
در حال حاضر Chen و همکارانش مشغول انجام این روش در مقیاس بزرگ میباشند تا به این ترتیب بتوانند اتصالات زیاد و بزرگتری را روی ماده پایه و در تنها یک مرحله و با یک فشار ارتعاشی مافوق صوت به انجام رسانند.
منابع
-----------------------------------
8)تولید نانوسیمهای طلا
دانشمندان مؤسسه فیزیک مدرن CAS چین، اخیراً به پیشرفتی بسیار مهم در زمینه تولید و بررسی نانو سیمها طلایی چند بلوری و تک بلوری دست یافتند. آنها این کار را با استفاده از تابش پرتوهای یونی بر نمونهها انجام دادند و گزارشی از کار آنها در مجله Nanotechnology به چاپ رسیده است.
سیمهای طلا به دلیل رسانایی الکتریکی و گرمایی و خواص مکانیکی بسیار خوبی که دارند وکاربردهایی از قبیل نانوالکترونیک، الکترونیک نور و حسگرهای شیمیایی و زیستی بسیار مورد توجه قرار دارند. در این حال این کاربردها، به شدت به مشخصههای شکلی و بلورشناسی این سیمها هم بستگی دارد. لذا با استفاده از روش رسوبدهی الکتروشیمیایی درون غشاهای حکاکی شده با پرتو یونی میتوان هم مشکل و هم خواص بلوری این سیمها را تحت کنترل داشت.
گروهی از محققان به سرپرستی پروفسور LIU Jie به تولید نانوسیمهایی از جنس طلا در نمونههای حکاکی شده با یون شدند. آنها پرتوهای نرم و سنگین یونی حاصل از شتابدهنده را به غشاهای پلیمری تابانده و با حکاکی این غشاها حفرههایی با چگالی کنترل شده و در اشکال، ابعاد و نسبت ظاهری مختلف ایجاد نمودند و در مرحله بعد، این حفرهها را به روش رسوبدهی الکتروشیمیایی با طلا پر نمودند. به این ترتیب آرایههایی از نانوسیمهای طلا با ابعاد بین 20 تا 100 نانومتر با ساختارهایی تک بلوری یا چند بلوری داخل غشاء به دست آمد. این سیمها استوانهای شکل و هموار بوده و از یکنواختی ظاهری برخوردار بودند. با تغییر شرایط رسوبدهی میتوان هر دو ساختار تک بلوری و چند بلوری را بدست آورد. در ساختارهای تک بلوری آنهایی که جهت بلوری [110] دارند ترجیح داده میشوند، ضمن آنکه ساختارهای چند بلوری نیز قابلیت چکش خواری بسیار قابل توجهی دارند. با استفاده از میکروسکوپ STM (تونلی پیمایشی) دانشمندان توانستند با انجام یک تحلیل دریابند که اندازه دانهای سیم چند بلوری در حدود 10 nm میباشد.
-----------------------------------------
9)نانولولههای کربنی حافظهدار
تاکنون از نانولولههای کربنی به طور موفقیتآمیزی در قطعات مختلف مدارهای نانو مقیاس از جمله ترانزیستورها، مبدلها و کلیدها استفاده شده است و اکنون دانشمندان توانستهاند حافظه فراری از جنس نانولولههای کربنی بسازند که اگر چه در مراحل مقدماتی و اولیه است اما بسیار نوید بخش است. این حصول تا کامل شدن و تبدیل شدن به کالایی قابل عرضه در بازار بسیار فاصله دارد اما در عین حال گام مهمی جهت فراهم ساختن زمینه استفاده از نانولولههای کربنی در قطعات اصلی الکترونیکی به شمار میآید.
8)تولید نانوسیمهای طلا
دانشمندان مؤسسه فیزیک مدرن CAS چین، اخیراً به پیشرفتی بسیار مهم در زمینه تولید و بررسی نانو سیمها طلایی چند بلوری و تک بلوری دست یافتند. آنها این کار را با استفاده از تابش پرتوهای یونی بر نمونهها انجام دادند و گزارشی از کار آنها در مجله Nanotechnology به چاپ رسیده است.
سیمهای طلا به دلیل رسانایی الکتریکی و گرمایی و خواص مکانیکی بسیار خوبی که دارند وکاربردهایی از قبیل نانوالکترونیک، الکترونیک نور و حسگرهای شیمیایی و زیستی بسیار مورد توجه قرار دارند. در این حال این کاربردها، به شدت به مشخصههای شکلی و بلورشناسی این سیمها هم بستگی دارد. لذا با استفاده از روش رسوبدهی الکتروشیمیایی درون غشاهای حکاکی شده با پرتو یونی میتوان هم مشکل و هم خواص بلوری این سیمها را تحت کنترل داشت.
گروهی از محققان به سرپرستی پروفسور LIU Jie به تولید نانوسیمهایی از جنس طلا در نمونههای حکاکی شده با یون شدند. آنها پرتوهای نرم و سنگین یونی حاصل از شتابدهنده را به غشاهای پلیمری تابانده و با حکاکی این غشاها حفرههایی با چگالی کنترل شده و در اشکال، ابعاد و نسبت ظاهری مختلف ایجاد نمودند و در مرحله بعد، این حفرهها را به روش رسوبدهی الکتروشیمیایی با طلا پر نمودند. به این ترتیب آرایههایی از نانوسیمهای طلا با ابعاد بین 20 تا 100 نانومتر با ساختارهایی تک بلوری یا چند بلوری داخل غشاء به دست آمد. این سیمها استوانهای شکل و هموار بوده و از یکنواختی ظاهری برخوردار بودند. با تغییر شرایط رسوبدهی میتوان هر دو ساختار تک بلوری و چند بلوری را بدست آورد. در ساختارهای تک بلوری آنهایی که جهت بلوری [110] دارند ترجیح داده میشوند، ضمن آنکه ساختارهای چند بلوری نیز قابلیت چکش خواری بسیار قابل توجهی دارند. با استفاده از میکروسکوپ STM (تونلی پیمایشی) دانشمندان توانستند با انجام یک تحلیل دریابند که اندازه دانهای سیم چند بلوری در حدود 10 nm میباشد.
-----------------------------------------
9)نانولولههای کربنی حافظهدار
تاکنون از نانولولههای کربنی به طور موفقیتآمیزی در قطعات مختلف مدارهای نانو مقیاس از جمله ترانزیستورها، مبدلها و کلیدها استفاده شده است و اکنون دانشمندان توانستهاند حافظه فراری از جنس نانولولههای کربنی بسازند که اگر چه در مراحل مقدماتی و اولیه است اما بسیار نوید بخش است. این حصول تا کامل شدن و تبدیل شدن به کالایی قابل عرضه در بازار بسیار فاصله دارد اما در عین حال گام مهمی جهت فراهم ساختن زمینه استفاده از نانولولههای کربنی در قطعات اصلی الکترونیکی به شمار میآید.
در شکل الف ساختار نمادین یک ابزار
حافظه فرار و در شکل ب تصویر حاصل از میکروسکوپ الکترونی مربوط به ساختار
لایهای ابزار را مشاهده میکنید. لایه نانو لوله کربنی با بر چسب CNT
معرفی شده است.
Joan Dai، سرپرست این طرح تحقیقاتی از فیزیکدانان دانشگاه پلی تکنیک هنگ کنگ در اینباره میگوید: دیگر ابزارهای مشابهی که تاکنون ساخته شدهاند در آنها از نانولولههای کربنی استفاده شده است و تنها میتوانند در دماهای بسیار پائینی که کاربرد عملی ندارند کار کنند، در این ابزار جدید، قابلیت حیرتانگیزی در نگهداری طولانی مدت اطلاعات، آنهم در دمای اتاق از خود نشان داد و این امر نشان از امکانپذیر بودن روند کلی ساخت ابزارهای حافظه فرار با استفاده از نانولولههای کربنی دارد.
در حال حاضر به منظور ذخیره دادهها در بسیاری از انواع مختلف وسایل الکترونیکی از جمله دوربینهای دیجیتال، چسبهای حافظ USB و تلفنهای همراه، از حافظههای فرار استفاده میشود.
حافظههای فلش از نوع حافظههای ناپایدار (موقتی) به حساب میآیند که حتی در صورت نبود منبع تغذیه ثابت میتواند دادهها را در خود نگه دارد. نوعاً این قبیل حافظهها، اطلاعات را داخل شبکهای از ترانزیستورها که سلول خوانده میشوند نگهداری میکند. هر کدام از این خانهها شامل سه لایه گیت کنترلی، گیت شناور و یک لایه اکسیدی نازک عایق میباشد. وقتی ولتاژی به این سلول اعمال میشود، الکترونها که همان بارهای منفی هستند در گیت شناور تشکیل میشوند.
یک آستانه بار معینی را بعنوان وضعیت صفر گیت شناور در نظر میگیرند. وقتی بار از این مقدار کمتر شود این گیت باز بوده و به سلول عدد 1 نسبت داده میشود. به این ترتیب هر کدام از خانهها میتواند یک بیت اطلاعاتی را در خود ذخیره کند و همانطور که میدانیم هر 8 بیت هم یک بیت خواهد بود.
گفتنی است این محققان از نانولولههای کربنی در حافظه تولیدی خود به عنوان لایه ذخیره بار استفاده کردهاند. آنها در مقالهای در مجله Applied Physics Letters، روش کار خود را قرار دادن نانو لولهها در ترکیبی از مجموعه عناصر هافنیوم (Hafnium)، آلومینیم و اکسیژن که با نماد اختصاری HFAIO نشان داده میشود بیان داشتند. به طوریکه HFAIO هم نقش گیت کنترلی و هم نقش لایه اکسیدی را ایفا میکند. بعد از این مرحله ساندویچی، نانو لوله کربنی به دست آمده که هر لایه آن تنها چند نانومتر ضخامت دارد را روی زیرلایهای از سیلیکون قرار میدهند. این دانشمندان توانستند ابتدا با اندازهگیری ظرفیت نگهداری بار الکتریکی برحسب تابعی از ولتاژ اعمال شده، مشخصههای نگهداری بار این ابزار را تعیین نماید.
آنها برای نشان دادن چگونگی نگهداری بار با گدشت زمان در بازههای زمانی از دو ثانیه تا تقریباً سه ساعت میزان بار را اندازهگیری نمودند و دریافتند که نگهداری کوتاه مدت بار چندان خوب نبوده است طی دقایق اولیه، «پنجره حافظه» -محدوده ولتاژی که در آن این ابزار میتواند اطلاعات را در خود نگه دارد – کوتاهتر میشود و این خاصیت در ابزارهای حافظه فرار مطلوب نیست. اما در عین حال در درازمدت این پنجره حافظه در مقدار تقریبی 0.5 V ثابت ماند.
به نظر محققان، قابلیت خوب این ابزار در نگهداری بار در درازمدت، ناشی از ساختار و خواص الکتریکی منحصر به فرد نانولولهها است.
منابع
Joan Dai، سرپرست این طرح تحقیقاتی از فیزیکدانان دانشگاه پلی تکنیک هنگ کنگ در اینباره میگوید: دیگر ابزارهای مشابهی که تاکنون ساخته شدهاند در آنها از نانولولههای کربنی استفاده شده است و تنها میتوانند در دماهای بسیار پائینی که کاربرد عملی ندارند کار کنند، در این ابزار جدید، قابلیت حیرتانگیزی در نگهداری طولانی مدت اطلاعات، آنهم در دمای اتاق از خود نشان داد و این امر نشان از امکانپذیر بودن روند کلی ساخت ابزارهای حافظه فرار با استفاده از نانولولههای کربنی دارد.
در حال حاضر به منظور ذخیره دادهها در بسیاری از انواع مختلف وسایل الکترونیکی از جمله دوربینهای دیجیتال، چسبهای حافظ USB و تلفنهای همراه، از حافظههای فرار استفاده میشود.
حافظههای فلش از نوع حافظههای ناپایدار (موقتی) به حساب میآیند که حتی در صورت نبود منبع تغذیه ثابت میتواند دادهها را در خود نگه دارد. نوعاً این قبیل حافظهها، اطلاعات را داخل شبکهای از ترانزیستورها که سلول خوانده میشوند نگهداری میکند. هر کدام از این خانهها شامل سه لایه گیت کنترلی، گیت شناور و یک لایه اکسیدی نازک عایق میباشد. وقتی ولتاژی به این سلول اعمال میشود، الکترونها که همان بارهای منفی هستند در گیت شناور تشکیل میشوند.
یک آستانه بار معینی را بعنوان وضعیت صفر گیت شناور در نظر میگیرند. وقتی بار از این مقدار کمتر شود این گیت باز بوده و به سلول عدد 1 نسبت داده میشود. به این ترتیب هر کدام از خانهها میتواند یک بیت اطلاعاتی را در خود ذخیره کند و همانطور که میدانیم هر 8 بیت هم یک بیت خواهد بود.
گفتنی است این محققان از نانولولههای کربنی در حافظه تولیدی خود به عنوان لایه ذخیره بار استفاده کردهاند. آنها در مقالهای در مجله Applied Physics Letters، روش کار خود را قرار دادن نانو لولهها در ترکیبی از مجموعه عناصر هافنیوم (Hafnium)، آلومینیم و اکسیژن که با نماد اختصاری HFAIO نشان داده میشود بیان داشتند. به طوریکه HFAIO هم نقش گیت کنترلی و هم نقش لایه اکسیدی را ایفا میکند. بعد از این مرحله ساندویچی، نانو لوله کربنی به دست آمده که هر لایه آن تنها چند نانومتر ضخامت دارد را روی زیرلایهای از سیلیکون قرار میدهند. این دانشمندان توانستند ابتدا با اندازهگیری ظرفیت نگهداری بار الکتریکی برحسب تابعی از ولتاژ اعمال شده، مشخصههای نگهداری بار این ابزار را تعیین نماید.
آنها برای نشان دادن چگونگی نگهداری بار با گدشت زمان در بازههای زمانی از دو ثانیه تا تقریباً سه ساعت میزان بار را اندازهگیری نمودند و دریافتند که نگهداری کوتاه مدت بار چندان خوب نبوده است طی دقایق اولیه، «پنجره حافظه» -محدوده ولتاژی که در آن این ابزار میتواند اطلاعات را در خود نگه دارد – کوتاهتر میشود و این خاصیت در ابزارهای حافظه فرار مطلوب نیست. اما در عین حال در درازمدت این پنجره حافظه در مقدار تقریبی 0.5 V ثابت ماند.
به نظر محققان، قابلیت خوب این ابزار در نگهداری بار در درازمدت، ناشی از ساختار و خواص الکتریکی منحصر به فرد نانولولهها است.
منابع
------------------------------------
10)معرفی کتاب هفته: فیلمهای نازک چند لایه: آرایش متوالی مواد نانوکامپوزیتی
دانشمندان علوم مواد اغلب در اصلاح سطوح مواد، بدون تغییر خواص و شکل آنها با مشکل مواجه هستند. این کتاب بررسی جامعی درباره فناوری جدید جذب سطحی از مایعات جهت ساخت فیلمهای چند لایه مرکب در اندازههای مولکولی ارائه میکند که هدف آن جایگزین کردن فناوری Longmuir-Blodgettبا این روش و باز کردن زمینه جدید از خودآرایی مولکولی در مواد و علوم زیستی میباشد.
مخاطب این کتاب، دانشمندانی هستند که میخواهند ماهیت و خواص متعددی بر روی سطح جمع کنند. روش آرایش لایه به لایه بعنوان یکی از مهمترین فناوریهای کلیدی، که روشی ارزان قیمت، مبتنی بر محلول و بسیار مفید است در این کتاب ارائه شده است. این فناوری هم اکنون در آغاز مرحله انتقال از تحقیقات دانشگاهی به تولید صنعتی است. این كتاب توسط Gero Decher , Joseph B. Schlenoff , Jean-Marie Lehn در 524 صفحه نوشته شده و در سال 2003 بوسیله انتشارات Wiley-VCH با شماره شابك 3527304401 منتشر شده است. متن كامل این كتاب در كتابخانه الكترونیك ستاد ویژه توسعه فناوری نانو موجود می باشد. علاقمندان می توانند اطلاعات كامل این كتاب را از آدرس :
10)معرفی کتاب هفته: فیلمهای نازک چند لایه: آرایش متوالی مواد نانوکامپوزیتی
دانشمندان علوم مواد اغلب در اصلاح سطوح مواد، بدون تغییر خواص و شکل آنها با مشکل مواجه هستند. این کتاب بررسی جامعی درباره فناوری جدید جذب سطحی از مایعات جهت ساخت فیلمهای چند لایه مرکب در اندازههای مولکولی ارائه میکند که هدف آن جایگزین کردن فناوری Longmuir-Blodgettبا این روش و باز کردن زمینه جدید از خودآرایی مولکولی در مواد و علوم زیستی میباشد.
مخاطب این کتاب، دانشمندانی هستند که میخواهند ماهیت و خواص متعددی بر روی سطح جمع کنند. روش آرایش لایه به لایه بعنوان یکی از مهمترین فناوریهای کلیدی، که روشی ارزان قیمت، مبتنی بر محلول و بسیار مفید است در این کتاب ارائه شده است. این فناوری هم اکنون در آغاز مرحله انتقال از تحقیقات دانشگاهی به تولید صنعتی است. این كتاب توسط Gero Decher , Joseph B. Schlenoff , Jean-Marie Lehn در 524 صفحه نوشته شده و در سال 2003 بوسیله انتشارات Wiley-VCH با شماره شابك 3527304401 منتشر شده است. متن كامل این كتاب در كتابخانه الكترونیك ستاد ویژه توسعه فناوری نانو موجود می باشد. علاقمندان می توانند اطلاعات كامل این كتاب را از آدرس :
دریافت كنند و برای آگاهی از نحوه دریافت متن كامل كتاب اینجا را کلیک کنند.
کتابهای الکترونیک ستاد=http://nano.ir/sub_books.php?page=ebookslist&title
+ نوشته شده در جمعه بیست و پنجم مرداد 1387ساعت 13:50 توسط Support
|
