آموزش فناوری نانو در یک نگاه

یافته‌های دانشمندان نشان می‌دهد که خواص مواد در مقیاس نانو بسیار متفاوت از مقیاس ماکرو است؛ به عبارت دیگر اگر ذراتِ یک ماده خاص را در حد چند نانومتر (1 تا 100 نانومتر) کوچک کنیم، این ذرات ویژگی‌های متفاوتی با ذرات بزرگ اولیه خواهند داشت. این در حالی است که کوچک کردن ذرات یک تغییر فیزیکی بوده و ما انتظار نداریم که با این تغییر فیزیکی، ویژگی‌های اصلی ماده تغییر کند. این امر سبب گردیده مقیاس نانو بیش از سایر مقیاس‌ها موردتوجه قرار گیرد. دوره آموزش فناوری نانو با هدف آموزش این علم مهم در مکتب خونه تهیه و تدوین شده است که در ادامه به معرفی آن خواهیم پرداخت.

دوره آموزش فناوری نانو

دوره آموزش فناوری نانو با هدف آموزش این فناوری در مکتب خونه تهیه شده است. در این دوره آموزشی دانشجویان به‌صورت ساده و با بیانی شیوا با این فناوری آشنا خواهند شد. هدف از این آموزش آشنایی اجمالی مخاطب رشته‌های مختلف با علم نانو است. امروزه نانو فناوري، موتور محرکه نوآوري بوده و از پيدايش آن به‌عنوان انقلاب در فناوري تعبير می‌شود و که نقش بسیار قابل توجهی در زندگی ما دارد.

یکی از ویژگی‌های مهم نانوتکنولوژی جنبه چندرشته‌ای آن است. بین‌رشته‌ای بودن فناوری نانو و قابلیت به‌کارگیری آن در زمینه‌های علمی و فناوری مختلف ازجمله فیزیک، شیمی، زیست‌شناسی، رشته‌های مختلف مهندسی و حتی پزشکی، توجه طیف وسیعی از پژوهشگران را به خود جلب نموده است. این دوره آموزش فناوری نانو به‌طور خلاصه برای ما توضیح می‌دهد که چرا ذره کوچکی به نام «نانو» این‌قدر مهم شده و نام آن بر سر زبان‌ها افتاده است. 

دوره آموزش فناوری نانو برای چه کسانی مناسب است؟

دوره آموزش فناوری نانو برای همه افرادی که قصد دارند با نانو و مفهوم آن آشنا شوند بسیار حائز اهمیت است و با این حال این دوره یک دوره مقدماتی بوده و در نانو خیلی عمیق نخواهد شد. این دوره برای دانشجویان رشته‌های فیزیک، شیمی، رشته‌های مهندسی و پزشکی می‌تواند جالب باشد.

هدف از دوره آموزش فناوری نانو چیست؟

از آن جهت که فناوری نانو به‌عنوان یک فناوری با اولویت ملی در کشور ما شناخته می‌شود، به‌منظور توسعه آن، یک ستاد ویژه توسعه فناوری نانو تأسیس کرده‌اند. از طرفی نانو به‌عنوان یکی از علوم بین‌رشته‌ای به‌حساب می‌آید که مباحث مختلف آن بر اساس علومی مانند فیزیک، ریاضی، شیمی و زیست‌شناسی شکل‌گرفته است. همچنین نانو در علوم کاربردی مانند مهندسی شیمی، مهندسی مواد، مهندسی عمران، صنایع غذایی و بسیاری علوم دیگر مورداستفاده قرار می‌گیرد. علاوه بر این از مهم‌ترین کاربردهای فناوری نانو می‌توان به استفاده از آن در صنایع دارویی، آرایشی بهداشتی و مهم‌تر از آن نانو در پزشکی اشاره کرد که توانسته در تولید داروهای مؤثر و روش‌های درمانی جدید تأثیر به سزایی داشته باشد.

برای مثال در صنایع دارویی و غذایی از نانو ذرات مغناطیسی برای تثبیت آنزیم‌ها یا خالص‌سازی پروتئین‌ها کمک گرفته می‌شود. حتی علمی با عنوان نانو الکترونیک شکل‌گرفته است که در آن بر روی ساخت ترانزیستورهایی با ابعاد کوچک کار می‌کنند. این کاربردهای گسترده در حوزه نانو باعث شده تا دوره‌های آموزشی فناوری نانو برای دانشجویان و علاقه‌مندان به این علم برگزار شود و شما بتوانید با مفاهیم پایه این علم، روش‌های آنالیز مواد و نرم‌افزارهای کاربردی آن آشنا شوید.

مقدمه‌ای بر فناوری نانو

امروزه فناوری نانو به‌عنوان یکی از علوم مهم شناخته می‌شود که پیشرفت در مباحث مختلف آن می‌تواند باعث تحولات سودمندی در بخش‌هایی از زندگی انسان‌ها شود. فناوری نانو را می‌توان علم بهبود خواص مواد مختلف دانست که می‌توان با کمک آن محصولاتی با خواص منحصربه‌فرد تولید کرد به طوری که زندگی انسان‌ها کاملاً دگرگون شود. کاربرد نانو و تأثیر آن بر جنبه اقتصادی کشور ما باعث شده است تا آزمایشگاه‌های فناوری نانو زیادی در سطح کشور بر روی روش‌های ساخت محصولاتی با خواص شگفت‌آور کار کنند. اهمیت این حوزه از علم دلیلی برای برگزاری دوره‌های آموزشی فناوری نانو است تا هم دانشجویان و هم افراد علاقه‌مند با مباحث مختلف و کاربردهای صنعتی فناوری نانو آشنا شوند.

تاریخچه مختصری از فناوری نانو

ریچارد فاینمن، فیزیکدانی است که نقش به سزایی در شکل‌گیری علوم نانو داشته است. درزمانی که کسی اطلاعات چندانی در زمینه‌ی علوم نانو نداشت، او در یک سخنرانی در انجمن فیزیک آمریکا با عنوان «در پایین دست، فضای زیادی وجود دارد»، سؤالاتی در زمینه کار با مواد و اجسام در ابعاد خیلی ریز طرح کرد که ذهن هر شنونده‌ای را به خود مشغول ساخت.

فناوری نانو چیست؟

نانو علم بررسی ماده در مقیاس یک میلیاردم متر است که با چشم دیده نمی‌شوند. تحقیقات دانشمندان نشان داده است که در مقیاس نانو، خواص مواد تغییر پیدا می‌کند و دیگر خواصی مشابه ماده در مقیاس ماکرو ندارند. به زبان ساده‌تر می‌توان گفت که در صورت کوچک کردن ذرات یک ماده به ابعاد نانومتر، خواص آن‌ها با خواص ذرات بزرگ متفاوت است. متفاوت بودن خواص این ذرات کوچک نسبت به توده ماده توانسته تغییرات چشمگیری در زندگی انسان‌ها ایجاد کند. تفکرات و تحقیقات شخصی به نام ریچارد فاینمن باعث شد تا علوم نانو شکل بگیرد. این علم خارق‌العاده مالکیت فکری دانشمندان را در دست گرفته است؛ به‌گونه‌ای که آن‌ها در محیط آزمایشگاه با الهام از خلقت مواد مختلف توانسته‌اند با بهره‌گیری از روش‌های آنالیز مواد و آزمون‌های مختلف، ماده‌ای با خواص منحصربه‌فرد تولید کنند و آن‌ها را برای ساخت محصولات جدید به کار ببرند.

در این چند سال اخیر، شرکت‌های دانش‌بنیان زیادی در کشور ما در این حوزه با هدف ساخت و مدل مواد در مقیاس نانو تأسیس شده‌اند. در این شرکت‌ها در مرحله اول از آزمون مواد مختلف به‌منظور بهبود خواص آن‌ها شروع می‌کنند تا پس از آزمون‌های بسیار، موفق به تولید محصولاتی جدید شوند. زمانی که محصول جدید از تمام آزمون‌ها سربلند بیرون آید، در مرحله سوم آن را وارد فاز تجاری‌سازی می‌کنند.

سخن پایانی

در دوره آموزش نانو سعی شده است تا اصول اولیه و مباحث پایه‌ای این علم به‌صورت گام‌به‌گام توضیح داده شود. شما در این دوره یاد می‌گیرید که چگونه در ابعاد کوچک خواص نوری، الکتریکی، مغناطیسی و مکانیکی ماده تغییر می‌کند. همچنین با کاربردهای صنعتی فناوری نانو و جایگاه آن در علوم دیگر آشنا خواهید شد. به غیر از دانشجویان، دانش‌آموزانی که قصد شرکت در المپیاد نانو را دارند، می‌توانند از مباحث دوره آموزش فناوری نانو استفاده کنند.