اگرچه انسان های اولیه برای ساخت ابزارهای مورد نیازشان از مواد مختلف ازجمله چوب و سنگ در ابعاد و اندازه های بزرگ استفاده می کردند، اما پس از مدتی به نتیجه رسیدند این روش نیازمند صرف انرژی و هزینه زیادی است و در عین حال ضایعات زیادی ایجاد می کند.

آنها به این نتیجه رسیدند اگر از مواد در اندازه های کوچک تر استفاده کنند می توانند در مصرف انرژی صرفه جویی کنند و حجم ضایعات ناشی از فرآیند تولید را نیز به حداقل برسانند. استفاده از مواد در ابعاد و اندازه کوچک تر در تاریخ زندگی بشر تا جایی پیش رفته که به ظهور فناوری جدیدی با عنوان نانوفناوری منتهی شده است.

سال ۱۳۸۶ یعنی زمانی که نخستین فهرست از محصولات مبتنی بر فناوری نانو اعلام شد نام بیش از ۵۰۰ محصول مختلف ازجمله پوشاک، لوازم بهداشتی و مواد غذایی در این فهرست دیده می شد که در ساخت آنها از فناوری نانو بهره گرفته شده بود. اکنون پس از گذشت شش سال فناوری نانو در تولید بسیاری از لوازم مورد نیاز زندگی جای خودش را باز کرده است تا جایی که حتی نانوپزشکی نیز سهم مهمی را در فرآیند درمان به خود اختصاص داده است. انقلاب زیست فناوری، ریزفناوری و هوش مصنوعی ازجمله رویدادهای بزرگی است که در نیمه اول قرن بیست و یکم مسیر زندگی بشر را ترسیم خواهد کرد. اگرچه هر یک از آنها می تواند به نوعی مشکلات و محدودیت های پیشین در مسیر زندگی انسان را از میان بردارد، اما بدون تردید مخاطرات جدیدی را نیز به عنوان یک پیامد اجتناب ناپذیر به همراه خواهد داشت.

آن روی دیگر نانوفناوری

صنعت نوپای نانوفناوری به تولید نسل جدیدی از پسماندهای تحت عنوان نانو پسماند منجر شده است که با این که جریان این پسماند به محیط زیست روز به روز در حال افزایش است اطلاعات چندانی در مورد سرنوشت، رفتار و تاثیر این پسماندها در سیستم های اکولوژیکی در دست نیست. نانوایمنی نیز رشته ای است که با رویکرد بررسی اثرات احتمالی نانوذرات بر سلامت انسان و محیط زیست شکل گرفته است و با توجه به این که نانوفناوری یک رشته جدید با موضوعات ناشناخته است که تاکنون روش استانداردی برای بررسی و ارزیابی ایمنی آن شناخته نشده است باید از ابزارها و سیستم های جدیدی برای بررسی ایمنی نانومواد استفاده کرد.

ردپای نانو در صنعت نساجی

یکی از کاربردهای نانوذرات استفاده از آنها در صنعت پوشاک است. از جوراب ها و زیرپوش های آنتی باکتریال تا پارچه های فاستونی ضدآب و پارچه هایی که کثیف نمی شود و نیازی به اتو کشیدن ندارد همه و همه تنها بخشی از کاربردهای نانوفناوری در صنعت نساجی به شمار می آید. یکی از کاربردهای جالب توجه نانو در حوزه پوشاک تولید لباس های کار نانویی است که ضدباکتری، قارچ و ویروس است و می تواند نقش مهمی در پیشگیری از ابتلا به بیماری ها داشته باشد. همچنین این لباس ها از ویژگی های دیگری ازجمله مقاومت در برابر نفوذ آب و آتش نیز برخوردار است که بر این اساس می توان گفت لباس هایی کاربردی در بخش های مختلف صنعت است.

یکی از حوزه هایی که تحت تاثیر نانوفناوری تحولات چشمگیری را پشت سر گذاشته صنعت نساجی است. پارچه های نانویی بادوام ترند و در برابر نفوذ آب، روغن و هر گونه آلودگی و همچنین مواد شیمیایی مختلف نیز مقاوم هستند. استفاده این پارچه ها در لباس هایی که برای شناگران حرفه ای تهیه می شود موجب افزایش سرعت عملکرد شناگرها می شود. علاوه بر این نانوپارچه ها مانع از ایجاد تحریک پوستی می شود، بنابراین می توان آن را گزینه مناسبی برای تهیه لباس های کودکان دانست. تهیه لباس های ورزشکاران، لباس های نیروهای پلیس، کارگران ساختمانی، کارکنان آتش نشانی و همچنین لباس های مخصوص فضانوردی ازجمله مهم ترین کاربردهای نانو در صنعت نساجی است. این پارچه ها به علت این که ضدباکتری و به طورکلی ضد هر نوع آلودگی هستند دیرتر کثیف شده و کمتر به شست وشو نیاز دارد.

گروهی از محققان به کمک فناوری نانو الیاف مستحکم و هوشمندی طراحی کرده اند که استفاده از آنها در تولید لباس های نظامی تحولات قابل توجهی به همراه داشته است. این الیاف در دمای بالا و در شرایط خاص، استحکام و انعطاف پذیری خود را حفظ کرده و در برابر گلوله و هر نوع انفجاری از نیروهای نظامی محافظت می کند. نانو حسگرهای موجود در الیاف نانویی هوشمند به محض این که خطری را تشخیص دهند منافذ پارچه را بسته و از بدن فرد محافظت می کنند. وجود این حسگرها زمان تعویض لباس ها نیز هشدار می دهد و به این ترتیب می توان از آن لباس برای مدت زمان طولانی تری بدون نیاز به شست و شو استفاده کرد.

وقتی خودروها نانویی می شوند

نانوفناوری امروزه به طور چشمگیری فناوری ساخت پوشش هایی را که در حوزه های مختلف مورد استفاده قرار می گیرد، تحت تاثیر قرار داده است. در این روش موادی در مقیاس نانو به شکل نوعی پوشش روی سطح اجسام مختلف قرار می گیرد که نه تنها می تواند در کاهش آلودگی های زیست محیطی موثر باشد بلکه می تواند راهکاری برای جلوگیری از اتلاف انرژی و افزایش مقاومت در برابر خوردگی باشد.

فناوری نانو در تولید بسیاری از لوازم مورد نیاز زندگی جای خودش را باز کرده است تا جایی که حتی نانوپزشکی نیز سهم مهمی را در فرآیند درمان به خود اختصاص داده است

در یک خودروی نانویی در همه قسمت های خودرو ردپایی از نانوذرات دیده می شود. رنگ این خودرو در مقابل هر گونه خراشیدگی یا سایش یا حتی تابش نور آفتاب مقاوم است و حتی با گذشت زمان نیز رنگ بدنه خودرو کدر نمی شود. وجود پوشش نانویی در سطح پارچه ای که در قسمت های داخلی خودرو از آن استفاده شده به شما اطمینان می دهد که هیچ اثری از چربی مواد غذایی، نوشابه، چای یا هر مایع دیگری روی صندلی ها و پوشش داخلی درهای خودرو باقی نمی ماند. مجهز شدن شیشه های خودرو به پوشش نانویی موجب می شود قطرات باران پس از برخورد با سطح شیشه به شکل گلوله های کوچکی به گوشه های شیشه رانده شود و هیچ اثری از آن روی شیشه باقی نماند که موجب کاهش دید راننده شود.

کشاورزی به نانوفناوری خوشامد می گوید

در کشور ما طی سال های اخیر در حوزه کشاورزی نیز استفاده از نانومواد مورد توجه قرار گرفته است. کودهای کشاورزی نانویی می تواند راهکار مناسبی برای افزایش میزان تولید در بخش کشاورزی باشد. اگرچه در بسیاری از مناطق کشور ما خاک حاصلخیز و غنی از مواد معدنی و عناصر مختلف وجود دارد، اما از آنجا که این عناصر معمولا با خاک واکنش نشان می دهد گیاه نمی تواند آن را براحتی جذب کند. استفاده از کودهای نانویی و به عبارتی قرار دادن عناصر و مواد مختلف مورد نیاز برای رشد گیاه در بسته ها یا پوشش های نانویی می تواند نقش مهمی در افزایش میزان تولید داشته باشد. علاوه بر تولید انواع کود و سم های نانویی می توان به تولید نوع جدیدی از برنج و ابریشم با خواص و ویژگی های منحصر به فرد به عنوان دیگر کاربردهای نانوفناوری در کشاورزی اشاره کرد. علاوه بر این در صنایع غذایی و بویژه در بخش بسته بندی نیز نانوفناوری توانسته است در افزایش ماندگاری مواد غذایی نقش مهمی داشته باشد.

دارورسانی هوشمند به کمک نانوفناوری

امروزه کاربرد فناوری نانو در حوزه پزشکی و داروسازی بسرعت در حال افزایش است و این پیشرفت ها موجب شده امید به تشخیص بیماری ها و درمان آنها افزایش یابد. دارورسانی به سلول های سرطانی ازجمله دستاوردهای موفق نانو در حوزه پزشکی است. با استفاده از نانو ذرات مجهز به هدف یاب سلول های سرطانی می توان دارو را در محل مناسب آن یعنی در محل تجمع سلول های سرطانی آزاد کرد. به این ترتیب بیمار در فرآیند درمان با پیامدهایی شبیه آنچه در شیمی درمانی اتفاق می افتد مواجه نخواهد شد. محققان پیش بینی کرده اند ابزارهای در ابعاد نانو بتوانند همزمان انجام آزمایشات مختلف را به عهده گیرند. همچنین این بسته ها را می توان طوری طراحی کرد که برای نگهداری و حفظ داروها در مسیر معده و روده، عبور دادن آنها از قسمت های مختلف و در نهایت رسیدن به محل مورد نظر کارآمد باشد و بتوان آن را به روش بی سیم از خارج از بدن تحت کنترل قرار داد. اگرچه واقعیت کامل نانوفناوری نسبت به انقلاب زیست فناوری با سرعت کمتری نمایان خواهد شد، اما بدون تردید در میانه دهه ۲۰۲۰، انقلاب نانوفناوری ابعاد مختلف زندگی بشر را تحت تاثیر خود قرار می دهد.

نانو به جنگ پیری می رود

این روزها تقویت بدن انسان و افزایش توانمندی های بشر به کمک فناوری های جدید ازجمله نانوفناوری موضوعی است که در فیلم های علمی ـ تخیلی مورد توجه قرار گرفته است. به گفته محققان استفاده از فناوری نانو برای افزایش توانمندی های انسان فقط به دنیای تخیلی محدود نمی شود. محققان و دانشمندان پیش بینی کرده اند این فناوری زودتر از آنچه تصورش را کنید به زندگی ما قدم خواهد گذاشت. آنها بر این باورند نانوفناوری می تواند قدم فراتر از درمان زخم ها و آسیب های نخاعی گذاشته و به عنوان ابزاری کارآمد برای افزایش عمر سلول های مغزی و توانایی ماهیچه های بدن ایفای نقش کند، اما آینده نانو فقط به این مقوله محدود نمی شود.

اگر به قدری گرفتار مشغله های روزمره زندگی شده اید که نمی توانید زمانی را به انجام فعالیت های جسمانی برای حفظ تناسب اندام خود اختصاص دهید، می توانید از فناوری نانو کمک بگیرید. اگر از این که دائم به دنبال پریز برق یا کابل USB باشید تا گوشی تلفن همراه، دوربین یا تبلت خود را شارژ کنید خسته شده اید می توانید برای حل این مشکل هم از فناوری نانو کمک بگیرید.

به گفته محققان دانشگاه کالیفرنیا، نانوفناوری می تواند از انرژی گرمایی بدن هر فرد به عنوان منبعی برای شارژ ابزارهای الکترونیکی استفاده کنید. اگرچه درمان جراحت های پوستی یا ماهیچه ممکن است به مدت زمانی طولانی نیاز داشته باشد، اما هیدروژل های حاوی نانوذرات به عنوان یک راهکار معجزه آسا به ایجاد رگ های خونی جدید در بافت های آسیب دیده کمک کرده و با تحریک سلول های بنیادی بافت جدید را جایگزین بافت آسیب دیده می کند. به این ترتیب حتی درمان بافت مغز، استخوان و سلول های عصبی نیز امکان پذیر خواهد بود.

این در حالی است که گروهی دیگر از محققان به این نتیجه رسیده اند که نانوفناوری می تواند امیدی تازه برای مبارزه با پیری و افزایش طول عمر انسان ها باشد. ژل های نانویی تولید شده از سوی محققان دانشگاه North Western معجزه بزرگی در پیشگیری از پیری غضروف ها، مفاصل و سلول های بدن است که در نتیجه افزایش سن از بین می رود. حتی دانشمندان دانشگاه فلوریدا به نتایجی مبنی بر افزایش طول عمر سلول های مغزی به واسطه نانومواد دست یافته اند که می توان راهکار مناسبی برای جلوگیری از شیوع بیماری های مغزی مرتبط با افزایش سن باشد.