پزشکي و بدن انسان:
رفتار مولکولي در مقياس نانومتر، سيستم‌هاي زنده را اداره مي‌کند. يعني مقياسي که شيمي]، فيزيک، زيست‌شناسي و شبيه‌سازي کامپيوتري، همگي به آن سمت درحال گرايش هستند.
* فراتر از سهل‌شدن استفاده بهينه از دارو، نانوتکنولوژي مي‌تواند فرمولاسيون و مسيرهايي براي رهايش دارو(Drug Delivery) تهيه کند، که به‌نحو حيرت‌انگيزي توان درماني داروها را افزايش مي‌دهد.
* مواد زيست‌سازگار با کارآيي بالا، از توانايي بشر در کنترل نانوساختارها حاصل خواهدشد. نانومواد سنتزي معدني و آلي را مثل اجزاي فعّال، مي‌توان براي اعمال نقش تشخيصي(مثل ذرات کوانتومي که براي مريي‌سازي بکار مي‌رود) درون سلو‌ل‌ها وارد نمود.
* افزايش توان محاسباتي به‌وسيله نانوتکنولوژي، ترسيم وضعيت شبکه‌هاي ماکرومولکولي را در محيط‌هاي واقعي ممکن مي‌سازد. اينگونه شبيه‌سازي‌ها براي بهبود قطعات کاشته‌شده زيست‌سازگار در بدن و جهت فرآيند کشف دارو، الزامي خواهدبود.
دوام‌پذيري منابع: کشاورزي، آب، انرژي، مواد و محيط زيست پاک:
نانوتکنولوژي منجر به تغييراتي شگرف در استفاده از منابع طبيعي، انرژي و آب خواهد شد و پساب و آلودگي را کاهش خواهدداد. همچنين فنّاوري‌هاي جديد، امکان بازيافت و استفاده مجدد از مواد، انرژي و آب را فراهم خواهند کرد. در زمينه محيط زيست، علوم و مهندسي نانو، مي‌تواند تأثير قابل ملاحظه‌اي در درک مولکولي فرآيندهاي مقياس نانو که در طبيعت رخ مي‌دهد؛ در ايجاد و درمان مسايل زيست‌محيطي از طريق کنترل انتشار آلاينده‌ها؛ در توسعه فنّاوري‌هاي “سبز” جديد که محصولات جانبي ناخواسته کمتري دارند و يا در جريانات و مناطق حاوي فاضلاب، داشته‌باشد. لازم به ذکراست، نانوتکنولوژي توان حذف آلودگي‌هاي کوچک از منابع آبي (کمتر از 200 نانومتر) و هوا (زير 20 نانومتر) و اندازه‌گيري و تخفيف مداوم آلودگي در مناطق بزرگ‌تر را دارد.
در زمينه انرژي، نانوتکنولوژي مي‌تواند به‌طور قابل ملاحظه‌اي کارآيي، ذخيره‌سازي و توليد انرژي را تحت تأثير قرار داده مصرف انرژي را پايين بياورد. به عنوان مثال، شرکتهاي مواد شيميايي، مواد پليمري تقويت‌شده با نانوذرات را ساخته‌اند که مي‌تواند جايگزين اجزاي فلزي بدنه اتومبيل‌ها شود. استفاده گسترده از اين نانوکامپوزيت‌ها مي‌تواند ساليانه 5?1 ميليارد ليتر صرفه‌جويي مصرف بنزين به همراه داشته‌باشد.
همچنين انتظار مي‌رود تغييرات عمده‌اي در فنّاوري روشنايي در 10 سال آينده رخ دهد. مي‌توان نيمه‌هادي‌هاي مورد استفاده در ديودهاي نوراني(LED ها) را به مقدار زياد در ابعاد نانو توليد کرد. در امريکا، تقريبا” 20% کل برق توليدي، صرف روشنايي(چه لامپ‌هاي التهابي معمولي و چه فلويورسنت) مي‌شود. مطابق پيش‌بيني‌ها در 10 تا 15 سال آينده، پيشرفت‌هايي از اين دست مي‌تواند مصرف جهاني را بيش از 10% کاهش دهد که 100 ميليارد دلار در سال صرفه‌جويي و 200 ميليون تن کاهش انتشار کربن را به‌همراه خواهدداشت.
هوا و فضا:
محدوديت‌هاي شديد سوخت براي حمل بار به مدار زمين و ماوراي آن، و علاقه به فرستادن فضاپيما براي مأموريت‌هاي طولاني به مناطق دور از خورشيد، کاهش مداوم اندازه، وزن و توان مصرفي را اجتناب‌ناپذير مي‌سازد. مواد و ابزارآلات نانوساختاري، اميد حل اين مشکل را بوجود آورده‌است.
“نانوساختن”(Nanofabrication) همچنين در طرّاحي و ساخت مواد سبک‌وزن، پرقدرت و مقاوم در برابر حرارت، موردنياز براي هواپيماها، راکت‌ها، ايستگاههاي فضايي و سکّوهاي اکتشافي سيّاره‌اي يا خورشيدي، تعيين‌کننده است. همچنين استفاده روزافزون از سيستم‌هاي کوچک‌شده تمام خودکار، منجر به پيشرفت‌هاي شگرفي در فنّاوري ساخت و توليد خواهدشد. اين مسأله با توجه به اينکه محيط فضا، نيروي جاذبه کم و خلأ بالا دارد، موجب توسعه نانوساختارها و سيستم‌هاي نانو –که ساخت آنها در زمين ممکن نيست- در فضا خواهدشد.
امنيت ملّي:
برخي کاربردهاي دفاعي نانوتکنولوژي عبارت‌اند از: تسلط اطّلاعاتي از طريق نانوالکترونيک پيشرفته به‌عنوان يک قابليت مهم نظامي، امکان آموزش مؤثّرتر نيرو، به کمک سيستم‌هاي واقعيت مجازي پيچيده‌تر حاصله از الکترونيک نانوساختاري، استفاده بيشتر از اتوماسيون و رباتيک پيشرفته براي جبران کاهش نيروي انساني نظامي، کاهش خطر براي سربازان و بهبود کارآيي خودروهاي نظامي، دستيابي به کارآيي بالاتر(وزن کمتر و قدرت بيشتر) موردنياز در صحنه‌هاي نظامي و در عين‌حال تعداد دفعات نقص فنّي کمتر و هزينه کمتر در عمر کاري تجهيزات نظامي، پيشرفت در امر شناسايي و در نتيجه مراقبت عوامل شيميايي، زيستي و هسته‌اي، بهبود طرّاحي در سيستم‌هاي مورد استفاده در کنترل و مديريت عدم تکثير سلاح‌هاي هسته‌اي، تلفيق ابزارهاي نانو و ميکرومکانيکي جهت کنترل سيستم‌هاي دفاع هسته‌اي. در بسياري موارد، فرصت‌هاي اقتصادي و نظامي مکمّل هم هستند. کاربردهاي دراز مدت نانوتکنولوژي در زمينه‌هاي ديگر، پشتيباني کننده امنيت ملّي است و بالعکس.
کاربرد نانوتکنولوژي در صنعت الکترونيک
ذخيره‌سازي اطلاعات در مقياس فوق‌‌العاده کوچک: با استفاده از اين فناوري مي‌توان ظرفيت ذخيره‌سازي اطلاعات را در حد 1000 برابر يا بيشتر افزايش داد و نهايتاً به ساخت ابزارهاي ابرمحاسباتي به کوچکي يک ساعت مچي منتهي شود. ظرفيت نهايي ذخيره اطلاعات به حدود يک ترابيت در هر اينچ مربع برسد، و اين امر موجب ذخيره سازي 50 عدد DVD يا بيشتر در يک هارد ديسک با ابعاد يک کارت اعتباري مي‌شود. ساخت تراشه‌ها در اندازه¬هاي فوق¬العاده کوچک به‌عنوان مثال در اندازه¬هاي 32 تا 90 نانومتر، توليد ديسک‌هاي نوري 100 گيگابايتي در اندازه¬هاي کوچک نيز مي¬باشد.
شکل‌گيري بازارهاي بسيار بزرگ
شواهد موجود نشان مي‌دهد که درصد بالايي از بازارهاي محصولات مختلف متکي بر نانوتکنولوژي خواهد بود و به همين دليل دولت‌ها و شرکتهاي بزرگ و کوچک به دنبال کسب جايگاهي براي خود در اين بازارها هستند. ميهيل روکو، رييس کميته علوم و فناوري نانو در رياست‌جمهوري آمريکا طي مقاله‌اي در ماه مي‌‌سال 2001، پتانسيل نانوتکنولوژي براي تغيير چشمگير در اقتصاد جهاني را يادآوري نموده است. بر مبناي پيش‌بيني وي و بخش ديگري از صاحب‌نظران در ده الي 15 سال آينده نانوتکنولوژي بازار نيمه‌هادي را به طور کامل تحت تأثير قرار خواهد داد. خبرهايي نيز که اخيراً از شرکتهاي اصلي سازنده پردازنده‌هاي کامپيوتر در آمريکا و ژاپن منتشر شده است، از ورود پردازنده‌هاي حاوي يک ميليارد نانوترانزيستور تا قبل از 10 سال آينده حکايت دارد. به عنوان مثال شرکت اينتل اعلام نموده است که در سال 2007 پردازنده‌هاي متکي بر نانوترانزيستور را با قدرت و سرعت بسيار بيشتر و مصرف کمتر نسبت به آخرين دستاوردهاي امروزي نيمه‌هادي‌ها وارد بازار خواهد کرد.
در بخش دارو نيز پيش‌بيني شده است تا 10 الي 15 سال آينده نيمي از اين صنعت متکي بر نانوتکنولوژي خواهد بود که خود نياز به وسايل تزريق جديد و آموزشهاي پزشکي روزآمد خواهد داشت يا در مورد موادشيميايي، فقط ذکر بازار 100 ميليارد دلاري کاتاليست‌ها که تا 10 سال آينده به طور کامل متکي بر کاتاليست‌هاي نانوساختاري خواهد بود، براي نشان دادن اهميت بحث کافي است. از هم‌اکنون بازار بزرگي براي بکارگيري مواد جديد در محصولات فعلي در حال شکل‌گيري است. موادي که مي‌توانند خواص جديد و فوق‌العاده‌اي به محصولات موجود بخشيده و موجب کاهش قيمت آنها شوند. به عنوان نمونه نانولوله‌هاي کربني(Carbon NanoTubes) با وزن بسيار کمتر و استحکام بسيار بيشتر نسبت به موادي چون فولاد، بخش زيادي از صنايع را در آينده تحت تأثير قرار خواهد داد.
در کنار اين پيش‌بيني‌ها، اين سؤال بايد مطرح شود که جايگاه کشورهايي که به نانوتکنولوژي دسترسي ندارند، در بازارهاي آينده و اقتصاد جهاني چه خواهد بود. با توجه به اينکه سهم هر کشور يا بنگاه در زمان شکل‌گيري يک بازار تثبيت مي‌شود، زمان سرمايه‌گذاري براي رسيدن به جايگاه مناسب، همين امروز است.
شاخه‌هاي اصلي
در دسته‌بندي علوم نانويي، همچنان مسايل حل نشده? زيادي وجود دارد. اما شاخه‌هايي که در زير آورده شده‌اند، اساس نانو تکنولوژي را تشکيل مي‌دهند:
* نانو روکش‌ها
* نانو مواد
* نانو پودرها
* نانو لوله‌ها(نانو تيوب‌ها)
* نانو کامپوزيت‌ها
* مهندسي مولکولي
* موتورهاي مولکولي(نانو ماشين‌ها)
* نانو الکترونيک
* نانو سنسورها
* نانو ترانزيستورها
زمينه‌هاي کاربرد
علم مواد، شيمي و علوم مهندسي
منبع:http://www.academist.ir/خ