۱۳۹۶ دوشنبه ۲۹ آبان
شماره‌های پیشین:
شماره ۲۹۶۲ - ۱۳۹۶ پنج شنبه ۲۳ شهريور
تأثیر فناوری نانو بر بهبود کیفیت زندگی مردم
یک تیر و چند نشان
علی طهاری. مدیر ترویج صنعتی ستاد فناوری نانو

بیش از سه دهه است که جهان با واژه جدیدی با نام نانو آشنا شده و درباره آن تحقیق می‌کند. شاید در ابتدا این سؤال مطرح شود که فناوری نانو چیست؟ فناوری نانو طراحی، تولید و کاربرد ساختارها، ابزارها و سیستم‌ها از طریق کنترل شکل و اندازه آنها در مقیاس نانومتری (یک‌‌میلیاردیم متر) است. وقتی یک ماده از حالت معمولی به شکل نانومتری خود تبدیل می‌شود، خواص ماده به گونه‌ای تغییر می‌کند که دیگر قوانین فیزیک معمول و کلاسیک توانایی توضیح آن را ندارد. ممکن است یک ماده در ابعاد نانومتری خواص بسیار متفاوتی نسبت‌به اندازه توده‌ای خود داشته باشد. این تغییرات در خواص، موجب علاقه‌مندی دانشمندان و صنعتگران به تحقیق درباره این فناوری شده است تاجایی‌که بسیاری از کشورها از جمله کشور ما برنامه توسعه فناوری نانو را تدوین کرده و برای آن متولی معین کردند. در ادامه سعی می‌کنیم به مرور چند اثر بزرگ فناوری نانو در بهبود کیفیت زندگی بشر بپردازیم.
1- شاید بعد از اکسیژن، هیچ چیز به اندازه آب در زندگی بشر اهمیت نداشته باشد. در سال‌های اخیر و با شتاب‌گرفتن رشد جمعیت و به‌تبع آن نیاز بشر به تولید غذا، مصرف آب در بخش‌های مختلف آب شرب، کشاورزی و صنعت بیش از گذشته شده است. اگر این موضوع را با ظهور پدیده‌هایی مانند تغییر اقلیم در نظر بگیریم، به اهمیت حفظ و حراست منابع آبی پی مي‌بریم. یکی از اثرات فناوری نانو، تحول جدی در حوزه صنعت آب و فاضلاب در دنیا است. این تحول به‌واسطه بهبود قابل ملاحظه تجهیزات و سیستم‌های تصفیه آب و پساب امکان‌پذیر شده است. به‌عنوان مثال با نانوحسگرها، پایش کیفیت آب آشامیدنی بسیار راحت‌تر و دقیق‌تر از گذشته شده است یا استفاده از نانوجاذب‌ها موجب تصفیه فاضلاب‌های صنعتی از مواردی همچون فلزات سنگین، مواد آلی سمی و مواد روغنی خواهد شد. مورد دیگر، استفاده از فناوری نانو برای ازبین‌بردن آلودگی‌های آب‌های زیرزمینی است. با گسترش شهرنشینی و استفاده از کودهای شیمیایی و آفت‌کش‌ها در کشاورزی و همچنین افت منابع آبی زیرزمینی، این منابع با افزایش آلودگی‌ها مواجهند. روش‌های قدیمی برای رفع آلودگی از این منابع، کارایی کم و هزینه زیادی دارند درحالی‌که استفاده از برخی کاتالیزورها و جاذب‌های نانویی می‌تواند به صورت اقتصادی، تا میزان زیادی از آلودگی‌ها بکاهد.
2- یکی دیگر از بخش‌هایی که فناوری نانو آن را تحت‌تأثیر جدی قرار داده است حوزه بهداشت و سلامت است. اثرات فناوری نانو در حوزه‌های دارورسانی، تصویربرداری‌های پزشکی، تجهیزات و ابزارآلات، مهندسی بافت و محصولات آرایشی و بهداشتی قابل‌توجه است. به‌کارگیری روش‌های نانومتری از چند جهت در طراحی و ساخت داروها حائزاهمیت است که ازجمله می‌توان به اندازه‌گیری‌ها، آزمایش‌ها، محاسبات و توانایی‌ها اشاره کرد. برای اینکه یک دارو از جهت درمانی مؤثر بماند، لازم است تا رسیدن به محل اثر، محافظت و ویژگی‌های زیستی و شیمیایی آن حفظ شود. بعضی دیگر از داروها بسیار سمی هستند و سبب بروز عوارض جانبی بسیار نامطلوب می‌شوند. سامانه‌های دارورسانی در به‌کارگیری مواد و فرایند تولید محدودیت زیادی دارند. مواد این سامانه‌ها باید سازگاری زیستی با بدن داشته باشند و به‌آسانی به دارو متصل شوند و از بدن قابل حذف باشند. فناوری نانو در زمینه‌های دارورسانی می‌تواند راه‌حل‌های جدیدی را ارائه کند. فناوری دارورسانی نانوذره‌ای می‌تواند تجدید فرمولاسیون داروهای موجود را برای افزایش چرخه حیات محصول، افزایش سوددهی و عدم تشویق به رقابت در خلال سال‌هایی که دارو دارای بیشترین ارزش است، ممکن كند. خوشبختانه با تلاش محققان شاغل در شرکت‌های دانش‌بنیان در کشور ما، نانوداروهای ضدسرطان سینه، ریه و پانکراس تولید و با اخذ مجوزهای لازم روانه بازار شده است. نمونه دیگر از اثرات فناوری نانو، کاربرد این فناوری در تصویربرداری پزشکی است. همان‌طور که می‌دانیم اولین گام در کنترل و مقابله مؤثر با برخی از بیماری‌ها به‌ویژه سرطان، شناسایی زودهنگام بیماری است. با شناسایی بیماری در مراحل اولیه تا حدود بسیار بالایی می‌توان بیماری را کنترل و درمان کرد. بنابراین در طول دهه‌های گذشته تحقیقات وسیعی در راستای ارائه و توسعه روش‌های جدیدتر و با قابلیت بالاتر برای تشخیص زودهنگام بیماری صورت گرفته است. به‌علاوه، امکان مشاهده داروی تزریق‌شده نیز با کمک برخی از روش‌های تصویربرداری وجود دارد و سبب می‌شود پزشکان بتوانند از اینکه دارو به محل مورد نظر رسیده، مطمئن شده و مراحل پیشرفت درمان را نیز ملاحظه کنند. علاوه بر اين، فناوری نانو تاکنون اثر قابل توجهی در بهبود کیفیت تصاویر تجهیزاتی مانند ام‌آرآی داشته است.
3- افزایش استانداردهای زندگی و افزایش جمعیت در جهان منجربه افزایشی اجتناب‌ناپذیر در مصرف انرژی خواهد شد، به‌طوری که مصرف انرژی در جهان تا 20 سال آینده به میزان 40  درصد افزایش خواهد یافت و پیش‌بینی می‌شود که تا سال 2050 دو برابر شود. با وجود اینکه این میزان تقاضا ممکن است با استفاده از منابع سوخت‌های فسیلی برآورده شود، اما به دلیل آثار منفی زیست‌محیطی ناشی از انتشار دی‌اکسیدکربن، محدودیت منابع، رقابت جهانی در بهره‌برداری از آنها و افزایش قیمت در کالاهای انرژی‌دار، انرژی را به یک مسئله امنیت ملی تبدیل کرده است. مسلما مهم‌ترین چالش فناورانه پیش‌ِروی جامعه امروز حتی در کشورهای توسعه‌یافته، برآوردن نیازهای انرژی روبه‌رشد جهان با روشی قابل قبول و پایدار از لحاظ زیست‌محیطی و ژئوپلیتیک است. پرداختن به مسائل مربوط به تغییرات آب‌وهوایی، آلودگی هوا و آب، توسعه اقتصادی، امنیت ملی و حتی فقر و بهداشت جهانی همگی منوط بر توانایی تأمین انرژی پایدار پاک و ارزان در شیوه‌ای عاری از درگیری‌های ژئوپلیتیک است. به‌طورکلی، فناوری‌های کنونی جهت گسترش در مقیاس کلان موردنیاز در دهه‌های آینده بسیار ناکارآمد، گران‌قیمت و از لحاظ منابع محدود هستند. در این زمینه، علوم و فناوری نانو برای ایجاد تحول در تولید انرژی پاک و سازگار با محیط زیست از منابع امن داخلی مطرح می‌شوند. فعالیت‌های دهه گذشته نشان داده است که چالش‌های فناورانه برای تبدیل و ذخیره‌سازی کارآمد‌تر و مقرون‌به‌صرفه‌تر انرژی، شدیدا به دانش و کنترل پدیده‌ها در مقیاس نانو وابسته است. سلول‌های‏ فتوولتاییک کم‌هزینه برای تولید انرژی خورشیدی، انواع جدید باتری‌ها برای حمل‌ونقل و ذخیره انرژی متصل به شبکه که درحال‌حاضر در موبایل‌ها، لپ‌تاپ‌ها و تبلت‌ها مشاهده می‌کنیم، روش‌های کارا و کم‌هزینه برای تبدیل انرژی خورشیدی و الکتریکی به سوخت‌های شیمیایی، کاتالیست‌ها و سیستم‌های کاتالیستی جدید برای فتوسنتز مصنوعی و استفاده از دی‌اکسیدکربن به‌عنوان ماده اولیه، مواد دارای سطح ویژه بالا برای ذخیره‌سازی انرژی و ...‌‌ نمونه‌هایی از این فناوری‌های جدید هستند.


دیدگاه‌ها(۰)