فناوری نانو در علم کامپیوتر

در صنعت کامپیوتر، قابلیت نانو ماشینها برای کوچک کردن ترانزیستورها روی تراشه های سیلیکونی می تواند انقلابی در این زمینه بوجود آورد. از فناوری نانو همچنین برای ساخت نسل جدیدی از اجزا» کامپیوتری استفاده خواهد شد. کامپیوترهای مولکولی می توانند اجزایی را در خود جای دهند که این اجزا» تریلیون ها بایت اطلاعات را در خود جای می دهند و این در حالی است که کل این ساختار از یک حبه قند بزرگتر نیست. ساخته شدن محصولات خود اسمبل : کامپیو ترها اطلاعات را تقریبا بدون صرف هیچ هزینه ای باز تولید می نمایند . اقداماتی در دست اجراست تا دستگاههایی ساخته شود که تقریبا بدون هزینه شبیه عمل بیت ها در کامپیوتر اتمها را به صورت مجزا بهم اضافه کنند ( کنار هم قرار دهند ). این امر ساختن اتوماتیک محصولات را بدون نیروی کار سنتی همانند عمل کپی در ماشینهای زیراکس میسر می کند. صنعت الکترونیک با روند کوچک سازی احیا می گردد و کار در ابعاد کوچکتر منجر به ساخت ابزاری می شود که قادر به دستکاری اتمهای منفرد مثل پروتئینها در سیب زمینی و همانند سازی اتمهای خاک ، هوا و آب از خودشان می گردد. نانوتکنولوژی با پیوند علم مواد، شیمی و علوم مهندسی عرصه ای را بوجود می آورد که ماشین آلات خود تکثیر کننده و محصولات خود اسمبل از اتمهای اولیه ارزان ساخته شوند. تولید مواد و محصولات صنعتی : نانوتکنولوژی تغییر بنیانی مسیری است که در آینده موجب ساخت مواد و ابزار مختلف خواهد شد. امکان سنتز مولکولهای ساختمانی نانو با اندازه و ترکیب بدقت کنترل شده و سپس چیدن آنها در ساختارهای بزرگتر که دارای خواص و کارکرد منحصر بفرد باشند انقلابی در مواد و فرایند تولید آنها ایجاد می کند. محققان قادر به ایجاد ساختارهایی از مواد خواهند شد که در طبیعت نبوده و شیمی مرسوم نیز قادر به ایجادشان نبوده است. برخی از مزایای نانو ساختارها عبارتست از مواد سبک تر، قویتر و قابل برنامه ریزی - کاهش هزینه عمر کاری از طریق کاهش دفعات نقص فنی - ابزارهای نوین بر پایه اصول معماری جدید - بکارگیری کارخانجات مولکولی یا خوشه ای که مزیت مونتاژ مواد در سطح نانو را دارند. کاربرد فناوری نانو در صنعت الکترونیک : با استفاده از این فناوری می توان ظرفیت ذخیره سازی اطلاعات را در حد هزار برابر یا بیشتر افزایش داد و در نهایت به ساخت ابزارهای ابر محاسباتی به کوچکی یک ساعت مچی رسید. اگر ظرفیت نهائی ذخیره اطلاعات به حدود یک ترابیت در هر اینچ مربع برسد ذخیره سازی 50 عدد DVD در یک هارددیسک به ابعاد یک کارت اعتباری میسر خواهد شد که ساخت تراشه ها در اندازه های فوق العاده کوچک مثلا در اندازه های 32 تا 90 نانومتر و تولید دیسکهای نوری 100 گیگابایتی در اندازه های کوچک نیز از دیگر کاربردهاست. کاربرد نانوفناوری در صنعت خودروسازی : ساخت بدنه سبک تر و مقاوم تر برای خودرو - لاستیکهائی با مقاومت بیشتر در برابر سایش - ساخت قطعات موتور با عمر چندبرابر - کاهش مصرف سوخت خودرو - باطریهای با انرژی و دوام بالا - حسگرهای چندمنظوره برای کنترل فرایندهای مختلف در خودرو - کاتالیزورهای اگزوز ماشین برای کاهش آلودگی هوا - سازگار کردن خودرو با محیط زیست - جایگزین کردن کربن سیاه تایرها با ذرات رس و پلیمرهای نانومتری (که تایرهای سازگار با محیط زیست و مقاوم در برابر سائیدگی را به ارمغان می آورد ) استفاده از سیستم های الکتروکرومیک در آینه های داخلی و بیرونی خودرو که می تواند نور را بطور اتوماتیک تنظیم کند. ( در این سیستم ها مطابق با شرایط نوری موجود و با استفاده از تغییر ولتاژ، فرایند شیمیایی خاصی اجرا می شود. در همان حین از طریق مهاجرت اتمهای لیتیم در لایه های بسیار نازک اتمهای دیگری ساخته می شود که این امر موجب تغییر شفافیت شده و تنظیم نور بصورت اتوماتیک صورت می گیرد. ) فناوری نانو گرم کردن شیشه های خودرو بصورت نامرئی و بدون استفاده از سیم های آزاردهنده را فراهم ساخته است - خاصیت خود پاک کنندگی شیشه ها و آینه های خودرو هم با استفاده از فناوری نانو امکانپذیر گشته است. کاربرد فناوری نانو در صنایع فضائی : به گفته دانشمندان ناسا خطر قرار گرفتن در معرض تابشهای فضائی مهمترین عامل محدود کننده طول مدت سفرهای فضایی است. طراحان سفیته های فضایی به دنبال موادی هستند که بتوانند در بدنه سفینه های فضایی، حفاظت موثری در برابر تابشهای فضایی ایجاد کرده و ذخیره انرژی خوبی هم داشته باشد. یک فضا نورد بمحض خروج از میدان مغناطیسی و اتمسفر محافظ زمین در معرض تابشهای یونیزه کننده ای بصورت ذرات اتمی باردار قرار می گیرد که با سرعتی نزدیک به سرعت نور حرکت می کند. این ذرات پر انرژی ( HZE ) دارای بار زیادی بوده و بیشترین خطر را برای انسان در فضا ایجاد می کنند. قرار گرفتن طولانی مدت در برابر این تابشها موجب آسیب دیدن DNA و بروز سرطان می شود. یکی از مواد محافظی که دانشمندان مشغول بررسی قابلیت آن هستند بور ( 10  Bure ) است. آنان در حال مذاکره برای کاربردهای احتمالی این ماده در ماموریت های فضایی و نیز کاربردهای احتمالی نانو لوله های بور 10 هستند. در حال حاضر آزمایشهای تابشی روی این نانولوله ها در حال انجام است. تاثیرات امنیتی نانوفناوری : به لحاظ کاربردهای بسیار زیادی که این فناوری می تواند در امور نظامی داشته باشد در بخش دفاعی کشورها گرایش زیادی به تحقیق و توسعه نانوفناوری صورت گرفته است. از جمله کاربردهای این فناوری لباسهای مانع خطر و پرنده های بسیار کوچک و تجهیزات اطلاعاتی است که هم اکنون با حمایت وزارت دفاع کشورهایی چون آمریکا و ژاپن و برخی از کشورهای اروپایی بصورت پروژه تحقیقاتی در حال انجام آن هستند. تسلط اطلاعاتی از طریق نانو الکترونیک پیشرفته بعنوان یک قابلیت مهم نظامی امنیتی - امکان آموزش موثرتر نیرو به کمک سیستمهای واقعیت مجازی پیچیده تر حاصله از الکترونیک نانو ساختاری - استفاده بیشتر از اتوماسیون و رباتیک پیشرفته برای جبران کاهش نیروی انسانی نظامی - بهبود کارآیی خودروهای نظامی و کاهش خطر برای سربازان - تعداد دفعات کمتر نقص فنی تجهیزات نظامی و امنیتی و هزینه کمتر در عمر کاری تجهیزات - پیشرفت در امر شناسایی و در نتیجه مراقبت از عوامل زیستی - شیمیایی و هسته ای - بهبود طراحی سیستمهای کنترل و ... همه در سایه فناوری نانو و بعنوان عوامل پشتیبان امنیت ملی از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشند. اشاره به بعضی از دستاوردهای فناوری نانو :  تشخیص سریع پزشکی در اولین مرحله بیماری  تشخیص بیماریهای صعب العلاج و درمان آن  شناسایی سلولهای آسیب دیده با کارگذاری نانوذرات فعال نوری در داخل  گلبولهای سفید خون  دارو رسانی به سلول و یا سلولهای آسیب دیده  تولید نانوکپسولهای حاوی ویتامینها و مواد مغزی  پانسمانهایی که موجب بهبود زخم می شوند  بانداژهایی که نیازی به تجدید ندارند  ساخت نانوکریستالهای فسفات کلسیم در ایمپلنتهای دندانی  ساخت و تولید نانوفیلرها و کاربرد آن در کامپوزیتهای دندانی  استفاده از نانو ذرات اکسید روی در تهیه لوسیونها و کرمهای ضدآفتاب و ضدالتهاب  استفاده از نانوذرات اکسید تیتانیوم برای کاهش صدمات ناشی از اشعه   ماورا» بنفش بر روی پوست  تهیه کرمهای ضدچروک و درمان خشکی پوست با استفاده از نانوذرات اکسید   تیتانیوم و سیلیکون  ساخت نانو ماشینهایی که قادرند چربی اضافه بدن را برطرف کنند و در عین   حال چین و چروک پوست را از بین ببرند.  ساخت نانوماشینهایی که قادرند فرم موی سر را به دلخواه فرد تغییر دهند.  تولید جورابهایی با استفاده از نانوذرات نقره که رشد باکتریها و قارچها را مهار کرده و از بروز بوی بد پا - عفونت ناخن و کف پا جلوگیری می کند.  ساخت و تولید عدسیها و لنزهای عینک ضدخش   ساخت  توپهای  تنیسی با کربن60 که  مستحکم تر و سبک تر از توپهای  تنیس معمولی است