يک نانومتر چقدر است؟

يک نانومتر يک ميلياردم متر 10به توان9 است. اين مقدار حدودا چهار برابر قطر يک اتم است. مکعبي با ابعاد 2.5 نانومتر ممکن است حدود 1000 اتم را شامل شود. کوچکترين آي سيهاي امروزي با ابعادي در حدود 250 نانومتر در هر لايه به ارتفاع يک اتم ، حدود يک ميليون اتم را در بردارند. در مقايسه يک جسم نانومتري با اندازه‌اي حدود 10 نانومتر ، هزار برابر کوچکتر از قطر يک موي انسان است.

اهميت مقياس نانو

خواص موجي شکل (مکانيک کوانتومي) الکترونهاي داخل ماده و اثر متقابل اتمها با يکديگر از جابجايي مواد در مقياس نانومتر اثر مي‌پذيرند. با توليد ساختارهايي در مقياس نانومتر ، امکان کنترل خواص ذاتي مواد ازجمله دماي ذوب ، خواص مغناطيسي ، ظرفيت بار و حتي رنگ مواد بدون تغيير در ترکيب شيميايي بوجود مي‌آيد. استفاده از اين پتانسيل به محصولات و تکنولوژيهاي جديدي با کارآيي بالا منتهي مي‌شود که پيش از اين ميسر نبود.

منافع نانوتکنولوژي

محصولات خود_اسمبل

کامپيوترهايي با سرعت ميلياردها برابر کامپيوترهاي امروزي

اختراعات بسيار جديد (که امروزه ناممکن است)

سفرهاي فضايي امن و مقرون به صرفه

نانوتکنولوژي پزشکي که در واقع باعث ختم تقريبي بيماريها ، سالخوردگي و مرگ و مير خواهد شد.

دستيابي به تحصيلات عالي براي همه بچه‌هاي دنيا

احياء و سازماندهي اراضي

برخي کاربردها

مدلسازي مولکولي و نانوتکنولوژي

در سازمان ­دهي و دستکاري مواد در مقياس نانو ، لازم است تمامي ابزار موجود جهت افزايش کارايي مواد و وسايل بکار گرفته شود. يکي از اين ابزار ، شيمي تحليلي ، خصوصا مدل ‌سازي مولکولي و شبيه ‌سازي است. امروزه ابزار تحقيقاتي فراگيري مانند روشهاي شيمي تحليلي مزيتهاي فراواني نسبت به روشهاي تجربي دارند. ميهيل يورکاز شرکتContinental Tire North America مي‌گويد:"روشهاي تجربي مستلزم بهره‌گيري از نيروي انساني ، شيميايي ، تجهيزات ، انرژي و زمان است. شيمي تحليلي اين امکان را براي هر فرد مهيا مي‌سازد که فعاليتهاي شيميايي چندگانه‌اي را در 24 ساعت شبانه ‌روز انجام دهد. شيميدانها مي‌توانند با انجام آزمايشها توسط رايانه ‌، احتمال فعاليتهاي غيرمؤثر را از بين ببرند و گستره احتمالي موفقيتهاي آزمايشگاهي را وسعت دهند.

نتيجه نهايي اين امر ، کاهش اساسي در هزينه‌هاي آزمايشگاهي (مانند مواد ، انرژي ، تجهيزات) و زمان است." از طرف ديگر ، در شيمي تحليلي سرمايه‌ گذاري اوليه جهت تهيه نرم‌افزار و هزينه‌هاي وابسته از جمله سخت‌افزار جديد ، آموزش و تغييرات پرسنل بسيار بالا خواهد بود. ولي با بکار گيري هوشمندانه اين ابزار مي‌توان هريک از هزينه‌هاي اوليه را نه تنها از طريق صرفه‌جويي در هزينه آزمايشگاه بلکه بوسيله فراهم نمودن دانشي که منجر به بهينه ‌سازي فرآيندها و عملکردها مي‌شود، جبران ساخت.

اين موضوع براي شيميدانها بسيار مناسب است، ولي روشهاي شبيه‌سازي چطور مي‌توانند براي نانوتکنولوژيستها مفيد واقع شود؟ محدوديتهاي آزمايشگر در مقياس نانو ، زماني آشکار مي‌شود که شگفتي جهان دانشمندان نظري وارد عمل مي‌شود. در اينجا هنگامي که دانشمندان قصد قرار دادن هر يک از اتمها را در محل مورد نظر دارند قوانين کوانتوم وارد صحنه مي‌شود. پيش‌بيني رفتار و خواص در محدوده­اي از ابعاد براي نانوتکنولوژيستها حياتي است.

مدل‌سازي رايانه‌اي با بکارگيري قوانين اوليه مکانيک کوانتوم و يا شبيه‌سازيهاي مقياس مياني ، دانشمندان را به مشاهده و پيش‌بيني رفتار در مقياس نانو و يا حدود آن قادر مي‌سازد. مدلهاي مقياس مياني با بکارگيري واحدهاي اصلي بزرگتر از مدلهاي مولکولي که نيازمند جزئيات اتمي است، به ارائه خواص جامدات ، مايعات و گازها مي­پردازند. روشهاي مقياس مياني در مقياسهاي طولي و زماني بزرگتري نسبت به شبيه­سازي مولکولي عمل مي‌کنند. مي‌توان اين روشها را براي مطالعه مايعات پيچيده ، مخلوطهاي پليمر و مواد ساخته‌شده در مقياس نانو و ميکرو بکار برد.

اقلیم شناسان نشان داده اند که فوران های آتشفشانی بزرگ طی 450 سال گذشته آب و هوای مناطق حاره را به طور موقت خنک کرده است. به گزارش خبرگزاری مهر، پژوهشگران رصدخانه زمینی دانشگاه کلمبیا نشان داده اند برخی فوران های آتشفشانی سده های اخیر کمک مهمی به خنک کردن آب و هوای مناطق استوایی کرده است اما چنین تاثیراتی تحت الشعاع افزایش درجه حرارت های جهانی در خلال قرن بیستم نادیده گرفته شده اند.
   دانشمندان پیش از این پذیرفته بودند که طی سده های اخیر، فوران های عظیم در عرض های جغرافیایی بالاتر، درجه حرارت را پایین آورده است زیرا ذرات آتشفشانی باعث بازتاب نور خورشید به سوی فضا شده اند. مثال بارز این پدیده فوران عظیم آتشفشان تامبورای اندونزی در سال 1816 است که به سال بدون تابستان مشهور شد و درجه حرارت پایین موجب از دست رفتن محصولات کشاورزی در اروپای شمالی و شرق امریکای شمالی شد.
   محققان با تجزیه و تحلیل حلقه های رشد درختان، هسته های یخی یخچال های طبیعی و مرجان های برداشت شده از ناحیه گسترده ای از مناطق حاره پی برده اند که با سرد شدن محیط، نه تنها درختان به رشد کمتر گرایش می یابند بلکه ایزوتوپ های اکسیژن در مرجان ها و یخ منجمد ممکن است تغییر کنند.
   تحقیق دانشمندان بر اساس نمونه های گرفته شده در فاصله زمانی سال های 1546 تا 1998 است که گستره ای وسیع از نپال تا اندونزی و از میان اقیانوس های آرام و هند و کوه های آند را شامل می شود و علاوه بر موارد جمع آوری شده از آرشیو سایر دانشمندان نیز استفاده شده است.
   بر اساس گزارش ساینس دیلی، داده های دانشمندان نشان می دهد پایدارترین فرآیند سرد شدن اقلیم زمین به دنبال دو رویداد فوران عظیم آتشفشانی در سال های 1809 و 1815 به وقوع پیوسته که در نتیجه آن درجه حرارت استوایی به میزان هشتاد و چهار صدم درصد درجه سانتیگراد تنزل یافت.

نتيجه پژوهش‌هاي تازه گروهي از اخترشناسان نشان مي دهد که حجم کهکشان راه شيري، تقريبا به اندازه کهکشان «آندرومدا» است که بزرگ ترين کهکشان نزديک‌ به زمين محسوب مي‌شود. به گزارش ايسنا، طبق اين پژوهش‌ها، سرعت حرکت مارپيچي کهکشان راه شيري هم 15 درصد بيشتر از سرعتي است که تاکنون تصور مي شد. به دليل حجم بزرگتر، برخورد آتي اين کهکشان با کهکشان هاي مجاور آن ممکن است زودتر از زماني باشد که تاکنون احتمال آن مي رفت.
   دکتر ريد از دانشمندان شرکت کننده در نشست بين‌المللي ستاره شناسان در لانگ بيچ کاليفرنيا گفت: از اين به بعد نبايد فکر کرد که کهکشان راه شيري، خواهر کوچک کهکشان آندرومدا است. ستاره شناسان بااستفاده از 10 تلسکوپ راديويي که در محدوده هاوايي، منطقه کارائيب و شمال شرق آمريکا کار گذاشته بودند به اين نتيجه رسيدند که سرعت چرخش کهکشان راه شيري 900 هزار کيلومتر در ساعت است. اين سرعت قبلا 792 هزار کيلومتر در ساعت محاسبه شده بود.
   به گزارش ايسنا از پارس اسكاي، حجم توده هاي اين کهکشان نيز 50 درصد بيشتر از اندازه اي است که محاسبات قبلي نشان مي داد. چنين حجمي سبب مي شود که قدرت جاذبه کشش اين کهکشان نيز از آنچه قبلا تصور مي شد بيشتر باشد. اين مساله احتمال برخورد فاجعه آميز اين کهکشان با کهکشان آندرومدا و ساير کهکشان‌هاي مجاور آن را در چند ميليارد سال آينده بيشتر مي کند.

مدير گروه پژوهشي هواشناسي ديناميكي و هم ديدي پژوهشكده هواشناسي گفت: با استفاده از سامانه نرم افزاري هشدار سيل، پيش بيني اين پديده سه تا چهار روز قبل از وقوع امكان پذير است. مجيد آزادي در گفتگو با خبرنگار ايرنا افزود: ايران كشوري است كه سالانه حوادث طبيعي زيادي از جمله سيل در آن رخ مي‌دهد و همواره شاهد بروز تلفاتي از بروز سيل در كشور هستيم. وي ادامه داد: از اين رو پژوهشكده هواشناسي اقدام به تحقيقات در خصوص پيش بيني سيل در كشور كرد كه بعد از انجام تحقيقات وسيع در اين زمينه، موفق به ايجاد سامانه‌هاي نرم افزاري هشدار سيل شد. آزادي با اشاره به اينكه نمونه اوليه اين سامانه در رودخانه كارون نصب شده است، عملكرد اين سامانه را بسيار موفقيت آميز بيان كرد.
   به گفته وي با كمك اين سامانه نرم افزاري مي‌توان وقوع سيل را سه تا چهار قبل پيش بيني كرد. عضو هيات علمي پژوهشكده هواشناسي كشور اظهار داشت: هم اكنون كار نصب اين سامانه در استان گلستان و در برخي از حوزه‌هاي آبريز آن آغاز شده و تقريبا روبه پايان است. وي با تاكيد بر ايجاد سامانه هشدار سيل در كشور گفت: براي ايجاد اين سامانه در سراسر كشور اقدام شده، اما در حد تحقيقات است و هنوز اجرايي نشده است.
   آزادي در پايان به روند رو به رشد تحقيقات هواشناسي در كشور اشاره كرد و اظهار داشت: وضعيت تحقيقات در اين زمينه در كشور در شرايط مطلوبي است و روند نسبي رو به رشدي دارد، اما كافي نيست و بايد توجه ويژه‌اي به اين مقوله شود.

Powered By
  BLOGFA.COM