بايد توجه كنيد كه اين ماده يك لايه نيست كه بر روي سطوح كشيده شود، بلكه تغيير شيميايي در سطح مولكولي مي باشد، كه از آلوده شدن سطوح جلوگيري مي نمايد. اين تركيب آبگريز، نميگذارد تا آب و يا هر ذره ديگري بر روي سطح شيشه و يا كروم بنشيند. اين ماده بسيار نازك و شفاف است
بايد توجه كنيد كه اين ماده يك لايه نيست كه بر روي سطوح كشيده شود، بلكه تغيير شيميايي در سطح مولكولي مي باشد، كه از آلوده شدن سطوح جلوگيري مي نمايد. اين تركيب آبگريز، نميگذارد تا آب و يا هر ذره ديگري بر روي سطح شيشه و يا كروم بنشيند. اين ماده بسيار نازك و شفاف است و اصلا قابل مشاهده به وسيله چشم نيست و در نتيجه سطوح شفاف مانند شيشه ها و لنزهاي دوربين نيز به وسيله آن به راحتي محافظت مي شوند. اين ذرات نانو بر روي مولكولهاي سطوح مي چسبند و مانع از نفوذ هر نوع ماده ديگر بر روي سطح مي شوند. مي بينيد كه آب هرگز بر روي سطوح آغشته شده بوسيله اين ماده نمي ايستد، بنابراين اگر جسمي بر روي اين سطوح بنشيند تنها با ريختن آب بر روي سطح و يا باريدن باران پاك خواهد شد.
اگر بوسيله ميكروسكوپ به سطح شيشه نگاه كنيم مي بينيم كه سطوح شيشه اي كاملا صاف نمي باشند، بنابراين وقتي كه آب و يا هر آلودگي ديگري بر روي آنها بريزد به راحتي مي چسبد. شيشه هايي كه با استفاده از فن آوري نانو ساخته مي شوند اجازه مي دهند كه آلودگي ها با آب تركيب شوند و به اين وسيله بدون دخالت هيچ ماده ديگري از روي شيشه سر بخورند. اين مواد همچنين مانع از رسوب نمكها بر روي سطوح شيشه مي شوند. همچنين اين مواد به وسيله آب، مواد پاك كننده و يا فشار فيزيكي از سطح شيشه جدا نمي شوند. اين محصول نانو تضمين شده است كه از وضوح شيشه ها و همچنين شفافيت آنها كاسته نشود. نگهداري اين شيشه ها نيز بسيار ساده و كم هزينه است.
محقق : « با این فناوری شیشه هایی خاص در مقیاس آزمایشگاهی ساخته شده اند که به راحتی شکسته نمیشوند حتی با کوبیدن یک لوله فولادی و گرمای یک برش هوا ( برش هوا ، برای بریدن آهن آلات ) با بالاترین مقدار خود روی این شیشه ها اثری ندارد و گرمای آن از شیشه انتقال داده نمی شود. قطرات آب و حتی انواع حشرات نمی توانند روی آنها بنشینند یا حرکت کنند ، چون بقدری سطح این شیشه ها صاف است که چنین امکانی وجود ندارد. »
نانو تكنولوژي علم خواص عجيب مواد
نوشته: رضا محتشم
از نانوتكنولوژي، بيوتكنولوژي و فناوري اطلاع رساني به عنوان سه قلمرو علمي نام مي برند كه انقلاب سوم صنعتي را شكل مي دهد. از همين روست كه كشورهاي در حال توسعه كه اغلب از دو انقلاب قبل جا مانده اند، مي كوشند با سرمايه گذاري در اين سه قلمرو، عقب ماندگي خود را جبران كنند. همان گونه كه در اين گزارش مي خوانيد، نانوتكنولوژي كاربردهاي گسترده اي در تمام حيطه هاي زندگي دارد و از اين رو توسعه آن مي تواند به بهبود و تسهيل زندگي كمك فراوان كند.
اتم سنگ بناي بنيادي ماده است و در نتيجه اتم ها بسيار كوچك هستند. توصيف و تصور جهان در سطح اتم و ملكول دشوار است. اين حيطه از علم به قدري عجيب است كه بخشي خاص از فيزيك به آن اختصاص يافته شده كه مكانيك كوانتم نام دارد. هدف اين علم براي توصيف رخدادها در سطح اتم است.اگر قرار بود توپ تنيس را به طرف ديوار پرتاب كنيد و توپ از آن بگذرد و به سوي ديگر ديوار برود، حتماً تعجب مي كرديد. اما اين دقيقاً همان اتفاقي است كه در مقياس كوانتم رخ مي دهد. در مقياس بسيار كوچك، خواص ماده مانند رنگ، مغناطيس و توانايي انتقال برق نيز به شكل غيرمنتظره تغيير مي كند. ديدن جهان اتم به معناي عادي كلمه ميسر نيست، چون خواص آن كوچكتر از طول موج نور قابل ديدن است. اما در سال 1981 پژوهشگران شركت آي بي ام نوعي ميكروسكوپ ساختند كه نام آن STM بود. اسم اين ميكروسكوپ در واقع از يك خاصيت در مكانيك كوانتم گرفته شده بود كه در ميكروسكوپ ياد شده به كار مي رود. اين دستگاه مي توانست پستي و بلندي هاي در مقايس جهان نانو را نشان دهد. ميكروسكوپ
STM
اين امكان را به دانشمندان داد كه براي اولين بار اتم ها و ملكول ها را ببينند. تصاوير اين ميكروسكوپ به زيبايي و وضوح تصاوير طبيعت اما در مقياس تصورناپذير نانومتر بود.
يك نانومتر يك ميليارديم متر يا حدوداً به طول 10 اتم هيدروژن است. با وجودي كه دانشمندان از سال هاي دهه 1950 درباره بررسي مواد در اين مقياس تلاش كرده بودند، آنان ناچار شدند تا اختراع ميكروسكوپ
STM
صبر كنند تا به هدف خود برسند.
عموماً در اين باره توافق وجود دارد كه نانوتكنولوژي اشياء بين يك تا 100 نانومتر را در بر مي گيرد، هر چند كه اين تعريف تا حدي قراردادي است. برخي افراد اجسامي به كوچكي يك دهم نانومتر را نيز در نظر مي گيرند كه به اندازه پيوند بين دو اتم كربن است. در ديگر سوي اين گستره در اجسام بزرگتر از 50 نانومتر قوانين فيزيك كلاسيك صدق مي كند.
مواد بسياري هستند كه داراي خواص اجسام در مقياس نانو هستند اما اسم نانوتكنولوژي به آنها اطلاق نمي شود. نانوتكنولوژي در پي آن است تا از خواص عجيب اجسام در مقياس بسيار كوچك استفاده كند.
جورج اسميت سرپرست بخش علم مواد در دانشگاه آكسفورد گفت در مقياس نانو، خواص ?جديد، هيجان انگيز و متفاوتي? يافت مي شود. با كوچك تر شدن اجسام، نسبت بين فضاي سطح و حجم آن افزايش مي يابد. اين امر بدان علت مهم است كه اتم هاي موجود در سطح يك ماده معمولاً بيشتر از اتم هاي مركز آن واكنش نشان مي دهند. از اين رو، اگر نقره به ذرات بسيار كوچك تبديل شود، خواص ضدميكروبي پيدا مي كند كه در حجم انبوه آن وجود ندارد. يك شركت با توليد ذرات ريز از تركيب اكسيد سديم از اين خاصيت استفاده مي كند و ماده اي توليد مي كند كه خاصيت كاتاليزوري آن بيشتر است.
در اين جهان ناديدني، ذرات كوچك طلا در دماي چند صد درجه پايين تر ذوب مي شود و مس كه معمولاً رساناي خوب الكتريسيته است، ممكن است در لايه هاي نازك و در مجاورت ميدان مغناطيسي مقاوم شود.
الكترون ها (مانند همان توپ تنيس خيالي) مي توانند از نقطه اي به نقطه ديگر بجهند و ملكول ها مي توانند همديگر را از مسافت هاي متوسط جذب كنند. اين خاصيت به برخي حشرات اجازه مي دهد روي سقف راه بروند، چون موهاي ريز كف پايشان به سقف مي چسبد.
اما يافتن خواص جديد در مقياس نانو گام نخست است. گام بعدي استفاده از اين دانش است. توانايي ساخت اجسام با دقت اتمي اين امكان را به دانشمندان مي دهد كه موادي با خواص بهتر يا جديد نوري، مغناطيسي، حرارتي يا الكتريك توليد كنند.
اكنون انواع جديدي از ماده توليد مي شود. مثلاً شركت نانوسونيك در ويرجينيا لاستيك فلزي توليد كرده است. اين ماده مانند لاستيك انعطاف و انحنا مي پذيرد اما الكتريسيته را مانند فلزي محكم منتقل مي كند. مركز تحقيقاتي جنرال الكتريك در پي ساخت سراميك انعطاف پذير است. در صورت موفقيت، از اين ماده مي توان در ساخت قطعات موتور جت استفاده كرد و موتورهايي ساخت كه در دماي بيشتر با كارايي بهتري كار كند. چندين شركت مشغول كار روي موادي هستند كه روزي به صورت رنگ به سلول هاي خورشيدي بدل خواهد شد.
از آنجايي كه نانوتكنولوژي كاربردهاي گسترده اي دارد، بسياري از افراد فكر مي كنند اين علم اهميتي به مانند برق يا پلاستيك پيدا كند. مطالعات نشان مي دهد نانو تكنولوژي با بهبود مواد و محصولات و توليد مواد كاملاً جديد بر تمام صنايع تأثير خواهد گذاشت. افزون براين، فعاليت در حد كوچكترين مقياس ها به پيشرفت هاي مهم در عرصه هايي مانند الكترونيك، انرژي و پزشكي زيستي خواهد انجاميد.
آغاز نانوتكنولوژي
نانو تكنولوژي از يك رشته علمي خاص مشتق نمي شود. با وجودي كه نانو تكنولوژي بيشترين وجه مشترك را با علم مواد دارد، خواص اتم و ملكول شالوده بسياري از علوم است و در نتيجه دانشمندان حوزه هاي علمي به آن جذب مي شوند. برآورد مي شود در سراسر جهان حدود 000/20 نفر در نانو تكنولوژي كار مي كنند. تحقيقات در مقياس بسيار ريز در رشته هاي الكترونيك، نوروبيوتكنولوژي به ترتيب نانوالكترونيك، نانو اپتيكس و نانو بيوتكنولوژي نيز ناميده مي شود.
پيشوند نانو از كلمه يوناني به معناي كوتوله مشتق مي شود. براساس برآورد شركت لاكس ريسرچ در نيوريورك، بودجه كل تحقيق و توسعه نانو تكنولوژي دولت ها و شركت ها در سراسر جهان در سال 2004 بيش از 6/8ميليارد دلار بود. نيمي از اين بودجه از جانب دولت ها تأمين مي شد. اما به پيش بيني لاكس ريسرچ در سال هاي آينده، شركت ها احتمالاً بودجه بيشتري از دولت ها صرف اين علم خواهند كرد.
در آمريكا، پس از طرح فرستادن انسان به كره ماه، نانو تكنولوژي بيشترين بودجه را از دولت فدرال دريافت كرده است. در سال ،2004 دولت آمريكا 6/1ميليارد دلار صرف نانو تكنولوژي كرد، يعني دو برابر بودجه طرح ژنوم انسان در اوج انجام آن. در سال 2005 قرار است 982ميليون دلار ديگر صرف آن شود. در مكان دوم بودجه نانو تكنولوژي ژاپن قرار دارد. بسياري از كشورهاي در حال توسعه مانند هند، چين، آفريقاي جنوبي و برزيل جزو كشورهايي هستند كه بيشترين بودجه را در اين زمينه صرف مي كنند.
در خلال شش سال پيش از ،2003 سرمايه گذاري در نانو تكنولوژي توسط سازمان هاي دولتي هفت برابر شده است. اين حجم سرمايه گذاري انتظارات را به اندازه اي افزايش داده است كه شايد قابل تحقق نباشد. برخي معتقدند شركت هاي نانو تكنولوژي مانند حباب شركت هاي اينترنت در سال هاي اخير از بين خواهند رفت. اما دلايلي وجود دارد كه نشان مي دهد درباره مخاطرات آن گزافه گويي شده است. سرمايه گذاران خصوصي اكنون بسيار محتاط تر از دوره رونق شركت هاي اينترنت هستند و بيشتر پولي كه دولت ها در اين زمينه اختصاص مي دهند، صرف علوم پايه و فناوري هايي مي شود كه تا سال ها در اختيار همگان قرار نخواهد گرفت.
با اين حال كيفيت برخي محصولات موجود با كاربرد نانو تكنولوژي بهبود يافته است و در چند سال آينده بر تعداد آنها افزوده خواهد شد. مثلاً با افزودن ذرات ريز نقره، بانداژ ضد سوختگي خاصيت ضد ميكروبي پيدا كرده است. با اتصال ملكول هاي ايجاد كننده مانع به فيبر پنبه، پارچه هايي توليد شده است كه ضد لكه و بو است. راكت هاي تنيس با افزودن ذرات ريز تقويت شده است. در درازمدت نانو تكنولوژي به نوآوري هاي بزرگتري خواهد انجاميد، از جمله انواع جديد حافظه كامپيوتر، فناوري پزشكي و روش هاي توليد انرژي بهتر مانند سلول هاي خورشيدي.
طرفداران اين فناوري مي گويند نانو تكنولوژي به توليد انرژي پاك و توليد بدون مواد زائد و غيره خواهد انجاميد. مخالفان آن معتقدند نانوتكنولوژي باعث ايجاد نوعي نظام شناسايي بين المللي و آسيب به فقرا، محيط زيست و سلامت انسان خواهد شد. به نظر مي رسد هر دو گروه در مورد استدلال هاي خود گزافه گويي مي كنند، اما به هرحال بايد از نانو تكنولوژي استقبال كرد.
با پیشرفت علم و تكنولوژی در جهان، مرتبا بر تعداد واژه های تخصصی افزوده می شود. در این میان، گسترش علوم و تكنولوژی نانو و تعامل آن با بیوتكنولوژی، منجر به تولید و كاربرد واژه هایی چون بیونانوتكنولوژی و نانوبیوتكنولوژی در گفته ها و نوشته های محققان مختلف در سطح جهان شده است. آشنایی محققان و سیاستگذاران علمی كشور با این واژه ها، می تواند آنها را در مطالعات و تصمیم گیری ها یاری كند. در این مطلب، سعی شده است با استفاده از منابع اینترنتی، مقالات و كتب موجود و همچنین استفاده از نظرات برخی متخصصین امر، تعاریف ساده ای از دو واژه بیونانوتكنولوژی و نانوبیوتكنولوژی ارائه شود.
مفهوم و زمینه كاربرد بیونانوتكنولوژی
تلفیق بیوتكنولوژی با فناوری نوظهور نانوتكنولوژی، مباحث جدیدی را بین محققان، هم در سطح دانشگاهی و هم در حوزه صنعت به وجود آورده است. نتیجه این تلفیق، ظهور «بیونانوتكنولوژی» به عنوان یك زمینه تحقیقاتی بین رشته ای است كه به سرعت در حال رشد و توسعه است و با مقوله علم و مهندسی در سطح مولكول ارتباط دارد. برخی از صاحب نظران، بیونانوتكنولوژی را به عنوان زیرمجموعه ای از نانوتكنولوژی، به این صورت تعریف كرده اند:
«مطالعه و ایجاد ارتباط بین بیولوژی مولكولی ساختاری و نانوتكنولوژی مولكولی». برخی دیگر، آن را به عنوان زیرمجموعه ای از بیوتكنولوژی بدین شكل تعریف كرده اند: «به كارگیری پتانسیل بالقوه بیولوژی در ساخت و سازماندهی ساختارهای پیچیده با استفاده از مواد ساده و با دقت در حد اتم». در این زمینه، تنها تفاوتی كه بین بیونانوتكنولوژی و بیوتكنولوژی وجود دارد این است كه طراحی و ساخت در مقیاس نانو جزء لاینفك پروژه های بیونانوتكنولوژی است در حالی كه در پروژه های بیوتكنولوژی، نیازی به فهم و طراحی در حد نانو نیست.
چنان كه ملاحظه می شود برخلاف تعریف «بیوتكنولوژی» كه به معنی فناوری استفاده از موجودات و اجزای موجودات زنده در راستای نیازهای صنایع مختلف است و همچنین برخلاف تعاریف واژه هایی چون «بیومتریال» و «بیومكانیك» كه معمولا به معنی استفاده از قابلیت های فناوری های «مواد» و یا «مكانیك» در كاربردهای زیستی است، در تعریف بیونانوتكنولوژی، هم كاربرد ابزارهای بیولوژیكی به عنوان سازمان دهنده و ماده اولیه جهت ساخت محصولات و مواد نانویی، مورد توجه است و هم كاربرد محصولات تولیدی تكنولوژی نانو، جهت مطالعه وقایع درون سلول های زنده و تشخیص و معالجه بیماری ها. آنچه مسلم است ظهور این زمینه تحقیقاتی، حاصل تغییر عقیده بسیاری از محققان در استفاده از راهكارهای پایین به بالا Bottom-Up approach به جای استفاده از راهكار بالا به پایین Top-Down approach جهت ساخت وسایل و مواد بسیار ریز است.
در راهكارهای بالا به پایین نانوتكنولوژی، سعی بر این است كه وسایل موجود مرتبا كوچك تر شوند به این راهكار، نانوتكنولوژی مكانیكی نیز گفته می شود.
اما در راهكار پایین به بالا، هدف ایجاد ساختارهای ریز از طریق اتصال اتم ها و مولكول ها به یكدیگر است در این راهكار از الگوهای بیولوژیكی بهره گیری می شود.
محصولات و زمینه های فعالیت بیونانوتكنولوژی
برخی از محصولات و زمینه های فعالیت بیونانوتكنولوژی عبارتند از:
۱ بیونانوماشین ها: مهم ترین زمینه كاربرد بیونانوتكنولوژی، ساخت بیونانوماشین ها ماشین های مولكولی با ابعادی در حد نانومتر است. در یك باكتری هزاران بیونانوماشین مختلف وجود دارد. نمونه آنها، ریبوزوم دستگاه بسته بندی پروتئین است كه محصولات نانومتری پروتئین ها را تولید می كند. از خصوصیات خوب بیونانوماشین ها به عنوان مثال حسگرهای نوری یا آنتی بادی ها، امكان هیبریدكردن آنها با وسایل سیلیكونی با استفاده از فرآیند میكرولیتوگرافی است. به این ترتیب با ایجاد پیوند بین دنیای نانویی بیونانوماشین و دنیای ماكروی كامپیوتر، امكان حسگری مستقیم و بررسی وقایع نانویی را می توان به وجود آورد. نمونه كاربردی این سیستم، ساخت شبكیه مصنوعی با استفاده از پروتئین باكتریورودوپسین است.
۲ مواد زیستی: كاربرد دیگر بیونانوتكنولوژی، ساخت مواد زیستی مستحكم و زیست تخریب پذیر است. از جمله این مواد می توان به DNA و پروتئین ها اشاره كرد. موارد كاربرد این مواد و به خصوص در زمینه پزشكی متعدد است. از جمله موارد كاربرد این مواد، استفاده از آنها به عنوان بلوك های سازنده نانومدارها و در نهایت ساخت وسایل نانویی Nano-Device است.
۳ موتورهای بیومولكولی: موتورهای بیومولكولی، موتورهای محركه سلول هستند كه معمولا از دو یا چند پروتئین تشكیل شده اند و انرژی شیمیایی عموما به شكل ATP را به حركت مكانیكی تبدیل می كنند. از جمله این موتورها، می توان بهپروتئین میوزین اشاره کرد که باعث حركت فیلامنت ها می شود،( پروتئین های درگیر در تعمیر DNA یا ویرایش RNA به عنوان مثال، آنزیم های برشی و ATPase). از این موتورها در ساخت نانوروبات ها و شبكه هادی ها و ترانزیستورهای مولكولی قابل استفاده در مدارهای الكترونیكی استفاده می شود. نانوبیوتكنولوژی و رابطه آن با بیونانوتكنولوژی
اما نانوبیوتكنولوژی نیز واژه دیگری است كه در سال های اخیر، محققان و صاحب نظران در كتب، مقالات و كنفرانس ها به كار می برند. طبق تعریف برخی از این محققان،
نانوبیوتكنولوژی، زیرمجموعه ای از نانوتكنولوژی است كه در آن از ابزارها و فرآیندهای نانویی و میكرونی برای ساخت و تهیه محصولاتی استفاده می شود كه در مطالعه سیستم های زنده استفاده می شوند. برخی دیگر از محققان، نانوبیوتكنولوژی را زمینه ای از نانوتكنولوژی می دانند كه در آن از سیستم های بیولوژیكی موجود، همچون سلول، اجزای سلولی، اسیدهای نوكلئیك و پروتئین ها برای ایجاد ساختارهای نانویی تلفیقی مركب از مواد آلی و معدنی استفاده می شود.
اگر به مفهوم و هدف دو زیرشاخه نانوتكنولوژی یعنی بیونانوتكنولوژی و نانوبیوتكنولوژی نگاه شود، می توان فهمید كه اهداف هر دو شاخه یعنی تولید محصولاتی كه جهت مطالعه سیستم های زنده به كار می روند و همچنین فرآیندها و مقیاس فعالیت هر دو شاخه یعنی مقیاس های در سطح نانو، تقریبا یكسان است. بنابراین می توان این دو شاخه را به صورت كلی با نام نانوبیوتكنولوژی نامید. منتها زمانی كه به طور صرف، از الگوها و مواد زیستی جهت ساخت وسایل در ابعاد نانو استفاده می شود، بهتر است پیشوند «بیو» مقدم بر پیشوند «نانو» بیاید. در این حالت، كاربرد واژه بیونانوتكنولوژی تخصصی تر از واژه نانوبیوتكنولوژی خواهد بود.
می توان بیونانوتكنولوژی را شكلی خاص از نانوبیوتكنولوژی دانست كه مبنای آن، استفاده از موادزیستی برای مثال پروتئین ها یا DNA جهت ساخت وسایل نانویی است اما در هنگام استعمال واژه نانوبیوتكنولوژی، استفاده از ابزارهای نانویی در كاربردهای بیولوژیك نیز مورد نظر خواهد بود. بار دیگر تاكید می شود كه كاربرد هر كدام از این دو واژه، تا حد زیادی سلیقه ای است و به زمینه تخصصی محققان مختلف بستگی دارد.
نتیجه گیری و چشم انداز
از مجموع مباحث فوق نتیجه گرفته شد كه «بیونانوتكنولوژی» یك حوزه نوین ناشی از تلفیق علوم زیستی و مهندسی در حوزه نانو است كه افق های جدیدی را در زمینه ساخت و توسعه سیستم های تلفیقی به وجود آورده و محققان را امیدوار كرده است كه بتوانند از این تلفیق، در ساخت نانوساختارهایی استفاده كنند كه در آنها از مولكول های بیولوژیكی به عنوان اجزای سیستم مورد نظر استفاده شود، به عنوان مثال، از استراتژی طراحی بیولوژیك مثلا، حالت زیپ مانند مولكول دورشته ای DNA بتوانند در ساخت چارچوب های جداشدنی و الگویی برای چینش Assembly پایین به بالای فرآیندی كه طی آن، سازماندهی مولكولی، بدون دخالت نیروی خارجی صورت می گیرد مواد معمول تر استفاده كنند. این توانمندی نه تنها در حل مسائل مهمی در علوم زیستی چون كاوش و شناسایی دقیق ساختار موجودات زنده كاربرد خواهد داشت، بلكه می تواند محققان را در رفع چالش های عمده مهندسی همچون نیاز به تكنیك های نوین جهت سنتز مواد و دستكاری آنها یاری دهد و به این ترتیب دنیای نانو را به دنیای ماكرو وصل كند. به عبارت دیگر این شاخه مهم علمی یعنی بیونانوتكنولوژی، به زودی قابلیت كاربرد در حوزه های مختلف غیرزیستی و حوزه های كاربردی ماكرو را خواهد داشت كاربردهایی كه هرچند در حوزه زیستی نیستند ولی الهام گرفته از فرآیندهای زیستی Bio-inspired هستند.
[ مهدی رهایی ]
منبع : آينده نگر-http://www.knowclub.com/paper/?cat=28
گستردگي و تنوع كاربردهاي بيوتكنولوژي، تعريف و توصيف آنرا كمي مشكل و نيز متنوع ساخته است.
برخي آنرا مترادف ميكروبيولوژي صنعتي و استفاده از ميكروارگانيسم‌ها مي‌دانند و برخي آنرا معادل مهندسي ژنتيك تعريف مي‌كنند به‌همين دليل در اينجا مختصراً اشاره‌اي به تعاريف متفاوت از بيوتكنولوژي مي‌كنيم كه البته داراي وجوه اشتراك زيادي نيز هستند (1 و2)
ـ بيوتكنولوژي مجموعه‌اي از متون و روشها است كه براي توليد، تغيير و اصلاح فراورده‌ها، به‌نژادي گياهان و جانوران و توليد ميكروارگانيسم‌ها براي كاربردهاي ويژه، از ارگانيسم‌هاي زنده استفاده مي‌كند.
ـ كاربرد روشهاي علمي و فني در تبديل بعضي مواد به كمك عوامل بيولوژيك (ميكروارگانيسم‌ها، ياخته‌هاي گياهي و جانوري و آنزيمها) براي توليد كالاها و خدمات در كشاورزي، صنايع غذائي و دارويي و پزشكي
ـ مجموعه‌اي از فنون و روشها كه در آن از ارگانيسم‌هاي زنده يا قسمتي از آنها در فرايندهاي توليد، تغيير و بهينه‌سازي گياهان و جانوران استفاده مي‌شود.
ـ كاربرد تكنيكهاي مهندسي ژنتيك در توليد محصولات كشاورزي، صنعتي، درماني و تشخيص باكيفيت بالاتر و قيمت ارزانتر و محصول بيشتر و كم خطرتر
ـ استفاده از سلول زنده يا توانائيهاي سلول‌هاي زنده يا اجزاي آنها و فرآوري و انتقال آنها به‌صورت توليد در مقياس انبوه
ـ بهره‌برداري تجاري از ارگانيسم‌ها يا اجزاي آنها
ـ كاربرد روشهاي مهندسي ژنتيك در توليد يا دستكاري ميكروارگانيسم‌ها و ارگانيسم‌ها
ـ علم رام‌كردن و استفاده از ميكروارگانيسم‌ها در راستاي منافع انسان
ـ تعاريف بالا از بيوتكنولوژي هركدام به‌تنهائي توصيف كاملي از بيوتكنولوژي نيست ولي با قدر مشترك گرفتن از آنها مي‌توان به تعريف جامعي از بيوتكنولوژي دست يافت.
براستي چرا چنين است؟ هرچند كه با مرور زمان دانشمندان به مفاهيم مشتركي در مورد تعريف بيوتكنولوژي نزديك شده‌اند اما چرا هر متخصص و دانشمندي تعريف جداگانه‌اي از بيوتكنولوژي ارائه مي‌دهد كه درجاي خود نيز مي‌تواند صحيح باشد (نه الزاماً جامع).
علت اين حقيقت را بايد درماهيت بيوتكنولوژي جُست.
بيوتكنولوژي همانند زيست شناسي، ژنتيك يا مهندسي بيوشيمي يك علم پايه يا كاربردي نيست كه بتوان محدوده و قلمرو آنرا بسادگي تعريف كرد. بيوتكنولوژي شامل حوزه‌اي مشترك از علوم مختلف است كه در اثر همپوشاني و تلاقي اين علوم بايكديگر بوجود آمده است. بيوتكنولوژي معادل زيست شناسي مولكولي، مهندسي ژنتيك، مهندسي شيمي يا هيچ يك از علوم سنتي و مدرن موجود نيست؛ بلكه پيوند ميان اين علوم در جهت تحقق بخشيدن به توليد بهينه يك محصول حياتي (زيستي) يا انجام يك فرآيند زيستي بروشهاي نوين و دقيق با كارآئي بسيار بالا مي‌باشد.
بيوتكنولوژي را مي‌توان به درختي شبيه كرد كه ريشه‌هاي تناور آنرا علومي بعضاً با قدمت زياد مانند زيست شناسي بويژه زيست شناسي مولكولي، ژنتيك، ميكروبيولوژي، بيوشيمي، ايمونولوژي، شيمي، مهندسي شيمي، مهندسي بيوشيمي، گياه‌شناسي، جانورشناسي، داروسازي، كامپيوتر و… تشكيل مي‌دهند ليكن شاخه‌هاي اين درخت كه كم و بيش به تازگي روئيدن گرفته‌اند و هرلحظه با رشد خود شاخه‌هاي فرعي بيشتري را به‌وجود مي‌آورند بسيار متعدد و متنوع بوده كه فهرست كردن كامل آنها در اين نوشته را ناممكن مي‌سازد.
تقسيم‌بندي بيوتكنولوژي به شاخه‌هاي مختلف نيز برحسب ديدگاه متخصصين و دانشمندان مختلف فرق مي‌كند و در رايجترين تقسيم‌بندي از تلاقي و پيوند علوم مختلف با بيوتكنولوژي استفاده مي‌كنند و نام شاخه‌اي از بيوتكنولوژي را بدين‌ترتيب وضع مي‌كنند. مانند بيوتكنولوژي پزشكي كه از تلاقي بيوتكنولوژي با علم پزشكي بوجود آمده است يا بيوتكنولوژي كشاورزي كه كاربرد بيوتكنولوژي در كشاورزي را نشان مي‌دهد. بدين ترتيب مي‌توان از بيوتكنولوژي داروئي Pharmaceutical Biotechnology بيوتكنولوژي ميكروبي، Microbial Biotechnology ، بيوتكنولوژي دريا Marine Biotech ، بيوتكنولوژي قضائي يا پزشكي قانوني Forensic Biotech ، بيوتكنولوژي محيطي Environmental Biotech ، بيوتكنولوژي غذائي food and food stuff Biotech بيوانفورماتيك Bioinformatic ، بيوتكنولوژي صنعتي Industrial ، بيوتكنولوژي نفت …… بيوتكنولوژي تشخيصي و … نام برد.
اين شاخه‌هاي متعدد در عمل همپوشاني‌ها و پيوندهاي متقاطع زيادي دارند و باز بدليل ماهيت همه‌جانبه بودن بيوتكنولوژي نمي‌توان در اين مورد نيز به ضرس قاطع محدوده‌هائي را براي آنها تعيين نمود.
گستردگي كاربرد بيوتكنولوژي در قرن بيست و يكم بحدي است كه، اقتصاد، بهداشت، درمان، محيط‌زيست، آموزش، كشاورزي، صنعت، تغذيه و ساير جنبه‌هاي زندگي بشر را تحت تأثير شگرفت خود قرار خواهد داد. بهمين دليل انديشمندان جهان قرن بيست و يكم را قرن بيوتكنولوژي نامگذاري كرده‌اند.
تاريخچه بیونکنولوژی
بيوتكنولوژي ريشه در تاريخ دارد و تكوين آن از سالهاي بسيار دور آغاز شده تابحال ادامه يافته است.
در تقسيم‌بندي زماني مي‌توان سه‌دوره براي تكامل بيوتكنولوژي قائل شد.
1) دورة تاريخي كه بشر با استفاده ناخودآگاه از فرآيندهاي زيستي به توليد محصولات تخميري مانند نان، مشروبات الكلي، لبنيات ترشيجات و سركه و غيره مي‌پرداخت. در شش هزار سال قبل از ميلاد مسيح، سومريان و بابليها از مخمرها در مشروب‌سازي استفاده كردند. مصريها در چهار هزار سال قبل با كمك مخمر و خمير مايه نان مي‌پختند. در اين دوران فرآيندهاي ساده و اوليه بيوتكنولوژي و بويژه تخمير توسط انسان بكار گرفته مي‌شد.
2) دوره اوليه قرن حاضر كه با استفاده آگاهانه از تكنيكهاي تخمير و كشت ميكروارگانيسم‌ها در محيط‌هاي مناسب و متعاقباً استفاده از فرمانتورها در توليد آنتي‌بيوتيكها، آنزيمها، اجراء مواد غذائي، مواد شيميائي آلي و ساير تركيبات، بشر به گسترش اين علم مبادرت ورزيد. در آن دوره اين بخش از علم نام ميكروبيولوژي صنعتي بخود گرفت و هم‌اكنون نيز روند استفاده از اين فرآيندها در زندگي انسان ادامه دارد. ليكن پيش‌بيني مي‌شود به تدريج با استفاده از تكنيكهاي بيوتكنولوژي نوين بسياري از فرآيندهاي فوق نيز تحت تأثير قرار گرفته و به‌سمت بهبودي و كارآمدي بيشتر تغيير پيدا كنند.
3) دوره نوين بيوتكنولوژي كه با كمك علم ژنتيك درحال ايجاد تحول در زندگي بشر است. بيوتكنولوژي نوين مدتي است كه روبه توسعه گذاشته و روز بروز دامنه وسعت بيشتري به خود مي‌گيرد.
اين دوره زماني از سال 1976 با انتقال ژنهائي از يك ميكروارگانيسم به ميكروارگانيسم ديگر آغاز شد. تا قبل از آن دانشمندان در فرآيندهاي بيوتكنولوژي از خصوصيات طبيعي و ذاتي (ميكرو) ارگانيسم‌ها استفاده مي‌گردند ليكن در اثر پيشرفت در زيست‌شناسي مولكولي و ژنتيك و شناخت عميق‌تراجزاء ومكانيسم‌هاي سلولي ومولكولي متخصصين علوم‌زيستي‌توانستند تا به اصلاح و تغيير خصوصيات (ميكرو) ارگانيسم‌ها بپردازند و(ميكرو) ارگانيسم‌هائي باخصوصيات كاملاً جديد بوجود آوردند تا با استفاده از آنها بتوان تركيبات جديد را بامقادير بسيار بيشتر و كارائي بالاتر توليد نمود.
جدول 1 ـ تاريخچه مختصر بيوتكنولوژي 3 و (4)
منـابـع
1ـ بولتن بيوتكنولوژي شمارة 1
2ـ روزنامه اطلاعات شماره 21305 مقاله بيوتكنولوژي آيندة ما از احمد عاصمي‌نيا
3ـ بولتن بيوتكنولوژي شمارة 4
4ـ تاريخچه بيوتكنولوژي از سايت www.bio.org
نانو تكنولوژي با استفاده از ساختارهاي ملكولي پيچيده مانند سلول انسان و 100 برابر محكم تر از فولاد, آغازگر يك تحول صنعتي خواهد بود. به گزارش بخش خبر شبكه فن آوري اطلاعات ايران، به نقل ازجام جم آنلاين، اين تكنولوژي جديد, از طريق دستكاري اتم ها, محصولات جديد وروش ساخت آنها را تغيير مي دهد, به طوري كه مواد حاصل, كوچكتر, محكم و سبك باشند. تاكنون تنها محصولات اندكي بر اين اساس توليد شده اند كه از آن جمله مي توان پارچه هاي مقاوم در برابر رنگ آميزي و بسته بندي هاي مواد غذايي تازه را نام برد كه وارد بازار شده اند. اما برخي دانشمندان پيش بيني مي كنند نانو تكنولوژي بالاخره تنها فن آوري باقي, خواهد بود. به گفته جرج استفانو پالس, استاد مهندسي شيمي در انستيتوي تكنولوژي ماساچوست اين فن آوري فراگير خواهد شد. وي با انعكاس نظر ديگر طرفداران نانوتكنولوژي اظهار مي دارد كه كشورهاي صنعتي در همه جنبه هاي صنعت از اين علم بهره مي جويند. يك نانو مقياس يك ميليونيم متر يا حدودا به اندازه 10 اتم هيدروژن است. و اين معادل با يك هشتادهزارم قطر موي انسان است. اكنون دانشمندان به كمك ميكروسكپ هاي پيشرفته مي توانند اتم هاي مجزا را جايي كه مايلند, قرار دهند. كاربردهاي بالقوه نانو تكنولوژي بسيارند كه از آن جمله به كامپيوترهاي ميكروسكپي, آنتن هاي كشنده سرطان و موتورهاي غيرآلوده كننده ماشين ها مي توان اشاره كرد.
منبعhttp://www.iritn.com
آیا می‌توان خانه‌ای ساخت که هرگز ویران نشود؟ ایده‌بازار: هر روز در اخبار و نشریات، شاهد حوادث ناگواری هستیم که خانه‌های مردم در اثر جنگ، بمباران، زلزله، آتش‌فشان، سیل، و حوادث تروریستی تخریب شده و افراد زیادی کشته و مجروح می‌شوند. اما آیا نمی‌توان منازل مسکونی و مکان‌های اداری را به‌گونه‌ای ساخت که هرگز خراب نشوند؟ چنین دغدغه‌ای باعث شده است تا پژوهشگران در کشورهای مختلف متناسب با شرایط خاص آن کشور (مثلاً زلزله‌های گسترده و مستمر در ژاپن) راه‌حل‌هایی برای این معضل بیابند: از اسکلت‌های فلزی پیچیده گرفته تا ساختمان‌های دارای پِیِ متحرک. اما دانشمندان دانشگاه میسوری آمریکا، موفق به اختراع ماده‌ی فوق‌مستحکمی شده‌اند که می‌توان به کمک آنها ساختمان‌های غیرقابل‌تخریب و کاملاً مقاوم ساخت. ایده اصلی کار آنان همان "ژل‌های هوایی" است که اِستیون کیستلِر در سال 1931 میلادی در شرط‌بندی با دوست دانشمندش چارلز لِرند برای جامدکردن مربای داخل شیشه بدون تغییر شکل و کاهش حجم آن، ساخت. این مواد که به آنها "گاز جامد" نیز می‌گویند از جایگزینی مایع موجود در مواد چسبی‌شکل با گاز ایجاد می‌شود و تقریباً شفاف هستند. پژوهشگران دانشگاه میسوری توانسته‌اند به کمک موادنانو، شفافیت آنان را از بین برده و آنان را فوق‌العاده مستحکم سازند.
نفناوری نانو و صنعت خودرو سازی
NanoCar، مطالعه‌اي جهاني در مورد تغييرات صنعت خودرو است كه همزمان با توسعه فناوري نانو و همگرايي نانو در ميان توليدكنندگان خودرو در سالهاي 2004 تا 2015 صورت مي‌گيرد. خودروي آينده، با پيشرفت‌هاي مقرون به صرفه‌اي در ارتباط خواهد بود كه مبتني‌بر كوچك‌سازي، مواد سبك‌تر و مستحكم‌تر و سيستم‌هاي جديد انرژي بوده و در عين حال، خودرويي هوشمند خواهد شود.
وضعيت ابتدايي
فناوري نانو تا 20 سال آينده، همانند فناوري اطلاعات در 20 سال گذشته، فناوري توانمندساز خواهد بود. هر شركتي در دنيا به وسيله اين فناوري و از طريق همگرايي فناوري‌هاي: نانو، زيستي، تشخيصي و اطلاعات، تغيير خواهد يافت. فناوري نانو، فناوري ميان‌بخشي است و تمام فناوري‌ها و بازارهاي شناخته شده كنوني را تغيير داده و يا از نو تعريف خواهد كرد. اين فناوري، در كوتاه‌مدت باعث تغيير و كامل شدن علوم زيستي، داروسازي، روشهاي تشخيص، فناوري پزشكي، غذا، فناوري محيط‌زيست، آب، انرژي، الكترونيك، مهندسي مكانيك و... خواهد شد.
فناوري‌هاي ميكرو و نانو، قبلاً تغييراتي در صنعت خودرو ايجاد كرده‌اند. در خودروها، ميكروتراشه‌ها موتور را تنظيم مي‌كنند، فناوري‌هاي جديد ترمز خودرو را كنترل مي‌كنند. ابزارهاي الكترونيكي، از احتراق تميز موتور اطمينان حاصل مي‌كنند. صنعت خودرو يكي از زمينه‌هايي است كه شروع به بهره‌گيري از مزاياي نانوكامپوزيت‌ها در اجزا و سيستم‌هاي مختلف كرده است. اين كاربردها، از مبدل‌هاي كاتاليزوري (براي تبديل مؤثرتر محصولات جانبي احتراق به مواد بي‌خطر) گرفته، تا پلاستيك‌ها و روكش‌هاي سبك وزني كه بهره سوخت و عمر خودرو را افزايش مي‌دهند، شامل مي‌شوند.
فناوري نانو؛ الزامي براي شركت‌هاي خودروسازي
پيشرفت‌هاي فناوري نانو در صنعت خودرو، طوفان نوآوري بزرگتري را پيش‌بيني مي‌كنند. صنعت خودرو از طريق فناوري نانو، رشد بزرگ و قابليت پيشرفت عظيمي را به دست خواهد آورد. طي 10 سال، طراحي و توليد خودروها، كاميون‌ها، اتوبوس‌ها و... با استفاده از فناوري نانو و فناوري‌هاي مشابه، تا 60 درصد تحت تأثير قرار خواهند گرفت. توانايي دستكاري اتم‌ها و مولكول‌ها، ابعاد جديدي از صنعت خودرو را پيش‌روي ما قرار خواهد داد. فناوري نانو الزامي حياتي براي شركت‌هاي خودروسازي است.
روندهاي غالب علم و فناوري به سمت مقياس نانو حركت مي‌كنند. صنعت خودرو از طريق دستيابي به موتورهاي پيشرفته، استفاده از انرژي‌هاي نو، كاهش وزن ماشين، بهبود عملكرد مواد، افزايش
نظرات شما عزیزان:
نویسنده: احسان کلهری ׀ تاریخ: پنج شنبه 2 آذر 1391برچسب:,
تبادل
لینک هوشمند
برای تبادل
لینک ابتدا ما
را با عنوان
مقالات و پروژه
های معماری و آدرس
ehsan-kalhori-architect.LXB
.ir لینک
نمایید سپس
مشخصات لینک
خود را در زیر
نوشته . در صورت
وجود لینک ما در
سایت شما
لینکتان به طور
خودکار در سایت
ما قرار میگیرد.
<-PollName->
<-PollName->
نویسنده: 
تبادل
لینک هوشمند