| فناوري نانو يكي از زمينه‌هاي اساسي و نوظهور تحقيقاتي است كه شامل شيمي و علم مواد مي‌باشد و در برخي موارد، زيست‌شناسي هم به آن اضافه مي‌شود كه به كمك آن مي‌توان خواص جديدي كه هنوز كشف نشده‌اند را کشف نمود و با استفاده از اين خواص مي‌توان به فرصت‌هاي بازاري و تجاري جديدي دست يافت. در اين مقاله به فرصت‌هاي تجاري فناوري نانو از ديدگاه صنعتي مي پردازيم كه شامل صنايع الكترونيك، زيست پزشكي و كالاهاي مصرفي مي‌باشد. همچنين به تعريفي از رقابت‌هاي عرصه فناوري كه شامل عمليات‌هاي مختلف از تشكيل ذره، پوشش‌دهي، پراکندگي،تا مشخصه يابي، مدل‌سازي و شبيه‌سازي هستند، خواهيم پرداخت. و در نهايت نقشه راه نوآوري فناوري نانو را ارائه خواهيم كرد، كه در آن به تأثير متقابل توسعه بلوك‌هاي سازنده نانومقياس، طرح محصول، طرح فرآيند و ارزش محصول را مورد اشاره و آن را تعريف نموده‌ايم. همچنين يك مدل تحقيق و توسعه را پيشنهاد داده‌ايم كه اين مدل با توجه به تقاضاهاي بازار و توانايي فناوري به دنبال يافتن راهي سريع براي بهره‌برداري از مزاياي فناوري نانو و انتقال آن به بازار مصرف و استفاده مشتريان مي‌باشد. مقدمه ما فناوري نانو را يك فناوري كاملاً توانمند مي‌دانيم كه قادر است تحولات و پيشرفت‌هاي عمده و پايداري را در بسياري از بخش‌هاي بازار ايجاد كند. به‌عنوان مثال مي‌توان به ابزارها و مؤلفه‌هاي ارتباطي سريع‌تر، هوشمندتر و راحت‌تر، مواد هوشمندي كه به محرك‌هاي خارجي پاسخ مي‌دهند، انرژي تميزتر و ايمن‌تر، فرآيندهاي توليدي سازگار با محيط زيست، سيستم‌هاي تشخيص سلامت بشر و نيز روشهاي بهتر براي آشكارسازي، پيشگيري و يا برطرف نمودن اثرات سوء عوامل مضر شيميايي و بيولوژيكي اشاره کرد. تجاريسازي فناوري نانو باعث بهبود بهره‌وري اقتصادي و قدرت توليد، بهبود بهداشت و سلامتي و ارتقاي كيفيت زندگي خواهد شد، كه تمامي اينها فوايد اجتماعي فراواني در سطح جهان به دنبال خواهد داشت. در اين فناوري نيز همانند هر فناوري جديد ديگر اكتشافات صورت گرفته بايد بر اساس مفاهيم و اصول علمي دقيق باشند و خطرات احتمالي اثرات نامطلوب آن بر سلامت بشر و محيط‌زيست بايد نقادانه مورد ارزيابي قرار گيرد. همچنين بايد گفتگوهاي باز با نماينده‌ها و کميته‌هاي نظارتي ترتيب داده شود و موافقت‌نامه‌هاي آزمايشي مناسب در زمينه نظارت بر خطرات به اجراء گذاشته شود. فناوري نانو به صنعت و يا شركت‌هاي خصوصي معين و يا حتي فقط چند مليت خاص اختصاص ندارد. ايالات متحده چه در بخش سرمايه گذاري دولتي، چه شركت‌هاي سرمايه‌گذار خصوصي در صنعت فناوري نانو هيچ پيشگامي ندارند. بيشتر دولت‌ها در كشورهاي صنعتي جهان از سال 1997 سرمايه‌گذاري در فناوري نانو را آغاز كرده‌اند و برنامه‌هاي مهمي هم در كشورهاي آمريكا، ژاپن و اروپاي غربي در اين زمينه در جريان است. ضمن آن كه كشورهاي ديگري همچون استراليا، كانادا، چين، اروپاي شرقي، اسرائيل، كره، سنگاپور و تايوان هم در اين زمينه برنامه‌هايي دارند. انقلاب فناوري نانو اساساً متفاوت از انقلاب صنعتي اول است، كه فقط در چند قدرت برتر جهان اتفاق افتاده بود و ساير كشورها همچنان در حال توسعه بودند. براي بهينه‌سازي محصولات و كالاهايي كه بر اساس فناوري نانو توليد مي‌شوند، لازم است تا توانمندي‌هاي مهم در اين زمينه خيلي زود شناخته شوند. يك روش مفيد براي اين كار تعريف چهار مهارت زير است: | ||||||||||
| ||||||||||
| انجام تمام اين چهار مرحله براي تجاريسازي كالاهاي فناوري نانو با عملكرد منحصر به فرد و در نظر داشتن منافع مشتري و هزينه آن ضروري مي‌باشد. با ورود به قرن سوم، ما در دوپونت همانند يك ابداع‌كننده قوي مواد و با داشتن سابقه‌اي طولاني در زمينه محافظت از سلامت، امنيت و آسايش كارمندان، مشتريان و جامعه به تحقيقات مربوط به نانومواد مشغول مي‌باشيم. شركت دوپونت در سال 1802 تأسيس شده و طي يك قرن اول فعاليت خود، به ساخت پودر تفنگ و مواد منفجره اشتغال داشته و در سال 1903 يكي از اولين آزمايشگاه‌هاي تحقيقات صنعتي را ايجاد نمود. ايالات تجربي ويلمينگتون DE محلي است كه اغلب كالاها و محصولات موفق موج دوم کشف گرديد و توسعه يافت؛ محصولاتي چون پليمرهايي از قبيل نايلون، پلي استر، تفلون، كولار (Kevlar) ، ليكرا (Lycra) نومكس (Nomex) تي وك (Tyvek) و بسياري مواد صنعتي ديگر كه زندگي مردم جهان را بهبود بخشيده است. امروز، در حدود 100 سال پس از آن تاريخ، اين شركت به شدت به نوآوري در زمينه مواد باور داشته و در حوزه فناوري‌نانو، بيوتكنولوژي تا صنايع تبديلي سرمايه گذاري نموده است. | ||||||||||
|
| ||||||||||
|
شكل 1 : روند حرکت شركت دو پونت | ||||||||||
| شركت دوپونت همان‌گونه كه در شكل 2 هم نشان داده شده، فعاليت تجاري خود را در پنج زمينه تنظيم و عمده توجه خود را معطوف به رسيدن به نرخ رشد بالا نموده است، كه بر اساس محصولات جديد و ابداعي توليد شده در هر كدام از اين بخش‌ها به‌دست مي‌آيد. كشف خواص جديد در مقياس نانو و فراگيري اين كه چگونه مي‌توان مجموع اين خواص را در توليد كالاهايي جديد با كارآمدي‌ها و قابليت‌هايي كه مورد انتظار مشتريان است به كار برد، روز به روز بر اهميت نقش فناوري‌نانو مي‌افزايد. باور ما اين است كه فرصت‌هاي آينده در زمينه فناوري‌نانو هميشه به آنچه ما تنها از شيمي يا علم مواد مي‌دانيم اختصاص نخواهد داشت؛ بلكه به احتمال زياد به مجموعه‌اي از رشته‌هاي علمي مختلف و تركيبي از فناوري‌هاي گوناگون مربوط خواهد بود. در فناوري‌نانو لازم است تا مجموعه‌اي از علوم شيمي و مواد به همراه زيست شناسي و قابليت‌هاي مهندسي به‌كار گرفته شوند تا بتوان كالايي با عملكرد منحصر به فرد توليد كرد تا در نهايت منافع مشتري را دربر داشته باشد. فرصت‌هاي بازار به نظر ما فناوري نانو در پنج زمينه زير فرصت‌هاي قابل توجهي را ايجاد خواهد كرد: الكترونيك؛ زيست پزشكي و مواد زيستي؛ مواد با كارآيي بالا؛ حفاظت محيط زيست و امنيت بشر؛ كالاهاي مصرفي با تنوع بسيار. بخش الكترونيك شامل نمايشگرها، چاپ، ذخيره اطلاعات، دوغاب براق كننده مكانيكي شيميايي، فوتونيك، الكترونيك و فوتوالكترونيك، جوهرهاي الكتروني، باتري‌ها و پيل‌هاي سوختي است. نمايشگرهاي گسيل ميداني مبتني بر نانولوله‌هاي كربني (CNT) را مي‌توان يكي از ثمرات تحقيقات فناوري‌نانو دانست كه احتمالاً ظرف سه سال آينده به بازار مصرف راه پيدا خواهد كرد. بخش زيست پزشكي هم شامل سيستم‌هاي پيشرفته داروسازي، ژن رساني و مهندسي بافت مي‌باشد. مواد با زيربناي زيستي كه با استفاده از روشهاي سنتز شده‌اند هم مي‌تواند در زمينه حسگرهاي زيستي، پليمرهاي هوشمند، سيستم‌هاي نقاط كوانتومي و ساير سيستم‌هاي تشخيصي، كاتاليزورهاي زيستي و خود ساماني به کمک پروتئين‌ها كاربرد داشته باشند. شكل گيري كنترل نانوذرات و پوشش‌دهي نانوذرات و همين‌طور جداسازي زيستي با استفاده از نانوفيلتراسيون را مي‌توان فناوري‌هاي كليدي دانست كه انجام چنين كشفياتي را امكان‌پذير مي‌سازد. مواد عاملي و با کارآيي بالا شامل موارد زير مي‌باشد: پليمرها و يا فيبرهاي رسانا، جوهر جوهرافشان‌ها، پوشش‌هاي شفاف و ضدخش، رنگ‌هاي ويژه، مواد ساختاري با دوام در برابر اشعه ماوراء بنفش، فيلم‌هاي بسته‌بندي و كامپوزيت‌هاي سبك‌تر، مقاوم‌تر و محكم‌تر. مهندسي نانوذرات با ساختارهاي هيبريدي پيچيده، پوشش‌هاي داراي عامل نانومتري براي ايجاد پايداري در برابر نور و ليگاندهايي براي اتصالات جانبي و نيز فناوري پراش دقيق، همگي از جمله موارد كليدي به شمار مي‌آيند. بر خلاف نيار اين عملکردها به فناوري‌هاي متفاوت، چنين به نظر مي‌رسد که امروز مي‌توان شاهد بسياري از فرصت‌هاي تجاري جديد بود، همچنين نانوذرات كاربردهاي بالقوه‌اي هم در آنتي ويروس‌ها، ضد قارچ‌ها و مواد ضد ميكروب دارند كه مي‌تواند باعث بهبود محيط زيست، هوا و آب شود. استفاده از نانوذرات در توليد لباس‌هاي محافظ مي‌تواند كيفيت آنها را بهبود بخشيده و همچنين با كاربرد نانوفيبرها كارايي منحصر به فردي به آنها بخشيد. به‌عنوان مثالي از اين دست مي‌توان به يونيفورم‌هاي نظامي هوشمند كه در حال حاضر در مرکز فناوري‌نانو نظامي واقع در مؤسسه فناوري ماسوچوست در دست ساخت مي‌باشد اشاره نمود. نهايتاً در حوزه كالاهاي مصرفي قابليت‌ها و كاربردهاي بي‌شماري را مي‌توان براي فناوري‌نانو ذكر نمود، كاربردهايي از قبيل غذاهاي غني شده و فرآوري شده (منظور ارتقاي سطح سلامتي و يا جداكردن عناصر مضر آن)، لباس‌هاي حفاظتي و ساير منسوجات، رنگ‌هاي معماري و ساختماني و محصولات آرايشي متنوعي چون مواد محافظ پوست، عطريات و سيستم‌هاي خوشبوكننده اشاره نمود. با فراگيري چگونگي غلبه بر مشكلاتي كه در زمينه توليد انبوه نانوذرات براي توليد كالاهاي جديد وجود دارد، افق‌هاي هيجان‌انگيزي همراه با فرصت‌هاي جديد براي توليد كالاهايي نوين به روي ما گشوده مي‌شود. فناوري‌هاي توليد و چالش‌ها واحد عمليات مهندسي شيمي (شركت دوپونت) قبل از 1900 ايجاد گرديد كه نقش قابل توجهي در تجاريسازي موفق بسياري از كشفيات صنعت شيمي داشته است. به همين ترتيب درك و كنترل واحد عمليات فناوري‌نانو جهت تجاريسازي فناوري‌نانو از همان درجه از اهميت برخوردار است. در شكل 3 زمينه‌هاي فناوري‌نانو و فناوري‌هاي پردازش موجود در آزمايشگاه مهندسي فناوري‌نانوي اين شرکت نشان داده شده است. اين زمينه‌ها عبارتند از سنتز نانومقياس، پوشش‌دهي نانولايه‌اي و كپسوله كردن، طراحي ذرات و علم بخش كه به منظور يكپارچه كردن بلوك‌هاي سازنده و تبديل آن به طراحي محصول نهايي انجام مي‌گيرد. | ||||||||||
|
| ||||||||||
| نانومقياس نانوذرات را مي‌توان از خرد كردن (آسياب كردن) ذرات بزرگ و يا سنتز شيميايي مستقيم به‌دست آورد. از آسياب‌هاي كوچك و ميكروسيال سازها (microfluidizers) براي خرد كردن و پراكنده كردن ذرات بزرگ و توليد ذراتي با ابعاد 100 نانومتر و كوچك‌تر استفاده مي‌شود. البته CNTها و بيشتر نانوذرات مستقيماً از فاز مايع و يا بخار به‌دست مي‌آيند. استفاده از سنتز فاز بخار شيميايي و فيزيكي فناوري‌هايي شناخته شده در توليد نانوذرات فلزي، اكسيد فلزي و نانو ذرات سراميكي هستند. كربن سياه، رنگ دانه‌ها و سيليس گازي شكل (Fumed Silica) قديمي‌ترين انواع از كالاها و محصولات نانوذره‌اي مي‌باشند كه طي چندين دهه به طور گسترده مورد استفاده بوده‌اند. همچنين از شعله دما بالا و پلاسماي گرمايي و يا ليزر به‌عنوان منبع گرمايي در سنتز فاز گازي استفاده مي‌شود. پيروليز پاششي (Spray Pyrolysis) نيز روشي شناخته شده و به اثبات رسيده در توليد نانوذرات كمپلكس مي‌باشد. اما چالش‌هايي كه در زمينه سنتز فاز گازي نانوذرات وجود دارد در زمينه‌هاي زير خواهد بود: كنترل توزيع اندازه نانوذرات (PSD)، تشكيل در جاي(in situ) ذرات و ساختارهاي هيبريدي سيستم‌هاي جمع آوري كارآمد و عمليات پيوسته با نتيجه و بازده بالا. روشهاي مرسوم رسوبدهي، بلورسازي، سل-ژل، پليمريزاسيون امولسيوني به سنتز نانوذرات هم تعميم داده مي‌شوند. از الگوهاي مولكولي هسته‌زايي مي‌توان در اندازه، موقعيت معين و كنترل شكل بلور استفاده کرد جداسازي نانوذرات در محيط‌هاي جامد/ مايع و جامد/گاز و دسته بندي اندازه نانوذرات يكي از چالش‌هاي علمي است. پيشرفت‌هايي كه در اين فناوري‌ها صورت گرفته است، اهميت عملي آنها را در سيستم‌هاي رقيق مورد استفاده در كاتاليزورهاي زيستي – جايي‌كه روشهاي فيلتراسيون براي كارهاي جداسازي ابداع شده‌اند – به اثبات رسانده است. و ما اين مطلب را در يك نمونه كوچك آزمايشي در يك فرآيند كاتاليزوري زيستي كه در حال توسعه آن هستيم نشان داده‌ايم. | ||||||||||
|
| ||||||||||
| تاكنون روشهاي متعددي براي توليد CNTها گزارش شده‌اند. به نظر مي‌رسد گرايش اين روش‌ها از روشهاي ليزري و پلاسمايي به سمت روشهاي CVD در تغيير است. در عين حال تطابق و هماهنگي كيفيت محصول و در دسترس بودن و تنوع آن از مواردي كه باعث محدوديت ميزان كاربردهاي نانوذرات در دنياي واقعي (خارج از آزمايشگاه) مي‌شود و برخلاف پتانسيل فراوان و گزارش‌هاي خبري منتشر شده و علاقه فراواني كه به كاربرد CNTها وجود دارد، اين فنآوري همچنان در مرحله تحقيقات است. جداسازي لوله‌هاي رسانا از لوله‌هاي نيم رسانا از موضوعات داغ تحقيقي است كه ما اخيراً در آزمايشگاه خود موفق به انجام آن شده‌ايم. ما اين كار را – كه گزارش آن هم اخيراً منتشر شده – به كمك مفاهيم بيوتكنولوژي انجام داده‌ايم. (زنگ و همکارانش 2003 [Zheng et al ] پراکندگي و پوشش دهي ذرات ذره‌اي به قطر 10 نانو متر 20% اتمهاي سطحي و ذره‌اي به قطر 2 نانومتر ، 80% اتمهاي سطحي و ذره يك نانومتري 100% اتمهاي سطحي را دارا مي‌باشد. در يك نانولوله كربني جداره تمام اتمهاي كربن روي سطح اين نانو لوله قرار دارند. خواص نوري شيميايي و فيزيكي اين سطوح نانوذره‌اي كوچك اما با سطح زياد متفاوت از مولد توده‌اي است. ذرات رنگدانه TiO2 با ابعاد 250 نانومتر براي ايجاد توان مخفي (hiding power) بسيار مناسب است. اين كار با پخش نور مرئي انجام مي‌شود و ضمن آنكه ذرات 25 نانومتري TiO2 هم شفاف بوده و در محدوده مرئي قرار دارند اما به طور موثري مي‌توانند نور UV (ماوراء بنفش) را (در خود) نگه‌داشته و بلوكه كنند به‌علاوه آنكه اين ذرات فعاليت نوري بيشتري نسبت به رنگدانه‌هاي مشابه ميكروني خود دارند. معلوم شده كه نانوذرات اكسيد فلزي توان جذب شيميايي بيشتري نسبت به سطوح جذبي ساده دارند و اين امر حاكي از اهميت فوق العاده كنترل پوشش سطحي نانوذرات مي‌باشد. براي انجام (كنش‌پذير كردن) فعاليت‌هاي نوري و يا شيميايي به پوشش كامل و متراكم و يا كپسوله كردن نياز داريم. پوشش دهي سطحي براي جلوگيري از جمع شدن (ذرات در سطح)، پايدار کردن و پراکنده کردن ضروري است علاوه بر اين براي رسيدن به فوايدي كه از نانوذرات انتظار داريم لازم است تا اين پوشش‌ها سازگار و متناسب باشند به‌طوريكه بتوان آنها را با ماتريس‌هاي فراوان (شبكه سطح) يكپارچه نمود. عمل پوشش دهي به دو روش خشك و تر قابل انجام است در عين اينكه پوشش دهي نانوذرات كار ساده‌اي نيست. انجام يك پراکندگي خوب لازمه و مقدمه يك پوشش كيفي (مطلوب) است اما پراکندگي نانوذرات چه به صورت خشك و چه تر كار مشكلي است. مزيت پوشش تر و پراکندگي كه به اين ترتيب انجام مي‌شود مايع بودن محيط آن است كه البته غالباً مستلزم سرمايه گذاري و صرف هزينه‌هاي بيشتر است. انجام يك پراکندگي پايدار و كنترل سطح نانوذرات نشان‌دهنده نيازهاي برآورده نشده‌اي است كه براي رسيدن به كاربردهايي از نانو ذرات با خواص منحصر به فرد لازم است كه تمام اينها مي‌تواند زمينه‌هاي تحقيقاتي مهمي در صنعت و در دانشگاه به شمار آيد. با توجه به چندگانگي نيروهاي بين ذره‌اي و مشكلاتي كه در پراکندگي و پوشش دهي نانوذرات وجود دارد بهتر است از روش خود آرايي استفاده نماييم. اين كار را مي‌توان از طريق خود آرايي القايي ديناميك سيال از قبيل نانوجت، تزريق، ريزسازي (micronization) و يا ابزارهاي ميكروسيال سازي، سامانه‌هاي القايي به‌وسيله ميدان‌هاي الكتريكي يا مغناطيسي، الگوهاي مولكولي يا سامانه‌هاي كمكي بيومولكولي انجام داد. كه نوع اخير از قابليت رشد بسيار وسيعي برخوردار است. تعيين مشخصات در دسترس بودن ابزارهاي قوي تشخيص نانو چون HR-TEM و AFM و ميكروسكوپ تونلي باعث جلب توجه گسترده به فناوري‌نانو شده است. با درنظز گرفتن مراحل (پروسه‌هاي) شكل گيري پودر نانوذرات، براي تعيين مشخصات آنها ممكن است به بيش از يك روش نياز داشته باشيم. روشهاي مختلف باعث درك ما از سطوح مختلف از ابعاد بلور و تجمع ذرات مي‌شود. براي رسيدن به بازده بالا از خواصي كه براي كالاها مدنظر است انتخاب روشهاي اندازه‌گيري و كنترل اندازه ضروري است. بي ال جرستون و همكارانش در سال 2001 روشهاي سازگاري را براي نانو پودرهاي آهن در راكتور پلاسمايي MW به اجرا گذاشتند. SEM ذرات اوليه 50 تا 80 نانومتري را به شكل توده‌هاي دندريتي بزرگ در ابعاد ميكرومتري نشان داد. پراكندگي ديناميكي نور اندازه ميانگين 70 نانومتر را براي ذرات نشان داد در حالي‌كه به روش پراش ليزري يك توزيع (Bimodal) گسترده از 5/. تا 20 ميكرومتر به‌دست آمد. همين اندازه ميانگين با روشهاي تحليلي BET و XRD به ترتيب 60 و 20 نانومتر تعيين شد و با روش پراكندگي نوتروني زاويه كوچك (SANS) و پراش نوتروني (ND) به ترتيب 24 و 64 نانومتر تعيين شد. با توجه به اين نتايج روشن است كه در روشهاي پراكندگي نوري تجمع ذرات (آگلومري) بزرگ تعيين نشد در حالي‌كه در پراش ليزري به‌جز آگلومري‌هاي بزرگ هيچ‌كدام از ذرات اوليه مشخص نشد. در روشهاي BET , XRD و ND هم تمامي نانوذرات مشخص شدند. تمام آنچه در تعيين مشخصات لازم است را مي‌توان به سه سطح دسته بندي نمود: سطح نانوذرات اوليه: PSD ، ساختار بلوري و نواقص، ناخالصي، شكل شناسي (مورفولوژي) و تعيين مشخصات سطح؛ مرزها و ميان سطح‌ها: نيروهاي بين ذره‌اي، نواقص مرزي سطح خاصيت استفاده نهايي (Enduse) : رسانش، خواص مكانيكي چالش‌هاي توليد علاوه بر توسعه عمليات واحد، بزرگ كردن و كوچك سازي، مجتمع سازي مراحل سيستم‌هاي توليد (Process Integration) هم خود چالش‌هاي جديدي را در بر خواهد داشت. نانو ذرات قابليت آن را دارند كه حتي در مقادير بسيار كم نيز، تا حد بسيار زيادي عملكرد محصول و بهره مشتري را افزايش داده و بهبود بخشد. اينكه همان روش‌هايي كه در توليد انبوه مواد شيميايي به‌طور عمده وجود دارد در توسعه مراحل توليد نانو ذرات هم مورد استفاده واقع شود بسيار بعيد است. در توليد نانوذرات استفاده از سيستم‌هاي توليد مجتمع، مدولار (modular)، قابل حمل و كوچك‌تر به‌جاي دستگاه‌ها و ابزارهاي بزرگ برتري دارد. با پيشرفت فناوري‌نانو و نزديك شدن آن به مراحل توليدي و تجاري، اثرات (احتمالي) آن بر محيط زيست و سلامت بشر به موضوعي مهم تبديل مي‌شود كه نياز به تحقيق و بررسي خواهد داشت و با توجه به تنوع زياد نانومواد نمي‌توان انتظار داشت كه براي تمامي اين سيستم‌ها جواب واحدي وجود داشته باشد. همان‌گونه كه كالوين هم اشاره كرده پروژه ژن‌شناسي انسان نمونه‌اي اميدواركننده براي ادامه مطالعات در زمينه خطرات بهداشتي فناوري‌نانو، تحليل اثرات اجتماعي آن و تشويق و ترغيب براي گفتگوها و مباحثات در اين باره و آموزش عمومي در زمينه منافع و زيان‌هاي احتمالي فناوري‌نانو مي‌باشد. وجه مشترك مواد زيستي از آنجا كه عموماً ابعاد ويروس‌ها و پروتئين‌ها در محدوده نانومتري قرار مي‌گيرد مي‌توان بسياري از سلول‌هاي زنده را به منزله نانوذرات تلقي نمود. حتي مي‌توان در طراحي نانوساختارهاي جديد از تشخيص‌هاي معين زيستي و منتخبي از سيستم‌هاي معتبر زيستي استفاده نمود. نانوساختارهاي مصنوعي قابليت تقليد از ساختار سيستم‌هاي زنده را دارند. هم اكنون بسياري از آزمايشگاه‌هاي تحقيقاتي در سطح جهان به شدت مشغول بررسي سيستم‌هاي زنده هستند تا به چگونگي كار آنها پي برند چرا كه مي‌تواند آنها را در طراحي مواد مصنوعي با خواص برتر ياري دهد. همچنين نيروهاي غير كووالانسي كه بين مولكول‌هاي زيستي وجود داشته و آنها را در كنار هم نگه مي‌دارد باعث به هم چسبيدگي نانوذرات مي‌شود. اين نيروها عبارتنداز: نيروهاي الكترواستاتيکي؛ پيوندهاي هيدروژني؛ نيروهاي آب‌گريز؛ نيروهاي واندروالس. لذا امكان متصل نمودن نانوذرات و بيومولكول‌ها به هم با يكي از اين نيروها وجود خواهد داشت. طراحي ذرات تقويت شده با بيومولكول‌ها مي‌تواند به كاربردهايي جديد از حسگرهاي زيستي گرفته تا بيوالكترونيك (الكترونيك زيستي) و دارورساني هدفمند منجر شود. نقشه راه ابداعات فناوري‌نانو شكل 4 توصيفي از روند توسعه ابداعات فناوري‌نانو است كه شامل مدل‌هايي كه بر اساس تقاضاي بازار و هجوم فزاينده فناوري‌ها، مي‌باشد. نانوذرات و يا نانوساختارها، بلوك‌هاي سازنده لازم براي طراحي كالاها را فراهم مي كنند. براي ارتقاي بازده كار به منظور طراحي بهينه مراحل توليد، لازم است تا شناختي از اين مراحل داشته باشيم. طراحي كالا قبل از توليد به منظور تطبيق دادن قابليت آن با نيازهاي مشتري مي‌باشد و در همين راستا درك زنجيره ارزش به بهينه‌سازي تك تك مراحل از توليدكننده مواد اوليه تا مصرف كننده نهايي كمك خواهد كرد. براي تحقق اهداف از پيش تعيين شده فناوري‌نانو لازم است تا به دقت درباره طراحي هر كدام از اين مراحل فكر كرده و بهترين راه را بيابيم. ابداعاتي كه در فناوري‌نانو انجام مي‌شود به‌دنبال ايجاد يك دانش جديد و يك ارزش كل (total value) مي‌باشد. در نهايت اين تلاش‌ها منجر به كالاهايي با قابليت تجاري شدن و بدنبال آن حق مالكيت معنوي اين محصولات مي‌گردد به‌طوريكه مي‌توان با نظارت توليدكننده اصلي به ديگر علاقه‌مندان هم اجازه توليد آن را داد. VISION 2020 كه كارگاهي در صنعت شيمي آمريكا مي‌باشد و در سال 2002 آغاز به كار نموده است. از تمام شركت‌هاي شيميايي و توليدكننده مواد براي ايجاد اولين محصول در اين زمينه و سريع کردن ابداعات فناوري‌نانو به منظور ايجاد ارزش و تجاري سازي موفق آنها، دعوت به همكاري و مشاركت نموده است. به منظور حمايت از اين ديدگاه سرمايه گذاري NNI دولت از 710 ميليون دلار در سال 2003 به رقمي معادل 775 ميليون دلار در بودجه سال 2004 افزايش يافت. اين افزايش در واقع حمايتي است از تحقيقات پايه‌اي علوم مهندسي نانومقياس كه بلوك‌هاي سازنده را براي توسعه آينده كالاها و تجاري سازي آنها فراهم مي‌سازد. | ||||||||||
|
| ||||||||||
|
نانوذرات، روان كننده، كاهش اصطكاك