«فناوري نانو» دربرگيرنده كنترل مستقيم اتم‌ها و مولكول‌ها مي‌باشد. در كل، اين فناوري شامل سه مرحله مي‌باشد:
- طراحي مهندسي ساختارها در سطح اتم
- سرهم كردن اينگونه ساختارها وتبديل آنها به مواد جديد با ساختار نانو (Nanostructure) با خصوصيات ويژه
- سرهم كردن اينگونه مواد و تبديل آنها به ابزارهاي مفيد.
دو رويكرد كلي براي توليد ابزارها و مواد با مقياس نانو وجود دارد. نخستين رويكرد استفاده از اين ويژگي‌ها ذرات نانو در ساختارهاي موجود و داراي مقياسيهاي بزرگتر با استفاده از برخي تكنيك‌ها همچون Scanning tunneling يا (atomic-force microscopy ) يا انواع مختلف ليتوگرافي مي‌باشد. كه اين فرآيند هم اكنون در توليد چيپ‌هاي رايانه مورد استفاده قرار مي‌گيرد و ذره‌هاي نانوسايز و مدارهاي الكترونيكي يكپارچه از جمله موادي است كه با استفاده از اين رويكرد توليد مي‌شوند. گاهي اوقات از آن به‌عنوان رويكرد بالا به پايين «Top-down» ياد مي‌شود. دومين و انقلابي‌ترين رويكرد، رويكرد پايين به بالا «bottom-up» است. يعني ساخت مواد از خود اتم‌ها و مولكول‌ها. ترانزيستور «تك الكترون»، يكي از پيشرفت‌هاي شگرف اخير ناشي از كاربرد تكنيك «bottom-up» مي‌باشد.
هرچند پژوهشگران هم اكنون قادر به ساخت ساختارهاي تك مولكولي در آزمايشگاه هستند، اما هنوز نتوانستند شيوه‌اي ارزان (كه از نظر تجاري مناسب باشد) براي توليد انبوه آنها بيابند. شايد رويه‌اي تحت عنوان «Self-assembly» پاسخي مناسب به اين مشكل باشد. شايد با استفاده ازدانش شيمي بتوان در موقعيتي قرار گرفت كه در صورت استفاده از برخي توانايي‌هاي مولكول‌ها، امكان مرتب كردن آنها و ايجاد ساختارهاي پيچيده و تركيبي فراهم آيد.
اثرات «فناوري نانو» بر حمل‌ونقل
در چند سال گذشته، «فناوري نانو» در محصولات زيادي از جمله مقاومت‌هاي مغناطيسي چند لايه براي استفاده در بخش حافظه رايانه، Coating با ساختار «نانو» براي ذخيره اطلاعات خام ودر صنعت عكسبرداري مورد استفاده قرار گرفته است. «ذرات نانويي» همچنين براي استفاده در تجهيزات پزشكي و سيستم چاپگرهاي رنگي و مواد فلزي با ساختار نانو مورد استفاده قرار گرفته است. «فناوري نانو» تقريباً در تمامي فناوري‌ها و حوزه‌هاي مرتبط، انقلابي را ايجادكرده و همچنين اثرات بسيار مهمي را در بخش حمل‌ونقل به‌همراه خواهد داشت.
مزاياي بالقوه فناوري نانو در حوزه حمل‌ونقل گسترده و فراگير مي‌باشد. به‌عنوان مثال مي‌توان به موارد زير اشاره نمود: توليد خودروهاي سبكتر با مصرف سوخت كمتر با استفاده از موادي كه با بهره‌گيري از اين فناوري توليد مي‌شوند. احداث پل‌هايي كه دچار فرسايش نمي‌شوند و جاده‌هايي كه به تعمير و نگهداري نياز ندارند، تله‌هاي كوچك كه در خودروها براي حذف آلودگي ناشي از احتراق سوخت تعبيه مي‌شوند و سفينه‌هاي فضايي رباط‌گونه با تنها چند كيلوگرم وزن كه قادرند در منظومه شمسي به اكتشاف بپردازند و...
«فناوري نانو» در زمينه‌هاي زير به شكل بالقوه براي حمل‌ونقل داراي كاربرد خواهد بود.
فناوري اطلاع‌رساني
با تجهيزات الكترونيكي مولكولي، يك تراشه رايانه‌اي، به تنهايي مي‌تواند ميلياردها ترانزيستور، بسيار كوچك را در خود نگاه دارد. استفاده‌هاي ويژه در حوزه حمل‌ونقل عبارتند از:
- خودروهاي بدون راننده براي مصارف غيرنظامي يا نظامي
- ارتباطات پيشرفته كه مزاياي سيستم‌هاي هوشمند حمل‌ونقل را به حداكثر افزايش مي‌دهند و مجموعه نيازهاي سفر را تأمين مي‌كنند.
- حسگرهاي پيشرفته كه مدام وضعيت و عملكرد زيرساخت، خودروها و اداره كنندگان را به تصوير مي‌كشد.
مواد و مصالح
«فناوري نانو» موادي را براي مصارف حمل‌ونقلي توليد خواهد كرد كه سبكتر، قوي‌تر و در نهايت قابل برنامه‌‌ريزي بوده و به دليل عمر طولاني سرويس‌دهي و كاهش ميزان خرابي اينگونه مواد، هزينه‌هايش كاهش مي‌يابند. از مجموع كاربردهاي اصلي فناوري نانو در اين بخش مي‌توان به موارد زير اشاره كرد:
- سطوح فلزي با روكش نانويي براي دستيابي به حداكثر مقاومت، حداقل اصطكاك و حفاظت مطلوب مواد در برابر خوردگي و فرسايش
- مواد مناسب براي زيرساخت‌ها و خودروها
- مواد هوشمند كه ضمن بررسي و درک وضعيت خود و برآورد ميزان سالم بودن، در صورت نياز، تعميرات لازم را به‌عمل مي‌آورند.
همزمان بايد به مواد «Self-heathing» (قابليتي كه مواد در صورتي خرابي به خودي خود درست مي‌شوند)، مواد ضد حريق در خودروها و هواپيماها اشاره نمود.
دانش هوانوردي و فضا
مواد جديدي كه با استفاده از فناوري «فناوري نانو» توليد مي‌شوند، به‌دليل مقاومت مطلوب، وزن سبك، مقاومت در برابر تغييرات آب‌وهوايي، نيازهاي موجود در سفينه‌هاي فضايي، راكت‌ها، ايستگاه‌هاي فضايي و هواپيماهاي فوق سريع را تأمين مي‌نمايند. همچنين «فناوري نانو» امكان توليد سيستم‌ها و تجهيزات فضايي فوق كوچك را به همراه توليد حسگرهاي متراكم و به هم پيوسته و هوشمند، كاوشگران كوچك و فضاپيماهاي بسيار كوچك را فراهم مي‌آورد. زمينه‌هاي كاربردي فناوري ياد شده در اين بخش عبارتند از:
- هواپيماهاي سوپرسونيك كه توليد آنها ار نظر اقتصادي مقرون‌به‌صرفه است.
- سيستم‌هاي پردازشگر پيشرفته براي استفاده در سفينه‌هاي فضايي خودكار
- سيستم‌هاي الكترونيكي پيشرفته هواپيما
محيط‌زيست و انرژي
فناوري نانو به شكل بالقوه باعث كاهش مصرف سوخت و اثرات آن بر محيط‌زيست خواهد شد. به‌عنوان‌مثال، حسگرهاي توليد شده با استفاده از «فناوري نانو»، را مي‌توان براي آشکارنمودن آلاينده‌هاي خودرو و يافتن هرگونه آلوده‌كننده استفاده كرد. ساير موارد كاربردي عبارتند از:
- توليد مواد خاصي كه با استفاده از فناوري «نانو» تقويت شده و آنها را مي‌توان جايگزين اجزاي فلزي خودروها كرد كه در صورت جايگزيني و استفاده از اينگونه مواد سبک، ميزان آلاينده‌هاي Co2 سالانه بيش از 50 ميليارد تن كاهش مي‌يابد.
- جايگزيني كربن مشكي در تايرهاي خودرو با مواد خاصي كه امكان توليد آن توسط فناوري فناوري نانو از پليمرها و خاك رس غير ارگانيكي فراهم مي‌آيد و باعث مي‌شود روكش تاير مقاوم‌تر و از نظر زيست‌محيطي نيز فاقد آلودگي باشند.
- توليد مواد خاصي كه از آنها مي‌توان به عنوان «اسفنج‌هاي هيدروژني» در سلول‌هاي سوختي خودرو استفاده نمود.
منبع:سایت نانو
نانوذرات، روان كننده، كاهش اصطكاك