www.mktop_.ir

مقاله فن آوری نانوتکنولوژی و کاربرد های آن در صنایع نظامی ، دفاعی و امنیتی  ( 68 صفحه ) word- pdf از این مطلب میتوانید در پایان نامه و مقاله و سمینار و … خود استفاده بنمایید.

مقدمه

برای فناوری نانو کاربردهایی را در حوزه­های مختلف از جمله غذا، دارو، کشاورزی، پزشکی و زیست فناوری تا الکترونیک، کامپیوتر، حمل و نقل، انرژی، محیط زیست، مواد، هوافضا و امنیت ملی، پتروشیمی، علوم مواد، الکترونیک، کامپوترهای کوانتومی و غیره بر شمرده­اند. کاربردهای وسیع این عرصه به همراه پیامدهای اجتماعی، سیاسی و حقوقی آن، این فناوری را به عنوان یک زمینه فرارشته­ای مطرح نموده است. هر چند آزمایش­ها و تحقیقات پیرامون فناوری نانو از ابتدای دهه 80 قرن بیستم به طور جدی پیگیری شد، اما اثرات تحول آفرین، معجزه آسا و باور نکردنی فناوری نانو در روند تحقیق و توسعه باعث گردید که نظر تمامی کشورهای بزرگ به این موضوع جلب گردد و فناوری نانو را به عنوان یکی از مهم­ترین اولویت­های پژوهشی خویش طی دهه اول قرن بیست و یکم محسوب نمایند. اما بهتر است بدانیم به موازات پیشرفت­های شگرفی که در این زمینه حاصل شده است برخی ایده­های خطرناک نیز شکل گرفته­اند: مانند ساختن ماده­ای به نام لکه قهوه­ایی که در صورت عدم کنترل صحیح می­تواند در عرض چند ساعت سراسر جهان را احاطه کرده  و در میان جوامع نسبت به پژوهش گران و اهداف آنها ترس و واهمه ایجاد کند. به کارگیری فناوری نانو در صنایع نظامی به خصوص در زمینه امنیتی – دفاعی در دهه اخیر مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته است.نانوتکنولوژی نظامی دفاعی امنیتی

استفاده از این فناوری در تجهیزات دفاعی راه­هایی به سوی بهبود اسلحه­ها، ابتکار در ساخت مواد با وزن سبک و مقاوم به دمای بالا برای هواپیماها، راکت­ها و ایستگاه­های فضایی را هموار نموده است. تسلط اطلاعاتی از طریق نانو الکترونیک پیشرفته، به عنوان یک توانایی مهم نظامی، کارایی بالاتر در تجهیزات نظامی و استفاده از ربات­های پیشرفته به جای استفاده از نیروی انسانی نظامی، پیشرفت در امر شناسایی و در نتیجه مراقبت از عوامل شیمیایی، کاهش خطر برای سربازان و بهبود کارایی خودروهای نظامی از دیگر قابلیت­های این فناوری نوین در حوزه نظامی – دفاعی و امنیتی است. در این مقاله سعی شده است کاربردهای نظامی – دفاعی و امنیتی این فناوری مورد بررسی قرار گیرد.

فن آوری نانوتکنولوژی و کاربرد های آن در صنایع نظامی ، دفاعی و امنیتی
فن آوری نانوتکنولوژی کاربرد صنایع نظامی دفاعی

امروزه بحث‌های بسیاری در زمینه فناوری‌نانو، کاربردها، مزایا و دورنمای آینده آن مطرح است. صنایع دریایی حوزه وسیعی از صنایع از قبیل ساخت کشتی؛ زیردریایی و سکوهای دریایی را شامل می‌شود که اغلب آنها در کشور ما نوپا هستند. فناوری‌نانو در بخش‌های مختلف صنایع دریایی کاربردهای ارزنده‌ای دارد که می‌تواند صنایع دریایی کشور را با تحول زیادی روبه‌رو کند. از طرفی شناسایی نیازهای گسترده صنایع دریایی کشور می‌تواند بازار خوبی برای محصولات فناوری‌نانو در کشور باشد و زمینه رشد خوبی را نیز برای آن فراهم کند. در این مقاله برخی کاربردهای فناوری‌نانو در صنایع دریایی مورد ارزیابی قرار گرفته و در انتها نیز جایگاه صنایع دریایی کشور آورده شده است.نانوتکنولوژی نظامی دفاعی امنیتی

تاریخچه علم نانو

علم نانو و علوم مرتبط با آن جدید نیستند چرا که صدها سال است که شیمیدانان از تکنیک‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌هایی علم نانو در کار خود استفاده می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌کنند که بی‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌شباهت به تنکنیک‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های امروزی نانو نیست. پنجره‌های رنگارنگ کلیساهای قرون وسطی، شمشیرهای یافت شده در حفاری‌های سرزمین‌های مسلمان همگی گویای این مطلب هستند که بشر مدت‌هاست که از برخی شگردهای این فناوری در بهینه کردن فرایندها و ساخت باکیفیت‌تر اشیاء بهره می‌برده است اما تنها به دلیل پیشرفت کم فناوری و نبود امکانات امروزی مانند میکروسکوپ نیروی اتمی، میکروسکوپ تونلی پیمایشی و غیره نتوانسته حوزه مشخصی برای این فناوری تعیین کند.

نانو تکنولوژی از یک رشته علمی خاص مشتق نمی‌شود. با وجودی که نانو تکنولوژی بیشترین وجه مشترک را با علم مواد دارد، خواص اتم و ملکول شالوده بسیاری از علوم است و در نتیجه دانشمندان حوزه‌های علمی به آن جذب می‌شوند. برآورد می‌شود در سراسر جهان حدود 000/20 نفر در نانو تکنولوژی کار می‌کنند. پیشوند نانو از کلمه یونانی به معنای کوتوله مشتق می‌شود. برای اولین بار ریچارد فاینمن برنده جایزه نوبل فیزیک پتانسیل نانو علم را در یک سخنرانی تکان‌ دهنده با نام «در پایین اتاق­های زیادی وجود دارد»، مطرح کرد. فاینمن اصرار داشت، که دانشمندان ساخت وسائلی را که برای کار در مقیاس اتمی لازم است، شروع کنند.

این موضوع مسکوت ماند، تا اینکه اریک درکسلر ندای فاینمن را شنید و یک قالب ‌کاری برای مطالعه «وسایلی که توانایی حرکت دادن اشیاء مولکولی و مکان آنها را با دقت اتمی دارند» ایجاد کرد، که در سپتامبر 1981 در مقاله‌ای با نام«پروتئین راهی برای تولید انبوه مولکولی ایجاد می‌کند» آن را ارائه داد.درکسلر آن را با کتابی بنام «موتورهای خلقت» دنبال کرد و توسعه مفهوم نانو تکنولوژی را همانند یک کوشش علمی ادامه داد. اولین نشانه‌های ثبت ‌شده از این مفهوم نانو تکنولوژی تغییر مکان دادن اشیا مولکولی، در سال 1989 بود، موقعی که دانشمندی در مرکز تحقیقات آلمادن IBM اتمهای منفرد گزنون را روی صفحه نیکل حرکت داد، تا نام IBM را روی سطح نیکل نقش کند.نانوتکنولوژی نظامی دفاعی امنیتی

فن آوری نانوتکنولوژی و کاربرد های آن در صنایع نظامی ، دفاعی و امنیتی
نانو تکنولوژی در صنایع نظامی

براساس برآورد شرکت لاکس ریسرچ درنیوریورک، بودجه کل تحقیق و توسعه نانو تکنولوژی دولت‌ها و شرکت‌ها در سراسر جهان در سال 2004 بیش از 6/8 میلیارد دلار بود. نیمی از این بودجه از جانب دولت‌ها تأمین می‌شد. اما به پیش بینی لاکس ریسرچ در سال‌های آینده، شرکت‌ها احتمالاً بودجه بیشتری از دولت‌ها صرف این علم خواهند کرد. در خلال شش سال پیش از 2003 سرمایه گذاری در نانو تکنولوژی توسط سازمان‌های دولتی هفت برابر شده است. این حجم سرمایه گذاری انتظارات را به اندازه‌ای افزایش داده است که شاید قابل تحقق نباشد. برخی معتقدند شرکت‌های نانو تکنولوژی مانند حباب شرکت‌های اینترنت در سال‌های اخیر از بین خواهند رفت. اما دلایلی وجود دارد که نشان می‌دهد درباره مخاطرات آن گزافه گویی شده است. سرمایه گذاران خصوصی اکنون بسیار محتاط‌تر از دوره رونق شرکت‌های اینترنت هستند و بیشتر پولی که دولت‌ها در این زمینه اختصاص می‌دهند، صرف علوم پایه و فناوری‌هایی می‌شود که تا سال‌ها در اختیار همگان قرارنخواهد گرفت. با این حال کیفیت برخی محصولات موجود با کاربرد نانو تکنولوژی بهبود یافته است و در چند سال آینده بر تعداد آنها افزوده خواهد شد. مثلاً با افزودن ذرات ریز نقره، بانداژ ضد سوختگی خاصیت ضد میکروبی پیدا کرده است. با اتصال ملکول‌های ایجاد کننده مانع به فیبر پنبه، پارچه‌هایی تولید شده است که ضد لکه و بو است.

راکت‌های تنیس با افزودن ذرات ریز تقویت شده است. در درازمدت نانو تکنولوژی به نوآوری‌های بزرگتری خواهد انجامید، از جمله انواع جدید حافظه کامپیوتر، فناوری پزشکی و روش‌های تولید انرژی بهتر مانند سلول‌های خورشیدی. طرفداران این فناوری می‌گویند نانو تکنولوژی به تولید انرژی پاک و تولید بدون مواد زائد و غیره خواهد انجامید. مخالفان آن معتقدند نانوتکنولوژی باعث ایجاد نوعی نظام شناسایی بین المللی و آسیب به فقرا، محیط زیست و سلامت انسان خواهد شد. به نظر می‌رسد هر دو گروه در مورد استدلال‌های خود گزافه گویی می‌کنند، اما به هرحال باید از نانو تکنولوژی استقبال کرد.

همچنین از فناوری نانو به عنوان«رنسانس فناوری» و«روان کننده جریان سرمایه گذاری» یاد می‌شود. ورود محصولات متکی بر این فناوری جهشی بس عظیم در رفاه و کیفیت زندگی و توانائی­های دفاعی و زیست محیطی به همراه خواهد داشت و موجب بروز جابجائی­های بزرگ اقتصادی خواهد شد. هم اکنون بخش­های دولتی و خصوصی کشورهای مختلف جهان شامل ژاپن، آمریکا، اتحادیه اروپا، چین، هند، تایوان، کره جنوبی، استرالیا و روسیه در رقابتی تنگاتنگ بر سر کسب پیشتازی جهانی در لااقل یک حوزه از این فناوری به سر می‌برند.هم اکنون روی هم رفته حدود 30 کشور دنیا در زمینه فناوری نانو دارای «برنامه ملی» یا درحال تدوین آن هستند، و طی پنچ سال گذشته بودجه تحقیق و توسعه در امر فناوری نانو را به 3.5 برابر افزایش داده‌اند. کشورهای ژاپن و آمریکا نیز فناوری نانو را اولین اولویت کشور خود در زمینه فناوری اعلام کرده‌اند.نانوتکنولوژی نظامی دفاعی امنیتی

فناوری نانو چیست؟

فناوری نوین نانوتکنولوژی، تمام دنیا را فرا گرفته است. به بیان دیگر، «نانوتکنولوژی بخشی از آینده نیست بلکه همه آینده است». در این نوشتار بعد از تعریف نانوتکنولوژی و بیان کاربردهای آن دلایل و ضرورت‌های توجه به این فناوری، بیان شده است.

تعریف نانوتکنولوژی و آشنایی با آن

نانوتکنولوژی تولید کارآمد مواد و دستگاه‌ها و سیستم‌ها با کنترل ماده در مقیاس طولی نانومتر، و بهره برداری از خواص و پدیده‌های نوظهوری است که در مقیاس نانو توسعه یافته‌اند. نانوتکنولوژی، توانمندی تولید مواد، ابزار و سیستم‌های جدید با کنترل سطوح مولکولی و اتمی و استفاده از خواصی است که در آن سطوح ظاهر می‌شود. نانوتکنولوژی، رشته‌ای جدید نیست، بلکه رویکردی جدید به تمام رشته‌هاست. نانوتکنولوژی، در حوزه‌های مختلفی نظیر: غذا، دارو، تشخیص پزشکی، بیوتکنولوژی، الکترونیک، رایانه، ارتباطات، حمل و نقل، انرژی، محیط زیست، مواد، هوافضا و امنیت ملی، کاربرد دارد. کاربردهای وسیع و پیامدهای اجتماعی، سیاسی و حقوقی نانوتکنولوژی آن را به زمینه‌ای فرابخشی، تبدیل کرده است.

آزمایش و تحقیق در مورد نانوتکنولوژی از ابتدای دهه ۸۰ قرن بیستم به‌طور جدی پیگیری شد، اما آثار معجزه‌آسا و باور نکردنی آن در روند تحقیق و توسعه، توجه همه کشورهای بزرگ را به خود جلب کرد. این امر، فناوری نانو را به یکی از مهم‌ترین اولویت‌های تحقیقاتی در دهه اول قرن بیست و یکم، تبدیل کرد.

استفاده از فناوری نانو در علوم پزشکی، پتروشیمی، مواد، صنایع دفاعی، الکترونیک، رایانه‌های کوانتومی و غیره آن را به عنوان چالشی علمی و صنعتی برای جهانیان مطرح کرد. محققان، اساتید و صنعتگران ایرانی نیز باید در بسیجی همگانی، جایگاه، موقعیت و وضعیت خویش را در مورد این موضوع، مشخص کنند و با برنامه‌ریزی علمی و دقیق به حضوری فعال و رقابتی سالم در این جایگاه روی آورند. طراحی برنامه‌ای منسجم، فراگیر و همه جانبه برای این منظور، اجتناب‌ناپذیر است.

ابعاد نانو

یک نانومتر، یک میلیاردم متر ( 9- 10 متر) است. این مقدار حدود چهار برابر قطر یک اتم است. برای مقایسه، یک جسم با اندازه‌ای حدود 10 نانومتر، هزار برابر کوچکتر از قطر یک تار موی انسان است.

اهمیت مقیاس نانو

خواص موجی شکل الکترونهای داخل ماده و اثر متقابل اتمها با یکدیگر از جابجایی مواد در مقیاس نانومتر اثر می‌پذیرند، بنابر این با تولید ساختارهایی در مقیاس نانومتر، امکان کنترل خواص ذاتی مواد ازجمله دمای ذوب، خواص مغناطیسی، ظرفیت بار و حتی رنگ مواد بدون تغییر در ترکیب شیمیایی بوجود می‌آید. استفاده از این پتانسیل به محصولات و تکنولوژی‌های جدیدی با کارآیی بالا منتهی می‌شود که پیش از این میسر نبود.  مواد در اندازه‌های نانومتری خواص خاصی خواهند داشت به عنوان مثال آلومینیوم مذاب وقتی به جامد تبدیل می‌شود زیر میکروسکوپ ساختاری میکرونی نشان می‌دهد ولی همین آلومینوم اگر دارای ریز دانه‌های نانومتری باشد استحکام آن هفت برابر می‌شود.

مثلاً طی تجربه‌ای که در وزارت انرژی آمریکا صورت گرفته است، مشاهده شده که افزایش نانوذرات اکسید آلومینیم به نیکل، موجب می‌شود تا مقاومت کششی آن 5/2 برابر فولاد شود.در این تکنولوژی می‌توان با اعمال کنترل بر ساختار ماده فیزیکی در سطوح اتمی و مولکولی به مواد جدید دست یافت.دخالت در بافت اتمی باعث ایجاد ساختاری جدید می‌شود و این ساختار جدید را می‌توان به دو طریق به وجود آورد.

1– از بالا به پائین: یک ساختار میکرونی شامل میلیاردها اتم را کوچک می‌کنیم تا به ساختار ناتو برسیم.

2- از پائین به بالا: اتمها را کنار هم می‌گذاریم تا به ساختار هزار اتمی برسیم.

نانوتکنولوژی و کاربردهای آن

فناوری نانو، عنصری اساسی برای درک بهتر طبیعت در دهه‌های آینده خواهد بود. همکاری‌های تحقیقاتی میان رشته‌ای، آموزش خاص و انتقال ایده‌ها و افراد به صنعت از جمله مزایای نانوتکنولوژی در آینده است. بخشی از تأثیرات و کاربردهای نانوتکنولوژی به شرح زیر است:

۱) تولید، مواد و محصولات صنعتی

نانوتکنولوژی تغییر بنیانی مسیری است که در آینده، موجب ساخت مواد و ابزار خواهد شد. امکان سنتز بلوک‌های ساختمانی نانو با اندازه و ترکیب به دقت کنترل شده و سپس چیدن آنها در ساختارهای بزرگ‌تر، که دارای خواص و کارکرد منحصر به فرد باشند، انقلابی در مواد و فرایندهای تولید آنها، ایجاد می‌کند.محققان، ساختارهایی از مواد را ایجاد خواهند کرد که در طبیعت وجود ندارد و شیمی مرسوم، قادر به ایجاد آنها نیست. برخی از مزایای نانوساختارها عبارتند از: مواد سبک‌تر، قوی‌تر و قابل برنامه‌ریزی، کاهش هزینه عمر کاری با کاهش دفعات نقص فنی، ابزار نوین بر پایه اصول و معماری جدید و به‌کارگیری کارخانه‌های مولکولی یا خوشه‌ای که مزیت مونتاژ مواد در سطح نانو را دارند.نانوتکنولوژی نظامی دفاعی امنیتی

۲) پزشکی و بدن انسان

رفتار مولکولی در مقیاس نانومتر، سیستم‌های زنده را اداره کرده و مقیاسی را ایجاد می‌کند که شیمی، فیزیک، زیست‌شناسی و شبیه‌سازی رایانه‌ای به آن سمت گرایش دارند.نانوتکنولوژی، فراتر از استفاده بهینه از دارو، فرمولاسیون و مسیرهایی برای رهایش دارو تهیه می‌کند و توان درمانی داروها را به نحو حیرت‌انگیزی، افزایش می‌دهد.مواد زیست سازگار با کارایی بالا، از توانایی بشر در کنترل نانوساختارها به دست می‌آیند. نانو مواد سنتزی معدنی و آلی را می‌توان نظیر اجزای فعال، برای اعمال نقش تشخیصی، (مثل ذرات کوانتومی که برای مرئی‌سازی به کار می‌رود) درون سلول‌ها وارد کرد.افزایش توان محاسباتی به وسیله نانوتکنولوژی، ترسیم وضعیت شبکه‌های ماکرومولکولی را در محیط‌های واقعی ممکن می‌کنند. این‌گونه شبیه‌سازی‌ها برای بهبود قطعات کاسته شده زیست سازگار در بدن و برای فرایند کشف دارو، الزامی هستند.

۳) دوام‌پذیری منابع کشاورزی، آب، انرژی، مواد و محیط زیست پاک

نانوتکنولوژی تغییراتی شگرف در استفاده از منابع طبیعی، انرژی و‌ آب ایجاد می‌کند و پساب و آلودگی را کاهش می‌دهد. همچنین فناوری‌های جدید، امکان بازیافت مجدد از مواد، انرژی و آب را فراهم خواهند کرد. نانوتکنولوژی، بر محیط زیست، تأثیری قابل توجه دارد. از آن جمله: ایجاد و درمان مسائل زیست محیطی با کنترل انتشار آلاینده‌ها، توسعه فناوری‌های «سبز» جدید که محصولات جانبی کمتری دارند.نانوتکنولوژی، توان حذف آلودگی‌های کوچک از منابع آبی (کمتر از ۲۰۰ نانومتر) و هوا (زیر ۲۰ نانومتر) و اندازه‌گیری و تخفیف مداوم آلودگی را در مناطق بزرگ‌تر دارد.نانوتکنولوژی می‌تواند کارایی، ذخیره‌سازی و تولید انرژی را تحت تأثیر قرار دهد مصرف آن را کاهش دهد. برای مثال، شرکت‌های مواد شیمیایی، مواد پلیمری تقویت شده با نانوذرات را ساخته‌اند که می‌تواند جایگزین اجرای فلزی بدنه خودروها باشد. استفاده گسترده از این نانوکامپوزیت‌ها سالیانه ۵/۱ میلیارد لیتر صرفه‌جویی در مصرف بنزین، ایجاد می‌کند.

فناوری روشنایی در ۱۰ سال آینده، تغییرات عمده‌ای خواهد داشت. نیمه‌هادی‌های مورد استفاده در دیودهای نورانی (LEDها) به مقدار زیاد در ابعاد نانو تولید خواهد شد. تقریباً ۲۰ درصد از کل برق تولیدی امریکا، صرف روشنایی (چه لامپ‌های التهابی معمولی و چه فلوئورسنت) می‌شود، اما مطابق پیش‌بینی‌ها در ۱۰ تا ۱۵ سال آینده، پیشرفت‌های نانوتکنولوژی، مصرف جهانی را بیش از ۱۰درصد کاهش می‌دهد و سالانه ۱۰۰ میلیارد دلار، صرفه‌جویی و ۲۰۰ میلیون تن، کاهش انتشار کربن را به همراه دارد.

۴) هوا و فضا

محدودیت‌های شدید سوخت برای حمل بار به مدار زمین و ماورای آن و ارسال فضاپیما برای مأموریت‌های طولانی به مناطق دور از خورشید، کاهش اندازه، وزن و توان مصرفی را اجتناب‌ناپذیر می‌کند. مواد و ابزار نانوساختاری، امیدهایی را برای حل این مشکل، ایجاد کرده است.«نانو ساختن، طراحی و ساخت مواد سبک‌وزن، پرقدرت و سکوهای اکتشافی سیاره‌ای یا خورشیدی، فراهم کرده است. استفاده روزافزون از سیستم‌های کوچک شده خودکار به پیشرفت‌های شگرف در فناوری ساخت و تولید می‌انجامد. توجه به اینکه محیط فضا، نیروی جاذبه کم و خلأ بالا دارد، توسعه نانوساختارها و سیستم‌های نانو که ساخت آنها در زمین ممکن نیست در فضا میسر خواهد شد.نانوتکنولوژی نظامی دفاعی امنیتی

فن آوری نانوتکنولوژی و کاربرد های آن در صنایع نظامی ، دفاعی و امنیتی
نانو تکنولوژی nemsزصنایع نظامی

5) امنیت ملی

برخی کاربردهای دفاعی نانوتکنولوژی عبارتند از: تسلط اطلاعاتی با نانوالکترونیک پیشرفته به عنوان قابلیتی مهم و نظامی، امکان آموزش مؤثر نیرو به کمک سیستم‌های واقعیت مجازی پیچیده و به دست آمده از الکترونیک نانوساختاری، استفاده بیشتر از اتوماسیون و رباتیک پیشرفته برای جبران کاهش نیروی انسانی نظامی، کاهش خطر برای سربازان و بهبود کارایی خودروهای نظامی، دستیابی به کارایی بالاتر (وزن کمتر و قدرت بیشتر) در صحنه‌های نظامی، کاهش نقص فنی و هزینه در عمر کاری تجهیزات نظامی، پیشرفت در شناسایی و مراقبت از عوامل شیمیایی، زیستی و هسته‌ای، بهبود طراحی در سیستم‌های کنترل و مدیریت عدم تکثیر سلاح‌های هسته‌ای، تلفیق ابزار نانو و میکرومکانیکی برای کنترل سیستم‌های دفاع هسته‌ای، فرصت‌های اقتصادی و نظامی مکمل یکدیگرند. کاربردهای درازمدت نانوتکنولوژی در زمینه‌های دیگر، پشتیبانی کننده امنیت ملی خواهد بود.

۶) کاربرد نانوتکنولوژی در صنعت الکترونیک

نانوتکنولوژی، ذخیره اطلاعات را در مقیاس فوق‌العاده کوچک، ممکن می‌کند. فناوری نانو، ظرفیت ذخیره اطلاعات را در حد ۱۰۰۰ برابر یا بیشتر افزایش می‌دهد و در نهایت، ابزار ابرمحاسباتی کوچکی به اندازه ساعت مچی، ساخته خواهد شد.اگر ظرفیت نهایی ذخیره اطلاعات به حدود یک ترابیت در هر اینچ ربع برسد، ذخیره ۵۰ عدد DVD یا بیشتر در‌هارد دیسکی با ابعاد یک کارت اعتباری، ممکن خواهد شد.ساخت تراشه‌ها در اندازه‌هایی کوچک نظیر ۳۲ تا ۹۰ نانومتر و یا تولید دیسک‌های نوری ۱۰۰ گیگا بایتی در اندازه‌های کوچک از جمله این موارد است.

یک نانومتر چقدر است؟

یک نانومتر یک میلیاردم متر (9-m 10) است. این مقدار حدوداً چهار برابر قطر یک اتم است. مکعبی با ابعاد 5/2 نانومتر ممکن است حدود 1000 اتم را شامل شود. کوچکترین IC‌های امروزی با ابعادی در حدود 250 نانومتر در هر لایه به ارتفاع یک اتم، حدود یک میلیون اتم را در بردارند. در مقایسه یک جسم نانومتری با اندازه‌ای حدود 10 نانومتر، هزار برابر کوچکتر از قطر یک موی انسان است.

امکان مهندسی در مقیاس مولکولی برای اولین بار توسط ریچارد فاینمن (R.Feynnman)، برنده جایزه نوبل فیزیک، مطرح شد. فین من طی یک سخنرانی در انستیتو تکنولوژی کالیفرنیا در سال 1959 اشاره کرد که اصول و مبانی فیزیک امکان ساخت اتم به اتم چیز‌ها را رد نمی‌کند. وی اظهار داشت که می‌توان با استفاده از ماشین‌های کوچک ماشین‌هایی به مراتب کوچک‌تر ساخت و سپس این کاهش ابعاد را تا سطح خود اتم ادامه داد. همین عبارت‌های افسانه وار فاینمن من راهگشای یکی از جذاب ترین زمینه‌های نانو تکنولوژی یعنی ساخت روبوت‌هایی در مقیاس نانو شد. در واقع تصور در اختیار داشتن لشکری از نانوماشین‌هایی در ابعاد میکروب که هر کدام تحت فرمان یک پردازنده مرکزی هستند، هر دانشمندی را به وجد می‌آورد. در رویای دانشمندانی مثل جی استورس‌هال (J.Storrs Hall) و اریک درکسلر (E.Drexler) این روبوت‌ها یا ماشین‌های مونتاژکن کوچک تحت فرمان پردازنده مرکزی به هر شکل دلخواهی درمی آیند. شاید در آینده‌ای نه چندان دور بتوانید به کمک اجرای برنامه‌ای در کامپیوتر، تختخوابتان را تبدیل به اتومبیل کنید و با آن به محل کارتان بروید.نانوتکنولوژی نظامی دفاعی امنیتی

چرا این مقیاس طول اینقدر مهم است؟

خواص موجی شکل (مکانیک کوآنتمی) الکترونهای داخل ماده و اثر متقابل اتمها با یکدیگر از جابجایی مواد در مقیاس نانومتر اثر می‌پذیرند. با تولید ساختارهایی در مقیاس نانومتر، امکان کنترل خواص ذاتی مواد ازجمله دمای ذوب، خواص مغناطیسی، ظرفیت بار و حتی رنگ مواد بدون تغییر در ترکیب شیمیایی بوجود می‌آید. استفاده از این پتانسیل به محصولات و تکنولوژیهای جدیدی با کارایی بالا منتهی می‌شود که پیش از این میسر نبود. نظام سیستماتیک ماده در مقیاس نانومتری، کلیدی برای سیستمهای بیولوژیکی است. نانوتکنولوژی به ما اجازه می‌دهد تا اجزاء و ترکیبات را داخل سلولها قرارداده و مواد جدیدی را با استفاده از روشهای جدید خود_اسمبلی بسازیم. در روش خود_اسمبلی به هیچ روبات یا ابزار دیگری برای سرهم کردن اجزاء نیازی نیست. این ترکیب پرقدرت علم مواد و بیوتکنولوژی به فرایندها و صنایع جدیدی منتهی خواهد شد.

ساختارهایی در مقیاس نانو مانند نانوذرات و نانولایه‌ها دارای نسبت سطح به حجم بالایی هستند که آنها را برای استفاده در مواد کامپوزیت، واکنشهای شیمیایی، تهیه دارو و ذخیره انرژی ایده ال می‌سازد. سرامیک‌های نانوساختاری غالباً سخت‌تر و غیرشکننده‌تر از مشابه مقیاس میکرونی خود هستند. کاتالیزورهای مقیاس نانو راندمان واکنشهای شیمیایی و احتراق را افزایش داده و به میزان چشمگیری از مواد زائد و آلودگی آن کم می‌کنند. وسایل الکترونیکی جدید، مدارهای کوچکتر و سریعتر و … با مصرف خیلی کمتر می‌توانند با کنترل واکنش‌ها در نانوساختار بطور همـزمان بدست آیند. اینها تـنها اندکی از فوایـد و

مزایای تهیه مواد در مقیاس نانومتر است.

فایده و منافع نانوتکنولوژی چیست؟

 مفهوم جدید نانوتکنولوژی آنقدر گسترده و ناشناخته است که ممکن است روی علم و تکنولوژی در مسیرهای غیرقابل پیش بینی تأثیر بگذارد. محصولات موجود نانوتکنولوژی عبارتند از: لاستیکهای مقاوم در برابر سایش که از ترکیب ذرات خاک رس با پلیمرها بدست آمده اند، شیشه‌هایی که خودبخود تمیز میشوند, مواد دارویی که در مقیاس نانو ذرات درست شده اند، ذرات مغناطیسی باهوش برای پمپهای مکنده و روان سازها, هد دیسکهای لیزری و مغناطیسی که با کنترل دقیق ضخامت لایه‌ها از کیفیت بالاتری برخوردارند، چاپگرهای عالی با استفاده از نانو ذرات با بهترین خواص جوهر و رنگ دانه و …

قابلیتهای نانوتکنولوژی

قابلیتهای محتمل تکنیکی نانوتکنولوژی عبارتند از:

1- محصولات خوداسمبل

2- کامپیوترهایی با سرعت میلیاردها برابر کامپیوترهای امروزی

3- اختراعات بسیار جدید ( که امروزه ناممکن است)

4- سفرهای فضایی امن و مقرون به صرفه

5- نانوتکنولوژی پزشکی که درواقع باعث ختم تقریبی بیماریها، سالخوردگی و مرگ و میر خواهد شد.
6- دستیابی به تحصیلات عالی برای همه بچه‌های دنیا

7- احیاء و سازماندهی اراضی

فناوری نانو در عرصه دفاعی – امنیتی

5
مقاله نانو فن اوری www.mktop.ir

به کارگیری فناوری نانو در صنایع نظامی به خصوص در زمینه امنیتی – دفاعی در دهه اخیر مورد توجه پژوهش گران قرار گرفته است. استفاده از این فناوری در تجهیزات دفاعی راه‌هایی به سوی بهبود اسلحه‌ها، ابتکار در ساخت مواد با وزن سبک و مقاوم به دمای بالا برای هواپیماها، راکت‌ها و ایستگاه‌های فضایی را هموار نموده است. تسلط اطلاعاتی از طریق نانو الکترونیک پیشرفته، به عنوان یک توانایی مهم نظامی، کارایی بالاتر در تجهیزات نظامی و استفاده از ربات‌های پیشرفته به جای استفاده از نیروی انسانی نظامی، پیشرفت در امر شناسایی و در نتیجه مراقبت از عوامل شیمیایی، کاهش خطر برای سربازان و بهبود کارایی خودروهای نظامی از دیگر قابلیت‌های این فناوری نوین در حوزه نظامی – دفاعی و امنیتی است. در این مقاله سعی شده است کاربردهای نظامی – دفاعی و امنیتی این فناوری مورد بررسی قرار گیرد.نانوتکنولوژی نظامی دفاعی امنیتی

برای فناوری نانو کاربردهایی را در حوزه‌های مختلف از جمله غذا، دارو، کشاورزی، پزشکی و زیست فناوری تا الکترونیک، کامپیوتر، حمل و نقل، انرژی، محیط زیست، مواد، هوافضا و امنیت ملی، پتروشیمی، علوم مواد، الکترونیک، کامپوترهای کوانتومی و غیره بر شمرده‌اند. کاربردهای وسیع این عرصه به همراه پیامدهای اجتماعی، سیاسی و حقوقی آن، این فناوری را به عنوان یک زمینه فرارشته‌ای مطرح نموده است. هر چند آزمایش‌ها و تحقیقات پیرامون فناوری نانو از ابتدای دهه 80 قرن بیستم به طور جدی پیگیری شد، اما اثرات تحول آفرین، معجزه آسا و باور نکردنی فناوری نانو در روند تحقیق و توسعه باعث گردید که نظر تمامی کشورهای بزرگ به این موضوع جلب گردد و فناوری نانو را به عنوان یکی از مهم‌ترین اولویت‌های پژوهشی خویش طی دهه اول قرن بیست و یکم محسوب نمایند. اما بهتر است بدانیم به موازات پیشرفت‌های شگرفی که در این زمینه حاصل شده است برخی ایده‌های خطرناک نیز شکل گرفته اند: مانند ساختن ماده‌ای به نام لکه قهوه ایی که در صورت عدم کنترل صحیح می‌تواند در عرض چند ساعت سراسر جهان را احاطه کرده و در میان جوامع نسبت به پژوهش گران و اهداف آنها ترس و واهمه ایجاد کند.

خطرات استفاده نظامی از نانوتکنولوژی

مبالغه در مورد منافع و مزایای فناوری‌های جدید و تبلیغ بیش از حد درباره آن در دنیای فناوری‌های سطح بالا امری رایج است. محققان، رؤسای امور مالی و مدیران به خوبی بر این نکته واقفند که سرمایه‌گذار‌ها، سیاست‌مداران و حتی جامعه ‌‌خواهان تبلیغات پرجاذبه در مورد یک فناوری است و از آن دسته از ابداعات فنی که وعده‌های فریبنده‌ای چون درمان سرطان، فراهم‌آوردن انرژی نامحدود، جلوگیری از تروریسم و یا تبدیل افراد کودن به اشخاص زیرک را مطرح نکند استقبال چندانی به عمل نمی‌آورد.نانوتکنولوژی نظامی دفاعی امنیتی

در مقابل صحبت از خطرات احتمالی فناوری‌های نوین در آینده به سرعت محکوم شده و چنین اشخاصی را به اغراق‌گویی، پیشگویی، داستانسرایی، نادیده‌انگاشتن واقعیات و قبول فرضیات مشکوک متهم می‌نمایند. در زمینه نانوتکنولوژی هشدار‌های لازم نسبت به این قبیل وعده‌ها که هنوز برای محقق‌شدن آنها بسیار زود است، داده شده است. علت چنین وعده‌های زودهنگامی ترس از بدبین‌شدن جامعه نسبت به فناوری جدید و عدم توجه کافی به آن می‌باشد. به همین دلیل ملاحظه می‌شود که شدیدترین انتقادها در این عرصه متوجه کسانی است که علاوه بر پیش‌بینی نتایج پربار برای این فناوری خطرات بعدی آن را نیز گوشزد می‌کنند. بسیاری بر این باورند که این قبیل هشدارها باعث ترس زیاد جامعه از چیزی می‌شود که شناخته‌شده نیست و درنتیجه حمایت‌های مالی از نانوتکنولوژی کاهش می‌یابد.نانوتکنولوژی نظامی دفاعی امنیتی

به نظر ما باید بدور از تمامی این مناقشات و با به‌دست‌آوردن دانش و اطلاعات دقیق و همه‌جانبه در این باره، به ارزیابی صحیح مزایا و مضرات این فناوری پرداخت. درنتیجه می‌توان راهکاری مناسب برای پاسخ‌ به اشکالات موجود یافت. هدف ما از نوشتار حاضر بیان برخی ابهامات و توضیح خطراتی …………………

 

 متن ارایه شده در بالا به صورت خلاصه بوده و برای آشنایی شما میباشد. امید داریم تا اینجای مطلب مورد توجه شما قرار گرفته باشد. جهت دریافت مطلب به صورت کامل  WORD + PDF  به لینک دریافت زیر مراجعه نمایید. این موضوع براساس سیستم پایان نامه نویسی طراحی شده است. 68 صفحه و فهرست بندی ، رفرنس و موضوع بندی کامل میباشد.

 برای دریافت pdf+word  کامل این مطلب بر روی کلیدزیر،کلیک نمایید . 

قیمت: 20000 تومان

20000 تومان خريد

uy

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

Fill out this field
Fill out this field
لطفاً یک نشانی ایمیل معتبر بنویسید.
You need to agree with the terms to proceed

چهار × پنج =