جستجو در تالارهای گفتگو

برخي کاربردهاي قطعي و اجتناب*ناپذير نانوتکنولوژي در صنايع سنگين است: هوانوردي: مواد سبک*تر و با استحکام بيشتر کاربردهاي وسيعي در سازه*هاي هوانوردي و نيز در فضانوردي دارند. زيرا در هر دو مورد وزن شاخص مهمي در فرآيندها و دستگاه*هاي هوانوردي و فضانوردي است. پالايش*گاه*ها: با استفاده از کاربردهاي نانوتکنولوژي محصولات پالايش*گاه*ها (نظير فولاد و آلومينيوم) با خلوص بيشتري توليد خواهند شد. صنعت حمل و نقل: مواد سبکي که در عين حال از استحکام خوبي هم برخوردار باشند، در صنعت حمل و نقل نيز به*کار گرفته مي*شوند. وسايلي که از اين مواد ساخته شده باشند، هم سرعت بيشتري دارند و هم از امنيت بيشتري برخوردارند. سازه*هاي ساختماني: بتن يکي از مهم*ترين سازه*هاي ساختماني است که هرچه مقاومت و نفوذپذيري آن بالاتر باشد، *مرغوب*تر است. با اضافه کردن نانوذرات ويژه*اي به سنگ*هاي متخلخل بتن و پخش يکنواخت اين ذرات مي*توان بتني با مقاومت بالا، نفوذپذيري کم و البته به طور قابل*ملاحظه اي سبک توليد کرد. کاربردهاي نانو در فناوري اطلاعات و ارتباطات دستگاه*هاي نيمه*رساناي جديد دستگاه*هايي که ساختار آنها بر اسپينوترنيک مبتني است نمونه*اي از به*کارگيري نانوتکنولوژي در صنعت ارتباطات و فناوري اطلاعات است. مقاومت ماده در برابر ميدان خارجي که از اسپين الکترون*ها ناشي مي*شود، مقاومت مغناطيسي نام دارد. اين مقاومت مي*تواند به طور قابل ملاحظه*اي در اشياء نانومقياس تقويت شود. اين مقاومت مغناطيسي که به gmr موسوم است ميزان چگالي ذخيره*اي داده*ها را در ديسک سخت افزايش مي*دهد. نوع ديگري از مقاومت مغناطيسي، مقاومت مغناطيسي تونل*زن (tmr) است و به دليل وابستگي اسپين الکترون*ها به تونل*زني آن الکترون از لايه*هاي فرومغناطيس مجاور اتفاق مي*افتد. اثرات gmr و tmr هردو مي*توانند در ساخت يک حافظه*ي اصلي غير فرار براي کامپيوترها مورد استفاده*ي علمي قرار گيرند. چنين کاربردي در ساختار حافظه دسترسي تصادفي مغناطيسي (mram)* ديده مي*شود. در فناوري اطلاعات نوين، دستگاههاي الکتريکي آنالوگ قديمي به وسيله*ي دستگاه*هاي الکترونوري يا نوري جايگزين مي*شوند. زيرا اين دستگاه*ها به ترتيب پهناي باند و ظرفيت بيشتري نسبت به دستگاه*هاي قبلي دارند. در اين عرصه بلورهاي فوتونيک و نقاط کوانتومي دو موضوعي هستند که نتايج تحقيقات در باره*ي آنها بسيار اميدبخش است. بلورهاي فوتونيک موادي هستند با يک متغيير تناوبي در شاخص انکساري با يک شبکه که نصف طول*موج نوري است که مورد استفاده قرار مي*گيرد. اين بلورها شبيه نيمه*رساناها عمل مي*کنند، با اين تفاوت که نيمه*رساناها با الکترون*ها سروکار دارند ولي اين بلورها با نور و فوتون*ها. کامپيوترهاي کوانتمي: تمام دستاوردهاي جديد در زمينه*ي کامپيوتر از قوانين کوانتم براي کامپيوترهاي کوانتمي جديد استفاده مي*کند. اين کامپيوترها سبب کوتاه شدن زمان انجام الگوريتم مي*شوند.

پيشرفت كليدي به سوي ميكرو فضاپيماها پراسانا چاندراسخار، گفت : " ما فرايندهايي در فضا كه شدت گرما را از بين ببرند يا فضاپيما را در شدت سرما ، گرم نگهدارد ، نداريم . ممكن است اين خيلي ناچيز به نظر برسد اما ، كنترل دمايي فضاپيما به طور قطع بسيار سخت است . فعلا ، هيچ راهي براي انجام آن براي فضاپيماهاي خيلي كوچك وجود ندارد ." با وجود بها 5 هزار دلارگردش يك پوند از محموله بار معلق پيرامون ، انتظار مي رود ميكروفضاپيما نيروي محركه آينده توسعه ي هوافضايي باشد . با اين صنايع مينياتوري ، ناسا ، ارتش و شركت هاي خصوصي قادر خواهند بود كه كاوشگرها و ماهواره هاي بيشتر، باز كننده درها به سوي ژرفاي كاربردهاي جديد براي ارتباطات و دفاع ، با هزينه ي كمتر پرتاب كنند . اما قبل ازاينكه اولين ميكرو فضاپيما بتواند پرتاب شود ، دانشمندان نياز دارند سيستمهاي تنظيم دمايي بزرگ به كار رفته را براي كمك به جلوگيري از سوختن سفينه هاي امروزي درنور خورشيد فضا يا انجماد سفينه در درجه تاريكي فقدان خورشيد ، كوچك كنند . فضا يك محيط بي رحم است . خارج از محدوده ي گرم و راحت اتمسفر زمين ، هر شاتل و ماهواره اي به ستيزه با ، گرما و سرماي خيلي زياد ، وزش نشات گرفته از ذرات بادهاي خورشيدي و زبانه هاي متناوب خورشيدي ، قابليت ايجاد خوردگي توسط اتم اكسيژن و دسته ي امواج فرابنفش نياز دارد . بالاخره ، اينجا سنگهاي آسماني بسيار ريز ؛ خرده هاي باقي مانده سرگردان فضايي در سرعت بالاي 20 هزار مايل بر ساعت –تقريبا دهها ساعت سريعتر از هر گلوله اي در روي زمين - وجود دارند . چاندراسخار و تيم اش بايد تكنولوژي تنظيم دمايي اي بسازند كه بتواند با تمام اين خطرات ستيز كند و هنوز به اندازه كافي براي استفاده در ميكرو فضاپيماها روشن باشد . در فضاپيماهاي بزرگتر " حائلها "ي مكانيكي - كه چاندراسخار آنها را " درپوشهاي عظيم پنجره " مي نامد - و حلقه هاي لوله هاي خنك سازي ، كنترل دمايي را انجام مي دهند . جز معايب سنگيني و قيمت ، اين تكنولوژيها براي تركيب با ميكرو يا نانو فضاپيما دشوار يا غير ممكن هستند . چاندراسخار به عهده گرفتن موضوع را از سال 2003 به عنوان يك شاخه از يك تكنولوژي نظامي آغاز كرده است . راه حل او طراحي شناخته شده به عنوان " سيستم الكتروكروميك پوسته نازك نشر متغير " ، يك " ساندويچ " باريك ، قابل انعطاف كه شبيه پلاستيك به نظر مي رسد و زماني كه يك بار الكتريكي به آن داده مي شود مي تواند تغيير رنگ دهد . غشاي نازك مي تواند در ميكرو فضاپيما مانند يك پوست ، مبدل رنگ از روشن به تيره مبني بر در معرض بودن خودش در برابر نورشديد خورشيد يا تاريكي خيلي زياد به كار رود.چاندراسخار افزود كه "تغيير رنگ" در فروسرخ همانندطيف نور مرئي است فيلم تغيير مكان مي دهد از يك وضعيت "نشر" بالا -يا نشر مقدار زيادي گرما – در دماهاي گرم و يك نشر كم يا عايق گذاري ، وضعيت در دماهاي انجماد . فيلم گرمايي همچنين يك لايه ي حفاظت كننده شامل اكسيدهاي ژرمانيوم و سيليسيوم دارد كه آن را در مقابل اتم اكسيژن حفظ مي كند ، كه مي تواند سفينه ها را پوسيده كند– يك مشكل جدي براي ايستگاههاي فضايي و ماهواره هاي اساسي ارتباطاتي- و مدت عمرشان را كوتاه كند . روكش اكسيد سيليسيوم همچنين يك كاهنده ي "جذب خورشيدي" به سوي پوست را ارائه مي دهد . حتي در وضعيت رنگ روشن خودش ، پوست هنوز جاذب بالاي تابش خورشيدي است و بعنوان نتيجه مي تواند گرماي زيادي بدست آورد. روكش تضمين مي كند كه جذب خورشيدي زير يك مقدار كه مانع گرم شدن پوست تحت تابش مستقيم خورشيدي مي شود ، مي ماند . با اينكه پوسته كمتر از يك صدم اينچ ضخامت دارد ، به اندازه كافي براي مقاومت كردن در برابر سنگهاي ريز آسماني درحال پرواز در ميان فضا محكم است . چاندراسخار ،محقق شركت اشوين – اشس (Ashwin-Ushas) كه پژوهش را به همراه ناسا انجام مي دهد ، گفت :" آزمايش براي سنگهاي ريز آسماني خيلي ساده بود ما فقط يك توپ پر از ذرات كوچك و سوزنهاي باريك نيزه مانند بر روي آن را شليك كرديم " . ديگر آزمايشات با بيشترين درجه حالت ارتجاعي پوسته را تاييد مي كنند . براي شبيه سازي جانشيني گرما وسرماي شديد فضا ، ابزار در خلا و در معرض دماهايي كه به طور مداوم بين -58 و 212 درجه ي فارنهايت متناوب است بيش از چندين ماه قرار گرفته است. پوسته به طور موفقيت آميزي اين و ساير آزمايشهاي ماندگاري را تحمل كرد . چاندراسخار گفت ابزار نتايج خيلي خوبي را در كل حاصل داده است . چاندراسخار گفت :"اين كار يك بهبود بنيادي را روي كارهاي قبلي معرفي شده بوسيله ي اين شركت در الحاق يك لايه ي محافظت كننده نشان مي دهدكه به طور موثر جذب خورشيدي را تا يك مقدارقابل پذيرش كاهش مي دهد . تكنولوژي الكتروكروميك نشرمتغير يك تكنولوژي كاملاجديدپيشگام توسط اين شركت است .بنابربهترين اطلاعات ما ، هيچ گروه ديگري هيچ كاري را در اين حيطه انجام نداده است." ناسا قصد دارد تا اولين نمونه هاي اوليه ميكرو فضاپيما درحال كاررا درسال 2013 تهيه كند ، همچنين چاندراسخار گفت كه تيم اش درحال كار كردن براي تهيه فيلم گرمايي آزمايش شده در فضا در نزديكترين زماني ممكن هستند . گسترش ديگر ، ميكروفضاپيما در صور فلكي پرواز خواهد كرد ، آنها را تقريبا براي آشكارسازي يا سوزاندن در بيرون آسمان غير ممكن مي كند . با پرتابهاي ارزان قيمت تر و يك تعداد زيادتر از ماهواره هاي كوچك در مدار ، ميكروفضاپيما مي تواند قلمرو ماهواره هاي ارتباطي را با ، بسط دادن پيشرفت براي صنايعي كه اكنون براي تهيه آن ها قادر نيستند ، وسيع كند . كشف اجتماع بهبوديافته همان اندازه كه سريعتر و معتبرتر مي شود و ارتباط از دور در دسترس جهاني فقط يك شروع خواهد بود . همچنين براي پوسته گرمايي به كار بردن درزمين امكان دارد .چاندراسخار گفت كه كشورهاي با آب و هواي گرم يا سرد مي توانند خانه ها را با اين پوسته تغييررنگ و نشر را به ارزاني براي تنظيم بهتر دما بسازند . او قبلا به پرسشهايي از آنطرف درياها براي ايجاد پوسته ي بلوك هاي سيماني با پوسته ي تنظيم كننده دما رسيده بود .چاندراسخار گفت كه به ساختن پوسته گرمايي علاقه دارد " تعداد زيادي از مهندسان فضاپيما به ما گفتند كه اگر ما اين تكنولوژي را داشتيم به ما آزادي طراحي خيلي بزرگتر براي ميكروفضاپيماي آينده را مي داد. "