جستجو در تالارهای گفتگو

الاستومرهاي پلي يورتاني، خانواده‌اي از كوپليمرهاي توده‌اي بخش شده است كه كاربردهاي مهمي در زمينه‌هاي گوناگون صنعتي و پزشكي پيدا كرده است. اولين پلي يورتان، از واكنش دي‌ايزوسيانات آليفاتيك با دي‌آمين به‌دست آمد. اتو باير و همكارانش اولين بار اين پلي‌يورتان را معرفي نمودندکه به شدت آبدوست بود و بنابراين به عنوان پلاستيك يا فيبر نمي‌توانست مورد استفاده قرار گيرد. واكنش بين دي‌ايزوسيانات‌هاي آليفاتيك و گليكول‌ها منجر به توليد پلي يورتاني با خصوصيات پلاستيكي و فيبري گرديد. به دنبال آن، با استفاده از دي‌ايزوسيانات آروماتيك و گليكول‌هاي با وزن مولكولي بسيار بالا، پلي‌ يورتاني به‌دست آمد كه خانواده مهمي از الاستومرهاي ترموپلاستيك به شمار مي‌رود. خواص يورتانها از مواد ترموست بسيار سخت تا الاستومرهاي نرم تغيير مي‌كند. از پلي يورتانهاي ترموپلاستيك، در ساخت وسايل قابل كاشت بسيار مهمي استفاده مي‌شود، چرا كه داراي خواص مكانيكي خوب نظير استحكام كششي، چقرمگي، مقاومت به سايش و مقاومت به تخريب شدن، به علاوه زيست سازگاري خوب مي‌باشند كه آنها را در گروه مواد مناسب جهت كاربردهاي پزشكي قرار مي‌دهد. كاربردهاي پلي يورتان‌ها با استفاده از پلي اترها به عنوان پلي‌ال، در سنتز پلي يورتان مي‌توان كاشتني‌هاي طولاني مدت تهيه نمود، كه در قلب مصنوعي، کليه مصنوعي، ريه مصنوعي، هموپرفيوژن، لوزالمعده مصنوعي، *****هاي خوني، کاتترها، عروق مصنوعي، باي‌پس سرخرگ‌ها يا سياهرگ‌‌ها، کاشتني‌هاي دندان و لثه، بيماريهاي ادراري، ترميم زخم، رساندن يا خارج كردن مايعات، نمايش فشار عروق، آنژيوپلاستي، مسدود کردن عروق، جراحي عروق آئورت و كرونري، دريچه‌هاي قلب ‌سه‌لتي و دولتي كاربرد دارند. در صورتي كه از پلي اترها به عنوان پلي‌ال، در سنتز پلي يورتان استفاده شود، پلي يورتان‌هاي زيست تخريب پذير مدت تهيه مي‌شود كه به طور مثال در کانال هدايت بازسازي عصب، ساختارهاي قلبي –عروقي، بازسازي غضروف مفصل ومنيسک زانو، براي تعويض وجايگزيني استخوان اسفنجي، در سيستم‌هاي رهايش کنترول شده دارو و براي ترميم پوست كاربرد دارد. شكل (1) برخي از وسايل و ايمپلنت‌هاي پلي‌يورتاني مورد استفاده در پزشكي را نشان مي‌دهد. تاثير ساختار شيميايي و مورفولوژي سطح روي خون سازگاري پلي يورتان در اواخر سال 1980 تعدادي از دانشمندان، شيمي، ساختار و مورفولوژي سطح پلي‌يورتان‌ها را مورد بررسي قرار دادند و به تدريج روش‌هاي جديد پوشش دهي سطح به‌همراه پيوندهاي مواد ديگر به سطح پلي‌يورتان‌ها، با هدف بهبود خونسازگاري ابداع شد. در سالهاي اخير، ترکيب شيميايي پلي‌يورتان‌ها جهت بهبود خونسازگاري با تغييرات بسيار زيادي همراه شده است. از جمله اين موارد سنتز پلي‌يورتان يا پلي‌يورتان ِيورا با قسمت‌هاي نرم آبدوست است. «Cooper»، نيز در مورد ارتباط بين شيمي پلي‌ال‌ها و خون‌سازگاري پلي‌يورتانها، تحقيقاتي را برروي نمونه‌هاي مختلف پلي‌يورتانها با پلي‌ال‌هاي متفاوت نظير PEO، PTMO، PBD (پلي‌بوتادين) و PDMS انجام داد. اين پلي‌يورتان‌ها به روش پليمريزاسيون دو مرحله‌اي تهيه شدند و بر روي لوله‌‌هاي پلي‌اتيلني پوشش‌دهي شده و سپس درون بدن سگ قرار گرفتند تا پاسخ لخته‌زايي آنها مشخص گردد. پلي‌يورتان با پلي‌ال PDMS کمترين لخته‌زايي را نسبت به نمونه‌هاي ديگر نشان داد. طبيعت آبگريز PDMS باعث بهبود آبگريزي سطح پلي‌يورتان پايه PDMS و در نتيجه توجيهي براي بهبود خون‌سازگاري آن نسبت به ساير موارد مي‌شود و ميزان چسبندگي اوليه پلاکت‌ها با افزايش آبدوستي پلي‌ال‌ها افزايش مي‌يابد. بنابراين بايد گفت که خون‌سازگاري پلي‌يورتان‌ها بستگي زيادي به ترکيبات سازنده آن و عوامل مختلف نظير جداسازي ميکروفازها، ناهمگني سطح و آبدوستي سطح خواهد داشت. استفاده از سولفونات يا پوشش‌هايي نظير هپارين در تغيير پاسخ خون به اين مواد نقش بسيار عمده‌اي را ايفا مي‌کنند. محققي به نام Santerre [55]، پلي‌يورتان‌هايي را بر پايه سولفونات سنتز نمود که داراي گروه‌هاي مختلف سولفور(3.1 % - 1.4%) بود. در نمونه‌هاي با گروه‌هاي سولفونات بيشتر زمان لخته‌زايي افزايش يافت. روشهاي بهبود خواص سطحي پلي‌يورتانها با توجه به اينکه خونسازگاري يک بيومتريال بستگي مستقيم به شيمي سطح آن دارد، تغيير در وضعيت سطحي کمک بسيار زيادي در حل مشکلات خون‌سازگاري خواهد نمود. از جمله موادي که در اين مورد نتايج و رضايت بخشي را در بهبود خونسازگاري نشان داده‌اند، ‌مي‌توان به سولفونات پلي‌اتر يورتان، پيوند سطح اکريل آميد و دي اکريل آميد با پلي‌اتر يورتان، اتصال فسفوريل کولين به سطح پلي‌اتر يورتان با استفاده از پرتو UV و پيوند پروپيل سولفات – پروپيلن اکسايد (PEO-SO3)، اشاره نمود. در سالهاي اخير محققان زيادي براي افزايش بهبود خونسازگاري بيومتريال‌ها از پيوند هپارين به سطح آنها استفاده نموده‌اند كه نتايج رضايت‌بخشي نيز به همراه داشته است. يکي از مهمترين مشکلات در اين راه، پيوند يوني هپارين (surfaces bearing ionically bound heparin ) به سطح پلي‌يورتان است. هپارين مي‌تواند بصورت کووالاني با گروههاي آمين يا هيدروکسيل آزاد ايزوسيانات پيوند برقرار سازد. در بين تمام روشهايي که باعث تثبيت هپارين ‌مي‌شود، موثرترين روش استفاده از تابش اکسيژن پلاسماي يونيزه شده است که باعث پيوند با پليمر ‌مي‌شود. نتايج خونسازگاري حاصل از هپارينيزه شدن پلي‌يورتان‌، نشانگر فعاليت کمتر پلاکتها و پروتئين‌هاي پلاسما است که منجر به کاهش تشکيل لخته خون مي‌شود. همچنين چسبندگي سلولهاي تک هسته‌اي و ترشح فاکتور نکروز تومور در تماس با پلي‌يورتان هپارينيزه شده کمتر گزارش شده است. از ديگر راههايي که ‌مي‌توان بدون استفاده از پوشش‌هاي هپاريني به يک پلي‌يورتان خون سازگار دست يافت، پوشش دهي يا تثبيت شيميايي داروهاي ضد لخته زا يا مولکولهايي نظير مشتقات Urookinase ، Prostacyclin، ADPase، Dipyridamol، Glucose و اتمهاي نقره گزارش شده است. پلي‌يورتان‌هاي داراي گروه‌هاي سولفونات، لخته زايي بسيار کمي نسبت به پلي‌يورتان‌هاي معمولي داشت. پلي‌يورتان‌هاي سولفونات شده ترومبين (آنزيم مؤثر براي ايجاد لخته) را مصرف کرده و بر پليمريزه شدن فيبرينوژن تأثير مستقيم مي‌گذارد. ايجاد پيوند کووانسي پپتيد Arg-Gly-Asp (RGD)، با ستون اصلي پليمر نيز يکي ديگر از روش‌هاي بهبود خواص خون‌سازگاري پلي‌يورتان‌ها است كه در نتيجه چسبندگي سلول‌هاي اندوتليال به سطح پليمر افزايش مي‌يابد. تخريب پلي يورتان‌ها همه پليمرها امكان تخريب دارد و پلي يورتان‌ها نيز از اين قاعده مستثني نيست جهت جلوگيري از تخريب پلي يورتان‌ها روش‌‌هاي مختلفي وجود دارد. كه شامل هيدروليز، فتوليز، سلوليز، توموليز، پيروليز (تجزيه در اثر حرارت) وتخريب بيولوژيك، ترك بر اثر استرس محيطي، اكسيد شدن و تخريب بوسيله ميكروب و قارچها مي‌شود. در حالت بيولوژيك تنش محيطي باعث ايجاد ترك مي‌شود كه در نهايت شكست ممكن است به‌وجود آيد و باعث ايجاد تخريب سطحي ويژه در پليمر شود. آنزيم‌ها نيز مي‌توانند باعث تخريب پلي يورتان‌ها شود. تخريب ميكروبي، يك واكنش تجزيه شيميايي است كه به‌وسيله حمله ميكرو ارگانيسم‌ها صورت مي‌گيرد. آنزيم‌ها و قارچ‌ها نيز ممكن است پلي يورتان‌ها را تخريب كند. پيوندهاي مستعد براي تخريب هيدروليتيك در پلي يورتان‌ها، پيوندهاي استري و يورتاني است. استرها به اسيد و الكل تجزيه مي‌شود و پيوندهاي يورتاني در نتيجه تخريب شدن به كرباميك اسيد و الكل هيدروليز مي‌شود. تركيبات مسئول تخريب پليمرها در بدن شامل آب، نمك، پراكسيدها و آنزيمها است. به‌طور كلي مولكولهايي مانند ويتامين‌ها و راديكالهاي آزاد باعث تسريع كردن تخريب مي‌شود. اگر پلي يورتان هيدروفوب باشد تخريب معمولاً در سطح مواد انجام مي‌شود. اگر پلي يورتان‌ها هيدروفيل باشد، آب در توده پليمر وارد شده و تخريب در سرتاسر ماده اتفاق مي‌افتد. تخريب پليمر در مايع Media ( پلاسما و بافت ) به طوركلي شامل مراحل زير است. 1) جذب مديا در سطح پليمر، 2) جذب مديا به توده پليمر، 3) واكنشهاي شيمايي با پيوندهاي ناپايدار در پليمر و 4) نقل و انتقال توليدات تخريب از ماتريكس پليمر و جذب سطحي محصولات تخريب از سطح پليمر. تاثير آبدوستي بر ميزان تخريب پلي يورتان‌هاي يكي از مشكلات اصلي كاشت پلي يورتان‌ها در حالت vivo in تمايل آنها براي آهكي شدن و تخريب شدن است. اكثر ايمپلنت‌هاي پلي يورتاني در حالت in vivoاز طريق هيدروليز تخريب مي‌شود. الاستومرهاي زيست تخريب پذيردر ايمپلنت‌هاي قلبي و عروقي، داربستها براي مهندسي بافت، ترميم غضروف مفصل، پوست مصنوعي و درتعويض و جانشيني پيوند استخوان اسفنجي استفاده مي‌شود. مواد هيدروفيل مانند هيدروژل‌ها، به عنوان سدي براي چسبندگي بافت‌ها استفاده مي‌شود. موادي با هيدروفيلي كم، باعث چسبندگي تكثير سلول‌ها مي‌شود كه براي داربستهاي مهندسي بافت مناسب است. واكنش پلي يورتان زيست تخريب پذير با استئوبلاست‌ها و كندروسيت‌ها و ماكروفاژها كاربرد پليمرهاي زيست تخريب پذير به عنوان يكي از پيشرفت‌هاي عمده در تحقيقات مواد درپزشكي مطرح است. مواد زيست تخريب پذيركاربردهاي بي‌شماري در پزشكي و جراحي دارند واين مواد طوري طراحي شده است كه در حالت in vivo تخريب شود. تصور كلي از زيست سازگاري بر اساس واكنش ميان يك ماده و محيط بيولوژيك است. واكنش بافت‌ها و سلول‌ها در خيلي از موارد بوسيله پاسخ التهابي مشخص مي‌شود. در مهندسي بافت از ماتريس‌ها و داربستهاي زيست تخريب‌پذير پليمري به عنوان حامل سلول براي بازسازي بافت‌هاي معيوب استفاده مي‌شود. به‌طور كلي، ايمپلنت‌ها نبايد باعث پاسخ غيرعادي در بافت‌ها و باعث توليد مواد سمي يا تأثيرات سرطان زائي در بافت شوند. در تحقيقات جديد، پلي يورتان‌هاي زيست تخريب پذير زيست سازگاري مطلوبي از خود نشان مي‌دهد. اين پلي يورتان‌ها هر چند كه باعث فعال شدن ماكروفاژها مي‌شود ولي تأثيرات سمي و سرطان زائي در بدن ندارد. در تحقيقات in vivo، فوم پلي يورتان زيست تخريب پذير،زيست سازگاري مطلوبي را از خود نشان داده است. در يك تحقيق جديد، جهت ارزيابي زيست سازگاري از فوم پلي استر پلي يورتان زيست تخريب پذير با سايز سوراخها 100-400 m استفاده شده و واكنش كندروسيت‌هاي و سلول‌هاي استئوبلاست موش [line Mc3T3-E1] با فوم پلي يورتان زيست تخريب پذير( Degrapol -foam) مورد بررسي قرار گرفته شده است پاسخ سلولي که شامل: رشد، فعاليت سلول‌ها و پاسخ سلولي استئوبلاست‌ها و ماكروفاژها به محصولات تخريب در نظر گرفته شد. سلول‌هاي استئوبلاست‌ها و كندرويست‌ها از موش‌هاي صحرايي نر بالغ جدا شده بود. جهت سنتز اين كوپليمر نيز مقدار برابر از PHB– دي‌ال و پلي کاپرولاکتون دي‌ال در 1 و2 دي كلرو اتيلن حل شده وبه صورت آزئوتروپيكالي به‌وسيله برگشت حلال تحت نيتروژن خشك، سنتز شد. اين پلي استريورتان، يك بخش آمورف و يك بخش كريستالي دارد و همچنين دي ال با PHB تشكيل حوزه‌هاي كريستالي مي‌دهد و دي ال با پلي كاپر.لاكتون تشكيل حوزه‌هاي آمورف مي‌دهد. پس از كشت سلولي، اسكن به‌وسيله ميكروسكوپ الكتروني ( SEM) نشان مي‌دهد كه سلول‌ها در سطح و داخل حفره‌هاي فوم رشد مي‌كند و سلول‌هايي كه در سطح فوم ديده مي‌شود و به صورت يك نمايش سلولي مسطح و چند لايه سلول متلاقي، ديده مي‌شود. نتايج به‌دست آمده نشانگر اين مطلب است كه استئوبلاست‌ها و ماكروفاژها توانايي بيگانه خواري و فاگوسيتوز محصولات تخريب را دارندو محصولات تخريب در غلظت كم، تأثيري در رشد و عملكرد استئوبلاست‌ها نمي گذارد. به‌طور كلي كندروسيت‌ها و استئوبلاست‌ها در فوم زيست تخريب پذير تكثير يافت و فنوتيب‌شان را نگاه داشت. اين مطلب نشان مي‌دهد كه اين داربستها براي مراحل ترميم استخوان مفيد است.

مقدمه : نانوکامپوزيتهاي خاک رس / پليمر بهبود فوق‌العاده‌اي در بسياري از خواص فيزيکي و مهندسي پليمرهايي که در آنها از مقدار کمي پرکننده استفاده مي‌شود، ايجاد مي‌کند. اين تکنولوژي که امروزه مي‌تواند کاربرد تجاري نيز پيدا کند، توجه زيادي را طي سالهاي اخير به خود جلب کرده است. عمدة پيشرفت‌هايي که در اين زمينه بوقوع پيوسته، طي پانزده سال اخير بوده و در اين مقاله به اين پيشرفتها و همچنين مزيتها، محدوديتها و برخي مسايل و مشکلات آن خواهيم پرداخت. هر چند اخيراً پيشرفتهاي عمده‌اي در توسعة روشهاي سنتزي و کاربرد آنها در پليمرهاي مهندسي صورت گرفته و تحقيقاتي نيز در مورد خيلي از خواص مهندسي آنها صورت گرفته، ولي با اينحال، براي فهميدن مکانيزم‌هايي که باعث افزايش کارايي در نانوکامپوزيتهاي مرسوم به الياف تقويت مي‌شوند، مزيتها و امتيازاتي دارد، ولي هنوز نتوانسته تاثيري در بازار کامپوزيتهايي که در آنها جزء اليافي درصد بالايي دارد، ايجاد کند. موضوع فناوري نانو طي سالهاي اخير بطور فزاينده‌اي مطرح شده است. عرصة نانو، محدوده‌اي بين ابعاد ميکرو و ابعاد مولکولي است و اين محدوده‌اي است که دانشمندان مواد و شيميدان‌ها در آن به مطالعاتي پرداخته‌اند و اتفاقاً مورد توجه آنها نيز قرار گرفته است، مانند مطالعه در ساختار بلورها. ولي تکنولوژي که توسط علوم مواد و شيمي توسعه يافته و به نانومقياس معروف است، نبايد به عنوان نانوتکنولوژي تلقي شود. هدف اصلي در نانوتکنولوژي ايجاد کاربردهاي انقلابي و خواص فوق‌العاده مواد، با سازماندهي و جنبش آنها و همچنين طراحي ابزار در مقياس نانو مي‌باشد. تعريف نانوکامپوزيت‌هاي خاک­رس / پليمر يک مثال موردي از نانوتکنولوژي هستند. در اين نوع مواد، از خاک­رس‌هاي نوع اسمکتيت (Smectite-type) از قبيل هکتوريت، مونت موريلونيت و ميکاي سنتزي، به عنوان پرکننده براي بهبود خواص پليمرها استفاده مي‌شود. خاک­رس‌هاي نوع اسمکتيت، ساختاري لايه‌اي دارند و هر لايه، از اتمهاي سيليسيم کوئورانيه شده بصورت چهار وجهي که به يک صفحه هشت وجهي با لبه‌هاي مشترک از Al(OH) 3 يا Mg(OH) 2 متصل شده، تشکيل شده است. با توجه به طبيعت پيوند بين اين اتمها، انتظار مي‌رود اين مواد خواص مکانيکي فوق‌العاده‌اي را در جهت موازي اين لايه‌ها نشان دهند ولي خواص مکانيکي دقيق اين لايه‌ها هنوز شناخته نشده‌اند. اخيراً با استفاده از روشهاي مدل‌سازي تخمين زده شده که ضريب يانگ در راستاي لايه‌ها، پنجاه تا چهارصد برابر بيشتر از يک پليمر عادي است. لايه‌ها نسبت صفحه‌اي (aspect ratio) بالايي دارند و هر لايه تقريباً يک نانومتر ضخامت دارد، در حاليکه شعاع آن از سي نانومتر تا چند ميکرون، متفاوت مي‌باشد. صدها يا هزاران عدد از اين لايه‌ها بوسيله يک نيروي واندروالسي ضعيف، روي هم انباشته مي‌شوند تا يک جزء رسي را تشکيل دهند. با يک پيکربندي مناسب اين امکان وجود دراد که رس‌ها را به اشکال و ساختارهاي گوناگوني، درون يک پليمر، به شکل سازمان‌يافته قرار دهيم. در گذشته، عمدتاً به اين شکل از دانه‌هاي رسي براي افزايش کارايي پليمر استفاده مي‌شود که آنها را در حد ميکروني خرد مي‌کردند تا از آنها در توليد پليمرهاي تقويت شده بوسيله پرکننده‌هاي در اندازه ميکرون، استفاده کنند. همانطور که در شکل 1 نشان داده شده. مي‌توان تصور کرد که خواص مکانيکي فوق‌العاده لايه‌هاي منفرد در اجزاي خاک­رس نتوانند در يک سيستم به طرز موثري عمل کنند و پيوندهاي ضعيف بين دو لايه منشاء ايراد در اين کار مي‌باشد. معمول است که از ميزان بالايي از خاک­رس استفاده شود تا به بهبود کافي هر ضرايب دست يابيم، در حاليکه اين کار باعث کاهش استحکام و سختي پليمر مي‌شود. شکل 1: اصول کاربردي متفاوت در ساخت ميکرو و نانوکامپوزيت‌هاي رايج اصلي که در نانوکامپوزيت‌هاي خاک­رس / پليمر رعايت مي‌شود، اين است که نه تنها دانه‌هاي رسي را از هم جدا مي‌کنند، بلکه لايه‌هاي هر دانه را نيز از هم جدا مي‌کنند (همانطور که در شکل 1 بصورت شماتيک نشان داده شده است) با انجام اين عمل، خواص مکانيکي فوق‌العاده هر لايه نيز بطور موثر بکار مي‌آيد و اين در حالي است که در اجزاي تقويت­شده نيز بطور چشمگيري افزايش پيدا مي‌کند، زيرا هر جزء رسي خود از صدها تا هزارات لايه تشکيل شده است. ويژگيها نانوکامپوزيت­هاي خاک رس / پليمر يکي از دستاوردهاي تحقيقات اين است که مشخص شده که بسياري از خواص مهندسي هنگاميکه از ميزان کمي معمولاً چيزي کمتر از 5% وزني، پرکننده استفاده شود، بهبود قابل توجهي مي‌يابد. در پليمرهايي چون نايلون (nylon-6) 6 هرگاه از چنين ميزان کمي پرکننده استفاده شود، يک افزايش 103 درصدي در ضريب يانگ، 49 درصدي در قدرت کشساني و 146 درصدي در مقاومت در برابر تغيير شکل بر اثر گرما، از خود نشان مي‌دهد. ساير خواص فيزيکي بهبود يافته عبارتند از: مقاومت در برابر آتش، مقاومت بارير (barrier resistance) و هدايت يوني. امتياز ديگر نانوکامپوزيتهاي خاک رس / پليمر اين است که تاثير قابل توجهي بر خواص اپتيکي پليمر ندارند. ضخامت يک لايه رس منفرد، بسيار کمتر از طول موج نور مرئي است، بنابراين نانوکامپوزيت‌هاي خاک­رس / پليمر که خوب ورقه شده باشد، از نظر اپتيکي شفاف مي‌باشد. ميکرو نانوکامپوزيت‌هايي که تصويرشان در شکل 1 نشان داده شده، از ترکيب خاک­رس و پلي­پروپيلن و با استفاده از روش سرد کردن سريع جهت به حداقل رساندن اثر کريستاليزاسيون، ساخته شده‌اند. ميکروکامپوزيت‌هاي مرسوم، قهوه‌اي و مات به نظر مي‌رسند، در حاليکه نانوکامپوزيت‌ها تقريباً شفاف و بيرنگند. با اين دلايل، نتيجه مي‌گيريم که نانوکامپوزيتهاي خاك­رس/ پليمر نمايش خوبي از نانوتکنولوژي مي‌باشد. با سازماندهي و چينش ساختار کلي در پليمرها در مقياس نانومتر، مواد جديد با خواص نو يافت شده‌اند. نکته ديگر در توسعه نانوکامپوزيتهاي خاك­رس / پليمر اين است که اين تکنولوژي، فوراً مي‌تواند کاربرد تجاري پيدا کند، در حاليکه بيشتر نانوتکنولوژي‌هاي ديگر، هنوز در مرحله مفاهيم و اثبات هستند. كاربردهاي نانوکامپوزيت­هاي خاک رس / پليمر اولين کاربرد تجاري اين مواد با استفاده از نانوکامپوزيت خاك­رس / نايلون 6 بعنوان روکش نوار زمان‌سنج براي ماشينهاي تويوتا در همکاري با ube در سال 1991 بود. به فاصله کمي بعد از آن Unikita نانوکامپوزيت نايلون6 را بعنوان محافظ روي موتورهاي GDI شرکت ميتسوبيشي معرفي کرد. در آگوست 2001، ژنرال موتورز و باسل، کاربرد نانوکامپوزيت‌هاي خاك­رس / پليمر را بعنوان جزء مکمل COMC ساخاري و شورلت اکستروژن‌ها به همگان اعلام کرد. اين امر با کاربرد اين نانوکامپوزيت‌ها در درب‌هاي شورلت ايمپالاز (Impalas) صورت گرفت. اخيراً شرکت نوبل پليمرز (Noble/Polymers) نانوکامپوزيت‌هاي خاك­رس / پلي‌پروپيلن را براي استفاده در صندلي‌هاي هندا آکورد ساخته است و اين در حالي است که Ube دارد نانوکامپوزيت‌هاي خاك­رس / نايلون12 (clay/nylon-12) را براي استفاده در اجزاي سيستم سوخت‌رساني، توليد مي‌کند. علاوه بر کاربرد در صنعت خودرو، نانوکامپوزيت­هاي خاك­رس / پليمر، به صنايع نوشيدني‌ها نيز راه يافته‌اند. Alcos CSZ نانوکامپوزيتهاي خاك­رس / پليمر چندلايه را در کاربردهاي جديد خود (بعنوان مواد خطي – سدي) (barrier liner materials) بکار مي‌برد. شرکت Honey well محصولات نانوکامپوزيت خاك­رس / پليمري Aegis TM NC resin را در بسته‌بندي نوشيدني‌ها بکار مي‌برد و اخيراً شرکت‌هاي Mitsubishi Gas Chemical و Nano car ، نانوکامپوزيتهاي Nylon-MXD6 را براي ساخت بطري‌هاي چند لايه (polyethylene terephtalate) PET ساخته است. تاريخچه نانوکامپوزيتهاي خاك­رس / پليمر اگرچه تحقيقات در مورد ترکيب خاك­رس/ پليمر به قبل از 1980 برمي‌گردد، ولي کارهايي که در آن زمان صورت گرفت را نبايد در تاريخچه نانوکامپوزيتهاي خاك­رس / پليمر به حساب آورد، چرا که هيچگاه به نتيجه چشمگيري براي بهبود خواص فيزيکي و مهندس آنها ختم نشد. در حقيقت مي‌توان منشاء نانوتکنولوژي خاك­رس / پليمر را کارهاي شرکت تويوتا که تلاش براي لايه‌لايه کردن دانه‌هاي رسي در نايلون6 شروع شد، دانست. آنها فاش ساختند که توانسته‌اند بهبود قابل توجهي در خواص پليمرها، با تقويتشان بوسيله خاک رس در مقياس نانومتر، ايجاد کنند. از آن موقع به بعد تحقيقات وسيعي در اين زمينه در سطح جهان انجام شده است. در حال حاضر اين بهبودها به ساير پليمرهاي مهندسي از جمله پلي­پروپيلن (PP) ، پلي­اتيلن، پلي­استايرن، پلي­وينيل کلريد،­ آکريلونيتريل، پليمرهاي بوتا اي ان اسنايرن (ABS) ، پلي­متيل متاکريلات، PET ، کوپليمرهاي اتيلن سوينيل استات، پلي­اکريلونيتريل، پلي­کربنات، پلي­اتيلن اکسيد (PEO) ، اپوکسي رزين، پلي­اميد، پلي­لاکتيد، پلي­کاپرولاکتون، فنوليک رزين، پلي­پي­فنيلن وينيلن، پلي­پيرول، لاستيک، استارک (آهار)، پلي­اوراتان، پلي­وينيل پيريدين، سرايت کرده. تکنولوژي ساخت نانوکامپوزيت­هاي خاک­رس / پليمر مرحله نهايي در ساخت نانوکامپوزيت­هاي خاك­رس / پليمر، جدا جدا کردن لايه‌هاي رسي و پخش آن در پليمر مي‌باشد. استراتژي کار بستگي دارد به سازگاري و همگون بودن رس و پليمري که استفاده مي‌شود. اين تعيين مي‌کند که آيا نياز به عمليات مقدماتي روي خاك­رس يا پليمر قبل از مخلوط کردن هست يا نه. اگر سطح لايه‌هاي سيليکاتي با پليمر، سازگار و همگون باشد، اختلاط مستقيم بين اين دو مي‌تواند اتفاق بيفتد، بدون اينکه نياز به عمليات مقدماتي باشد. چنين مواردي بيشتر وقتي اتفاق مي‌افتد که پليمر قابل حل در آب، مانند PEO يا PVP استفاده کنيم، چرا که اين پليمرها و سطح لايه‌هاي سيليکات، هر دو آبدوست هستند و نيروهاي دوقطبي يا وان‌دروالسي بين لايه‌هاي سيليکات، باعث سهولت جذب مولکولهاي آبدوست و ايجاد فشارهاي عمودي روي لايه مي‌شود که در نتيجه باعث جداکردن تک‌تک لايه‌هاي رسي در اين پليمرها مي‌گردد. اما به هر حال، بيشتر پليمرها آب گريز و در نتيجه با دانه‌هاي رسي آبدوست، ناسازگار هستند. در اين موارد نياز به يکسري عمليات مقدماتي روي خاک­رس يا پليمر داريم. پرکاربردترين روش‌هاي براي اصلاح دانه‌هاي رسي، استفاده از آمينواسيدها، نمکهاي آمونيم آلي و يا فسفونيم تترا ارگانيک‌هاست تا سطح آبدوست رس‌ها را به آب گريز تبديل کنيم. دانه‌هاي رسي که به اين روش اصلاح مي‌شوند، ارگانوکلي ناميده مي‌شوند. در مورد پليمرهايي که فاقد هرگونه گروه عاملي مي‌باشند، مانند پلي­پروپيلن (PP) ، معمولاً از تکنيک­هاي افزودن گروه عاملي قطبي روي زنجيره پليمري استفاده مي‌شود و يا اينکه در طي فرآيند ساخت، پليمرهاي پيوند خورده را بصورت مستقيم وارد مي‌کنند. مثلاً در نانوکامپوزيت­هاي رسي / پلي­پروپيلن (clay PP) از مالئيک اسيد پيوند خورده به پلي­­پروپيلن، بصورت مستقيم استفاده شده است. در طي پيشرفتهاي اخير، از مخلوطي که پلي پروپيلن، پروپيلن پيوند خورده با مالئيک ايندريد و ارگانوکلي استفاده شده است. روشهاي زيادي در توليد نانوکامپوزيتها استفاده شده، ولي سه روشي که از ابتداي کار توسعه بيشتري يافته‌اند عباراند از: پليمريزاسيون insitu ، ترکيب محلول القاشدن و فرآيند ذوبي . روش اينسيتو عبارت است از وارد نمودن يک پيش ماده پليمري بين لايه‌هاي رسي و آنگاه پهن کردن و سپس پاشيدن لايه‌هاي رسي درون ماده زمينه (matrix) با پليمريزاسيون. ابتکار اين روش بوسيله گروه تحقيقاتي شرکت تويوتا بود و زماني رخ داد که مي‌خواستند نانوکامپوزيتهاي خاك­رس / پليمر6 را بسازند. اين روش قابليت و توانايي توليد نانوکامپوزيتهايي با لايه لايه شدگي خوب را دارد و در محدوده وسيعي از سيستم­هاي پليمري، کاربرد دارد. اين روش براي کارخانه‌هاي پليمر خام مناسب است تا در فرآيندهاي سنتزي پليمر، نانوکامپوزيت‌هاي رسي / پليمر بسازند و مخصوصاً براي پليمرهاي ترموستينگ (پليمرهايي که در برابر گرما مستحکم‌تر مي‌شوند) بسيار مفيد است. روش ترکيب محلول القا شده (solution induced interceletion) از يک حلال براي بارگيري و پخش رس‌ها در محلول پليمري استفاده مي‌شود. اين روش هنوز مشکلات و موانع زيادي را در راه توليد تجاري نانوکامپوزيت‌ها پيش رو دارد. قيمت بالاي حلالهاي مورد نياز و همچنين مشکل جداسازي فاز حلال از فاز محلول توليد شده، از جمله اين موانع هستند. همينطور در اين روش، نگرانيهايي از نظر امنيت و سلامتي وجود دارد . با اين وجود اين روش در مورد پليمرهاي محلول در آب قابل اجرا و مقرون به صرفه است، بخاطر قيمت پايين آب که بعنوان حلال استفاده مي‌شود و همچنين امنيت بيشتر و خطر کمتر آن براي سلامتي. در روش فرآيند ذوبي، ترکيب خاك­رس و پليمر در حين ذوب شدن انجام مي‌شود. بازده و کارآيي اين روش به اندازه روش اينسيتو نيست و کامپوزيتهاي توليد شده، ورقه‌ورقه شدگي کمي دارند. به هر حال اين روش مي‌تواند در صنايع توليد پليمر قديمي که در آنها از روشهاي قديمي مانند قالبگيري و تزريق (Extrution and injection molding) استفاده مي‌شود، بکار رود و اتفاقاً نقش مهمي در افزايش سرعت پيشرفت توليد تجاري نانوکامپوزيت‌هاي رس / پليمر ايفا کرده است. علاوه بر اين سه روش با روش‌هاي ديگر نيز در حال توسعه هستند که عبارتند از: ترکيب جامد، کوولکانيزاسيون و روش سل-ژل. اين روشها بعضاً در مراحل ابتدايي توسعه هستند و هنوز کاربرد وسيع پيدا نکرده‌اند. رقابت نانوکامپوزيت­هاي خاک­رس / پليمر با کامپوزيتهاي اليافي با پيدا شدن سروکله تکنولوژي نانوکامپوزيت، جهشي در زمينه تقويت پليمرها بوجود آمده، و معقول به نظر مي‌رسد که فکر کنيم نانوکامپوزيت­هاي خاك­رس / پليمر، بتوانند جاي کامپوزيتهاي تقويت شده با الياف مرسوم را بگيرند. از نظر تئوري، تقويت پليمرها در مقياس نانويي، امتيازات برتري نسبت به کامپوزيتهاي تقويت­شده با الياف دارند. ضعف کامپوزيت­هاي تقويت شده با الياف، در واقع يک شکست در راه استفاده مفيد از خواص ذاتي و طبيعي مواد است. مثلاً سعي مي‌کنيم که با بکارگيري پيوندهاي قوي کووالانسي و استفاده از صفحه‌هاي آروماتيک ساختار گرافيتي، مواد کربني را مستحکم‌تر کنيم. در حاليکه الياف کربني که امروزه استفاده مي‌شود، تنها 3 تا 4 درصد استحکام نظري صفحات آروماتيک را به دست مي‌دهند. عدم اتصال داخلي بين صفحات آروماتيک در ساختار الياف کربني، مانع دستيابي به استحکام مطلوب مواد مي‌شود، در حاليکه اين مشکل در مورد نانوکامپوزيتهاي تقويت­شده با پرکننده‌هاي لايه‌اي وجود ندارد. هنگاميکه از پرکننده‌هاي لايه‌اي و ورقه‌اي در زمينه پليمري استفاده مي‌شود، اتصالات و پيوندهاي داخلي بوجود آيد و بنابراين حداکثر استفاده از خواص ذاتي و طبيعي لايه‌هاي منفرد مي‌شود. در حقيقت خواص مکانيکي بدست آمده، در بهترين نانوکامپوزيت‌هاي خاك­رس / پليمر بسيار کمتر از کامپوزيتهايي است که از درصد بالايي الياف، براي تقويت استفاده مي‌کنند. در حال حاضر بيشترين پيشرفتها و بهبودها در خواص مکانيکي نانوکامپوزيتهاي خاك­رس / نايلون6 بدست آمده که در آنها 4 درصد وزني از خاك­رس بارگذاري شده است. شکل 2 ضريب و قدرت کشساني اين نانوکامپوزيت را با نايلون 60 و نايلون 60 تقويت شده با 48 درصد وزني، الياف خرده شيشه‌اي نشان مي‌دهد. مشاهده مي‌شود که بهترين نانوکامپوزيت خاك­رس / پليمري، هنگاميکه حجم بالايي از جز را تقويت‌کننده اليافي مطرح باشد، نمي‌تواند با کامپوزيتهاي اليافي همساني و رقابت کند. به منظور دستيابي به خواص مکانيکي بهتر عناصر تقويت‌کننده بيشتري در نانوکامپوزيتهاي خاك­رس / پليمر مورد نياز است، در حاليکه چنين کاري غيرممکن است. زيرا هنگاميکه عمل لايه لايه شدن اتفاق مي‌افتد، سطح تماس لايه‌هاي رسي صدها و بلکه هزاران برابر مي‌شود و اين باعث مي‌شود که مولکولهاي پليمر کاني، براي خيس کردن تمام سطح تقويت‌کننده‌هاي رسي نداشته باشيم. شکل 2 در هر حال، هنگاميکه بحث استفاده از درصد پايين پرکننده مطرح باشد، در اين حالت نانوکامپوزيت‌هاي خاك­رس / پليمر را با کامپوزيتهاي تقويت شده بوسيله الياف، مقايسه کنيم، مي‌بينيم که نانوکامپوزيتها تقويت بهتري را نسبت به کامپوزيتهاي اليافي مرسوم، نشان مي‌دهند. اطلاعات بدست آمده بوسيله تحقيقات Fornes و Panl در مورد ضريب يانگ نانوکامپوزيتهاي خاك­رس / نايلون6 و کامپوزيت­هاي نايلون6 تقويت شده با الياف شيشه‌اي در محدوده استفاده از 10 درصد وزني پرکننده، در شکل 3 رسم شده است. مي‌توان مشاهده نمود که نانوکامپوزيتها کارآيي بيشتري را در بهبود ضريب يانگ نسبت به کامپوزيتهاي اليافي نشان مي‌دهند. شکل 3 از مقايسه بالا مشهود مي‌گردد نانوکامپوزيتهاي خاك­رس / پليمر در محدوده بارگذاري درصد پايين از الياف، امتيازاتي نسبت به کامپوزيتهاي تقويت شده با الياف دارند و مطمئناً بازار کامپوزيتهاي اليافي مرسوم با حجم پايين از جزء اليافي، با پيشرفت نانوکامپوزيتهاي خاك­رس / پليمري تحت تاثير قرار خواهد گرفت، ولي فعلاً تابحال، پيشرفت در نانوکامپوزيت­ها تاثير کمي روي بازار کامپوزيتهاي تقويت شده با الياف گذاشته است. مشكلات توسعه نانوکامپوزيت­هاي خاک­رس / پليمر علاوه بر پرکننده‌ها، عمده مشکلات پيش­روي پيشرفت نانوتکنولوژي خاك­رس / پليمر عبارتنداز: عدم شناخت مکانيزمهاي موثر در افزايش کارايي، به کاربردي پليمرهاي ترموستينگ و عدم پايداري ارگانوکلي‌ها در برابر حرارت. اگرچه مدل‌سازي‌هاي زيادي در جهت پيشبرد درک از مکانيزم افزايش کارايي عمده خواص فيزيکي و مهندسي در استفاده از نانوکامپوزيت‌هاي خاك­رس / پليمر انجام شده، ولي هنوز مسافت زيادي را پيش­رو داريم. به­عنوان مثال، هنوز خواص فيزيکي مهندسي لايه‌هاي منفرد سيليکات، دقيقا شناخته نشده‌اند. از اين رو مشکل است که يک مکانيزم تقويت‌کننده ايجاد کنيم، و از طرفي، ساختار ذغال باقيمانده ناشي از احتراق نانوکامپوزيت خاك­رس / پليمر هنوز روشن نيست. بدون آن ممکن نيست مکانيزمي براي ايجاد مقاومت در برابر آتش، براي آن طراحي کنيم. مدل‌سازيها و تحقيقات تجربي اساسي، بايد در جهتي هدايت شود که در آينده اين موانع برطرف شوند. به کاربردن پليمرهاي ترموستينگ، مشکل عمده ديگري در توسعه نانوکامپوزيتهاي خاك­رس / پليمر مي‌باشد. ترکيب خاک­رس با يک پيش ماده پليمر ترموستينگ مي‌تواند عامليت يک پليمر را تغيير دهد. تغيير در عامليت بر ميزان اتصالات عرضي تاثير مي‌گذارد و بخوبي مشخص است که عمده خواص مهندسي پليمر‌هاي ترموستينگ، تابعي از ميزان تعداد اتصالات عرضي است. با اين وجود گزارش‌هايي هم وجود داشته مبني بر بهبود خواص مکانيکي سيستمهاي پليمري تروستينگي که ميزان اتصالات عرضي آن پايين بوده است، از جمله اپوکسي رزين با T g پايين و پلي اوراتان‌ها. آخرين مسئله مستقيماً بر مي‌گردد به نگراني در مورد تجاري‌سازي نانوتکنولوژي خاك­رس / پليمر، کمبود ارگانوکلي‌هاي پايدار در برابر گرما و نيز از نظر تجاري در دسترس، از موانع ثبت شده در اين مسير هستند. بيشتر ارگانوکلي‌هاي در دسترس، از جايگزيني کاتيون فلزي درون ساختار رس، با نمکهاي آمونياک آلي تهيه مي‌شوند. اين نمکهاي آمونيم در مقابل گرما ناپايدارند و حتي در دماهاي کمتر از 170 درجه سانتيگراد از بين مي‌روند. مسلماً چنين مواد فعال سطعي (سورفکتنت) براي بيشتر پلاستيکهاي مهندسي هنگاميکه از تکنولوژي فرآيند ذوب شدن براي ساختن نانوکامپوزيت‌ها استفاده شود، صاحب نيستند و ساخت نانوکامپوزيتهايي که در آن از ارگانوکلي‌هاي اصلاح شده بوسيله نمکهاي آمونيم بکار رفته، با استفاده از تکنيک‌هاي ديگر، به يک معضل تبديل شده است. اگرچه تعداد زيادي سورفکتنت پايدار در برابر گرما، مثل فسفونيم شناخته شده‌اند، ولي اين سورفکتنت‌ها براي کاربرد تجاري، مقرون به صرفه نيستند. نوآوري‌هايي در جهت اصلاح رس‌هاي آبدوست با استفاده از پليمرها و اليکومرهاي چند عاملي انجام شده تا ارگانوکلي‌هاي پايدار در برابر گرما براي توليد نانوکامپوزيتهاي رس / پليمر بسازند. خلاصه و نتيجه‌گيري: پيشرفت‌هاي عمده در توسعه نانوکامپوزيت­هاي خاك­رس / پليمر به پانزده ساله اخير بر مي‌گردد و مزيتها و محدوديتهاي اين تکنولوژي روشن شده است. با اين حال، تا شناخت مکانيزم‌هاي افزايش کارايي و بهبود خواص مهندسي آنها و اينکه بتوانيم ريزساختارهاي آنها را سازماندهي و چينش کنيم تا به خواص مهندسي ويژه دست پيداي کنيم، راه طولاني در پيش رو داريم. در مواقعي که از درصد پايين پرکننده استفاده شود، نانوکامپوزيتهاي خاك­رس / پليمر اين پتانسيل را دارند تا جايگزين کامپوزيتهاي مرسوم تقويت شده با الياف شوند.

سلام خدمت همه دوستان گرايش خودم پليمر نيست اما تا جايي كه بتونم كمكتون مي كنم تو اين زمينه...خوشحال ميشم كه دوستان پليمري همكاري داشته باشن

پژوهشگران کشور ماده پلیمری زیست تخریب پذیری را عرضه کردند که با پاشش آن در منطقه ریگ بلند کاشان علاوه بر تثبیت خاک موجب افزایش تنوع زیستی در منطقه شده است و محققان در تلاش هستند تا این پلیمر را در پایلوت بزرگتری اجرایی کنند. پروین برادران قهفرخی، مجری طرح در گفتگو با مهر با بیان اینکه این ماده با عنوان مالچ پلیمر سلولزی نانوسلوفید، تولید شد، گفت: مالچ تولید شده یک نوع مالچ زیست تخریب پذیر پلیمری نانو سلوفید است که برای کنترل کانونهای بحرانی بیابانی، ماسههای روان و ریزگردها استفاده میشود و جایگزین مناسبی برای مالچهای نفتی به شمار میرود. وی با بیان اینکه این طرح در چهارمین جشنواره علم تا عمل به عنوان طرح ویژه کشوری معرفی شد، اظهار داشت: در جلسه اخیر هیات دولت که با محوریت توجه به محیط زیست و کنترل ریزگردها برگزار شد، این طرح مورد توجه قرار گرفت. برادران با اشاره به تفاوت مالچ تولیدی با مالچهای عرضه شده در شرکتهای دانش بنیان افزود: مالچهای تولید شده در حد پژوهش بوده است ولی مالچی که ما تولید کردیم به صورت میدانی به مدت 4 سال در پایلوت مورد نظر تحت نظارت مرکز تحقیقات بیابان زدایی وابسته به سازمان جنگلها و مراتع و نظارت علمی یکی از دانشگاههای کشور پاشیده شد. مجری طرح، پایلوت این طرح را در منطقه "ریگ بلند" کاشان ذکر کرد و ادامه داد: در پاششهای 3، 6، 9 و 12 ماهه که تحت نظارت مرکز تحقیقات بیابان زدایی انجام شد تاییدیههای ارزیابی فنی گرفته و موفقیت طرح به صورت مکتوب اعلام شد. برادران به جزئیات پلیمر زیست تخریب پذیر تولید شده برای مهار ریزگردها اشاره کرد و یادآور شد: مواد این طرح بر خلاف طرحهای مشابه وارداتی نیست بلکه از مواد سلولزی گرفته شده از طبیعت ساخته شد و این قابلیت را دارد که در محل بیابان تولید تا هزینههای حمل و نقل حذف شود. مجری طرح، با تاکید بر اینکه در این طرح به محض پاشش مالچهای پلیمر سلولزی نانو سلوفید میتوان اقدام به کاشت گیاه کرد، خاطر نشان کرد: با استفاده از این پلیمر میزان آب دهی به گیاهان کاهش مییابد و مواد مغذی که در این پلیمر وجود دارد به مرور زمان در اختیار گیاه قرار داده میشود. وی با تاکید بر اینکه مالچ تولید شده بی رنگ و بی بو است، اضافه کرد: ماده تولید شده مقاومت زیادی در برابر باد دارد به گونهای که در منطقه "ریگ بلند" بادهای 90 کیلومتر بر ساعت و بالاتر وزش دارد که پلیمر تولید شده مقاوم در برابر این بادها بوده است. این محقق، عدم انتشار و آزاد سازی ترکیبات عالی به محیط زیست به دلیل طبیعی بودن را از دیگر مزایای این ترکیبات نام برد و اضافه کرد: نتایج نشان داد که در زمان پاشش اثری بر روی تنوع زیستی منطقه نداشته است و برای موجودات زنده منطقه چون سوسکها و مارمولکها تغییراتی ایجاد نشد ضمن آنکه دیده شد که پس از پاشش پوشش گیاهی خوبی مناسب و تنوع زیستی افزایش یافت. برادران مقاومت در برابر نور خوشید را از دیگر مزایای مالچ پلیمری نام برد و گفت: به دلیل مقاومت پلیمر زیست تخریب پذیر تولید شده، این مالچ تنها یک بار برای همیشه در منطقه پاشیده می*شود. وی با تاکید بر اینکه مالچ زیست تخریب جایگزین مناسبی با مالچهای نفتی است، توضیح داد: استفاده از مالچهای نفتی علاوه بر سیاه بودن رنگ آن که باعث میشود دمای خاک به میزان 20 درجه افزایش یابد و همراه با وزش باد فرآوردههای نفتی موجود در این نوع مالچها را به سمت شهرها وارد میکند در حالی که مالچهای زیستی این مشکلات را برطرف کرده است. مجری طرح از اجرای پاشش این پلیمر در پایلوت های بزرگتر 100 هکتاری خبر داد و اظهار داشت: با اجرای این طرح از کشورهای منطقه که کانون ریزگردها هستند دعوت خواهد شد تا از این پایلوتها بازدید کنند و این کشورها نیز با همکاری ایران اقداماتی را در زمینه کاهش ریزگردها اجرایی کنند. منبع:مجله بسپار

پژوهشگران پارک فناوری دانشگاه تهران نانو عایق با عمر مفید 20 سال را تولید کردند که سازه را در برابر رطوبت مقاوم و قادر است 90 درصد اشعه خورشید را دفع کند. نورمحمد رشیدی نیا می گوید: این عایق‌ها از نوع عایق‌های نانو پلیمری هستند، گفت: عایق نانو پلیمری تولید شده علاوه بر آنکه جلوی نفوذ آب را می‌گیرد، سطح را آب گریز می‌کند که این امر موجب افزایش عمر سازه می‌شود. وی با بیان اینکه در بازار مشابه این عایق‌ها وجود دارد، اظهار داشت: این عایق‌ها دارای ضعف‌هایی هستند که در عایق نانو پلیمری تولید شده این ضعف‌ها برطرف شده است. رشیدی نیا با اشاره به مزایای عایق‌های تولید شده، یادآور شد: عایق‌های نانو پلیمر در برابر سرما و گرمای شدید مقاوم هستند به این معنا که این عایق‌ها در سرمای منهای 50 درجه سانتیگراد انعطاف خود را دارند و قادر به تحمل گرمای 150 درجه سانتیگراد هستند. مجری طرح نانو ذرات استفاده شده در این عایق را نانو ذرات سیلیکون دانست و یادآور شد: این نانو ذرات به پلیمر این عایق اضافه شده است. وی با اشاره به مزایای استفاده از این عایق خاطر نشان کرد: عایق تولید شده ضمن آنکه ضد رطوبت است، عایق حرارت نیز هست و حداقل 50 درصد از هدر رفت گرما جلوگیری می‌کند. رشیدنیا ضد اشعه را از دیگر مزایای این عایق نام برد و اضافه کرد: عایق‌های تولید شده قادر به برگرداندن 90 درصد اشعه خورشید است. این محقق عمر مفید عایق نانو پلیمر را 20 سال ذکر کرد و افزود: این عایق به رنگ سفید است که با ترکیب مواد رنگی می‌توان آن را به رنگ‌های مختلفی تولید کرد. منبع: پینا

محققان آمریکایی موفق به طراحی پلیمر هوشمندی شدند که قادر به رهاسازی داروی ضد سرطان است. آن‌ها برای این کار از خودآرایی رشته‌های دی‌ان‌ای استفاده کردند. این ساختار جدید می‌تواند برای رهاسازی داروهای ضد سرطان نظیر دوکسوروبیسین مورد استفاده قرار گیرد. اطلاعات بیشتر درباره این دستاورد پزشکی در نشریه ACS Nano به چاپ رسیده است. خودآرایی نانوذرات یکی از شاخه‌های علم نانو است که از آن در حوزه‌هایی نظیر اپتیک، حسگری و رهاسازی دارو استفاده می‌شود. در طول فرآیند خودآرایی ترکیبی به نانوذره اضافه می‌شود که می‌تواند منجر به واکنشی شود. در پایان فرآیند خودآرایی، نانوذره‌ای ایجاد می‌شود که حالت جامد داشته یا به صورت یک خوشه مولکولی است. این گروه تحقیقاتی اخیرا به بررسی چگونگی استفاده از DNA برای رسیدن به ساختارهایی مفید پرداخته‌اند. نتایج بررسی‌های اولیه نشان داد که فرآیند خودآرایی نانوذرات بسیار سریع و محصول نهایی بسیار پایدار است، اما این فرآیند خودآرایی بسیار چالش برانگیز است. «مای» از محققان این پروژه می‌گوید: ما به دنبال پاسخ این سوال بودیم که چگونه می‌توان فرآیند خودآرایی در نانوذرات را آغاز یا به پایان رساند. در نهایت دریافتیم که با عامل گرما می‌توان تغییرات ساختاری در یک پلیمر ایجاد کرد و در نهایت یک پلیمر هوشمند طراحی کردیم که ساختار آن در مقیاس نانو تغییر می‌کرد. پلیمر هوشمند به مولکول بزرگی اطلاق می‌شود که از واحدهای سازنده اتمی ساخته شده است؛ این پلیمر در صورت قرار گرفتن در معرض محرک‌های خارجی نظیر نور، گرما یا اسید می‌تواند واکنش نشان دهد. این گروه موفق به طراحی پلیمری شدند که نه تنها با تغییر دما واکنش می‌داد، بلکه در حضور نانوذرات طلا خودآرایی می‌کرد. آنچه در طراحی این پلیمر تازگی دارد، این است که به نانوذرات طلا رشته‌های منفرد دی‌ان‌ای متصل شده است. این پلیمر می‌تواند در دماهای بالا ( 50 درجه سانتی‌گراد) چروکیده شود و فعالیت از پیش تعیین شده‌ای را انجام دهد و با کاهش دما بسط ساختاری پیدا کرده و رشته دی‌ان‌ای از فعالیت باز بماند. این گروه تحقیقاتی دریافته‌اند که در صورت افزایش دما داروی ضد سرطان می‌تواند از پوسته دی‌ان‌ای رهاسازی شود. منبع: پینا

گروهی از پژوهشگران ایرانی با ایده پردازی‌های جدید خود، به کمک آزمایشگاه کنترل معاونت غذا و دارو وزارت بهداشت ‏موفق به سنتز نوع جدید پلیمری شد که دارای خاصیت دارویی برای آشکارسازی سرطان‌های پستان و تومورهای ‏کبدی در مراحل اولیه هستند. این دارو علاوه‌بر درمان تومور‌های سرطانی قابلیت استفاده در تصویر‌برداری ‏MRI‏ به عنوان تشدید ‏کننده‌های تصویری (مواد کنتراست‌زا) را دارد.‏ تصویربرداری مولکولی روشی غیرتهاجمی و اختصاصی برای‌شناسایی بیومارکرهای ویژه بافت‌ها و سلول‌های بیمار است که ‏در طول دهه گذشته کاربردهای فراوانی داشته است. تصویربرداری رزونانس مغناطیسی یا ‏MRI‏ به‌دلیل قابلیت‌ها و توانمندی‌های ‏ویژه به عنوان تکنیکی برتر در ارائه اطلاعات آناتومیکی و فیزیولوژیکی با دقت بالا مطرح است. از مواد داروئی حاجب ‏‏(‏Contrast Agents‏) در ‏MRI‏ استفاده می‌شود که به شکل‌های مختلف در دسترس هستند. با ورود فناوری نانو به عرصه پزشکی ‏تشخیصی به‌خصوص ‏MRI، نانوذرات مغناطیسی به عنوان موفق‌ترین راه ممکن مطرح هستند که برخلاف مواد حاجب موجود که ‏فقط سیگنال حاصل از عروق را تشدید می‌کنند، سیگنال حاصل از بافت‌ها و سلول‌های خاص را نیز درحد قابل تشخیص افزایش ‏می‌دهند.‏ دکتر نادر ریاحی عالم، استاد گروه فیزیک پزشکی و مهندسی پزشکی دانشگاه علوم پزشکی تهران در این‌باره گفت: «از آنجا ‏که داروی مرسوم کنتراست مغناطیسی (مگنویست) در سطح خارج سلولی کاربرد دارد لذا برای تشخیص سلول‌های سرطانی در مراحل ‏اولیه لازم است که این دارو دارای سایز و ابعاد قابل نفوذ به سلول باشد. به‌همین خاطر پروسه سنتز این دارو در سایز نانو این ‏امکان را فراهم می‌آورد که از سطح فضای خارج سلولی به فضای درون سلولی راه یابد و سلول‌های سرطانی و تومورال را از ‏سلول‌های نرمال متمایز و قابل‌شناسایی نماید. لذا ماده دریافتی از دانشگاه کالج لندن به‌صورت امولسیون برای ساخت پلیمرهای ‏جراحی مفید و دارای نتایج موفقیت آمیز بود و می‌توانست بعنوان ماده کنتراست تصویربرداری ام ار‌ای در سایز نانو قابل استفاده ‏باشد.»‏ هدف از انجام این مطالعه ارزیابی بهینه‌سازی کنتراست نانوذرات گادولینیوم اکساید با پوشش نانوکامپوزیت و پایه سیلیکونی ‏و مقایسه نانوذره گادولینیوم اکساید با ماده کنتراست متداول در تصویربرداری تشدید مغناطیسی مگنویست (‏Magnevist‏) است. ‏در این مطالعه امولسیون جدید تشکیل شده از نانوذره گادولینیوم اکساید و پوشش نانوکامپوزیت ‏POSS-PCU‏ بررسی شد. ‏نانوذرات گادولینیوم اکساید در مقایسه با مگنویست با کاهش زمان استراحت و یا افزایش آهنگ استراحت (‏Relaxivity‏) می‌تواند ‏شدت سیگنال ‏MRI‏ را افزایش داده و بعنوان ماده کنتراست مثبت در مقایسه با نانوذرات اکسیدآهن (ماده کنتراست منفی)، بهینه‌سازی کنتراست‎ ‎بالایی را در ‏MRI‏ ایجاد کند.‏ داروی جدید هم اکنون در ادامه روش‌های هدفمند‌سازی و از طریق اتصال با مواد زیست سازگار، به نتایج سودمند دیگری در ‏دارورسانی هدفمند جهت آشکارسازی عقده‌های لنفاوی سرطان پستان و تومورهای کبدی نایل شده است. وی در تکمیل این ‏مطلب افزود: «در انجام این طرح علاوه‌بر سنتز دارویی مبنی بر آشکارسازی سرطان‌های مختلف در مراحل اولیه، توانستیم ‏داروی مرسوم وارداتی از خارج را نیز سنتز نماییم که دارای اثرات قابل توجهی شبیه نمونه خارجی است.»‏ در مورد کاربرد‌های ماده سنتز شده، کاربرد آن در علوم تصویربرداری پزشکی برای سیستم‌های تصویربرداری ‏MRI‏ و نیز ‏استفاده‌های چندگانه در درمان تومورها به‌طور همزمان مطرح است.‏ ریاحی عالم در رابطه با معرفی این دارو گفت: «از آنجا که نمونه غیر نانو این دارو مورد تایید‎ ‎سازمان استاندارد مواد غذایی و ‏دارویی امریکا است، لذا دارای تاییدیه ‏FDA‏ است، به همین خاطر چون این دارو مراحل آزمایشگاهی و حیوانی را گذرانده است ‏در حال بررسی‌های انسانی است که پس از آن معرفی می‌شود.»‏ نتایج این کار تحقیقاتی که به دست دکتر نادر ریاحی عالم و همکاران وی صورت گرفته است، در مجله ‏ ‏Biological trace element research‏ (جلد 137، شماره 3، دسامبر 2010) منتشر شده است. علاقمندان می‌توانند متن ‏کامل مقاله را در صفحات 324 الی 334 همین شماره مشاهده نمایند.‏ منبع: مجله بسپار

محققان با استفاده از ساختار نانو، پليمر هايي ساخته اند كه توانايي انعكاس تمام نور فرودي را دارند. محققان در حال بررسی تکاملی بر روی پلیمرها برای استفاده ی هر چه بیشتر آن هستند.پژوهشگران علوم نانو با استفاده از ساختار پلیمرها انواع مختلفی از وسایل الکتریکی گوناگون مثل دیود تولید کرده اند که بسیار کارآمدتر و ارزان تر از نمونه های دیگر است. این پژوهشگران هم اکنون با مقایسه ی این وسایل و گونه های مختلف پلیمر دریافتند هم چنان راه برای ساخت وسایل مختلف باز و نسبت به این کار هر چه زودتر باید اقدامات مقتضی صورت گیرد. پژوهشگران تغییر نانو ساختار در سطح پلیمرها را به تغییر خواص آن ها دانسته و می گویند با انجام برخی تغییرات می توان از این مواد به تولید LED یا سایر وسایل الکتریکی اقدام نمود. انعطاف پذیری ، قابلیت انطباق با محیط، ارزان بودن، در دسترس بودن همه جزء ویژگی های پلیمرها است که محققان نانو را به ساخت وسایل گوناگون با این مواد ترغیب کرده و انگیزه را در افراد ایجاد می کند. منبع : پینا

آيا مي‌توان قايقي نيم كيلوگرمي ساخت كه ۵۰۰ كيلوگرم بار حمل كند. آيا مي‌توان تلويزيوني توليد كرد كه صفحه نمايش آن به ضخامت كاغذ ديواري باشد و روي ديوار نصب شود. نانوسلولز قرار است به همه اين رؤياها جامه عمل بپوشاند. كمپاني فورد آمريكا قصد دارد در سال‌هاي آينده تا ۴۰۰ كيلوگرم از وزن خودرو هايش بكاهد. اين خودروسازي در اين مسير از الياف نانوسلولزي استفاده خواهد كرد. نانو سلولز نوعي پليمر طبيعي با خواص تخريب‌پذيري زيستي و قابل بازيافت است. براي توليد آن سلولز به ذراتي ريز (در ابعاد نانو) و تحت فشار بالا به نانوكريستال تبديل مي‌شوند. توليدكنندگان، محصول به دست آمده را به‌صورت دلخواه روي هم مي‌گذارند و بافت مورد نظر را شكل مي‌دهند. از بافت‌هاي نانوسلولزي همچنين مي‌توان ***** ساخت؛ *****هايي كه يا در سيگار به كار مي‌روند يا در دستگاه‌هاي آب‌شيرين‌كن براي حذف املاح موجود در آب دريا. بافت‌هاي نانوسلولزي اين قابليت را دارند كه در آينده در كنار الياف كربن به يك ابرماده تبديل شوند. در حال حاضر از بافت‌هاي بسيار سبك اما فوق مقاوم ساخته‌شده از الياف كربن، از جمله در صنايع خودروسازي و هواپيماسازي استفاده مي‌شود. بافت نانوسلولزي مقاومت كششي بيشتر از كِولار دارد، از كاغذ نازك‌تر است و مي‌تواند در شرايط خاص رساناي جريان الكتريكي باشد. كولار نوعي الياف مصنوعي است كه نسبت استحكام به وزن آن بسيار بالاست. اين الياف با وزن يكسان، ۵برابر فولاد مقاومت كششي دارند. توليد الياف نانوسلولزي سلولز به وفور در دسترس است. توليدكنندگان براي رسيدن به ويژگي‌هاي الياف نانوسلولزي مثلا به سراغ پوست درختان مي‌روند؛ بافت آن را مي‌شكافند تا به الياف بسيار ريز (در مقياس نانو) برسند. براي اين كار دستگاه‌هاي مختلف و مواد شيميايي متفاوتي لازم است. اين فرايند نه‌تنها به انرژي نياز دارد، بلكه به الياف‌ها هم آسيب مي‌رساند. براي توليد الياف نانوسلولزي راه‌هاي ديگري هم وجود دارد؛ مثلا به كمك باكتري‌ها. باكتري‌ها و مخمرهايي كه از انگور سركه مي‌سازند يا حتي قارچ كامبوچا در اين‌جا به كمك پژوهشگران مي‌آيند. اين باكتري‌ها براي تخمير به مقدار بسيار زيادي افزودني از جمله شكر و مايعات و همچنين منبع‌هاي عظيم نگهداري مايعات نياز دارند. در اين ميان محققان دانشگاه تگزاس آمريكا راه‌حلي يافته‌اند كه با استفاده از آن بافت‌هاي پركاربرد نانوسلولزي را ساده‌تر و كم‌هزينه‌تر مي‌توان توليد كرد. به نوشته پايگاه اينترنتي دي‌ولت، پژوهشگران براي اين كار ساختار ژنتيكي جلبك‌ها را با استفاده از دي‌ان‌اي (DNA)باكتري‌هاي سركه تغيير مي‌دهند. جلبك‌هاي تغييريافته براي توليد الياف نانوسلولز به كارگرفته مي‌شوند. اين روش مزيت‌هاي فراواني دارد؛ از جمله اين‌كه مواد مورد نياز – آب و نور خورشيد براي پرورش جلبك – به اندازه كافي وجود دارد. علاوه بر اين، جلبك‌ها دي‌اكسيد كربن را هم جذب مي‌كنند. اين ماده يكي از تركيبات اصلي است كه ورود آن به جو تأثير بسزايي در تشديد پديده گرمايش زمين دارد. كاربرد صنعتي توليد الياف نانو سلولزي به كمك جلبك‌ها در حال حاضر از مقياس آزمايشگاهي خارج شده و در حوزه صنعت تحت بررسي است. پيش‌بيني مي‌شود در ۵ تا ۱۰ سال آينده توليد اين الياف در مقياس وسيع انجام شود. يك شركت لهستاني تلاش مي‌كند تا پايان سال جاري (۲۰۱۳) با روش‌هاي معمول (شيميايي) الياف نانوسلولزي را به توليد انبوه برساند. در توليد تقريبا هر محصولي مي‌توان از الياف نانوسلولزي استفاده كرد سرپرست تيم مطالعاتي دانشگاه تكزاس كه بر روي توليد الياف به كمك جلبك‌ها كار مي‌كند، مي‌گويد با استفاده از اين روش «توليد مقرون به صرفه‌ي الياف نانو سلولز در مقياس انبوه» امكان‌پذير مي‌شود و بدين ترتيب ماده خامي «براي توليد ديرپاي سوخت‌هاي زيستي و بسياري محصولات ديگر» به دست مي‌آيد. به عنوان مثال مي‌توان با استفاده از الياف يادشده جليقه‌هاي ضدگلوله بسيار سبك و در عين حال فوق‌العاده مقاوم توليد كرد. الياف بسيار ريز سلولزي را مي‌توان چنان فشرده در كنار هم چيد كه گلوله نتواند ساختار نهايي الياف را بدرد. با توجه به ساختار فوق‌العاده فشرده اين الياف، مي‌توان از آن براي عايق‌بندي ساختمان‌ها نيز استفاده كرد. امكان توليد ايمپلنت؟ الياف نانوسلولزي با توجه به بافت متخلخل، جاذب بسيار خوب مايعات است. بدين ترتيب مي‌توان با اين الياف، تامپون يا چسب زخم و گاز استريل با قابليت جذب بسيار زياد مايعات توليد كرد. با اين حساب نيازي به تعويض زودهنگام پانسمان زخم نيست. اين ويژگي در بخش سوانح سوختگي بيمارستان‌ها كه در آنها تعويض پانسمان اندام سوخته با درد و سوزش بسيار شديد همراه است، كاربرد فراواني خواهد داشت. علاوه بر اين، بافت الياف نانو سلولزي شباهت فراواني به بافت اندام بدن دارد. با توجه به اين نكته پژوهشگران دانشگاه يِنا در آلمان آزمايش‌هاي حيواني را آغاز كرده‌اند تا ببينند آيا مي‌توان از اين الياف براي توليد درون‌كاشت‌ها (ايمپلنت) استفاده كرد. از بافت‌هاي نانوسلولزي حتي مي‌توان به جاي كاغذ استفاده كرد؛ البته اگر حجم توليد به حد مصرف كنوني كاغذ برسد. افزودن قابليت رسانايي به بافت‌هاي نانوسلولزي دريچه ديگري را به روي محققان صنعتي مي‌گشايد. به‌عنوان مثال مي‌توان شيشه يا پلاستيك را از صفحه نمايش تلويزيون يا كامپيوتر حذف كرد و نمايشگرهايي انعطاف‌پذير به ضخامت پوست ساخت. پايونير، توليدكننده ژاپني دستگاه‌هاي صوتي و تصويري، بر همين اساس روي تلويزيوني كار مي‌كند كه نمايشگر آن را مي‌توان مانند كاغذ ديواري روي ديوار نصب كرد. منبع : پینا

یک شرکت بلژیکی نانوپوششی تحت برند Nanofics 110 تولید کرده است که دارای خواص ضد آب و ضد روغن است. این محصول عاری از مواد مضری نظیر پرفلورو اکتان سولفونات و پرفلورو اکتان است. شرکت یورو پلاسما (Europlasma) محصول جدیدی به نام Nanofics 110 به بازار عرضه کرده است. این محصول یک نانوپوشش با قدرت آب‌گریزی بالا است. بر اساس استاندارد ASTM D5964 زاویه تماس این محصول 110 درجه است. این محصول دارای خواص ضد روغن نیز است به طوری که بر اساس استاندارد ایزو 14416 این محصول در سطح 6 قرار می‌گیرد. Nanofics 110 یک نوع نانوپوشش فلوئورپلیمر بوده که با استفاده از فناوری پلاسما در فشار کم بدست می‌آید. ویژگی منحصر به فرد این پوشش آن است که کاملا عاری از PFOA و PFOS است. (PFOA و PFOS در واقع پرفلورو اکتان سولفونات و پرفلورو اکتان هستند که مواد سنتزی و غیرطبیعی بوده که در محصولات مختلف مورد استفاده قرار می گیرند. اخیرا نگرانی‌های زیادی درباره اثرات این مواد روی سلامت انسان ایجاد شده است. مترجم). اخیرا مدیران شرکت Europlasma یافته‌های خود را درباره این نانوپوشش به صورت پتنتی در آورده و وارد مراحل ثبت آن شده‌اند. پوشش‌های رایجی که دارای خواص ضد آب و ضد روغن هستند معمولا حاوی مولکول‌هایی با زنجیره بلند بوده که در ساختار آنها از PFOA و PFOS نیز استفاده می‌شود. اخیرا دانشمندان تلاش دارند به سوی تولید محصولاتی بروند که عاری از این ترکیبات باشد زیرا این مواد می‌توانند موجب بروز مشکلات در سلامتی انسان شوند. Europlasma یک شرکت بلژیکی پیشرو در فناوری پلاسما با فشار پایین است که اخیرا تولید این محصول جدید خود را اعلام کرده است. Nanofics مخفف nanoscaled functionalization into the core of complex shaped است. اولین پتنت این شرکت در سال 1998 ثبت شد. پیتر مارتنز مدیر این شرکت می‌گوید در حال حاضر فناوری تولید پوشش‌های ضد آب به بلوغ خود رسیده است. اخیرا در این محصولات به جای مولکول‌هایی با رشته‌های بلند از مولکول‌های کوتاه استفاده می‌شود. اکنون دیگر زمان آن رسیده تا بازار را برای استفاده از این محصولات جدید که حاوی رشته‌های کوتاه هستند ترغیب کرد. برای این منظور در اولین گام شرکت یوروپلاسما نانوپوشش‌هایی تولید کرده که عاری از PFOA و PFOS هستند که از آن می‌توان در صنعت نساجی استفاده کرد. البته از این نانوپوشش‌ها می‌توان در مقیاس صنعتی استفاده کرد به طوری که امکان اعمال روی سطوح با ابعاد 1.6 متر و قطر 0.8 متر وجود دارد. برای کسب اطلاعات بیشتر درباره Nanofics 110 می‌توانید با آدرس ایمیلpeter.martens@europlasma.be تماس بگیرید. منبع : مجله بسپار

ماده‌ای زیست فعال و زیست سازگار به کمک نانوذرات و با توانایی بهبود سریع‌تر آسیب‌های استخوانی به دست مهندسان پلیمر ‏پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران طراحی و ساخته شد. این ماده علاوه‌بر داشتن قابلیت‌های سایر مواد زیست فعال، می‌تواند ‏تکثیر و تمایز سلول‌های استخوانی را تسریع نماید.‏ اگرچه اثبات شده است که ذرات هیدروکسی آپاتیت باعث افزایش تکثیر و تمایز سلولی در شرایط برون تنی می‌شوند، اما ‏تاکنون مطالعه چندانی در رابطه با اثر نانوذرات هیدروکسی آپاتیت قرار گرفته در بستر پلیمری پلی هیدروکسی آلکانوآت روی ‏پاسخ‌های سلولی انجام نگرفته است. واضح است که تعیین اثر نانوذرات هیدروکسی آپاتیت بر رفتار سلولی بستر پلی هیدروکسی ‏آلکانوآت اولین و مهمترین مرحله برای توسعه کاربردهای این نانوکامپوزیت‌ها است. ‏ در این کار تحقیقاتی اثر نانوذرات هیدروکسی آپاتیت کامپوزیت شده با پلی‌استرهای تجاری ساخته شده به‌وسیله‌ی باکتری ‏بر روی تکثیر و تمایز سلول‌های استخوانی مورد بررسی قرار گرفت. بر اساس نتایج آنالیزهای بافت‌شناسی و محتوای ‏DNA، ‏نانوکامپوزیت‌های ساخته شده قادر بودند که به طور معنی داری تمایز و تکثیر سلول‌های استخوانی را القا نمایند و از این جهت ‏نانوکامپوزیت‌های ساخته شده به عنوان یک گزینه مناسب برای مهندسی بافت استخوان معرفی شدند.‏ مهدی سادات شجاعی هدف این تحقیقات را توضیح داد: «در تحقیقات حاضر، هدف ساخت یک ماده زیست فعال و زیست ‏سازگار بود که علاوه‌بر داشتن قابلیت‌های سایر مواد زیست فعال، بتواند تکثیر و تمایز سلول‌های استخوانی را تسریع نماید و در ‏نتیجه امکان بهبود سریع‌ترآسیب‌های استخوانی را فراهم کند.»‏ دانش آموخته دکتری تخصصی مهندسی پلیمر ادامه داد: «در این تحقیق نانوذرات هیدروکسی آپاتیت با روش هیدروترمال ‏ساخته شدند و پس از کامپوزیت کردن با پلی استرهای تجاری ساخته شده به‌وسیله‌ی باکتری (پلی هیدروکسی آلکانوآت‌ها)، ‏خواص ساختاری (شامل خواص حرارتی و رئولوژیکی) و زیستی (شامل زیست فعالیت، چسبندگی سلولی، پخش شدگی سلولی، ‏تکثیر سلولی و تمایز سلولی) آنها مورد بررسی قرار گرفت. در نهایت نیز سازوکار‌های بهبود در پاسخ‌های سلول‌های استخوانی ‏تجزیه و تحلیل گردید.»‏ یکی از مهمترین نتایج تحقیق حاضر را شاید بتوان بهبود چشمگیر در خواص زیستی نانوکامپوزیت‌های پلی هیدروکسی ‏آلکانوآت/هیدروکسی آپاتیت در مقایسه با پلیمر خالص دانست. سادات شجاعی در تکمیل نتایج به‌دست آمده گفت: «بر اساس ‏بررسی‌های فعالیت متابولیکی و همچنین بررسی غلظت ‏DNA‏ سلول‌ها، یک افزایش معنی‌دار و شدید در فعالیت متابولیکی و ‏تکثیر سلولی برای سلول‌های استخوانی روی سطح نانوکامپوزیت‌های ساخته شده در مقایسه با پلیمر خالص مشاهد شد. همچنین ‏بر اساس بررسی‌های بافت‌شناسی، در حالیکه هیچ تمایز سلولی معنی داری روی سطح پلیمر خالص قابل مشاهده نبود، روی ‏سطح نانوکامپوزیت‌های با غلظت پرکننده زیاد، سلول‌های پیش استئوبلاست به طور موثری به سلول‌های استئوبلاست بالغ تمایز ‏یافتند که دلالت‌کننده نقش موثر نانوذرات هیدروکسی آپاتیت در القای تمایز سلول‌های استخوانی است.»‏ با توجه به اینکه نانوکامپوزیت‌های فوق دارای زیست فعالیت افزایش یافته بوده و به طور همزمان تکثیر سلول‌های استخوانی ‏و تمایز سلول‌های پیش استخوانی به سلول‌های استخوانی بالغ را تحریک می‌کنند، لذا به کارگیری نانوکامپوزیت‌های فوق برای ‏ترمیم آسیب‌های استخوانی می‌تواند سرعت ترمیم استخوان را چندین برابر نسبت به نمونه‌های سنتی افزایش دهد.‏ نتایج این کار تحقیقاتی که به دست دکتر مهدی سادات شجاعی دانش آموخته دکتری تخصصی مهندسی پلیمر و دکتر محمدتقی ‏خراسانی و دکتر احمد جمشیدی اعضای هیئت علمی پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران صورت گرفته است، در مجله ‏ ‏Materials Science and Engineering C‏ (جلد 33، شماره 5، 1 جولای سال 2013) منتشر شده است. منبع : مجله بسپار

نتایج حاصل از یافته‌های محققان آلمانی در بررسی رفتار پلیمرهای نانومقیاس با استفاده از AFM، منجر به کشف نوع جدیدی از اصطکاک شده است که پیش از این مشاهده نشده بود. اصطکاک یک پدیده فیزیکی رایج و موضوعی مهم در حوزه‌های مختلف علمی محسوب می‌شود، اصطکاک در بسیاری از فرآیندها موجب دردسر و مصرف انرژی بیشتر است. این پدیده هم باعث افزایش خستگی و هم از دست رفتن انرژی بین دو سطح در حال سایش می‌شود. از حسگرها تا ساخت ابزارهای قابل کاشت در بدن، کاهش اصطکاک در نهایت موجب کاهش مصرف انرژی شده و از خستگی مواد می‌کاهد. تیم تحقیقاتی دانشگاه صنعتی مونیخ به رهبری ترستون هوگل و الکساندر هولیتنر روی ساخت قطعات کوچک با اصطکاک پایین تحقیق می‌کنند. این گروه اخیرا موفق به شناسایی نوعی اصطکاک جدید شدند، آنها این اصطکاک را چسبندگی دفعی“desorption stick” نام‌گذاری کردند. این کشف می‌تواند برخی پدیده‌هایی را که پیش از این غیرقابل توضیح بود، توضیح دهد. این گروه به بررسی این موضوع پرداختند که چرا و چگونه مولکول‌های پلیمری منفرد در حلال‌های مختلف روی یک سطح چسبیده یا لیز می‌خورند. هدف محققان این بود که به قوانین بنیادین موجود در مقیاس مولکولی پی ببرند. در صورت اطلاع از این قوانین می‌توان سطوح ضد اصطکاک و روان‌سازی‌های کارا تولید کرد. در این پژوهش، محققان مولکول پلیمری را به نوک میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) متصل کردند. آنها نوک میکروسکوپ را روی سطح کشیدند و در عین حال نیروی بوجود آمده را اندازه‌گیری کردند. با این کار می‌توان رفتار پلیمر را مورد بررسی قرار داد. نتایج کار محققان نشان داد که علاوه بر دو نوع مکانیسم اصطکاک قبلی، چسبندگی و لیز خوردن، نوع سومی از اصطکاک وجود دارد که در اثر وجود پلیمر، حلال و سطح ایجاد می‌شود. هوگل می‌گوید: هر چند پلیمر به سطح می‌چسبد، اما رشته پلیمری از سوی پیکربندی خود بدون نیاز به نیروی خارجی به سمت حلال هُل داده می‌شود. با این کار احتمالا اصطکاک درونی اندکی در ساختار پلیمر ایجاد می‌شود. در این پدیده نوع حلال نقش اساسی در تعیین رفتار اصطکاک پلیمر دارد. نتایج این پژوهش در قالب مقاله‌ای تحت عنوان «Nanoscale Friction Mechanisms at Solid–Liquid Interfaces» در نشریه«Angewandte Chemie» به چاپ رسیده است. منبع : پینا

حسگرهای زیستی پلی آنیلین بهبود یافته با نانوذرات طلا، در دانشگاه صنعتی شریف تولید شد. این حسگرها قابلیت بکارگیری در تشخیص‌های کلینیکی و آزمایشگاه‌های تشخیص سرطان را دارند.‏ پلی‌آنیلین به عنوان یک پلیمر هادی ارزان شناخته شده که برای تهیه حسگرها بسیار جذاب است. اما این پلیمر در ‏محیط‌های با ‏pH‏ خنثی هدایت خود را از دست می‌دهد که این امر منجر به محدود شدن کاربرد آن در حسگرهای زیستی ‏می‌شود. در این پروژه نقش نانوذرات طلا را در تقویت هدایت پلی‌آنیلین در ‏pH‏‌های غیراسیدی بر روی سطح الکترودهای ‏چاپی با استفاده از تکنیک‌های ولتامتری چرخه‌ای و اسپکتروسکوپی امپدانس الکتروشیمیایی بررسی شد و تقویت عملکرد ‏پلی‌آنیلین از طریق آرایش سطح آن با نانوذرات طلا به منظور تشخیص زنجیرهای الیگونوکلئوتیدی در محیط‌های قلیایی با ‏استفاده از آنزیم فسفاتاز قلیایی صورت گرفته است. ‏ دکتر ریحانه سادات صابری فارغ التحصیل رشته شیمی تجزیه دانشگاه صنعتی شریف در مورد این تحقیقات گفت: «در ابتدا ‏فیلم پلی‌آنیلینی و نانوذرات طلا با روش‌های الکتروشیمیایی بر روی سطح گرافیتی الکترود چاپی رشد داده شدند، سپس اثر ‏لایه‌های فوق بر روی این حسگر با روش‌های ولتامتری چرخه‌ای و امپدانس بررسی شد و تصویرهای میکروسکوپی نیز از ‏سطح الکترود تهیه شد. الکترودهای اصلاح شده با پلی‌آنیلین و نانوذرات طلا با تک‌لایه‌ای شامل ‏DNA‏‌ شناساگر 17 ‏نوکلئوتیدی گوگرددار و ترکیب پرکننده گوگرددار 6-مرکاپتو1-هگزانول پوشیده شد. سپس بر اساس برهم‌کنش قوی ‏استراپتاویدین و بیوتین، آنزیم استراپتاویدین‌دار به تک رشته الیگونوکلئوتید هدف که بیوتین دارد و با مولکول ‏DNA‏ روی ‏سطح جفت شده است متصل می‌شود. به گفته صابری آنزیم فوق یک فسفاتاز است که واکنش هیدرولیز آلفا-نفتیل فسفات را کاتالیز می‌کند و آن را تبدیل به ‏مولکول الکتروفعال آلفا-نفتول می‌نماید. این محصول الکتروفعال با تکنیک ولتامتری پالسی‌تفاضلی‌ شناسایی می‌گردد. به ‏این طریق، در این حسگر خصوصیات منحصربفرد الکتریکی پلی‌آنیلین و نانوذرات طلا (سطح زیاد، انتقال الکترونی ‏هتروژنی سریع، پایداری شیمیایی و راحتی ایجاد آنها بر روی سطوح کوچک) به همراه تقویت سیگنال با استفاده از آنزیم ‏به‌کار گرفته می‌شود. محدوده خطی پاسخ این بیوسنسور در گستره 10-2/0 نانومولار است و حدتشخیص آن 1/0 ‏نانومولار است.‏ صابری با اشاره به دقت عمل‌های صورت گرفته در این تحقیقات افزود: «از آنجا که توزیع مناسب و یکنواخت نانوذرات ‏طلا بر روی سطح حسگر زیستی در عملکرد حسگر موثر است در ابتدا بستری از پلی آنیلین به صورت الکتروشیمیایی بر روی ‏سطح کربنی الکترود پلیمریزه شد و سپس نانوذرات طلا بر روی این بستر مناسب قرار گرفتند تا توزیع یکنواخت بر روی ‏سطح الکترود داشته‌ باشند.»‏ این حسگر از گزینش‌پذیری و تکرارپذیری رضایت‌بخشی هم برخوردار است. از این رو از این الکترود اصلاح شده ‏می‌توان نه تنها برای تثبیت آنزیم فسفاتاز بلکه تثبیت سایر مواد بیولوژیکی استفاده کرد. همچنین در تشخیص‌های کلینیکی ‏و آزمایشگاه‌های تشخیص سرطان، می‌توان از حسگرهای زیستی منتج از این طرح استفاده کرد و بافت‌های سرطانی ‏را‌ شناسایی نمود.‏ نتایج این کار تحقیقاتی که به‌وسیله‌ی دکتر ریحانه سادات صابری و همکاران وی انجام شده است، در مجله ‏electroanalysis‏ (22 آوریل سال 2013) منتشر شده است. منبع : مجله بسپار

جوان شیرازی با بهره گیری از نانو پلیمر موفق به ساخت و تولید محصول نانو کمک فرایند پلیمری شد . مهدی شبان کاره فارغ التحصیل مقطع کارشناسی ارشد رشته شیمی آلی با تخصص نانو کامپوزیت های پلیمری گفت : ساخت و تولید نانو کمک فرایند پلیمری و بهره گیری از آن در صنایع پتروشیمی موجب افزایش کیفیت محصولات تولیدی و کاهش 50 درصدی قیمت شده است . مخترع شیرازی با تولید محصول نانو کمک فرایند پلیمری و بهره گیری از آن در صنایع نساجی ، صنایع تزریقی پلیمری و صنایع پتروشیمی علاوه بر افزایش راندمان تولید کاهش 60 درصدی مصرف برق ، سبب کاهش زمان چرخه تولید، افزایش فرایند پذیری ، کاهش زمان تغییر خط رنگ در تولید مستربچ ها و آمیزه های رنگی شده است . خلفی نژاد رئیس بنیاد نخبگان فارس گفت : این اختراع به شماره 69804 اواخر اردیبهشت در اداره ثبت اختراعات و مالکیت صنعتی ایران به ثبت رسیده است . منبع : پینا

استاد دانشکده شیمی و متخصص سنتز پلیمرها در دانشگاه کوئین کانادا روشی برای استفاده از فناوری نانو در کاهش اصطکاک در موتور خودروها و ماشین‌آلات یافته است. به گزارش سرویس علمی ایسنا، به گفته این محقق از این فناوری می‌توان علاوه بر موتور خودروها در ماشین‌آلات دیگر نیز بهره برد. اگر از این فناوری در مقیاس صنعتی استفاده شود، عمر ماشین‌آلات و بهره انرژی آنها افزایش می‌یابد. گروه پژوهشی دکتر گوجون لیو، ذرات پلیمری بسیار ریزی تهیه کرده‌اند که تنها چند ده نانومتر قطر دارند، سپس این ذرات در روغن پایه موتور خودرو پخش شدند. زمانی که این ذرات تحت شرایط تماس با فلز که مشابه شرایط موجود در موتور خودرو است، مورد بررسی قرار گرفتند، مشاهده شد که اصطکاک را تا حد زیادی کاهش می‌دهند. حتی زمانی که از این ذرات با غلظت پایین استفاده شد، کارایی آنها بهتر از کارایی افزودنی‌هایی بود که توسط بسیاری از صنایع برای کاهش اصطکاک به کار می‌روند. این ذرات توانستند میزان اصطکاک را تا 55 درصد بیشتر از روان‌کننده‌های فعلی کاهش دهند. کشف دکتر لیو برنده جایزه یادبود کاپیتان Alfred E. Hunt مربوط به انجمن مهندسان اصطکاک‌شناسی و روان‌کننده‌ها (STLE) شده است. این جایزه مهم سالانه به یکی از اعضای STLE که بهترین مقاله را در زمینه روان‌کنندگی یا موضوعات مربوط به آن منتشر کرده باشد، اهدا می‌شود. این اولین تحقیقی است که دکتر لیو در زمینه کاهش اصطکاک و روان‌کنندگی انجام داده است. منبع : انجمن صنفی مهندسین پلیمر و شیمی

پژوهشگران کشور با استفاده از ضایعات کشاورزی نانو پلیمرهای دوستدار محیط زیست برای بخش‌های صنعتی و دارو رسانی عرضه کردند. در دهه اخیر نانو پلمرهای زیستی چون نانو سلولز و نانو کیتوسان مورد توجه ویژه محققان قرار گرفته است؛ چراکه این نانو مواد زیست سازگار، زیست تخریب پذیر و تجدید شونده هستند و خطراتی برای سلامتی انسان و حیوان نداشته ضمن آنکه سبب آلودگی محیط زیست نمی‌شوند. استفاده از این نانو مواد به عنوان افزودنی سبب بهبود خواص مکانیکی، نفوذ ناپذیری و شفافیت محصولات نهایی کارخانه‌ها می‌شود. علی رغم نیاز مبرم بخش‌های تحقیقاتی و صنعتی به این نانو مواد تاکنون این مواد در کشور بومی نشده بود که در این راستا محققان کشور اقدام به تولید صنعتی نانو پلیمرهای زیستی نانو سلولز، نانو کیتین و نانو کیتوسان کردند. نانو پلیمرهای تولید شده به شکل فیبر بوده و در تولید آن از طیف وسیعی از مواد اولیه مختلف مانند چوب درختان صنوبر، راش، ممرز و پالونیا، ضایعات چوب نظیر خاک اره، ضایعات شرکت‌های نئوپان سازی و ضایعات کشاورزی استفاده شده است. قطر نانو فیبرهای تولید شده از 50 تا 80 نانو متر است. کاربردهای نانو پلیمرهای زیستی در جهت بهبود محصولات موجود مورد استفاده قرار می گیرد ضمن آنکه در دارو رسانی تقسیم می شوند.

نانو فناوري به عنوان جديدترين حوزه فناوري در دنيا، مورد توجه اکثر کشورها قرار گرفته است. براي آشنايي بيشتر هنرمندان عزيز با اين فناوري به معرفي و تبيين آن مي پردازيم. 1-1) تعريف نانوفناوري و آشنايي با آن نانوفناوري در تعريف بسيار ساده، يعني تکنولوژي هايي که در ابعاد نانومتر عمل مي کنند. نانومتر واحد اندازه گيري است و برابر با10-9 يک ميلياردم متر يا متر است. اندازه اتم ها و مولکول ها در اين محدوده قرار دارد. بنابراين با ورود به اين فضاي کوچک، بشر مي تواند در نحوه آرايش و چينش اتم ها و مولکول ها دخالت کند و به ساخت مواد جديد و ساختارهايي متفاوت با آن چه تاکنون وجود داشته است، بپردازد. نانوفناوري که از دو کلمه «نانو» و «فناوري» تشکيل شده است به معناي توسعه، ساخت، طراحي و استفاده از محصولاتي است که اندازه آنها يك تا صد نانومتر قرار دارند. در حقيقت نانوفناوري يک فناوري جديد نيست. بلکه يک مقياس جديد در فناوري ها و رويکردي تازه در تمام رشته‌ها است ؛ که اين توانايي را به بشر مي دهد، که بتواند دخالت خود را در ساختار مواد گسترش دهد و در ابعاد بسيار ريز ، به ساخت و طراحي اقدام كند. اين توانايي مي تواند در تمام فناوري هايي که بشر تاکنون به آن دست يافته است، اثر گذار باشد. 1-2) کاربردها و اهميت نانوفناوري اگر چه هنوز نانوفناري در آغاز حيات خود قرار دارد، ولي در همين چند سال اخير اميدهاي زيادي را در بين دانشمندان براي دستيابي به مواد با قابليت هاي بالا و ساخت محصولات با عمر و کيفيت بالا ايجاد کرده است. توليد نانوتيوب هاي کربني (ساختارهاي لوله اي کربني) ماده اي در اختيار بشر قرار داد که رساناتر از مس، مقاوم تر از فولاد و سبک تر از آلومينيوم است. همچنين با ساتفاده از نانو ذرات، مي توان سطوح خود تميز شونده يا هميشه تميز ساخت و ريايش مغناطيسي را چندين برابر نمود. لاستيک هاي با عمر بالاي ده سال و دارورساني به تک سلول هاي آسيب ديده در بدن، از توانايي هايي ست که بشر به مدد نانوفناوري به آن دست يافته است. دانشمندان اميدوارند با گسترش فعاليت ها در نانوفناوري، علاوه بر صرفه جويي هايي که در اثر ارتقاي کيفيت در محصولات سنتي ايجاد مي کنند، به مواد و محصولات با خواص جديد و چند منظوره دست يابند. اگر بپذيريم که نانوفناوري، توانمندي توليد مواد، ابزارها و سيستم هاي جديد با در دست گرفتن کنترل در سطوح ملکولي، اتمي و استفاده از خواص آن سطوح است. آن گاه درمي يابيم كاربردهاي اين فناوري، در حوزه هاي مختلف اعم از غذا، دارو، تشخيص پزشکي، فناوري زيستي، الکترونيک، کامپيوتر، ارتباطات، حمل و نقل، انرژي ، محيط زيست ، مواد، هوافضا، امنيت ملي و غيره خواهد بود؛ به گونه اي که به زحمت مي توان عرصه اي را که از آن تأثير نپذيرد معرفي نمود. کاربردهاي وسيع اين عرصه به همراه پيامدهاي اجتماعي، سياسي و حقوقي آن، اين فناوري را به عنوان يک زمينه فرا رشته اي و فرابخشي مطرح نموده است. هر چند آزمايش ها و تحقيقات پيرامون نانوتکنولوژي از ابتداي دهه هشتاد قرن بيستم به طور جدي پي گيري شد، اما اثرات تحول آفرين، معجزه آسا و باورنکردني نانوفناوري در روند تحقيق و توسعه باعث گرديد، نظر تمامي کشورهاي بزرگ به اين موضوع جلب گردد و فناوري نانو را به عنوان يکي از مهم ترين اولويت هاي تحقيقاتي خويش، طي دهه اول قرن بيست و يکم محسوب نمايند. استفاده از اين فناوري در کليه علوم پزشکي ، پتروشيمي، علوم مواد، صنايع دفاعي، الکترونيک ، کامپيوترهاي کوانتومي و ... باعث شده است، تحقيقات در زمينه نانو به عنوان يک چالش اصلي علمي و صنعتي پيش روي جهانيان باشد. لذا محققين ، اساتيد و صنعت گران ايراني بايد در يک بسيج همگاني، جايگاه، موقعيت و وضعيت خويش را در خصوص اين موضوع مشخص نمايند و با يک برنامه ريزي علمي دقيق و کارشناس شده به حضوري فعال و حتي رقابتي سالم در اين جايگاه، عرض اندام و ابراز وجود نمايند. براي چنين هدفي ، طراحي يک برنامه منسجم، فراگير و همه جانبه اجتناب ناپذير است. 1-3) تاريخچه اي از ظهور نانوفناوري چهل سال پيش ريچارد فايمن، متخصص کوانتوم نظري و دارنده جايزه نوبل، در سخنراني معروف خود در سال هزار و نهصد و پنجاه و نه ميلادي با عنوان «آن پايين، فضاي بسياري هست» ، به بررسي بعد رشد نيافته علم مواد پرداخت. وي در آن زمان اظهاركرد: «اصول فيزيک، تا آن جايي که من توانايي فهميدن آن را دارم، بر خلاف امکان ساختن اتم به اتم چيزها حرفي نمي زنند.» او فرض را بر اين قرار داد که اگر دانشمندان فرا گرفته اند چگونه ترانزيستورها و ديگر سازه ها را با مقياس هاي کوچک بسازند، پس ما خواهيم توانست که آن ها را کوچک و کوچک تر کنيم. در واقع آن ها به مرزهاي حقيقي خود در لبه هاي نامعلوم کوانتوام نزديک خواهند بود. به نحوي که اتم را در مقابل ديگري به گونه اي قرار دهيم که بتوانيم کوچک ترين محصول مصنوعي و ساختگي ممکن را ايجاد کنيم. با استفاده از اين فرم هاي بسيار کوچک چه وسايلي را که نمي توانيم، ايجاد کنيم. فايمن در ذهن خود يک «دکتر مولکولي» تصور کرد که صدها بار از يک سلول منحصر به فرد کوچک تر است و مي تواند به بدن انسان تزريق شود و درون بدن براي انجام کاري يا مطالعه و تأييد سلامتي سلول ها و يا انجام اعمال ترميمي و به طور کلي براي نگه داري بدن در سلامت کامل به سير بپردازد. مي توان گفت در آن سال ها کلمه «بزرگ» از اهميت ويژه اي برخوردار بود (مثل علوم بزرگ، پروژه هاي مهندسي بزرگ و غيره ؛ حتي کامپيوترها در دهه هزار و نهصد و پنجاه (م) تمام طبقات ساختمان را اشغال مي کردند) . ولي از وقتي فايمن نظرو منطقه خود را بازگو کرد، جهان روندي به سوي کوچک شدن در پيش گرفت. پس از آن، ماروين مينسکي تفکرات بسيار باروري داشت ، که مي توانست به انديشه هاي فايمن قوت ببخشد. ميسنکي پدر علم هوش مصنوعي است و در دهه هزار و نهصد و شصت تا هفتاد (م) جهان را در تفکراتي که مربوط به آينده مي شد، رهبري کرد. در اواسط دهه هفتاد ميلادي، اريک در کسلر که يک دانشجوي فارغ التحصيل بود، ميسنکي را به عنوان استاد راهنما جهت تکميل پايان نامه خود انتخاب کرد. او نيز اين مسؤوليت را بر عهده گرفت. در کسلر سخت به وسايل بسيار کوچک فايمن علاقه مند شده بود و قصد داشت تا در مورد توانايي هاي آنان به کاوش بپردازد. مينسکي نيز با وي موافقت کرد. در کسلر در اوايل دهه هشتاد(م) ، درجه استادي خود را در رشته علوم کامپيوتر دريافت کرد و گروهي از دانشجويان را به صورت انجمني به دور خودجمع نمود. او افکار جوان ترها را با يک سري ايده ها که خود «نانوفناوري» نام گذاري کرد، مشغول است. در کسلر اولين مقاله علمي خود را در مورد نانوفناوري مولکولي (MNT) در سال هزار و نهصد و هشتاد و يك ارايه داد. او کتاب Engin of Creation: The Coming Era of Nanotechnology را در سال هزار و نهصد و هشتاد و شش به چاپ رساند. در کسلر اولين درجه دکتري در نانوفناوري را در سال هزارونهصد و نود و يك از دانشگاه MIT دريافت كرد. 1-4) اهميت نانوفناوري براي کشور ما بسياري از صاحب نظران و محققان، نانوفناوري را مساوي آينده مي دانند. به عنوان نمونه کميته مشاوران رئيس جمهوري آمريکا در علوم و فناوري، در تأييد برنامه ملي نانوتکنولوژي براي سال دو هزار و يك ميلادي، از نانوفناوري به عنوان محور آينده جهان ياد مي کند. به دليل تأثير اين فناوري بر اکثر صنايع و فناوري هاي موجود، عقيده صاحب نظران اين است که متخصصان رشته هاي مختلف بدون گرايش به مباحث نانو در دهه هاي آينده، فرصتي براي رشد نخواهند داشت و شکوفايي بسياري از فناوري هاي مهم از جمله فناوري اطلاعات و بيوتکنولوژي به عنوان دو دستاورد بسيار عظيم قرن بيستم بدون بهره گيري از نانوفناوري دچار اختلاف خواهند شد. از اين جهت اين مسئله براي دانشگاهيان، محققان و مسؤولان هر کشور امري حياتي است. به عبارت ديگر مي توان گفت، اولويت کشور هر صنعت و فناوري که باشد، بدون تسلط بر ابعاد نانو، در دنياي جديد نمي توان در آن صنعت و فناوري حرفي در دنيا زد. بنابراين مي توان دلايل زير را براي اجتناب ناپذيري ورود کشورهايي چون ايران اقامه نمود. تآثير اساسي نانوفناوري در رشد و پيشرفت بسياري از صنايع و فناوري ها ماهيت فرا رشته اي علوم و فناوري نانو به عنوان توانمندي توليد مواد، ابزارها و سيستم هاي جديد با دقت اتم و مولکول، موجب تعريف کاربردهاي بسيار زيادي در عرصه هاي مختلف علمي و صنعتي شده است. براي نانوفناوري کاربردهاي بسياري را در حوزه هاي دارو، غذا، بهداشت ، درمان بيماريها، محيط زيست ،انرژي ، الکترونيک ، کامپيوتر، اطلاعات ، مواد ، ساخت ، توليد ، هوا فضا ، بيوتکنولوژي و کشاورزي، امنيت ملي و دفاع برشمرده اند. لذا مشاهده مي شود که نانوفناوري در صنايع و تمام فناوري ها تأثير گذاشته است . اين تأثير اغلبً ريشه اي و بنيادين است. به عنوان نمونه در بخش پزشکي و بهداشت، يک زمينه کاري بسيار مهم، نانوفناوري، سيستم توزيع دارو در داخل بدن است. مصرف دارو در حال حاضر به صورت حجمي است؛ در حالي که سلول هاي خاصي از بدن نيازمند آن است. در روش جديد، دارو با وسايل تزريق متفاوت با امروزه به صورت مستقيم به سمت سلول هاي مشخص جهت گيري شده و دارو به محل نياز تحويل داده مي شود. اين تحول در صنعت داروسازي بنيادين است. تأثيرات امنيتي نانوفناوري (فرصت و تهديد) از نظر دفاعي، نانوفناوري براي کشورها، هم فرصت و هم تهديد است، به لحاظ کاربردهاي بسيار زيادي که اين فناوري مي تواند در امور نظامي داشته باشد، گرايش زيادي در بخش دفاعي کشورها به تحقيق و توسعه نانوفناوري صورت گرفته است. اين کاربردها از لباس هاي مانع خطر تا پرنده هاي بسيار کوچک، تجهيزات اطلاعاتي و بسياري موارد ديگر است که هم اکنون با حمايت وزارتخانه هاي دفاع کشورهايي چون: آمريکا، ژاپن و برخي کشورهاي اروپايي به صورت پروژه هاي تحقيقاتي در حال انجام هستند. از اين جهت اين فناوري براي کشورها يک تهديد محسوب مي شود. اما براي کشورهايي که بتوانند با استفاده از روند موجود، جايگاهي را در آينده امنيت جهاني براي خود در نظر بگيرند، يک فرصت خواهد بود. اين کاربردها بسيار متنوع هستند، هر کشوري مي تواند زمينه اي را براي پيشگامي در جهان سهم خود نمايد و در آينده ي رقابت هاي بين المللي نقشي داشته باشد. شکل گيري بازارهاي بسيار بزرگ جديد شواهد موجود نشان مي دهد که درصد بالايي از بازارهاي جديد محصولات مختلف متکي برنانوفناوري خواهد بود. به همين دليل دولت ها و شرکت هاي بزرگ و کوچک به دنبال کسب جايگاهي براي خود در اين بازارها هستند. ميهيل روکوه، رئيس کميته علوم و فناوري نانو در رياست جمهوري آمريکا طي مقاله اي در ماه «مي» سال دو هزار و يك (م)، پتانسيل نانوفناوري براي تغيير چشمگير در اقتصادي جهاني را يادآوري نموده است. بر مبناي پيش بيني وي و اعتقاد بخش ديگري از صاحب نظران در ده الي پانزده سال آينده، نانوفناوري بازار نيمه هادي را به طور کامل تحت تأثير قرار خواهد داد . خبرهايي نيز که به تازگي از شرکت هاي اصلي سازنده پردازنده هاي کامپيوتر در آمريکا و ژاپن منتشر شده است، از ورود پردازنده هاي حاوي يک ميليارد نانوترانزيستور تا قبل از ده سال آينده حکايت دارد. به عنوان مثال شرکت اينتل اعلام نموده است که در سال دو هزار و هفت پردازنده هاي متکي بر نانوترانزيستور را با قدرت و سرعت بسيار بيشتر و مصرف کمترنسبت به آخرين دستاوردهاي امروزي نيمه هادي ها، وارد بازار خواهد کرد. در بخش دارو نيز پيش بيني شده است تا ده الي پانزده سال آينده نيمي از اين صنعت متکي بر نانوفناوري خواهد بود که خود نياز به وسايل تزريق جديد و آموزش هاي پزشکي روزآمد خواهد داشت. همچنين در صنايع شيميايي، فقط ذکر بازار صد ميليارد دلاري کاتاليست ها که تا 10 سال آينده به طور کامل متکي بر کاتاليست هاي نانوساختاري خواهد بود؛ براي نشان دادن اهميت بحث کافي است. همچنين از هم اکنون بازار بزرگي براي بکارگيري مواد جديد در محصولات فعلي در حال شکل گيري است. موادي که مي تواننند خواص جديد و فوق العاده اي به محصولات موجود بخشيده و موجب کاهش قيمت آن ها شوند. به عنوان نمونه نانولوله هاي کربني (Carbon Nanotubes) با وزن بسيار کمتر و استحکام بسيار بيشتر نسبت به موادي چون فولاد، بخش زيادي از صنايع را در آينده تحت تأثير قرار خواهد داد. 4-5) تقسيم بندي هاي فني و صنعتي نانوفناوري نانوفناوري را هم از نظر شاخه هاي علمي و فني آن و هم از نظر کاربردهاي صنعتي مي توان دسته بندي نمود. برخي از شاخه هاي علمي و فني آن عبارتند از : الف – نانوپودر ب – نانوسراميک ج – نانوالکتريک د– نانوپزشکي ه- نانوزيست فناوري نمونه اي از تقسيم بندي کاربردهاي آن نيز در زير آمده است. الف) کاربرد در ساخت مواد نانوفناوري تغيير بنيادي مسيري است که در آينده، موجب ساخت مواد جديد خواهد شد و انقلابي در مواد و فرآيندهاي توليد آن ها ايجاد خواهد کرد. محققين قادر به ايجاد ساختارهايي از مواد خواهند شد، که در طبيعت نبوده و شيمي مرسوم نيز قادر به ايجاد آن نيست. برخي از مزاياي مواد نانوساختار عبارتست از : مواد سبک تر، قوي تر و قابل برنامه ريزي، کاهش هزينه عمر کاري از طريق کاهش دفعه هاي نقص فني؛ ابزارهايي نوين بر پايه اصول و معماري جديد؛ بکارگيري کارخانه هاي مولکولي يا خوشه اي که مزيت مونتاژ مواد در سطح نانو را دارند. اين مواد مي توانند، کاربرهاي مختلفي را در صنايعي همچون: صنعت هواپيمايي، صنعت خودرو، لوازم خانگي و غيره ايجاد نمايد. ب) کاربرد در پزشکي و بدن انسان: سيستم هاي زنده را رفتارهاي مولکولي در مقياس نانومتر اداره مي کنند. مقياسي که شيمي، فيزيک، زيست شناسي و شبيه سازي کامپيوتري، همگي به آن سمت در حال گرايش هستند. اكنون نگرش هايي به سمت استفاده از ابزارها و سيستم هاي نانوساختاري، بوجود آمده است که فرآيند آزمايشگاهي کنوني توالي ژني (genome sequencing) را به نحو شگرفي با استفاده از سطوح و ابزارهاي نانو ساخته (nanofabricated) دگرگون کرده است. افزايش قدرت انسان براي ترسيم سرشت ژنتيکي يک فرد، روش هاي شناسايي و درمان را دگرگون مي کند. فراتر از سهل شدن استفاده بهينه از دارو، نانوتکنولوژي مي تواند فرمولاسيون و مسيرهايي براي رهايش دارو (Drug Delivery) تهيه کند، که به نحو حيرت انگيزي توان درماني داروها را افزايش مي دهد. همچنين افزايش قابليت هاي نانوتکنولوژيکي، به طور خاص مطالعات بنيادي زيست شناسي و پاتولوژي سلولي را تقويت خواهد کرد. در نتيجه پيشرفت ابزراهاي تحليل گر جديد که قادر به شناسايي جهان نانومتر باشند، اين امر بسيار محتمل خواهد بود؛ که بتوان خواص شيميايي و مکانيکي سلول ها (از جمله: فرآيندهايي هم چون تقسيم سلولي و غيره) را اندازه گيري و تغيير داد. اين قابليت ها تکميل کننده ( و به شدت پشتيباني کننده) تکنيک هاي مرسوم در علوم حيات هستند. مواد زيست سازگار با کارآيي بالا، از توانايي بشر در کنترل نانوساختارها حاصل خواهد شد. نانو مواد سنتزي معدني و آلي را مثل، اجزاي فعال، مي توان براي اعمال نقش تشخيصي (مثل ذرات کوانتومي که براي مرئي سازي به کار مي رود) درون سلول ها وارد نمود. افزايش توان محاسباتي بوسيله نانوفناوري، ترسيم وضعيت شبکه هاي ماکرومولکولي را در محيط هاي واقعي ممکن مي سازد. اين گونه شبيه سازي ها براي بهبود قطعات کاشته شده زيست سازگار در بدن و جهت فرآيند کشف دارو، الزامي خواهد بود. شناسايي و ترميم زخم ها و آسيب هاي بافتي همانند، ساختارهاي طبيعي ( مانند گلبول هاي سفيد و مولکول هاي ترميم کننده زخم) در اندازه هاي نانو است. نيز با استفاده از اين فناوري امکان تشخيص سريع بيماري هاي صعب العلاج و سرطاني امکان پذير است. با استفاده از اين فناوري جديد در دراز مدت مي توان تومورهاي مغزي را به درستي تشخيص داد و بدون آسيب زدن به بافت هاي سالم و با استفاده از پرتودرماني اين بيماري را بهبود بخشيد ، که براي بيماران سرطاني بسيار مايه اميد است. نانو کپسول هاي توليدي با استفاده از فناوري نانو، داراي موادي مانند: ويتامين A، رتينول و بياکاروتن خواهند بود، که بايد به لايه هاي عمقي پوست منتقل شوند تا بيشترين خواص ضد پيري و ساير خواص دارويي خود را بروز دهند. با کارگذاري نانو ذرات فعال نوري در داخل گلبول هاي سفيد خون، موفق به شناسايي سلول هاي آسيب ديده خواهيم شد. ج) کاربردهاي نانو در کشاورزي، آب، انرژي و ميحط زيست نانوفناوري ، منجر به تغييراتي شگرف در استفاده از منابع طبيعي، انرژي و آب خواهد شد و پساب و آلودگي را کاهش خواهد داد. همچنين فناوري هاي جديد، امکان بازيافت و استفاده مجدد از مواد، انرژي و آب را فراهم خواهند کرد. در زمينه محيط زيست ، علوم و مهندسي، نانو مي تواند تأثير قابل ملاحظه اي در درک مولکولي فرآيندهاي مقياس نانو که در طبيعت رخ مي دهد، در ايجاد و درمان مسائل زيست محيطي از طريق کنترل انتشار آلاينده ها، در توسعه فناوري هاي «سبز» جديد که محصولات جانبي ناخواسته کمتري دارند و يا د رجريانات و مناطق حاوي فاضلاب، داشته باشند. لازم به ذکر است ، نانوفناوري توان حذف آلودگي هاي کوچک از منابع آبي ( کمتر از دويست نانومتر) و هوا (زير بيست نانومتر) و اندازه گيري و تخفيف مداوم آلودگي در مناطق وسيع تر را دارد. در زمينه انرژي، نانوفناوري مي تواند به طور قابل ملاحظه اي کارآيي، ذخيره سازي و توليد انرژي را تحت تأثير قرار داده، مصرف انرژي را پايين بياورد. به عنوان مثال، شرکت هاي مواد شيميايي، مواد پليمري تقويت شده يا نانوذرات را ساخته اند، که مي تواند جايگزين اجزاي فلزي بدنه اتومبيل ها شود. استفاده گسترده از اين نانو کامپوزيت ها مي تواند ساليانه يك و نيم ميليارد ليتر صرفه جويي مصرف بنزين به همراه داشته باشد. نيز انتظار مي رود تغييرات عمده اي در فناوري روشنايي در ده سال آينده رخ دهد. مي توان نيمه هادي هاي مورد استفاده در ديودهاي نوراني (LEDها) را به مقدار زياد در ابعاد نانو توليد کرد. در آمريکا، حدود بيست درصد کل برق توليدي، صرف روشنايي (چه لامپ هاي التهابي معمولي و چه فلوئورسنت) مي شود. مطابق پيش بيني ها در ده تا پانزده سال آينده، پيشرفت هايي از اين دست مي تواند مصرف جهاني را بيش از ده درصد کاهش دهد که يك صد ميليارد دلار در سال صرفه جويي و دويست ميليون تن کاهش انتشار کربن به همراه خواهد داشت. در زمينه آب، بايد گفت جمعيت جهان د رحال افزايش و منابع آب آشاميدني در حال کاهش است. سازمان ملل پيش بيني مي کند که در سال دو هزار و بيست و پنج ، حدود چهل و هشت کشور (معادل سي و دو درصد جمعيت جهان) دچار کمبود آب آشاميدني باشند. تخليص و نمک زدايي آب از زمينه هاي مورد توجه در دفاع پيش گيرانه و امنيت زيست محيطي است. چرا که در سطح جهان ممکن است در آينده با مشکل کمبود آب مواجه شويم. استفاده از آب شرب با دو برابر سرعت افزايش جمعيت و کمبود حاصل از آن که بر اثر آلودگي نيز تشديد مي شود، افزايش مي يابد. دستگاه هايي به کمک نانوفناوري ساخته شده اند، که آب دريا را با انرژي ده برابر کمتر از دستگاه اسمز معکوس و لااقل صد برابر کمتر از تقطير، نمک زدايي مي کنند. اين فرآيند کاراز نظر مصرف انرژي کاملاً عملي است، چون الکترودهاي با مساحت سطحي بسيار بالا ساخته شده اند، که از طريق کنار هم قراردادن نانولوله هاي کربني و ديگر ابتکارات طراحي، رساناي الکتريسته شده اند. همچنين نانوفناوري به طور مستقيم در پيشرفت کشاورزي سهيم خواهد بود. از جمله : مواد شيميايي سازگار با زيست که براي تغذيه گياه يا حفظ آن در برابر حشرات به شکل مولکولي طراحي شده اند، ارتقاي ژنتيکي گياهان و حيوانات، انتقال ژنها و داروها به حيوانات؛ انتقال ژن ها و دارو به حيوانات، امکان سازگاري گياهان با خشکسالي و شوري و ... د) کاربردهاي نانوفناوري در هوافضا و امنيت ملي محدوديت هاي شديد سوخت براي حمل بار به مدار زمين و ماوراي آن و علاقه به فرستادن فضاپيما براي مأموريت هاي طولاني به مناطق دور از خورشيد، کاهش مداوم اندازه، وزن و توان مصرفي را اجتناب ناپذير مي سازد. مواد و ابزار آلات نانوساختاري ، اميد حل اين مشکل را بوجود آورده است. «نانو ساختن» (Nanofabrication) همچنين در طراحي و ساخت مواد سبک وزن، پرقدرت و مقاوم در برابر حرارت، مورد نياز براي هواپيماها ، راکت ها، ايستگاه هاي فضايي و سکوهاي اکتشافي سياره اي يا خورشيدي، تعيين کننده است. همچنين استفاده روزافزون از سيستم هاي کوچک شده تمام خودکار، منجر به پيشرفت هاي شگرفي در فناوري ساخت و توليد خواهد شد. اين مسأله باتوجه به اين که محيط فضا، نيروي جاذبه کم و خلاء بالا دارد، موجب توسعه نانوساختارها و سيستم هاي نانو که ساخت آن ها در زمين ممکن نيست ؛ در فضا خواهد شد. برخي کاربردهاي دفاعي نانوفناوري نيز عبارتند از : تسلط اطلاعاتي از طريق نانوالکتريک پيشرفته به عنوان يک قابليت مهم نظامي، امکان آموزش مؤثرتر نيرو به کمک سيستم هاي واقعيت مجازي پيچيده تر حاصله از الکترونيک نانوساختاري، استفاده از اتوماسيون و رباتيک پيشرفته براي جبران کاهش نيروي انساني نظامي، کاهش خطر براي سربازان و بهبود کارآيي خودروهاي نظامي، دستيابي به کارايي بالاتر (وزن کمتر و قدرت بيشتر) مورد نياز در صحنه هاي نظامي و در عين حال تعداد دفعات نقص فني کمتر، هزينه کمتر در عمر کاري تجهيزات نظامي، پيشرفت در امر شناسايي و در نتيجه مراقبت عوامل شيميايي، زيستي و هسته اي، بهبود طراحي در سيستم هاي مورد استفاده در کنترل و مديريت تکثير نشدن هسته اي، و تلفيق ابزارهاي نانو و ميکرومکانيکي جهت کنترل سيستم هاي دفاع هسته اي ، در بسياري موارد، فرصت هاي اقتصادي و نظامي مکمل هم هستند. کاربردهاي درازمدت نانوفناوري در زمينه هاي ديگر، پشتيباني کننده امنيتملي است و بالعکس. ذ – کاربرد نانوفناوري در صنايع بهداشتي و آرايشي استفاده از مواد غيرآلي به عنوان جاذب اشعه خورشيد جهت کاربرد در ضد آفتاب ها، انقلاب بزرگي در صنايع بهداشتي و دارويي به وجود آورده است. استفاده از نانو ذرات اکسيد روي براي کرم هاي ضد آفتاب و نيز به عنوان ضد التهاب و نانو ذرات اکسيد تيتانيوم براي کاهش صدمات ناشي از آسيب روز افزون اشعه ماوراي بنفش بر روي پوست، گسترش پيدا کرده است. استفاده از نانو ذرات اکسيد تيتانيوم و سيليکون بر روي صورت سبب مي شود پوست صورت، ظاهري صاف و بدون چروک به خود بگيرد و نيز از اين نانو ذرات به عنوان درمان خشکي پوست هم استفاده مي شود. همچنين از نانو ذرات اکسيد تيتانيوم در شامپوهاي محافظ پوست، کرم صورت و پمادهاي بهداشتي ديگراستفاده مي شود. ساخت نانو ماشين هايي که قادرهستند، فرم موي افراد را به نحو دلخواه آنان تغير دهند، چين و چروک پوست را صاف کرده و چربي اضافي را جمع آوري کنند. جوراب هاي حاوي نانو ذرات نقره ، باعث مهار رشد باکتري و قارچ ها مي شود و از بروز بوي بد پاها، مسائل مربوط به پاي ورزشکاران ، عفونت ناخن پا و عفونت کف پا که بيشتر در افراد ديابتي بروز مي کند، جلوگيري مي کند. و) کاربرد فناوري در صنعت الکترونيک با استفاده از اين فناوري مي توان ظرفيت ذخيره سازي اطلاعات را در حد هزار برابر يا بيشتر افزايش داد و در نهايت به ساخت ابزارهاي ابر محاسباتي به کوچکي يک ساعت مچي منتهي شد. اگر ظرفيت نهايي ذخيره اطلاعات، به حدود يک ترابيت در هر اينچ مربع برسد، ذخيره سازي پنجاه عدد DVD بيشتر در يک هاردديسک با ابعاد يک کارت اعتباري ميسر خواهد شد. ساخت تراشه ها در اندازه هاي فوق العاده کوچک به عنوان مثال در اندازه هاي سي و دو تا نود نانومتر و توليد ديسک هاي نوري 100 گيگا بايتي در اندازه بايتي در انازه هاي کوچک نيز از ديگر کاربردهاست. ز) کاربرد نانوفناوري در صنعت خودرو يکي از اصلي ترين موضوعات مطرح در نانو فناوري، ساخت مواد با خواص جديد است. اين مواد ارزش افزوده بسيار بالا و کارايي بيشتري در تمام صنايع خواهند داشت؛ که صنعت خودرو نيز از آن مستثني نيست. ساخت بدنه سبک تر و مقاوم تر براي خودرو، ساخت لاستيک هايي با مقاومت سايشي بهتر، ساخت قطعات موتور با عمر چند برابر، کاهش مصرف سوخت خودرو، ساخت باتري هايي با انرژي بالا و دوام بيشتر، ساخت حس گرهاي چند منظوره براي كنترل فرآيندهاي مختلف در خودرو، ساخت کاتاليزورهاي اگزوز خودرو جهت کاهش آلودگي هوا، لايه هاي خيلي محکم با خصوصيات ويژه اي مثل الکتروکروميک (رنگ پذيري الکتريکي) يا خود پاک کنندگي براي استفاده در شيشه ها و آينه هاي خودرو و سازگار کردن خودرو با محيط زيست و بسياري از موارد ديگر از جمله کاربردهايي هستند که نانوفناوري در صنعت خودرو خواهد داشت. همچنين جايگزيني کربن سياه تايرها با ذرات رس و پليمرهاي نانومتري، فناوري جديدي است که تايرهاي سازگار با محيط زيست و مقاوم در برابر ساييدگي را به ارمغان مي آورد. صنعت خودرو از طرفي در معرض فشارهاي ناشي از قيمت سوخت و مسايل ايمني است و از طرف ديگر به شدت تحت تأثير سلايق و تنوع در خواسته هاي مشتريان براي مدل هاي جديد خودرو است که با رجوع به فناوري نانو مي توان بر مشکلات فوق فايق آمد. ح) کاربردهاي ديگر پژوهشگران سراسر دنيا جهت يافتن کاربردهايي براي نانو لوله ها در زمينه هاي مختلفي مانند: رنگ، باتري و وسايل الکترونيکي کوچک، در حال رقابت هستند. يکي از اين موارد، دستگاه اشعه ايکس ست که در آينده مي تواند کوچک تر، ارزان تر و دقيق تر باشد و عملکرد بهتري در مراکز راديولوژي و مراکز بازرسي فرودگاه ها داشته باشد، از نانولوله جهت ذخيره انرژي بهتر در باتري ها نيز استفاده مي شود. کاتاليزورها به سطح ويژه وابسته هستند و با استفاده از فناوري نانو مي توان اين سطح ويژه را به مقدار فوق العاده اي افزايش داد که سبب افزايش سرعت و کارايي در واکنش هاي شيميايي مي شود. با بهره گيري از فناوري نانو مي توان گيريسي توليد نمود که در درجه حرارت هاي بسيار بالا مورد استفاده قرار گيرد. 1-6) ده محصول جاري شده با استفاده از فناوري نانو در زير، ده محصول برتر نانو فناوري در سال دو هزار و سه ميلادي طبقه بندي شده است. اين خبر، نشان مي دهد کساني که هنوز معتقدند نانوفناوري فقط در آزمايشگاه است، اشتباه فکر مي کنند. 1 – پارچه هاي ضدچروک و ضد لکه شرکت آمريکايي نانوتکس با اضافه نمودن ساختارهاي مولکولي به الياف کتان، اليافي ساخته است که مايعات و لکه ها بر روي آن ها حرکت نموده و جذب نمي شوند. بنابراين چنانچه قهوه بر روي شلوار سفيد رنگي ريخته شود به طرز شگفت انگيزي بر روي آن حرکت کرده و جذب نمي شود ( مثل حرکت قطرات آب بر روي پرهاي غاز). شرکت سوئيسي نانواسفربه تازگي در رقابت با شرکت فوق محصولاتي توليد کرده است که نه تنها در صنايع پوشاک سازي بلکه در بخش هاي پزشکي و لوازم خانگي مثل مبلمان کاربرد دارند. محصولات اين شرکت ضد چربي است. 2 – واکس اسکي با کيفيت برتر تيم ملي اسکي کانادا از اين واکس استفاده نموده است و به زودي هر اسکي بازي مي تواند از آن استفاده کند. نانوواکس سراکس يکي از اولين محصولات جهاني است که با استفاده از نانوفناوري شيميايي، پوشش هوشمندي با خواص چند عملکردي ايجاد مي نمايد. اين واکس به وسيله شرکت آلماني نانوگيت توليد شده و سطحي بسيار ليز و سخت ايجاد مي نمايد. اين پوشش بسيار نازک، نسبت به پوشش هاي قبلي که به سرعت خاصيت خود را از دست مي دادند، بسيار بادوام تر است. اين پوشش هوشمند با کاهش دما بسيار سفت مي شود و با کريستال هاي برف و پوست سازگاري بسيار خوبي دارد. محصولات نانوواکس با فرمول هاي مختلفي براي انواع ورزش هاي زمستاني که در شرايط مختلف انجام مي شوند توليد شده اند. 3 – محافظ پوست با قابليت نفوذ عميق صنايع آرايشي و بهداشتي نقش مهمي در پيشبرد صنعت ذرات دارند. يکي از اهداف اين صنايع، پيدا نمودن سيستم رسانش مواد فعال متنوع با قابليت نفوذ عميق است. ال اورال يکي از بزرگ ترين شرکت هاي توليد کننده مواد آرايشي در جهان، اولين محصول نانوفناوري خود را در سال هزار و نهصد و نود و هشت (م) معرفي نمود. اين محصول کرم ضدچروک با نام Plenitude Revitalift است. در توليد اين کرم از يک فرآيند انحصاري نانوفناوري ( تا دويست نانومتر) به منظور داخل نمودن ويتامين A به درون يک کپسول پليمري استفاده شده است. کپسول مانند اسفنج، کرم را درون خود جذب و نگه داري مي نمايد تا اين که پوسته بيروني آن در زير پوست حل شود. بر طبق بررسي هاي شرکت L’Oreal هشتاد درصد خانم هايي که اين کرم را مصرف کرده اند خاصيت ضد چروک بودن آن را تأييد نموده اند. همچنين هفتاد و پنج درصد آنان مي گويند اين کرم در سفت شدن پوست مؤثر است. بنابراين نانوفناوري مي تواند مسيري به سمت جواني طولاني باشد. 4 – دوربين ديجيتال OLED اغلب دوربين هاي ديجيتال با استفاده از ديود گسيل نور آلي (OLED) ساخته مي شوند. OLED ها نه تنها روشن تر از LCD ها است .بلکه انرژي کمتري نسبت به آن ها مصرف مي نمايد. همچنين آن ها داراي زاويه ديد وسيع تري هستند. اولين دوربين ديجيتالي که در آن از نمايش دهنده هاي OLED استفاده شده است دوربين سه ويك دهم مگاپيکسل است که توسط شرکت کداک توليد شده است. 5- عينک هاي آفتابي با کيفيت بالا شرکت نانو فيلم با استفاده از نانوفناوري، پوشش هاي پليمري بسيار نازک ضد انعکاس و حفاظتي براي عينک ها ساخته است به گونه اي كه شيشه آن ها در مقابل خراشيدگي مقاومت داشته و ضد انعکاس مي باشد. اين شرکت ابتدا لايه هايي به ترتيب با ضخامت صدو پنجاه نانومتر و بيست ميکرون را بر روي سطح لنزها نشاند و سپس از فرايند خودساماني شيميايي براي نشاندن پوشش پليمري بر روي سطح خارجي عدسي ها استفاده نمود. ضخامت پوشش فوق، سه تا ده نانومتر بود که عدسي ها را ضد انعکاس مي کرد. پوشش فوق علاوه بر ايجاد خاصيت ضدانعکاسي براي عدسي ها، چربي و لکه ها را از روي آن برطرف و عدسي ها را حساس تر نيز مي نمايد. 6 – کلاه ايمني هوشمند يکي از بزرگ ترين مشکلات موتورسواران، تغيير شرايط نور است. به عنوان مثال، ورود به تونل مي تواند يک کار خيلي خطرناک باشد. هر ساله هزاران موتور سوار در تصادف هاي ناشي از اين موضوع کشته مي شوند. شرکت سوئدي کروموژينکس مشکل فوق را با توليد نوع جديد از کلاه ايمني با نام «آفتابگردان» حل کرده است. شفافيت اين کلاه به سرعت تحت تأثير شرايط نوري موجود با استفاده از يک فيلم نازک يا ورقه الکتروکروميک (EC) تغيير مي کند. اين فيلم شامل لايه هاي نازک اکسيد است که بين دو ورقه پليمري انعطاف پذير روي هم قرار گرفته اند. 7- نانو جوراب نه تنها ورزشکارها بلکه اکثر مردم از عرق پا رنج مي برند و نمي توانند آن را تحمل نمايند. بطور طبيعي هر پا داراي دويست و پنجاه هزار غده عرقي است ، که قادرند حدود پانصد ميلي ليتر عرق در روز توليد نمايند. عرق پاي ورزشکاران ناشي از قارچ هايي است که بين پنجه پا و چين و چروک پوست جمع مي شوند. به تازگي جوراب هايي از جنس کتان که به وسيله نانو ذرات نقره بهبود يافته اند، توسط شرکت سول فرش وارد بازار شده است. نانو ذرات نقره از رشد باکتري ها و قارچ ها جلوگيري نموده و بدين وسيله از چرب شدن و بد بو شدن پا جلوگيري مي کند. 8 – کرم هاي ضد آفتاب مصرف کرم هاي ضد آفتاب معمولي پوست را به قدري سفيد مي کند که حالت نامناسبي پيدا مي کرد. اين سفيدي ناشي از اکسيد روي است. دليل استفاده از اکسيد روي آن است که فاکتورهاي قبلي حفاظت در برابر آفتاب SPF معمولي فقط در برابر اشعه ماوراي بنفش نوع B(UVB) از پوست حفاظت مي نمودند اما اکسيد روي از پوست در برابر هر دو نوع اشعه ماوراي بنفش A و B (UVA و UVA) محافظت مي کند. جهت حل اين مشکل، شرکت BASF ماده اي به نام Z- COTE با کمک نانوفناوري ساخته است. اين ماده جزء اصلي کرم جديد ضدآفتاب با نام تجاري NuCell SunSense SPF30 است. بر طبق گفته هاي مسئولان شرکت BASF، نانو ذرات پراکنده شده اکسيد روي، جزء اصلي Z-COTE است . کاربرد نانوفناوري در Z-COTE سبب توليد نانو کريستال هاي اکسيد روي با خلوص بالا شده، که اين امر منجر به افزايش مرغوبيت کرم هاي ضدآفتاب مي شود. از ديگر مزاياي کرم هاي ضدآفتاب جديد، اين است که Z-COTE به وسيله پوست جذب نشده و ايجاد حساسيت (آلرژي) نمي کند. 9 و 10 – توپ ها و راکت هاي تنيس با کيفيت بالا توسعه پايدار مواد، به تازگي کارخانجات ساخت راکت تنيس را بر آن داشته است که از نانو فناوري استفاده نمايند. در سال دو هزار و دو (م) کارخانه فرانسوي بابولات راکت هاي مدل VS را که با استفاده نانو لوله هاي کربني ساخته شده بودند به بازار عرضه نمود. نانولوله هاي کربني صد برابر محکم تر از فولاد و شش برابر سبک تر از آن است. اين مواد سبب افزايش سفتي و استحکام پايدار کننده هاي موجود در دو طرف راکت تنيس مي شوند. به گفته مسئولين کارخانه Babolat، راکت هاي نوع VS Nanotube پنج برابر مستحکم تر از راکت هاي کربني موجود است و نيروي بيشتري را به توپ وارد مي کنند. شرکت InMart نيز توپ هاي تنيسي با نام Wilson double core ساخته است که درون آن ها نانو کامپوزيت وارد شده است. InMart براي آئروديناميک تر شدن اين توپ ها، هسته داخلي آن ها را با ورقه هايي از نانو کامپوزيت هاي پليمر خاک رس به ضخامت بيست ميکرومتر لايه نشاني مي کند(ضخامت هر کدام از اين ورقه ها يك نانومتر است) در اثر اين فرآيند هيچ تغييري در وزن و الاستيسيته آن ها بوجود نمي آيد. قيمت اين توپ ها يك و نيم دلار از قيمت توپ هاي معمولي بيشتر و طول عمر آن ها دو برابر توپ هاي معمولي است. اين توپ ها هم اکنون در جام Davis مورد استفاده قرار مي گيرند. منبع:وبلاگ کهکشانی از علم شیمی

کاربردهای مکانیکی نانولوله‌های کربنی با توجه به گسترش روز افزون فناوری نانو و ایجاد تحولات بزرگ در صنایع مختلف توسط این فناوری لازم است که هر کسی بسته به تخصص خود اطلاعی هر چند کلی از کاربردها و قابلیت‌های فناوری نانو داشته باشد. در این مقاله ابتدا توضیحی کلی راجع به فناوری نانو داده شده است و با توجه به اهمیت و نقش گسترده نانولوله‌کربنی در فناوری نانو این ماده معرفی و خواص آن ذکر شده‌است، در ادامه به توضیح برخی از کاربردهای نانولوله‌ها در صنایع مرتبط با مهندسی مکانیک چون کامپوزیت‌ها، محرک‌ها و فیلترها پرداخته شده است. مقدمه یک نانومتر يک ميليونيوم يک متر است بنابراین علم نانو آن بخش از است که ماده را در مقياسی بسيار کوچک بررسی می‌کند؛ و فناوری نانو به تولید و ساخت در مقیاس مولکولی و اتمی می‌پردازد، یا به عیارت دیگر با اجسام و ساختارها و سیستم‌هایی سر و کار دارد که حداقل در یک بعد اندازه‌ای کمتر از100 نانومتر دارند. با پیشرفت و گسترشی که علم و فناوری نانو طی چند سال اخیر داشته است انتظار می‌رود که به زودی تمامی زمینه‌های علم و فناوری را تحت تاثیر خود قرار دهد. نانوفناوری صنایع مرتبط به مهندسی مکانیک را نیز بی بهره نگذاشته است و تحولات زیادی را از تولید کامپوزیت‌ها با استفاده از نانومواد تا تولید شتاب‌سنج هایی در اندازه نانو، ایجاد نموده است. در صنایع خودروسازی در قسمت‌های مختلف ماشین کاربردهای نانوفناوری را می‌بینیم، از شیشه‌های خود تمیز شو و بدنه‌های ضدخش گرفته تا باتری‌هایی با طول عمر بیشتر و وزن کمتر. در این میان نانولوله‌هاي کربني[1] یکی از مواد اولیه‌ای هستند که به علت ویژگی ساختمانی‌، دارای کاربردهای مکانیکی مختلف و ویژه‌ای هستند. نانولوله‌های کربنی نانولوله‌هاي کربني يکي ازمهم ترين ساختارها در مقياس نانو هستند.این مواد اولین بار در سال 1991 توسط دانشمندي ژاپني به نام ايجما[2] در درون دوده‌هاي حاصل از تخليه الکتريکي کربن در يک محيط حاوي گاز نئون کشف شد.[] اين ترکيبات شيميايي ، با ساختار اتمي شبيه صفحات گرافیت، از استوانه‌هايي با قطر چند نانومتر و طولي تا صدها ميکرومتر تشکيل شده‌اند. نانولوله‌ها داراي مدول يانگي تقريباً 6 برابر فولاد ( 1TPa) و چگالي برابر 1.4 g/cm3 هستند. [[ii]] اين مواد در جهت محوري مقاومت کششي بسيار زيادي دارند و اين مزيت بسيار خوبي براي ساخت سازه‌هايي با مقاومت بالا در جهت خاص است. دليل اين مقاومت بالا از يک طرف استحکام پيوند كربن-كربن در ساختار نانولوله‌کربنی و از طرف ديگر شکل شش ضلعی اين ساختار است که به خوبي بار را در میان پیوندها توزيع مي‌کند. از طرف دیگر پایداری حرارتی نانولوله‌ها نیز بسیار بالا است. این خواص منحصربه فرد مکانیکی در نانولوله‌‌ها امکان استفاده از آن‌ها را در کاربردهای مختلف فراهم می‌کند. از جمله این کاربردها می توان از الکترونیک در مقیاس نانو، استفاده در کامپوزیت‌ها و نیز به عنوان وسایل ذخیره کننده گازها نام برد. مقاومت نانولوله‌ها رفتار مکانیکی نانولوله‌های کربنی به عنوان یکی از بهترین فیبرهای کربنی‌ای که تا کنون ساخته شده اند، بسیار شگفت انگیز است. فیبرهای کربنی معمول دارای مقاومتی تا 50 برابر مقاومت مخصوص (نسبت مقاومت به چگالی) فولاد هستند و از طرف دیگر تقویت کننده‌های خوبی در برابر بار در کامپوزیت‌ها هستند. بنابراین نانولوله‌ها یکی از گزینه‌های ایده‌آل در کاربرد ساختمانی[3] هستند. در نانولوله‌های کربنی چندلایه مقاومت حقیقی در حالات واقعی بیشتر تحت تاثیر لغزیدن استوانه‌های گرافیتی نسبت به هم قرار دارد. در واقع آزمایشاتی که به تازگی با استفاده از میکروسکوپ الکترونی[4] جهت اندازه گیری تنش‌های نانویی صورت گرفته است مقاومت کششی نانولوله‌های کربنی چندلایه مجزا را اندازه گیری کرده اند.[[iii]] نانولوله‌ها بر اثر شکست sword-in-sheath می‌شکنند. این نوع شکست مربوط به لغزش لایه‌ها در استوانه‌های هم محور نانولوله چندلایه ونیز شکست استوانه‌ها به طور مجزا است. مقاومت کششی دیده شده در نانولوله‌های چندلایه حدود اندازه‌گیری مقاومت یک نانولوله تک‌لایه مجزا مشکلات زیادی دارد. به تازگی روشی جهت این اندازه‌گیری پیشنهاد شده است: در این روش از یک میکروسکوپ نیروی اتمی استفاده می کنند تا خمشی را در نانولوله ایجاد کنند سپس با اندازه‌گیری مقدار جابجایی می توان ویژگی‌های مکانیکی آن را با مقادیر عددی بیان کرد.[[iv]] اکثریت آزمایشاتی که تاکنون صورت گرفته مقدار تئوری پیش‌بینی شده برای مدول یانگ نانولوله(1TPa) را تایید می‌کنند؛ ولی در حالی که پیش‌بینی مقاومت کششی در تئوری حدود 300GPa بوده است، بهترین مقادیر تجربی نزدیک به 50GPa می باشد. که اگرچه با تئوری فاصله‌ دارد اما هنوز هم تا ده برابر بیشتر از فیبرهای کربنی است. شبیه سازی‌ها در نانولوله های تک لایه نشان می‌دهد که رفتار شکست و تغییر شکلی بسیار جالبی در آن‌ها وجود دارد. نانولوله‌ها در تغییر شکل‌های بسیار بالا با آزاد کردن ناگهانی انرژی به ساختار دیگری تبدیل می شوند. نانولوله‌ها تحت بار دچار کمانش و پیچش می شوند و به شکل مسطح تبدیل می‌گردند. آن‌ها بدون نشانی از کوچکترین شکست و خرابی دچار کرنش‌های خیلی بزرگی (تا 40%) می شوند. بازگشت پذیریِ تغییر شکل‌ها، مثلا کمانش، مستقیما در نانولوله های چندلایه با استفاده از میکروسکوپ عبور الکترون[5] ثبت شده است.[[v]] به تازگی نظریه جالبی برای رفتار پلاستیکی نانوتیوب‌ها ارائه شده است.[[vi]] طبق این نظر بسته‌های 5و7 تایی کربن( پنتاگون-هپتاگون) تحت کرنش زیاد دچار عیب در شبکه مولکولی می شوند و این ساختار ناقص در طول جسم حرکت می‌کند و این حرکت باعث کاهش قطر مقطعی خواهد شد. جدایش این نقصان‌ها گلویی شدن در نانولوله را به همراه خواهد داشت. علاوه بر گلویی شدن مقطعی، در آن مقطع آرایش شبکه کربنی نیز تغییر خواهد کرد. این تغییرات در آرایش باعث می شود که میزان رسانش نانولوله کربنی تغییر یابد، این ویژگی می‌تواند منجر به کاربردی منحصر به فرد از نانولوله شود: نوع جدیدی از پروب، که با تغییرات در ویژگی‌های الکتریکی اش به تنش‌های مکانیکی پاسخ می‌دهد.[[vii]] نانولوله‌های کربنی و کامپوزیت‌های پلیمری مهم‌ترین کاربرد نانولوله‌های کربنی، که بر اساس ویژگی‌های مکانیکی آن‌ها باشد، استفاده از آن‌ها به عنوان تقویت کننده در مواد کامپوزیتی است. اگرچه استفاده از کامپوزیت‌های پلیمری پرشده با نانولوله یک محدوده کاربردی مشخص از این مواد است، اما آزمایشات موفقیت آمیز زیادی در تایید مفیدتر بودن نانولوله‌های کربنی نسبت به فیبرهای معمول کربنی، وجود ندارد؛ مشکل اصلی برقرار نمودن یک ارتباط خوب بین نانولوله و شبکه پلیمری و رسیدن به انتقال بار مناسب از شبکه به نانولوله‌ها در حین بارگذاری است. دلایل آن دو جنبه اساسی دارد: اول نانولوله‌ها صاف بوده و نسبت طولی‌ای[6] (طول به قطر) برابر با رشته‌های پلیمری دارند. دوما نانولوله‌ها تقریبا همیشه به صورت توده‌های به هم پیوسته تشکیل می‌شوند که رفتار آن‌ها در مقابل بار، نسبت به نانولوله‌های مجزا، کاملا متفاوت است. گزارشات متناقضی از مقاومت اتصال در کامپوزیت‌های پلیمر-نانولوله وجود دارد.[[viii],[ix]] نسبت به پلیمر استفاده شده و شرایط عملکرد، مقاومت اندازه‌گیری شده متفاوت است. گاه گسست در لوله‌ها دیده شده است که نشانه‌ای از پیوند قوی در اتصال نانولوله-پلیمر است، و گاه لغزش لایه‌های نانولوله‌های چند لایه و جدایش آسان آن‌ها دیده شده که دلیلی بر پیوند اتصال ضعیف است. در نانولوله‌های تک لایه سر خوردن لوله‌ها بر روی یکدیگر را عامل کاهش مقاومت ماده می‌دانند. برای ماکزیمم کردن اثر تقویت کنندگی نانولوله‌ها در کامپوزیت‌های با مقاومت بالا، بایستی که توده های نانولوله در هم شکسته شده و پخش شوند و یا اینکه به صورت شبکه مربعی[7] درآیند تا از سرخوردن جلوگیری کنیم. علاوه برآن بایستی سطح نانولوله‌‌ها تغییر داده شود، ضابطه‌مند[8] گردند، تا اتصال محکمی بین آن‌ها و رشته‌های پلیمری اطرافشان ایجاد شود. استفاده از نانولوله‌های کربنی در کامپوزیت‌هایی با ساختار پلیمری فواید مشخص و روشنی دارد. تقویت کنندگی با نانولوله به خاطر جذب بالای انرژی طی رفتار انعطاف‌پذیر الاستیک آن‌ها میزان سفتی[9] کامپوزیت را افزایش می دهد؛ این ویژگی مخصوصا در شبکه‌های سرامیکی کامپوزیتی برپایه نانو اهمیت می‌یابد. چگالی کم نانولوله‌ها ، در مقایسه با استفاده از فیبرهای کوچک کربنی، یک ویژگی بسیار خوب دیگری در این کامپوزیت‌ها می‌باشد.نانولوله‌ها در مقایسه با فیبرهای کربنی معمول، تحت نیروهای فشاری کارایی بهتری ازخود نشان می‌دهند، که به خاطر انعطاف‌پذیری و عدم تمایل به شکست آن‌ها تحت نیروی فشاری است.تحقیقات تازه نشان داده اند که استفاده از کامپوزیت نانولوله‌کربنی چندلایه و پلیمر کاهنده زیستی[10] (مانند PLA[11]) در رشد سلول‌های استخوانی[12]، بخصوص در تحریک الکتریکی کامپوزیت، بسیار کارآمدتر ازفیبرهای کربنی هستند.

در این پست مقالات مختلف مربوط به کامپوزیت‌ها قرار داده شده است: تا پست اخر مطالب و مقالات ارائه شده به ترتیب عبارتند از: (در صورت اضافه شدن مطلب بعد از آخرین پست عناوین به لیست اضافه می‌شود) - كامپوزیت ها در صنایع نظامی -ساخت كامپوزیت های ایمن در برابر آتش از روش rtm -كاربرد كامپوزیت در صنعت برق -تنش های باقی مانده در کامپوزیت پلیمری روش لایه گذاری دستی در تولید کامپوزیت -کاربرد کامپوزیت در آسفالت -چشم انداز كامپوزیت های چوب پلاستیك -كامپوزیتهای گرمانرم -چوب ها هم كامپوزیتی میشوند -دريلهاي كامپوزيتي -کامپوزیت -کاربرد نانو کامپوزیت پلیمری -کاربرد کامپوزیت در صنعت برق و الكترونيك -كاربرد كامپوزیت ها در صنعت خودرو سازی -نانوکامپوزيت هاي پليمري -كامپوزیت های چوپ پلاستیك -الیاف کربن و کامپوزیت آنها -اثر تنش هاي پس ماند گرمايي ناشي از پخت بر تغيير شکل چند لايه اي هاي کامپوزيتي تخت و استوانه اي -نانو کامپوزيت ها، تحولی بزرگ در مقياس کوچک -سنتز و تعیین مشخصات لاتکس نانوکامپوزیت پلی(‌استیرن- کو- بوتیل‌آکریلات)- خاک رس به روش پلیمرشدن رادیک -بررسی اثر کیتوسان و نانوهیدروکسی آپاتیت بر خواص فیزیکی و شیمیایی ریزگوی های نانوکامپوزیتی بر پایه ژل -بررسی اثر کیسه خلاء تنها و سامانه پخت اتوکلاو بر خواص فیزیکی و مکانیکی کامپوزیت های فنولی شبیه‌سازی فرایند ساخت پولتروژن کامپوزیت شیشه- پلی‌استر -اثر شرایط اختلاط بر خواص فیزیکی و مکانیکی آمیزه‫های نانوکامپوزیتی بر پایه‫ NBR/PVC/Nanoclay -مطالعه خواص و عملکرد عایق کامپوزیتی بر پایه رزین اپوکسی- الیاف پنبه بررسی اثر وجود افزودنی پلیمری بر شکل شناسی و کارایی لایه های غشای نانو***** کامپوزیتی بر پایه پلی ات -بررسی اثر نوع سازگارکننده بر خواص نانوکامپوزیت پایه الاستومر sbr - نانورس اصلاح شده -آیا کامپوزیت گزینه مناسبی برای صنعت خودروسازی کشور است؟ -سازگار كردن ذرات رس و ماتريس پلي‌پروپيلن براي توليد نانوکامپوزيت پلي پروپيلن كامپوزیت ها در صنایع نظامی رویدادهای 11 سپتامبر 2001، توجه جهانیان را به شكل كاملاً جدیدی به مسئلۀ امنیت معطوف كرده و مایۀ نگرانی های شدیدی در سطح بین المللی شده است. مسائل امنیتی در گذشته و حال متفاوت هستند. هنگام جنگ سرد (دهه های 50 و 60 میلادی) نگرانی اصلی جهان، بمب ها و موشك های هسته ای بود. در جنگ جهانی دوم، خرابكاری موضوعی نگران كننده در آمریكا بود و این بسیار شبیه نگرانی های امروزی است. آنچه به نظر متفاوت می آید این است كه امروزه مسئلۀ امنیت بسیار شخصی ترشده است و جالب است كه بسیاری از كاربردهای كامپوزیت ها در اسلحه ها و محافظ ها نیز شخصی و فوری است. برخی از این كاربردها عبارتند از: اسلحه های شخصی به كارگیری كامپوزیت ها در تسلیحات نظامی روند رو به رشدی داشته است و در این بین تفنگ های تمام كامپوزیتی به تعداد محدودی ساخته می شوند ولی كامپوزیتی كردن بخشی از اسلحه معمول تر است. برای مثال ضخامت لوله فولادی تفنگ را كاهش می دهند و روی آن یك پوشش كامپوزیتی می پیچند. برتری های پوشش كامپوزیتی روی لوله تفنگ حیرت آور است. جنس لوله تفنگ، فولاد زنگ نزن 416 است كه به دقت ماشینكاری و نازك شده است. لوله تفنگ و خان های آن معمولاً با نوعی فولاد كه كمترین تغییر را در مسیر فشنگ ایجاد می كند ساخته میشود. با تركیب فولاد و پوشش میتوان تفنگ هایی مناسب شكار و كاربردهای نظامی ساخت. استحكام بالاتر تفنگ كامپوزیتی به علت طبیعت جهت دار الیاف كربن است. بیشتر الیاف را میتوان به صورت های گوناگونی به دور یك محور پیچاند. بنابراین درمورد تفنگ این امكان وجود دارد كه الیاف را به گونه ای دور لوله جهت داد كه استحكام بالاتری حاصل شود. بهبود استحكام، افزایش امنیت را به دنبال خواهد داشت؛ زیرا احتمال شكافتن لوله كاهش می یابد. سفتی بالای تفنگ های كامپوزیتی و درنتیجه افزایش دقت آنها نیز از جهت انتخابی برای الیاف ناشی می شود. تركیب سفتی و استحكام، منجر به كاهش وزن تفنگ میشود. برای مثال وزن تفنگ های كامپوزیتی معمولی حدود 40 درصد كمتر از M-1 است. هنگامی كه لوله فولادی ساخته میشود ایجاد سوراخ و خان در لوله، تنش هایی را در لوله به وجود می آورند. برخی از این تنش ها در محصول نهایی باقی می مانند. بنابراین وقتی تفنگ به هنگام شلیك های پیاپی گرم می شود تنش های باقی مانده باعث میشود كه در بعضی نقاط، لوله تفنگ از حالت طبیعی خارج شود و در نتیجه انحرافی در مسیر گلوله به وجود آید و در پی آن دقت شلیك كاهش یابد. استحكام و سفتی بالای پوشش كامپوزیتی از انحراف لوله جلوگیری می كند و بنابراین حتی هنگامی كه اسلحه خیلی سریع و به طور پیاپی شلیك می كند، دقت بالایی خواهد داشت. فرایند ایجاد پوشش كامپوزیتی هیچ تنشی را در تفنگ ایجاد نمی كند، پس مسیر حركت گلوله همواره صاف و مستقیم خواهد بود. یك ویژگی بی نظیر كامپوزیت های الیاف كربنی، ضریب انبساط حرارتی نزدیك به صفر آنهاست. بنابراین تغییرات دمایی، اثر مشخصی روی ابعاد لوله نمی گذارد. افزون بر آن به خاطر اتصال محكم بین پوشش كامپوزیتی و لایه فلزی، فلز و كامپوزیت یكپارچه می شوند و هیچ لغزشی در امتداد سطح آنها وجود ندارد. پوشش كامپوزیتی به علت طبیعت غالبش، از تغییر ابعاد لوله در اثر گرم شدن لایه فلزی به علت تكرار شلیك جلوگیری می كند؛ زیرا جرم و استحكام پوشش كامپوزیتی از جرم و استحكام لایه نازك فلزی بسیار بیشتر است. هنگامی كه تغییر ابعادی رخ دهد، مشهودترین عیب، كاهش دقت است كه با افزایش فاصله تا هدف بروز می كند؛ زیرا كوچكترین تغییر در مسیر گلوله انحراف قابل توجهی را در برد زیاد از خود نشان می دهد. هدایت حرارتی كامپوزیت الیاف كربنی، كاملا غیرعادی است و نوید برتری های دیگری را می دهد. انتقال حرارت در درون كامپوزیت درجهت عمود بر الیاف بسیار ضعیف است. بنابراین بخش خارجی پوشش كامپوزیتی پس از حدود 20 بار شلیك، فقط كمی گرم میشود. حال آنكه گرمای ایجاد شده در چنین حالتی در یك نمونه فولادی قابل توجه خواهد بود. مدت زمان طولانی پس از تیراندازی، كامپوزیت گرم می شود. توانایی بالای انتقال حرارت الیاف كربن در امتداد طولی آنها باعث میشود كه گرما بسیار سریع به انتهای لوله منتقل شده و در آنجا پخش شود. نتیجه نهایی این كه دمای سطح خارجی لوله كامپوزیتی كم تر شده و طول عمر لوله افزایش می یابد. در نهایت سبكی لوله كامپوزیتی ، به طور مطلوبی مركز توازن تفنگ را به سمت ماشه منتقل می كند و این موضوع باعث می شود كه بتوان چندین بار به طور مشابه به یك هدف كوچك شلیك كرد. بهای تفنگ های شكاری از جنس كامپوزیت تقریباً بالا و بین 1000 تا 3000 دلار است. تفنگ های جنگی بهایی در حدود 10،000 دلار دارند. جنگ افزارهای بزرگ با توجه به برتری های مواد كامپوزیتی استفاده از آنها در جنگ افزارهایی چون توپ ها، موشك اندازها و جز آن در دست پژوهش است. استفاده از فنآوری تقویت لوله توپ با پوشش كامپوزیتی هنوز مورد پذیرش سیستم استاندارد جنگ افزاری قرار نگرفته است. مشكلی كه در اینجا وجود دارد، اختلاف ضریب انبساط حرارتی كامپوزیت و لوله فولادی است. درمورد تفنگ، لوله فولادی نسبتاً نازك بود و انبساطش تحت تأثیر كامپوزیت قرار می گرفت. حل این مشكل، موضوع پژوهش در این زمینه است. موشك ها كاربرد كامپوزیت ها در صنایع موشكی در عرض 40 سال تجربه شده است و به طور چشمگیری گسترش یافته است. به علت هزینه های بالای حركت یك جسم در فضا، شرایط ایجاب می كند كه وزن آن كم باشد. به همین علت، كامپوزیت ها نامزد مناسبی برای این كاربرد هستند. كاربرد كامپوزیت در لانچر موشك انداز نیز به همان اندازه مهم است. این لوله ها باید سبك باشند تا به راحتی حمل شده و بر روی خودرو یا هواپیما نصب شوند. همچنین باید خیلی سفت باشند تا پرواز موشك دقیق باشد. كامپوزیت ها این بازار را تحت كنترل خود درآورده اند. هواپیماها نوشتارهای زیادی در مورد كاربرد كامپوزیت ها در هواپیماها- چه نظامی و چه غیر نظامی- نوشته شده است. به نظر می رسد هرساله كاربرد نوینی برای كامپوزیت ها د رمدل های جدید ایجاد می شود. این كاربردها به منظور كاهش وزن و بهبود استحكام صورت می گیرد. هواپیماهای بدون سرنشین میتوانند برای شناسایی منطقه و همچنین برای پرتاب موشك ها به كار روند. بیشتر این هواپیماها از كامپوزیت ساخته میشوند. منبع : انجمن کامپوزیت ایران

به منظور اتصال قطعات پلاستیکی به قطعات دیگر که یا بسیار بزرگند یا بسیار پیچیده، از چسب و چسباندن حلالی، بست مکانیکی و انواع روش‌های جوشکاری استفاده می‌شود. در تمام این موارد هدف، تشکیل یک قطعه مونتاژ شده‌ی یکپارچه است. سامانه‌های چسب کاری، چند کاره هستند و در مواقعی که نیازمند اتصالات محکم و بادوام هستیم، نتایجی پایدار و قابل پیش بینی به بار می‌آورند. جوشکاری، تنها برای گرمانرم‌ها (و نه گرماسخت‌ها) مناسب است. در این روش سطوح مورد اتصال در محل تماس ذوب می‌شوند تا پیوندهای مولکولی قوی تشکیل گردند. جوشکاری پلاستیک در صنعت پلاستیک و به منظور درزگیری بسته‌بندی‌ها بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرد. هر دو روش استفاده از چسب و جوشکاری پلاستیک در صنعت خودرو به صورت گسترده‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرند. پشتیبانی فنی توسط متخصصان سازندگان بسپار پیشنهادات و پشتیبانی‌های فنی لازم برای اتصال و مونتاژ قطعات ساخته شده از موادشان را ارائه می‌کنند. شرکت Lanxess در راهنمای محصولاتش به این موضوع می‌پردازد که مهندسان طراح در ابتدا باید توجه کنند که چگونه می‌خواهند با اتصال اجزای مجزا، آن ها را به واحدهای عملیاتی تبدیل کنند. در این نوشته بست‌های مکانیکی شامل پیچ‌ها و میخ‌پرچ‌‌ها یکی از ارزان‌ترین و معمول‌ترین روش ها برای مونتاژهایی که می‌بایست قابل جداشدن باشند معرفی شده است. هم چنین جهت اتصال دائمی، چسب‌های حلالی در زمره‌ی ارزان‌ترین روش‌های اتصال ذکر شده است. در روش اتصال توسط چسب، چسب‌های دو جزیی اپوکسی و پلی‌یورتان می‌توانند استحکام پیوندی عالی ایجاد کنند. در این راهنما آمده است: چسب‌های بر پایه‌ی سیانو اکریلات‌ها می‌توانند پیوندهای سریعی ایجاد کنند ولی از طرفی به بسپار‌های پلی‌کربنات می‌توانند صدمه وارد کنند مخصوصاً اگر قطعات تنش درونی زیادی داشته باشند یا در فشار کاری زیادی قرارگیرند. چسب‌های اکریلیک دوجزیی استحکام پیوندی بالایی را نشان می‌دهند اما اغلب شتاب هنده‌شان به آمیزه‌های پلی کربناتی صدمه وارد می‌کنند. Lanxess توصیه می‌کند تمام قطعات برای تعیین یک چسب مناسب قبلاً آزموده و مدل شوند. پلاستیک‌ها را می‌توان هم به روش حرکت مکانیکی مانند ارتعاش جوش داد و هم با به کارگیری حرارت به منظور ذوب کردن محل اتصال. مونتاژ فراصوتی یکی از روش‌های پرکاربرد در گرمانرم‌ها است که به اتصالات دائمی، زیبا و دل پذیری می‌انجامد. ارتعاش مکانیکی با بسامد زیاد برای ذوب سطوح محل اتصال در اغلب روش‌های فراصوتی (جوشکاری، ردی (staking) ، جوشکاری نقطه‌ای و درونه ی فراصوتی (ultrasonic inserts)) استفاده می‌شود. هم چنین در این راهنما آمده است مقادیر کم از پرکننده‌ها، مانند الیاف شیشه مانع جوشکاری نخواهند شد. اگر مقدار الیاف شیشه‌ای از 30% فراتر برود منجر به یک پیوند ضعیف می‌شود و می‌تواند در وسایل جوشکاری فرسایش ایجاد کند. عوامل رها کننده‌ی قالب، روان کننده ها و عوامل تأخیر اندازنده‌ی آتش اثر منفی بر کیفیت جوش دارند. شرکت Sabic Innovative Plastics در کتاب مرجع خود در مورد جوشكاري پلاستيك‌ها نوشته است که جوشكاري ارتعاشی، که به نام‌های جوشكاري خطی و جوشكاري مالشی خطی نیز نامیده می‌شود، برای جوش قطعات گرمانرم در طول شکاف صاف مناسب است. در این فرآیند، قطعاتی که می‌بایست به هم متصل شوند بر روی يكديگر تحت فشار مالیده می‌شوند. در ماشین‌های جوشکاری ارتعاشی تجاری، نیمی از قطعه توسط القاء یک سامانه جرم دار و فنری سفت که به خوبی تنظیم شده، و به وسیله‌ی یک نیروی نوسانی تحمیلی خارجی مرتعش می‌شود. انواع دیگر جوشکاری مالشی شامل جوشکاری چرخشی، ارتعاشی زاویه‌ای و جوشکاری دورانی می‌باشد. شرکت Sabic نشان می‌دهد که پلاستیک‌ها و چندسازه‌های پلاستیکی به طور فزاینده‌ای در ساختارهای پیچیده که در آن ملاحظات اتصال و قیمت مهم هستند استفاده می‌شوند. بسپار های گرمانرم پرشده و پرنشده ی قابل جوشکاری در بسیاری از کاربردهای ساختاری پرتقاضا که نیازمند اتصالاتی با توان تحمل فشارهای خستگی و ساکن هستند استفاده می‌شوند. شرکت Sabic مثالی از یک سپر خودرو را ذکر می‌کند که از بسپارSabic's Xenoy@ 1102 که یک ترکیب نه کاملاً گرمانرم است ساخته شده است. این سپر توسط جوشکاری ارتعاشی دو قطعه‌ی قالب‌گیری شده به روش تزریق تولید شده است. به گفته‌ی این شرکت، فناوری جوش پلاستیک به دلیل ورود چندسازه‌های گرمانرم بسیار کارا، مهم‌تر شده است که این موضوع انقلاب روش‌های مونتاژ در کاربردهای فضایی را نوید می‌دهد. در کتاب راهنمای مذکور آمده است: به تازگی توجه به برگشت‌پذیری مواد، موضوع جوشکاری را پراهمیت‌تر کرده است زیرا بر خلاف چسب‌ها در جوشکاری، مواد اضافی وارد مونتاژ قطعات نمی‌شود. انواع دیگر جوشکاری استفاده شده در گرمانرم ها شامل جوشکاری توسط لیزر و جوش مقاومتی و القایی می‌باشد. در جوشکاری لیزری امواج رادیویی لیزر یا نور از میان قطعه‌ی پلاستیکی اول عبور داده می شود تا جایی که قطعه‌ی دوم آن را جذب کند و منجر به ایجاد حرارت و ذوب در محل تماس شود. در جوشکاری مقاومتی با به کارگیری یک مقاومت الکتریکی کاشته شده بین سطوح مورد اتصال، حرارت مورد نیاز برای اتصال جوش تامین می‌گردد. در جوشکاری القایی از یک پیچه (کویل) برای تولید میدان مغناطیسی متناوب استفاده می‌شود که منجر به القاء جریان در سطوح اتصال می‌شود. مقاومت ماده در برابر این جریان باعث تولید حرارت می‌شود. اجزای جوشکاری فراصوتی مونتاژ فراصوتی از ارتعاشی که توسط یک مبدل تولید شده است استفاده می‌کند. این مبدل انرژی الکتریکی را با استفاده از یک شیپور صوتی به انرژی مکانیکی تبدیل می‌کند. انرزی از میان قطعه به محل اتصال انتقال داده می‌شود، در آن جا از طریق مالش گرما تولید می‌شود و پس از آن با ذوب پلاستیک پیوند تشکیل می‌گردد. شرکت Branson Ultrasonics که در زمینه اتصال مواد و تمیزکاری دقیق، یک رهبر جهانی است؛ سامانه های فرا صوتی کاملاً دیجیتال را توسعه داده است. سامانه های Branson's 2000X در بسامدهای 20، 30 و 40 کیلو هرتز همراه با توان خروجی افزایش یافته برای تمام بسامدها قابل استفاده می‌باشد. این شرکت معتقد است انعطاف پذیری و محدوده‌ی این سامانه‌های جوشکاری، دست مصرف‌کنندگان را در انتخاب قطعات تشکیل دهنده باز می‌گذارند تا بتوانند قطعه‌ی مونتاژ شده‌‌ای با مصارف خاص تولید کنند. دستگاه‌های "خود کنترل شونده‌ی رومیزی" جهت تولید دستی و تک ایستگاهی و ابزار کمک- دستی جهت مونتاژ قطعات بزرگ و به منظور استفاده در سطوح اتصالی که به سختی قابل دستیابی هستند از جمله‌ی آنهاست. مجزا بودن قطعات تشکیل دهنده‌ی این دستگاه شامل سامانه محرک و منبع انرژی ضمیمه شده‌ی جداگانه از شاخصه‌های این سامانه است. تمام محصولات Branson را می‌توان جهت اتوماسیون خطوط و ایجاد سامانه‌های تولید کاملاً جامع جهت مونتاژ به کار برد. همچنین قطعات OEM (تولید کننده‌ی تجهیزات اصلی(قطعات اصلی)) جهت استفاده در اتوماسیون را می‌توان از کارخانه‌ای که فناوری‌های اتصال آن به جوشکاری خطی، دورانی و ارتعاشی- حرکتی قابل برنامه‌ریزی، صفحه داغ (hot plate) و جوشکاری چرخشی گسترش داده باشد به دست آورد. محصولات سری 40 شرکت Branson، سامانه‌های فرا صوت خود کنترل شونده‌ی به نسبت خودکار با تکیه بر قابلیت شکل پذیری و سرعت تولید بالا جهت مونتاژ پلاستیک‌ها هستند. این دستگاه‌ها دارای قابلیت جوشکاری، ردی، درونه گذاری، سنبه کاری یا جوش نقطه‌ای گرمانرم‌ها هستند. محصولات سری 40 می‌توانند شامل ایستگاه‌های فراصوتی چندگانه باشند یا می‌توانند با سامانه‌های فراصوتی دیگر مثل جوش دهنده‌های چرخشی یا عملیات ثانویه‌ی دیگر مثل آزمون نشت‌یابی ترکیب شوند. شرکت Herrmann Ultrasonics، یک تولیدکننده‌ی آلمانی دارای شرکت‌های تابعه در آمریکا و چین، فناوری های پیشرفته ای در زمینه‌ی اتصال فراصوتی به دست آورده است. این سازنده اخیراً ماشین جوشکاری فراصوتی تکامل یافته‌ی HiQ را تولید کرده است که دارای مشخصه‌ی تغییر سریع ابزار (quick-tool-change) و ابداعات دیگری است تا بتواند تولید را افزایش دهد و زمان بیکاری و مصرف انرژی را نیز کاهش دهد. این سامانه همراه با ژنراتورهای دیجیتالی 20، 30 و 35 کیلوهرتزی در مدل‌های محدوده‌ی 1200 تا 6000 وات قابل استفاده است. شرکت مذکورMedialog را در فضاهای عاری از آلودگی پیشنهاد می‌دهد که برای سازندگان تجهیزات پزشکی و هم چنین کاربری‌های دیگری که نیازمند فرآیند تولید بدون حضور آلودگی هستند مناسب می‌باشد. هوای ورودی به یک استاندارد بالاتری تصفیه شده و هوای خروجی جمع آوری می‌شود که می‌توان آن را از میان یک سامانه ی تهویه موجود هدایت کرد. واحدهای Medialog در دو اندازه موجودند: HS در 20 و 30 کیلوهرتز و PS در 35 کیلوهرتز. ژنراتورهای دیجیتال تا 5000 وات بالا می‌روند. پردازش اطلاعات سریع شرکت Dukane Corp. سامانه‌های پرس فراصوتی سری iQ برای جوش گرمانرم‌ها تولید کرده است. این شرکت یک تامین کننده‌ی جهانی جوش‌دهنده‌های فراصوتی، چرخشی، لیزری، ارتعاشی و صفحه داغ و همچنین دستگاه‌های پرس حرارتی، ابزارآلات و نرم افزارها برای بازارهای مونتاژ محصولات پلاستیکی تجاری و OEM می‌باشد. گفته می‌شود دستگاه پرس فراصوتی سری iQ به دلیل معماری فرآیندی چند هسته‌ای دارای سرعت پردازش اطلاعات بالاتری در صنعت است (سرعت به روز شده‌ی 0.5 میلی ثانیه). به گفته‌ی Dukane این سامانه اطلاعات جوش شامل توان، انرژی، فاصله، نیرو، بسامد و زمان را در سرعتی معادل دو برابر تجهیزات سری قدیمی‌تر و با دقت و استحکام جوش بالاتر پردازش می‌کند. دستگاه پرس فراصوتی سری iQ برای جوشکاری گرمانرم‌ها، پردازش اطلاعات بسیار سریع و استحکام و دقت جوش بالاتری را نسبت به تجهیزات سری قدیمی‌تر شرکت Dukane فراهم می‌کند. سری iQ دارای سامانه پرس 30/40 کیلوهرتزی با مکانیزم لغزشی سبک و دقیق می‌باشد و جهت کاربردهای کوچک، حساس و دارای رواداری کم طراحی شده است. به علاوه دستگاه‌های پرس 20 کیلوهرتزی توسط Dukane Ultra ridged H-frame support جهت کاربری‌های دقیق و با نیروی زیاد قابل دسترس است.پیکربندی این محصول با توجه به نیازهای استفاده کننده به صورت پودمانی طراحی شده و قابل اضافه و کم کردن است. کنترل گر‌های این محصول از ابتدایی (فقط زمان) تا پیشرفته (زمان، انرژی، فاصله، نیرو و حداکثر قدرت فرستنده) متنوع هستند و دارای اعتبار و واسنجی شده (کالیبراسیون) جهت کاربردهای پزشکی می‌باشند. فشار دوگانه در واحد اصلی استاندارد می‌شود. واحدهای پیشرفته دارای مبدل نیرو و شیر فشار شکن الکترونیکی حلقه بسته می‌باشند که هنگامی که با کنترل گر سرعت هیدرولیک Dukane جفت می‌شوند قادر به کنترل دقیق سرعت ذوب خواهند بود. شرکت Sonics & Materials, Inc. یک تولید کننده‌ی تجهیزات جوش از دستگاه‌های قابل حمل و دستگاه‌های پرس مدل رومیزی تا سامانه‌های کاملاً خودکار می‌باشد. این شرکت خودش را در زمینه‌ی فناوری جوش فراصوتی متمایز کرده است. ابداعات اخیر شامل دستگاه‌های قابل حمل جوش فراصوتی 40-20 کیلوهرتز همراه با کنترل گرهای بر پایه زمان دیجیتال یا انرژی ثابت می‌شود. ابزارها مشخصاً جهت کاربری‌های جوشکاری، ردی(staking)، درونه گذاری (inserting) و جوش نقطه‌ای طراحی شده‌اند. یک بست تپانچه‌ای اختیاری جهت حمل و نقل آسان‌تر تعبیه شده است. لوازم یدکی دیگر شامل یک پرس دستی و یک پدال پایی می‌شود. جوشکاری قطعات مدور جوشکاری چرخشی روشی برای جوش قطعات گرمانرم با استفاده از یک حرکت چرخشی دایره‌ای و فشار کاربردی است. یک قطعه توسط یک فک ثابت نگه داشته می‌شود تا قطعه‌ی دیگر حول آن بچرخد. حرارت تولید شده توسط مالش مابین دو قطعه منجر به ذوب محل تماس دو قطعه شده و در نتیجه یک آب بندی محکم و سحرآمیز ایجاد شود. شرکت Brandson Ultrasonics سامانه جوش چرخشی خود تنظیم SW300 را جهت جوشکاری قطعاتی با محل تماس دایره‌ای را پیشنهاد می‌کند. گفته می‌شود جوش دهنده‌های چرخشی رومیزی همراه با یک صفحه‌ی نمایش لمسی 6 اینچی دارای دقت موتور خود تنظیم برابر با 1/0± درجه می‌باشند. SW300 را می‌توان در حالت های عملکردی دستی، نیمه خودکار و کاملاً خودکار به کار برد. حداکثر بار کاربردی 142 کیلوگرم است. سامانه جوشکاری چرخشی خود تنظیم SW300 از شرکت Brandson Ultrasonics برای جوش قطعاتی با محل تماس دوار طراحی شده است. شرکت ToolTex جوش دهنده های چرخشی رومیزی ای ساخته است که دارای گشتاور بالایی برای قطعات تا قطر 5/63 سانتی متر می‌باشد. این شرکت در زمینه‌ی سازگاری محصولاتش با خطوط ماشین ‌کاری مشتری متبحر شده است و می تواند دستگاه‌های جوش خود را در خطوط موجود مشتری جای دهد. هم چنین آن‌ها می‌توانند دستگاه‌های خود را به صورت مستقل راه‌اندازی کنند. جوش‌دهنده‌های چرخشی خود تنظیم SW750 این شرکت دارای گردش با دقت 1/0 درجه و تحمل بار 5/90 کیلوگرم هستند. این دستگاه مجهز به یک کنترل گر صفحه‌ی نمایش لمسی است. شرکت PAS (Plastic Assembly Systems)، تجهیزات جوشکاری استفاده شده و جدید شامل محصولات جوش چرخشی خودتنظیم، جوش دهنده‌های فراصوتی و سامانه‌های مونتاژ حرارتی را ارائه می‌کند. مدل STS2000 یک سامانه حرارتی خودتنظیم است که مجهز به فناوری جدید خود تنظیم جهت کنترل دقیق کاربردهای حرارتی در تماس مستقیم با ابزارهای گرم شده می‌باشد. STS2000 می‌تواند به عنوان یک دستگاه مستقل یا همراه با خطوط اتوماسیون به کار برده شود. خط تولید PAS برای قطعات کوچک، متوسط و بزرگ و جهت کاربری با دقت بالا و قابلیت تکرارپذیری قابل استفاده است. فنون جوشکاری لیزری فناوری جوش لیزری یک روش اتصال انعطاف پذیر و غیر تماسی است که جوش‌های قوی و تمیز با کمترین تکانه (شوک) حرارتی در نقاط اتصال ایجاد می‌کند. در این روش هیچ ذره‌ای در محل اتصال رها نمی‌شود. این روش دارای دقت زیاد بدون سایش ابزارآلات است و در آن هیچ ماده‌‌ی مصرفی جوشکاری استفاده نمی‌شود. شرکت Stanmech Technologies که با شرکتLeister Process Technologies ادغام شده طرز ساخت پلاستیک‌ها و تجهیزات جوشکاری را شامل سامانه‌های اتصال لیزری بر اساس خواست مشتری ابداع کرده است. چهار سامانه جوش لیزریNovolas™ جهت برآوردن نیازهای خاص قابل دستیابی است. سامانه اصلی اجازه می‌یابد در سامانه‌های ساخت همراه با کنترل گرهای فرآیندی خودشان ادغام شود. مدل‌های دیگر، OEMها جهت ادغام پیشرفته، WS (ایستگاه کاری( جهت ایستگاه کاری دستی کمی خودکار و maskwelding Micro برای اتصال قطعات باریک و ریز می‌باشند. این شرکت یک آزمایشگاه کاملاً کاربردی جهت ارزیابی نیاز مشتریان ارائه کرده است. پیشرفت جدید در این زمینه، تولید دستگاه Leister Weldplast $2 hand-extruder است که یک وسیله‌ی کامل طراحی شده جهت تولید محصولات اکسترود شده‌ی تا 5/2 کیلوگرم (5/5 پوند) در ساعت جهت اتصال قطعات گرمانرم است. این دستگاه مجهز به یک کفشک جوش چرخشی 360 درجه جهت تسهیل کار کردن در بالای سر است. هم چنین از این شرکت ابزار دستی هوای داغ از سبک وزن Hot Jet S و قلم جوش تا مدل‌های بزرگ‌تر مانند Diode و Triac S در دسترس است. این ابزارها برای دمیدن هوای داغ مستقیم به شکاف اتصال و الکترود جوشکاری استفاده می‌شوند. شرکت Laser and electronics specialist LPKF در آلمان سامانه‌هایی جهت جوش لیزری پلاستیک‌ها همراه با سامانه‌های تولید پودمانی (modular) ساخته است. جوش لیزری انتقالی، قطعات گرمانرمی را که دارای مشخصات جذب متفاوت هستند را متصل می‌کند. لیزر در لایه‌ی بالایی که نسبت به آن طول موج شفاف است نفوذ می‌کند اما به وسیله‌ی لایه‌ی پایینی جذب می‌شود، این عمل منجر به تولید حرارت و پیوند سطوح به یکدیگر می‌شود. خطوط تولید جوش لیزری LPKF شامل LQ-Power جهت عملیات دستی و LQ-Integration با فناوری یکپارچه‌سازی بدون درز در خطوط تولید می‌شود. فناوری جوش لیزری ثبت اختراع شده با نام Clearweld®، توسط شرکت‌های Gentex Corp. و TWI, Ltd. که گروه‌های تحقیق و توسعه‌ی صنعتی انگلیسی هستند ابداع شده است. فرآیند Clearweld که توسط Gentex تجاری شده است، از پوشش‌های ویژه و افزودنی‌های بسپار با قابلیت جوش لیزری استفاده می‌کند تا بتواند رنگ یکنواخت و انعطاف پذیری طراحی در جوش پلاستیک‌های با ارزش و پشت پوش ایجاد ‌کند. این فناوری، اختصاصاً برای وسایل و لوله‌های پزشکی ساخته شده است زیرا این ابزارها با به کارگیری چسب‌ها و ذرات ناشی از استفاده از جوشکاری فراصوتی آلوده می‌شوند. LPKF یک شریک در شبکه‌ی جهانی Gentex شامل سازندگان تجهیزات، integrators، تامین کنندگان مواد و مونتاژکاران پلاستیک می‌باشد. شریک دیگر Branson Ultrasonics است که یک سامانه لیزری انحصاری جهت فرآیندهای Clearweld ابداع کرده است. این سامانه به گونه‌ای طراحی شده است که لوله‌های پزشکی را بدون چرخش آن‌ها جوش دهد. کمک از لیزر برای قطعات ترکیبی فرآیند ابتکاری کمک از لیزر برای اتصال پلاستیک‌ها و فلزات توسط موسسه Fraunhofer Institute for Laser Technology (ILT) در آلمان ابداع شده است. در این فرآیند طبق ثبت اختراع انجام شده Liftec®، امواج لیزر از میان یک قطعه‌ی پلاستیکی عبور می‌کنند تا جزء فلزی که در مقابل آن پرس شده است داغ شود. پس از آن که پلاستیک ذوب شد، فشار مکانیکی روی قطعه‌ی فلزی اعمال می‌شود و آن را به درون پلاستیک هل می‌دهد. شکل هندسی مناسبی برای قطعه‌ی فلزی طراحی شده است و یک پیوند مثبت و جامد پس از سرد شدن تشکیل می‌دهد. سرامیک‌ها و پلاستیک‌های مقاوم در برابر حرارت نیز می‌توانند در این فرآیند به کار گرفته شوند. شرکت Kamweld Technologies یک متخصص در زمینه‌ی محصولات جوش پلاستیک، تفنگ هوای داغ صنعتی و وسایل خمش صفحه‌ی پلاستیکی و متعلقاتش است که اخیراً جوش-دهنده‌های سری Fusion با وزن کم و قابل حمل توسط دست را همراه با کنترل گرهای دیجیتال دقیق جهت کنترل دمای جریان هوا ابداع کرده است. چهار مدل از دستگاه FW-5 قابل دسترس اند، که همگی دارای گرم کن های خطی هستند. مدل‌های FW-5C و FW-5D دستگاه‌های کامل با کمپرسورهای داخلی هستند. چسب‌های ساختاری محکم چسب‌های پیشرفته جهت پیوند پلاستیک‌ها از طیف گسترده‌ای از سازندگان قابل دسترس هستند. شرکت ITW Plexus، سردمدار فناوری‌های چفت و بست زدن، اتصال، درزبندی و پوشش، چسب‌های ساختاری ثبت شده Plexus® را برای پیوند گرمانرم‌ها، مواد چندسازه و فلزات ساخته است. چسب‌های ساختاری یا اجرایی معمولاً در کاربردهای تحمل بار استفاده می‌شوند زیرا آنها به استحکام محصولات پیوندخورده می‌افزایند. ITW Plexus راهنمایی برای اتصال پلاستیک‌ها، چندسازه‌ها و فلزات ارائه کرده است که در پایان این متن آورده شده است.سه چسب ساختمانی جدید Plexus® انعطاف پذیری در موقع عملکرد از خود نشان می‌دهند و برای کاربردهای ساخت قایق و دیگر مونتاژهای بزرگ بسیار مناسب اند.ابداعات اخیر Plexus شامل سه نوع چسب متاکریلات ساختاری دو جزیی است که در دمای اتاق پخت می‌شوند و پیوندهای استثنایی و البته انعطاف‌پذیری را بر روی چندسازه‌ها، بدون آماده سازی سطح یا با آماده سازی سطح کم ایجاد می‌کنند. MA530 با زمان عملکردی 40-30 دقیقه، برای پر کردن شکاف‌هایی تا 78/17 میلی‌متر طراحی شده است. MA560-1 دارای زمان عملکردی بالاتری است (تا 70 دقیقه) و برای پر کردن شکاف‌هایی تا 14/25 میلی متر مناسب است. MA590 با زمان عملکردی تا 105 دقیقه بسیار مناسب برای قایق‌های الیاف شیشه ای بزرگ است. به گفته‌ی شرکت مذکور، این چسب‌ها هم چنین پیوندهایی عالی روی فلزات و دیگر کارپایه ها ایجاد می‌کنند. بر خلاف دیگر چسب‌ها و بتونه‌ها، این چسب‌ها به طور شیمیایی FRPها، چندسازه‌ها و تقریباً تمام بسپار‌های پلی استر و ژل‌پوشه ها را درهم می‌آمیزد. این شرکت یادآور می‌شود به دلیل این‌ که چسب‌هایش نیازی به آماده‌سازی سطح ندارند، بنابراین می‌توانند زمان مونتاژ را تا 60% کاهش دهند. این‌ شرکت اضافه می‌کند چسب‌های مذکور پیوندهای بسیار قوی‌ای ایجاد می‌کنند به طوری که کارپایه ها (substarates) قبل از اینکه پیوند ایجاد شده خراب شود لایه لایه می‌شوند. گفته می‌شود این چسب‌ها انعطاف پذیری استثنایی، استحکام ضربه و مقاومت در برابر سوخت، مواد شیمیایی و آب از خود نشان می‌دهند. شرکت مذکور، دستگاه های پخش کننده‌ی چسب با نام Fusionmate™ بهینه شده برای چسب‌های متاکریلات Plexus را نیز ارائه کرده است. این سامانه با هوای کارگاهی در فشار psi 100 کار می‌کند و پمپاژ حجمی مثبت مداومی با نسبت‌های حجمی با دقت از 6:1 تا 15:1 را فراهم می‌کند. خروجی از سرعت جریان 38/0 تا 92/4 لیتر بر دقیقه قابل تنظیم است. گیربکس‌های زنجیری مستقل برای پمپ‌های چسب و فعال کننده به صورت جداگانه طراحی شده است که پاکسازی آنها را به طور مجزا امکان‌پذیر می‌سازد. چسباندن قطعات خودرو سالیان متمادی است که چسب‌ها در کاربردهای خودرو مورد استفاده قرار می‌گیرند و با پیشرفت فناوری چسب، اهمیت آن‌ها نیز افزون شده است. شرکت Dow Automotive که تولید کننده‌ی چسب برای خودرو است گزارش می‌دهد که فناوری چسب در کاربردهای‌گسترده‌تری همراه با پشتیبانی قطعات اصلی خودرو (OEM) جهت حصول اطمینان و کاهش وزن کلی استفاده می‌شود. چسب با دوام در برابر ضربه با عنوان Betamate™ از این شرکت توسط شرکت خودروسازی Audi جهت استفاده در پروژه‌ی A8 که یک خودرو جدید با بدنه‌ی آلومینیومی است انتخاب شده است. فناوری Betamate در کاربردهایی که نیازمند کارایی زیاد هستند می‌تواند استفاده شود و جهت پیوند قطعات گرمانرمی، چندسازه‌ها، شیشه، آهن‌آلات، تزئینات خودرو، و آلیاژهای فولاد، آلومینیوم و منیزیم قابل استفاده است. چسب‌های ساختمانی می‌توانند جای گزین جوشکاری و چفت و بست‌های مکانیکی در اتصال انواع زمینه‌های مشابه و غیر مشابه شوند و اثرات شکست و فرسودگی پیدا شده در اطراف جوش های نقطه‌ای و بست‌ها را حذف کنند. به گفته‌ی شرکت Dow این چسب عملیات درزگیری را در برابر شرایط آب و هوایی که منجر به خوردگی می‌شود نیز می‌تواند انجام دهد. این شرکت هم چنین سامانه‌های پیوند شیشه Betaseal™ را ساخته است که برای نصب شیشه‌های خودکار در خودروها استفاده می‌شود. شرکت IPS سازنده‌ی چسب‌های ساختمانی بسیار قوی متاکریلات WeldOn® اخیراً چسبWeld-On SS 1100 را جهت چسباندن قطعات گرمانرم، چندسازه و فلزی و هم چنین کارپایه هایی که به سختی چسبانده می‌شوند مانند نایلون و فلزات گالوانیزه شده ساخته است. این چسب ها دو جزیی بوده و جهت اتصال فلزات به پلاستیک‌ها بسیار مناسب هستند و دارای زمان عملکردی 4 تا 17 دقیقه می‌باشند. به گفته‌ی شرکت مذکور، این محصول دارای کاربردهای گسترده‌ای شامل حمل و نقل، دریایی، ساختمانی و مونتاژ محصول است و نیازی به آماده‌سازی سطح ندارد (یا نیازمند آماده سازی سطح کمی است). پروژه‌های چسباندن بزرگ شرکت Gruit توسعه دهنده و سازنده‌ی مواد چندسازه، چسب‌های اپوکسی Spabond را ارائه کرده است که جهت ایجاد اتصالات بسیار محکم و با دوام طراحی شده است که اغلب قوی‌تر از خود مواد مورد اتصال است. این چسب در اندازه‌ها و درجه‌بندی‌های گوناگون به منظور پاسخگویی به نیازهای مختلف عرضه شده است. چسب بسیار کارای Spabond340LV برای چسباندن سازه‌های بزرگ مانند تنه‌ی قایق‌ها و پره‌های توربین‌های بادی طراحی شده است. گفته می‌‌شود این چسب دارای قیمت مناسب به نسبت کاراییش و هم چنین خواص مکانیکی و حرارتی خوبی است. به منظور چسباندن سازه‌های بزرگی که هندسه‌ی سطح ناصافی دارند، شرکت Gruit چسب Spabond 345 را پیشنهاد می‌دهد که دارای غلظت بالا و خمیر مانند است و می‌تواند بدون شره کردن به کار رود. چسب اپوکسیSpebond 5-Minute در موارد سریع خشک، کاربردهای عمومی و کارهای تعمیری در طیف گسترده‌ای از کارپایه ها با جنس های مختلف استفاده می‌شود. در مواردی که امکان به کارگیری گیره‌های مرسوم نیست این چسب در ترکیب با محصولات دیگر Spabond به عنوان سامانه "جوش نقطه‌ای" می‌تواند استفاده شود. چسب‌های Spabond در کارتریج‌ها، ظروف و درام‌های دستگاه‌های اختلاط و پراکنش گر‌ قابل استفاده است. چسب‌های ویژه شرکت Dymax سازنده‌ی طیف گسترده‌ای از چسب‌های صنعتی و محصولات قابل پخت توسط امواج فرابنفش از جمله چسبUltra-Red™ Fluorescing 1162-M-UR، جهت چسباندن پلاستیک به فلز در کاربردهای پزشکی است. ترکیب ثبت شده‌ی Ultra-Redاز آن سبب است که این چسب‌ها تحت نور کم شدت "black"، قرمز قهوه‌ای به نظر می‌رسند که به شدت با اغلب پلاستیک‌ها که به طور طبیعی نور آبی پس می‌دهند تمایز دارند. این تضاد رنگی به بازرسی خط چسب کمک می‌کند. کارپایه های قابل چسباندن شامل پلی-کربنات، فولاد ضدزنگ، شیشه، PVC و ABS می‌باشد. شرکت Master Bond تولیدکننده‌ی چسب‌ها، درزگیرها، پوشش‌ها، بتونه‌ها، ترکیبات دربرگیری (encapsulation) و بسپار‌های سیرشده، به تازگی تولید یک نوع چسب دوجزیی اپوکسی را اعلام کرده است که گفته می‌شود این چسب رسانائی گرمائی بسیار استثنایی ایجاد می‌کند. چسب EP21AN، گفته‌ می‌شود یک عایق الکتریکی عالی است که چسبندگی بسیار خوبی روی کارپایه های گوناگون از جمله بسیاری از پلاستیک‌ها، فلزات، سرامیک‌ها و شیشه ایجاد می‌کند. هم چنین به گفته‌ی شرکت مذکور، پیوندها ثبات ابعادی مناسبی از خود نشان می‌دهند و پدیده‌ی جمع شدگی بعد از پخت به طور استثنایی پایین است. چسب جدید اپوکسی EP21AN از شرکت Master Bond که یک عایق الکتریکی عالی است، هدایت گرمایی زیاد و چسبندگی بسیار خوبی در بسیاری از کارپایه‌ها ایجاد می‌کند. شرکت Flexcon، چسب اکریلیک حساس به فشار V-778 را ارائه می‌دهد که گفته می‌شود مناسب پلاستیک‌هایی با انرژی سطحی کم مانند TPO است. این محصول نیاز به آماده‌سازی سطح TPO (به روش آستری زدن یا استفاده از شعله) را حذف می‌کند و در نتیجه در زمان و هزینه صرفه‌جویی می‌شود. به گفته‌ی این شرکت، آزمایش ها نشان می‌دهد که این چسب، چسبندگی و دوامی عالی روی TPOها و آلیاژهای پلی اولفینی و سطوح پوشش داده شده با رنگ پودری از خود نشان می‌دهد. شرکت مذکور نوارچسب‌های انتقالی از جنس اکریلیک و بسیار کارا را نیز ارائه می‌کند. شرکت Evonik Cyro LLC تولید کننده‌ی محصولات اکریلیک ویژه، به تازگی Acrifix™ از انواع عوامل چسباننده‌ی ویژه (SBAs) را تولید کرد که محصولات چسباننده‌ی جدیدی جهت استفاده با گرمانرم‌ها هستند. به گفته‌ی شرکت مذکور این چسب‌ها به طور خاص جهت چسباندن محصولات اکریلیکی Acrylite™ طراحی شده‌اند و شامل انواع زیر است: Acrifix 2R 0190 فعال‌ترین SBA چند کاره، Acrifix 2R 0195 عامل چسباننده‌ی فعال با جلای نهایی و Acrifix 1S 0117 تنها عامل چسباننده در بازار آمریکای شمالی که در متیلن کلرید حل نمی‌شود. SBAها نوعاً جهت چسباندن قطعات در معرض دید از جمله در نمایشگاه‌ها، موزه‌ها، قاب‌های عکس، روشنایی‌ها و آکواریوم‌ها استفاده می‌شوند. آماده‌سازی جهت اتصال بهتر جهت پیوند مناسب چسب، به سطوح تمیز و عاری از چربی، گریس و آلودگی‌های دیگر نیاز است. در صنایع خودرو و پزشکی به منظور بهبود اتصال قطعات به هم به آماده‌سازی سطح جهت زدودن گرد و غبار، روغن و چربی نیاز است. طبق توضیحات سامانه‌‌های آماده‌سازی سطح Enercon، حلال‌های تمیز کننده مثل تولوئن، استن، متیل اتیل کتون و تری کلرواتیلن می‌توانند استفاده شوند ولی آنها پس از تبخیر یک باقی مانده‌ی فیلم از خود به جای می‌گذارند که چسباندن را به تأخیر می‌اندازد. این شرکت محصولاتی را جهت آماده‌سازی سطح پلاستیک‌ها و مواد دیگر ارائه می‌کند تا به وسیله‌ی آنها چسبانندگی چسب‌ها، برچسب‌ها، چاپ و پوشرنگ‌زنی بهبود یابد و در موارد اکستروژن و روکش قطعات قالبی نیز کاربرد دارد. شرکت Enercon محصول جدیدی را تولید کرده است که به منظور حکاکی، تمیز کردن، فعال سازی، سترون کردن و عامل دار کردن انواع سطوح رسانا و نارسانایی که به سختی آماده می‌شوند، طراحی شده است. محصول Dyne-A-Mite™ IT Elite دارای فناوری آماده-سازی سطح پلاسمای پیشرفته‌ی blown-ion و سامانه real-time Plasma Integrity Monitoring جهت انواع فرآیندها است. این سامانه ی پودمانی قابل توسعه با چهار نوع آماده سازی سطح است که منجر به قابلیت اتصال/قطع سریع می‌شود. این محصول یک تخلیه‌ی الکتریکی blown-ion متمرکز شده تولید می‌کند به طوری که سطح ماده با سرعت بالای تخلیه‌ی الکتریکی یون‌ها بمباران می‌شود. گفته می‌شود این روش در آماده سازی و تمیزکاری سطح بسیاری از بسپارهای گرمانرم‌ و گرماسخت، لاستیک ها، شیشه و حتی سطوح رسانا بسیار مؤثر است. محصول Dyne-A-Mite™ IT Elite دارای فناوری آماده سازی سطح پلاسمای پیشرفته‌ی blown-ion جهت بالا بردن چسبندگی چسب‌ها است. یک سامانه real-time Plasma Integrity Monitoring تمام انواع فرآیندها را به دنبال دارد. فهرست راهنمای چسباندن چسب‌های شرکت Plexus کتابچه‌ی منتشر شده توسط شرکت ITW Plexus، راهنمایی جهت چسباندن پلاستیک‌ها، چندسازه‌ها و فلزات است که ده خانواده‌ی چسب معمول که به عنوان چسب‌های ساختاری نامیده می‌شوند را فهرست کرده است: اکریلیک، بی هوازی، سیانواکریلیک، اپوکسی، ذوبی (hot-melt)، متاکریلات‌ها، فنولیک، پلی یورتان، چسب حلالی و نوارچسب‌ها. به گفته‌ی این راهنما هفت مورد زیر معمول‌ترین آنهاست؛ راهنمای مذکور، مشخصات اولیه‌ی این چسب‌ها را به شرح زیر مورد تاکید قرار داده است: • چسب‌های اپوکسی، که نسبت به دیگر چسب‌های مهندسی بیشتر در دسترس هستند، پرکاربردترین چسب ساختاری هستند. پیوندهای اپوکسی استحکام برشی خیلی زیادی دارند و معمولاً صلب هستند. سامانه‌های دوجزیی بسپار/عامل پخت شکاف‌های ریز را به خوبی و بدون جمع شدگی پر می‌کنند. • چسب‌های اکریلیک سطوح کثیف‌تر و کمتر آماده ای که اغلب متصل به فلزات هستند را تحمل می‌کنند. آن‌ها با اپوکسی‌ها در استحکام برشی رقیب هستند و پیوندهایی انعطاف‌پذیر همراه با مقاومت ضربه و مقاومت در برابر ورکنی(peeling) خوبی ارائه می‌دهند. این چسب‌های دوجزیی خیلی سریع پیوند تشکیل می‌دهند. • چسب‌های سیانواکریلات سرعت پخت بسیار زیادی دارند و جهت موارد دقیق بهترین هستند. آن‌ها جزء سیالاتی با گرانروی‌ به نسبت کم بر پایه‌ی تکپارهای اکریلیک و مناسب چسباندن سطوح کوچک هستند. مقاومت ضربه‌ی ضعیفی دارند و در برابر حلال‌ها و رطوبت آسیب‌پذیرند. • چسب‌های بی‌هوازی با فقدان اکسیژن پخت می‌شوند. بر پایه‌ی بسپار‌های پلی-استر اکریلیک هستند و با گرانروی‌هایی از مایعات رقیق تا خمیرهای تیکسوتروپ و گرانرو قابل دسترس اند. • چسب‌های ذوبی (hot-melt) در حدود 80% استحکام پیوندی را در همان ثانیه‌های اول به دست می‌آورند و مواد نفوذپذیر و نفوذناپذیر را می‌توانند بچسبانند. آن‌ها معمولاً نیازی به آماده‌سازی سطحی دقیقی ندارند. این چسب‌ها به رطوبت و بسیاری از حلال‌ها غیرحساسند اما در دماهای زیاد نرم می‌شوند. • چسب‌های متاکریلات تعادلی بین کشش پذیری زیاد، استحکام برشی و استحکام در برابر پوسته شدن به علاوه‌ی مقاومت در برابر ضربه، فشار و تصادف ناگهانی در طیف دمایی گسترده ایجاد می‌کنند. این مواد فعال دوجزیی بدون آماده‌ سازی سطح در پلاستیک‌ها، فلزات و چندسازه‌ها می‌توانند استفاده شوند. آن‌ها در برابر آب و حلال‌ها مقاومت می‌کنند تا یک پیوند نفوذناپذیر ایجاد شود. • چسب‌های پلی یورتان نوعاً دوجزیی هستند و به ویژگی‌های انعطاف پذیری و چقرمگی حتی در دماهای کم معروفند. آن‌ها مقاوت برشی خوب و همچنین مقاومت عالی در برابر آب و رطوبت هوا دارند، اگرچه یورتان‌های پخت نشده در برابر رطوبت و دما حساسند. واژه‌های اختصاصی چسب Adhesive چسباندن Bonding اتصال دادن – پیوند دادن Jointing جوش دادن – جوشکاری Welding چسب بر پایه‌ی سیانو اکریلات Cyanoacrylate-based adhesive مونتاژ فراصوتی Ultrasonic assembly جوشکاری ارتعاشی Vibration welding جوشکاری خطی Linear welding جوشکاری مالشی خطی Linear friction welding جوشکاری چرخشی Spin welding ارتعاش زاویه‌ای Angular vibration جوشکاری دورانی Orbital welding جوشکاری لیزری Laser welding جوشکاری مقاومتی و القایی Resistance and induction welding تولیدکننده‌ی تجهیزات اصلی Orginal Equipment Manufacturer (OEM) عوامل چسباننده‌ی ویژه Specialty Bonding Agents (SBAs) سامانه‌های توزیعِ سنجش-اختلاط Meter-mix dispensing system چسب‌های ساختاری Structural adhesives برگردان: مهندس احسان قنادیان

نگاهی کلی به نانولوله‌های کربنی بعضی اوقات تجارت به جهان داروینی شبیه می‌شود؛ جهانی که شرکتها برای تسلط بر یکدیگر، در آن با هم به رقابت می‌پردازند. در این فرآیند، شرکتهای ضعیف‌تر مجبور به ترک صحنة سرمایه‌گذاری تجاری می‌شوند. به نظر می‌رسد این ماجرا در مورد یکی از شاخه‌های اصلی نانوتکنولوژی یعنی نانولوله‌های کربنی نیز صادق باشد. شرکتهایی از سراسر جهان، از جزیره کوچک قبرس گرفته تا جمهوری بزرگ خلق چین، ادعای ریسک و سرمایه‌گذاری بر روی نانولوله‌های کربنی را دارند؛ محصولاتی که از فولاد سخت‌تر، از آلومینیوم سبک‌تر و از مس ضریب هدایت بیشتری داشته و نیمه‌هادی خوبی نیز هستند. تولید کنندگان در حال سرمایه‌گذاری جهت پیشبرد این بخش و کاهش قیمتهای این فرآورده هستند. اما در واقع بقای این شرکتها وابسته به نوع لوله‌هایی است که ارائه می‌دهند، چه از لحاظ کیفی و چه از لحاظ ثبت اختراعات در این زمینه. آقای دِرسِلهوس، استاد فیزیک و مهندسی برق در M.I.Tکه نوشته ها و مقالات فراوانی در زمینه نانولوله‌های کربنی دارد، چنین ابراز داشت که نانولوله‌های کربنی خواص فیزیکی منحصر به‌فردی دارند که هر کسی را متقاعد به استفاده از آنها در بسیاری از کارها می‌کند. نانولوله‌های توخالی در راستای طولی مانند فنر خاصیت ارتجاعی داشته و مرتباً در حال نوسان می‌باشند. آخرین تحقیقات نشان می‌دهد که نانولوله‌ها در واقع متشکل از مجموعه‌ای از لوله‌های چند جداره و تک جداره با عرض نانومتری می‌باشند که بسته به نحوة قرارگیری اتم‌های کربنشان می‌توانند دارای خاصیت فلزی و یا خاصیت نیمه هادی باشند. تاکنون چندین شرکت, موارد استفاده نانولوله‌های کربنی را تشریح کرده‌اند: o شرکت بزرگ کره‌ای سامسونگ، نمونه‌ای از نمایشگرهای گسیل میدانی (fieled emissions display) را با استفاده از نانولوله‌های چند دیواره‌ای ارائه داد. این شرکت مدعی است که ولتاژ لازم برای نمایشگر گسیل میدانی از طریق صفحه نمایش صاف متکی بر نانولوله‌‌، نسبت به آنچه به صورت سنتی در روش اشعه کاتدی استفاده می‌شده کمتر می‌باشد و این لوله‌ها با ولتاژ کمتر، نور بیشتری را تولید می‌کنند. o شرکت بزرگ IBM در ایالات متحده، ترانزیستوری را با استفاده از نانولوله‌های کربنی تک دیواره‌ای ساخته است که می‌تواند در ساخت وسایلی با اندازه‌های مولکولی به کار آید. این‌گونه وسایل با اندازه‌های مولکولی نوید تولید ساختارهای سریعتر و بهتر نسبت به تکنولوژیهای کنونی را می‌دهند. محققان قبلاً نانولوله‌هایی را با استفاده از روشهایی چون تخلیه الکتریکی در مقیاس اندک تولید کرده بودند ولی تولید انبوه توسط چنین روشهایی عملی نیست. این امر شرکتها را وادار کرده است که تولیدات جدید و اختراعات خود را در جهت قیمت مناسب و بازدهی بالا و به عبارتی تجاری سازی نانولوله‌ها سوق دهند. o شرکت بین‌المللی کاتالیستی Hyperion چهار سال قبل از ایجیما (کاشف نانولوله‌های کربنی) روشی را جهت تولید نانولوله‌ها ابداع کرد و با استفاده از اتیلن وبرخی مواد دیگر، شکل‌هایی از نانولوله‌های کربنی را تولید می‌کرد. این شرکت لوله‌هایی را به نام فیبریل تولید می‌کند که شبیه به صفحات کربنی لوله شده هستند. فیبریل ها قابلیت مخلوط شدن با رزین را داشته و در قطعات پلاستیکی اتومبیل به کار می‌روند. این مواد همچنین در ساخت مواد با هادی الکتریسیته نیز کاربرد دارند. این پلاستیکها می‌توانند با استفاده از فرآیندهای الکترواستاتیک، رنگ شده و از میزان آلودگی و ضایعات ناشی از رنگ کردن بکاهند. پاتریک کولین, مدیر بازاریابی نانولوله‌ها این شرکت عقیده داردکه هر کسی می‌تواند به آزمایشگاه رفته و نانولوله‌های کربنی بسازد، اما به عقیده وی ساخت یک گرم از این ماده با ساخت یک کیلوگرم یا یک تن از آن بسیار متفاوت است. در سال 1982، شرکت Hyperion یک واحد آزمایشی را راه‌اندازی کرد تا قابلیت تولید این محصولات را در مقیاس‌های بزرگ مطابق با نیاز برآورد کند. طبق ادعای کولین، شرکتش می‌تواند میلیونها تن تولید داشته باشد. وی می‌گوید: "ما کاربردهایی را درنظر داریم که می‌تواند در قسمت‌های پلاستیکی اتومبیل، نقش بزرگی را داشته باشد." روز به روز بر تعداد رقبای شرکت Hyperion افزوده می‌شود. این کارگاه‌ها نه تنها به تولید معمولی نانولوله‌ها بلکه به تولید انواع سفارشی آنها نیز اقدام می‌کنند. چرا که همه انواع تولیدی، برای تمام کاربردها مناسب نیستند. فیبریل ها و لوله‌های چند دیواره‌ای شرکت Hyperion دارای قطر بزرگی بوده و از این رو ویژگیهای قابل پیش‌بینی آنها نسبت به نانولوله‌های کربنی تک دیواره‌ای، کمتر است. لذا این شرکت طرحهایی را برای تولید لوله‌های تک دیواره‌ای مدنظر دارد. البته تولید آنها محدودیت‌های مربوط به خود را دارد چرا که ضخامت اندک دیواره اتمی موجب ظرافت فوق‌العاده این مواد می‌شود. o شرکت Plastics GE با اضافه کردن افزودنیهایی به فیبریل از آن جهت استفاده در آینه‌های بیرونی اتومبیل استفاده می‌کند. استفاده از این مواد در سال 1997، در مدلهای Ford Taurus و Mercury Sable انجام گرفته است. تولید کننده‌های اتومبیل تصمیم دارند از فیبریل ها در ضربه‌گیر و سپر اتومبیل و نیز خط سوخت آن استفاده کنند. صنعت الکترونیک نیز با استفاده از این مواد در ساخت هارد دیسک، پتانسیل‌ها و قابلیت‌های جدیدی را در زمینه تجارت این مواد به وجود آورده است. o شرکت کربن‌نانوتکنولوژی (CNI) واحدی را در هوستون، جهت تولید نانولوله‌های تک دیواره‌‌ای‌ با استفاده از اختراع خود موسوم به فرآیند منواکسید کربن فشار بالا Hipco)) راه‌اندازی کرده است. این طرح که بوسیله گروه تحقیقاتی ریچارد اسمالی ارائه شده است، فرآیندی است که موجب تولید پیوستة نانولوله‌های با قطر کم می شود. این شرکت، کمتر از دو سال قبل یک محوطه 6000 فوت مربعی را برای این طرح آزمایشی پیش‌بینی کرده بود. طبق اظهارات باب گُوِر، رئیس هیئت اجرایی شرکت، CNI سه راکتور اتمی خود را به منظور آزمایش میزان تولیدات بکار خواهد گرفت و برای افزایش قابلیت و کاهش قیمت تلاش خواهد کرد. هدف این شرکت برآورده شدن اهداف تجاری تا سال 2005 می‌باشد. وی مدعی شد که: "حتی اگر ما در کار خود هیچ پیشرفتی نداشته باشیم، می‌توانیم نانولوله‌ها را به قیمت 2000 دلار برای هر پوند بفروشیم. این بدترین حالت ممکن است؛ اما درصورت پیشرفت می‌توانیم آنها را با قیمت 200 دلار عرضه کنیم ما عقیده داریم که حتی می توان قیمت آن را به زیر 100 دلار هم رساند." o از دیگـــر تولیــدکننـــده‌های برجستـــة جهـــان می‌توان آزمایشگاه نانو و هیئت تحقیقات مواد و الکتــروشیمی در ایالات متحده، میتسوبیشی و Showa Denko در ژاپن و Sun Nanotech Co. Ltd و.Shaanxi Nanfeng Chemical Industry Group Sharehoding Co. Ltd در چین را نام برد. o در نوامبر 2001، گروه صنایع شیمیایی اعلام کرد که این گروه و محققانش در دانشگاه تسینگهوا یک روش کاتالیستی رسوب دهی شیمیایی فاز بخار CVD)) را جهت تولید ناپیوسته نانولوله‌ها ابداع کرده است. این شرکت مدعی است که می‌تواند 15 کیلوگرم نانولوله را در هر ساعت تولید کند. o شرکت Rosseter Holding Ltd. بر این ادعاست که توانایی تولید مقادیر زیادی از نانولوله‌های تک دیواره‌‌ای و چند دیواره‌ای را با استفاده از مایعات هیدروکرین به همان کیفیتی که با روش تخلیه الکتریکی تولید می‌شوند دارد. روش مایع نیاز به انرژی کمتری داشته و قیمت این محصولات را کاهش می‌دهد. طبق ادعای این شرکت، یک ژنراتور توانایی تولید 3 کیلوگرم نانولوله را در هفته دارد. اما این شرکت برای افزایش این مقدار باید تعداد ژنراتورهایش را به مراتب افزاش دهد. کریستین چایلو، مسؤول فروش Rosseter چنین بیان می‌دارد که ما امکان افزایش تولید و کاهش قیمت را داریم. این شرکت که از سال 1998 شکل گرفته است، هم‌اکنون نمونه‌هایی را برای مشتریان که معمولاً آسیایی هستند تهیه می‌کند. به هر حال همه روشهای تولید ناخالصی‌هایی را در کنار نانولوله‌ها تولید می‌کنند. کاربرد این مواد، مشخص ‌کنندة نوع ودرجة خلوص لوله‌های مورد نیاز است. کیفیت مهمترین شاخص تولید است.

محققان ایتالیایی با استفاده از فناوری نانو و افزودن نانو ذرات مختلف، امكان تولید كاغذ پلیمری ضد آب، ضد باكتری و مغناطیسی را فراهم كردند. به گزارش سرویس فناوری خبرگزاری دانشجویان ایران (ایسنا)، درحالیكه كتاب های سنتی بسرعت جای خود را به كتاب خوان‌های دیجیتال می دهند و نگرانی از ریختن آب بر روی كتاب نیز دیگر وجود نخواهد داشت، اما با استفاده از فناوری نانو می‌توان كاغذهای ضد آب، ضد باكتری، فلورسنت و مغناطیسی تولید كرد. دكتر «روبرتو چینگولانی» سرپرست تیم تحقیقاتی موسسه تكنولوژی ایتالیا (IIT)‌ تأكید می‌كند: هیچ تغییری در خواص اساسی كاغذ ایجاد نشده و محصول نهایی كه دارای خاصیت ضد آب است، برای پرینت نیز می‌تواند مورد استفاده قرار گیرد. در این روش برای افزایش قابلیت‌های كاغذ می‌توان نانو ذرات مختلفی را به پایه پلیمری اضافه كرد، بطور مثال برای مغناطیسی كردن كاغذ باید نانو ذرات اكسید آهن اضافه شود و افزودن نانو ذرات نقره باعث خاصیت ضد باكتری كاغذ می‌شود. تزریق یا اسپری كردن سطحی از نانو ذرات مختلف به كاغذ یا هر الیاف دیگر باعث ایجاد خواصی مانند ضد آب و فلورسنت بودن خواهد شد.

[TABLE=class: text] [TR] [TD]علوم و فناوري نانو در دهه 1980 ميلادي توسط فيزيكدان آمريكايي "ريچارد فاينمن" تشريح شد. در اين فناوري خواص فيزيكي مواد نانوابعاد در حوزه‌اي بين اثرات کوانتومي و خواص توده قرار مي‌گيرد. علوم نانو محصول مطالعات دانشمندان در رشته‌هاي مختلف بوده است كه با راه‌حل‌ها و روش‌هاي گوناگون و خلاقانه به صورت علوم بين رشته‌اي درآمده است . محققان و سياستگذاران سراسر جهان انتظار دارند كه علوم نانو موجب تغييرات وسيعي در نحوه زندگي شود. در اين نوشتار، ضمن بررسي فرايند كراكينگ / شكست كاتاليستي، انواع كاتاليست‌هاي مورد استفاده در اين فرايند و تاثير فناوري نانو بر آنها كه منجر به ايجاد نسل جديدي از كاتاليست‌ها با نام "نانوكاتاليست‌ها" شده، بررسي گرديده است. مقدمه پالايش نفت با تقطير جزء به ‌جزء نفت‌خام به گروه‌هاي هيدروكربني شروع شده و خواص محصولات مستقيماً متناسب با نحوه انجام فرآيند تبديل نفت مي‌باشد. فرآيندها و عمليات پالايش نفت به پنج بخش اصلي تقسيم مي‌شود : الف) تفكيك (تقطير) ب) فرآيندهاي تبديلي كه اندازه و ساختار ملكولي هيدروكربن‌ها را تغيير مي‌دهند اين فرآيندها شامل: ب-1) تجزيه (تقسيم) ب-2) همسان‌سازي(تركيب) ب-3) جايگزيني(نوآرائي) مي‌باشند. ج) فرآيندهاي عمل‌آوري د) تنظيم و اختلاط فرايند تجزيه كه از زير شاخه‌هاي فرايندهاي تبديلي محسوب مي‌شود، شامل هيدروكراكينگ، شكست كاتاليستي و شكست گرمايي مي‌شود. پليمريزاسيون پليمريزاسيون در صنايع پتروشيمي، فرآيند تبديل گازهاي اولفين سبك، شامل اتيلن، پروپيلن و بوتيلن به هيدروكربن‌هاي با وزن مولكولي بيشتر و عدد اكتان بالاتر مي‌باشد كه به‌عنوان مخلوطهاي سوختي مرغوب استفاده مي‌شود. درطي اين فرآيند 2 يا بيشتر مولكول‌هاي اولفين يكسان، تشكيل يك مولكول با عناصر يكسان و خواص يكسان به‌عنوان مولكول‌هاي جديد مي‌دهند. پليمريزاسيون مي‌تواند بطور گرمايي يا در حضور كاتاليست دردماي پايين‌تر اتفاق بيفتد.[/TD] [/TR] [TR] [TD] [/TD] [/TR] [TR] [TD] شكل 1 ) نمايه فرايند پليمريزاسيون [/TD] [/TR] [TR] [TD]ايزومريزاسيون در ايزومريزاسيون بوتان نرمال، پنتان نرمال و هگزان نرمال، به ايزوپارافين‌هاي مربوطه با عدد اكتان بالاتر تبديل مي‌شود. پارافين‌هاي با زنجيره مستقيم، به زنجيره‌هاي شاخه‌دار با همان تعداد اتم ولي با ساختار هندسي متفاوت تبديل مي‌شوند. محصولات ايزو بوتان اين واحد، خوراك واحد آلكيلاسيون بوده و ايزوپنتان و ايزوهگزان براي مخلوط گازوئيل بكار مي‌رود. کاربردهاي فناوري نانو در پليمريزاسيون و ايزومريزاسيون پليمريزاسيون به‌علت اينكه پليمر شدن در اين‌جا به معني واقعي كلمه اتفاق نمي‌افتد بلكه واكنش تا تشكيل دي‌مر‌ها و تري‌مرها خاتمه مي‌يابد لذا بايد طراحي فضاي واكنش به گونه‌اي صورت گيرد كه با تشكيل دي‌مرها واكنش ادامه نيابد لذا مي‌توان از مواد نانومتخلخلي استفاده كرد كه ابعاد كانال‌هاي آن براي تحقق اين امر مناسب باشند.اين مواد نانوتخلخل را مي‌توان نانوراكتور ناميد. در اين زمينه به کار "سانو" و "اومي" اشاره کرد که از سيليكا مزوپروس به عنوان نانو راكتور براي پليمريزاسيون اولفين‌ها استفاده کرده‌اند.[1][/TD] [/TR] [TR] [TD]در اين روش ماده متخلخل MCM-41 حاوي فلز توسط روش Post – Synthesis با تركيبات ارگانومتاليك يا آلكوكسيد آماده شد و به عنوان نانوراكتور براي فرآيند پليمريزاسيون اولفين بكار رفت. در حقيقت MCM-41 حاوي فلز به عنوان كوكاتاليست غيرهمگن به‌ كار مي‌رود. [1] ايزومريزاسيون به دليل اينكه كانال‌هاي مواد متخلخل مكان مناسبي براي انجام واكنش‌هاي شيميايي مي‌باشد مي‌توان از نانومواد متخلخل براي اين منظور استفاده كرد. اين كار در واكنش مشابه پتروشيمي مورد بررسي قرار گرفته است. به عنوان مثال بائر و همكاران زئوليت‌هاي نانوساختار HZSM – 5 را در ايزومريزاسيون زايلن بررسي كرده‌اند.[2] هيدروژن در جداكننده‌هاي با فشار عملياتي بالا (Separator)، جدا شده و كلريد هيدروژن در ستون جداساز (Stripper) حذف مي‌شود. حاصل آن که مخلوط بوتان بدست آمده مي باشد وارد تفكيك‌كننده (Fractionator) شده، در آن بوتان از ايزوبوتان جدا مي‌شود.در كليه موارد بالا مي‌توان از نانومواد متخلخل كربني براي جداسازي گازها استفاده كرد. در فرايند ايزومريزاسيون مي‌توان به كاربردن متنوعي از مواد نانوساختار اشاره كرد همچنان كه در طي تحقيقاتي براي پيدا كردن نانومواد مناسب براي فرايند ايزومريزاسيون آنتونلي و همكاران از ميکروقفس هاي توخالي زيرکونيا با استفاده از پايه هاي مالسيلي کروي استفاده كرده‌اند.[3‍‍] [/TD] [/TR] [TR] [TD] مراجع : 1Tsuneji Sano and Yasunori Oumi 2Catalysis Surveys from Asia Volume 8, Number 4 December 2004 295 - 304 Authors : Shim H.; Phillips J.1; Fonseca I.M.; Carabinerio S. Source : Applied Catalysis A: General, November 2002, vol. 237, no. 1, pp. 41-51(11) : 3Antonelli D.M , Micro Porous & mesoporous Mat.vol 28 [/TD] [/TR] [TR] [TD] 1Tsuneji Sano and Yasunori Oum 2Bauer , Frank et.al 3Antonelli D.M [/TD] [/TR] [/TABLE]

استخراج نانولیفچه و میکرولیفچه از فیلم‌های آمیخته نایلون۶- پلی‌پروپیلن پیوندی با مالئیک انیدرید- پلی‌پروپیلن مؤلف/مؤلفان: محمد حقیقت کیش, ; احسان باغبان کوچک, ; الهام فلاحی, ;

مقدمه با پيشرفت علم و تکنولوژي در جهان، مرتباّ بر تعداد واژه‌هاي تخصصي افزوده مي‌شود. در اين ميان، گسترش علوم و تکنولوژي نانو و تعامل آن با بيوتکنولوژي، منجر به توليد و کاربرد واژه‌هايي چون بيونانوتکنولوژي و نانوبيوتکنولوژي در گفته‌ها و نوشته‌هاي محققان مختلف در سطح جهان شده است. آشنايي محققان و سياستگذاران علمي کشور با اين واژه‌ها، مي‌تواند آنها را در مطالعات و تصميم‌گيري‌ها ياري کند. در اين مطلب، سعي شده است با استفاده از منابع اينترنتي، مقالات و کتب موجود و همچنين استفاده از نظرات برخي متخصصين امر، تعاريف ساده‌اي از دو واژة بيونانوتکنولوژي و نانوبيوتکنولوژي ارايه شود. مفهوم و زمينة کاربرد بيونانوتکنولوژي تلفيق بيوتکنولوژي با فناوري نوظهور نانوتکنولوژي، مباحث جديدي را بين محققان، هم در سطح دانشگاهي و هم در حوزه صنعت به ‌وجود آورده است. نتيجة اين تلفيق، ظهور " بيونانوتکنولوژي " به‌عنوان يک زمينة تحقيقاتي بين‌رشته‌اي است که به ‌سرعت در حال رشد و توسعه است و با مقوله علم و مهندسي در سطح مولکول ارتباط دارد. برخي از صاحب ‌نظران، بيونانوتکنولوژي را به‌عنوان زيرمجموعه‌اي از نانوتکنولوژي، به اين صورت تعريف کرده‌اند: " مطالعه و ايجاد ارتباط بين بيولوژي مولکولي ساختاري و نانوتکنولوژي مولکولي ". برخي ديگر، آن ‌را به‌عنوان زير مجموعه‌اي از بيوتکنولوژي بدين شکل تعريف کرده‌اند: " به‌کارگيري پتانسيل بالقوة بيولوژي در ساخت و سازماندهي ساختارهاي پيچيده با استفاده از مواد ساده و با دقت در حد اتم ". در اين زمينه، تنها تفاوتي که بين بيونانوتکنولوژي و بيوتکنولوژي وجود دارد اين است که طراحي و ساخت در مقياس نانو جزء لاينفک پروژه‌هاي بيونانوتکنولوژي است در حالي‌که در پروژه‌هاي بيوتکنولوژي، نيازي به فهم و طراحي در حد نانو نيست. چنان‌که ملاحظه مي‌گردد، برخلاف تعريف " بيوتکنولوژي" که به معني فناوري استفاده از موجودات زنده و اجزاي موجودات زنده در راستاي نيازهاي صنايع مختلف است و همچنين برخلاف تعاريف واژه‌هايي چون "بيومتريال" و "بيومکانيک" که معمولا به‌معني استفاده از قابليت‌هاي فناوري‌هاي "مواد" و يا "مکانيک" در کاربردهاي زيستي است، در تعريف بيونانوتکنولوژي، هم کاربرد ابزارهاي بيولوژيکي به‌عنوان سازمان‌دهنده و ماده اوليه جهت ساخت محصولات و مواد نانويي، مورد توجه است و هم کاربرد محصولات توليدي تکنولوژي نانو، جهت مطالعة وقايع درون سلول‌هاي زنده و تشخيص و معالجة بيماري‌ها. آنچه مسلم است ظهور اين زمينة تحقيقاتي، حاصل تغيير عقيدة بسياري از محققان در استفاده از راهکارهاي پايين به بالا ( Bottom-Up approach ) به جاي استفاده از راهکار بالا به پايين ( Top-Down approach ) جهت ساخت وسايل و مواد بسيار ريز است. در راهکارهاي بالا به پايين نانوتکنولوژي، سعي بر اين است که وسايل موجود مرتبا کوچکتر شوند؛ به اين راهکار، نانوتکنولوژي مکانيکي نيز گفته مي‌شود. اما در راهکار پايين به بالا، هدف ايجاد ساختارهاي ريز از طريق اتصال اتم‌ها و مولکول‌ها به‌يکديگر است؛ در اين راهکار از الگوهاي بيولوژيکي بهره ‌گيري مي‌شود. محصولات و زمينه‌هاي فعاليت بيونانوتکنولوژي برخي از محصولات و زمينه‌هاي فعاليت بيونانوتکنولوژي عبارتند از: 1- بيونانوماشين‌ها مهمترين زمينة کاربرد بيونانوتکنولوژي، ساخت بيونانوماشين‌ها (ماشين‌هاي مولکولي با ابعادي در حد نانومتر) است. در يک باکتري هزاران بيونانوماشين مختلف وجود دارد. نمونه آنها، ريبوزوم‌ (دستگاه بسته ‌بندي پروتئين) است که محصولات نانومتري (پروتئين‌ها) را توليد مي‌کند. از خصوصيات خوب بيونانوماشين‌ها (به‌عنوان مثال حسگرهاي نوري يا آنتي‌بادي‌ها)، امکان هيبريدکردن آنها با وسايل سيليکوني با استفاده از فرآيند ميکروليتوگرافي است. به اين ترتيب با ايجاد پيوند بين دنياي نانويي بيونانوماشين و دنياي ماکروي کامپيوتر، امکان حسگري مستقيم و بررسي وقايع نانويي را مي‌توان به‌وجود آورد. نمونه کاربردي اين سيستم، ساخت شبکية مصنوعي با استفاده از پروتئين باکتريورودوپسين است. 2- مواد زيستي ( Biomaterial ) کاربرد ديگر بيونانوتکنولوژي، ساخت مواد زيستي مستحکم و زيست ‌تخريب‌پذير است. از جملة اين مواد مي‌توان به DNA و پروتئين‌ها اشاره نمود. موارد کاربرد اين مواد، به‌خصوص در زمينة پزشکي متعدد است. از ‌جمله موارد کاربرد اين مواد، استفاده از آنها به‌عنوان بلوک‌هاي سازنده نانومدارها و در نهايت ساخت وسايل نانويي ( Nano-Device ) است. همچنين به‌ دليل خصوصيات مناسب اين مواد از آنها در ترميم ضايعات پوستي استفاده مي‌شود. 3- موتورهاي بيومولکولي موتورهاي بيومولکولي، موتورهاي محرکه سلول هستند که معمولا از دو يا چند پروتئين تشکيل شده‌اند و انرژي شيميايي (عموماً به شکل ATP ) را به حرکت (مکانيکي) تبديل مي‌کنند. از جمله اين موتورها، مي‌توان به پروتئين ميوزين (باعث حرکت فيلامنت‌ها مي‌شود)، پروتئين‌هاي درگير در تعمير DNA يا ويرايش RNA (به‌عنوان مثال، آنزيم‌هاي برشي) و ATPase اشاره کرد. از اين موتورها در ساخت نانوروبات‌ها و شبکة هادي‌ها و ترانزيستورهاي مولکولي (قابل استفاده در مدارهاي الکترونيکي) استفاده مي‌شود. از جمله زمينه‌هاي ديگري که از بيونانوتکنولوژي استفاده مي‌شود، مي‌توان به تکنولوژي دستکاري تک مولکول ( Single Molecule )، تکنولوژي Biochip و Drug Delivery ( ساخت نانوکپسول و نانوحفره)، تکنولوژي Microfluidics (به‌عنوان مثال، ساخت lab on a chip )، BioNEMS (ساخت پمپ‌ها، حسگرها و اهرم‌هاي نانويي)، Nucleic Acid Bioengineering (ساخت نانوسيم DNA و يا کاربرد در همسانه‌ سازي و ترانسفرميشن)، Nanobioprocessing (خودساماندهي، دستکاري سلولي و توليد فرآورده‌هاي زيستي)، حسگرهاي زيستي (ارزيابي ايمني غذا و محيط ‌زيست) و Bioselective surface (مورد استفاده در تکنولوژي‌هاي جداسازي زيستي)، اشاره نمود. نانوبيوتکنولوژي و رابطة آن با بيونانوتکنولوژي اما نانوبيوتکنولوژي نيز واژه ديگري است که در سال‌هاي اخير، محققان و صاحب‌نظران در کتب، مقالات و کنفرانس‌ها به‌ کار مي‌برند. طبق تعريف برخي از اين محققان، نانوبيوتکنولوژي، زيرمجموعه‌اي از نانوتکنولوژي است که در آن از ابزارها و فرآيندهاي نانويي و ميکروني براي ساخت و تهيه محصولاتي استفاده مي‌شود که در مطالعه سيستم‌هاي زنده استفاده مي‌شوند . برخي ديگر از محققان، نانوبيوتکنولوژي را زمينه‌اي از نانوتکنولوژي مي‌دانند که در آن از سيستم‌هاي بيولوژيکي موجود، همچون سلول، اجزاي سلولي، اسيدهاي نوکلئيک و پروتئين‌ها براي ايجاد ساختارهاي نانويي تلفيقي (مرکب از مواد آلي و معدني) استفاده مي‌شود. اگر به مفهوم و هدف دو زيرشاخة نانوتکنولوژي يعني بيونانوتکنولوژي و نانوبيوتکنولوژي نگاه شود، مي‌توان فهميد که اهداف هر دو شاخه (يعني توليد محصولاتي که جهت مطالعة سيستم‌هاي زنده به ‌کار مي‌روند) و همچنين فرآيندها و مقياس فعاليت هر دو شاخه (يعني مقياس‌هاي در سطح نانو)، تقريبا يکسان است. بنابراين مي‌توان اين دو شاخه را به ‌صورت کلي با نام نانوبيوتکنولوژي ناميد. منتهي زماني که به‌طور صرف، از الگوها و مواد زيستي جهت ساخت وسايل در ابعاد نانو استفاده مي‌شود، بهتر است پيشوند "بيو" مقدم بر پيشوند "نانو" بيايد. در اين حالت، کاربرد واژه بيونانوتکنولوژي تخصصي‌تر از واژه نانوبيوتکنولوژي خواهد بود. مي‌توان بيونانوتکنولوژي را شکلي خاص از نانوبيوتکنولوژي دانست که مبناي آن، استفاده از موادزيستي (براي مثال پروتئين‌ها يا DNA ) جهت ساخت وسايل نانويي است؛ اما در هنگام استعمال واژة نانوبيوتکنولوژي، استفاده از ابزارهاي نانويي در کاربردهاي بيولوژيک نيز مورد نظر خواهد بود. بار ديگر تأکيد مي‌شود که کاربرد هر کدام از اين دو واژه، تا حد زيادي سليقه‌اي است و به زمينة تخصصي محققان مختلف، بستگي دارد نتيجه‌گيري و چشم‌انداز از مجموع مباحث فوق نتيجه گرفته شد که " بيونانوتکنولوژي " يک حوزة نوين ناشي از تلفيق علوم زيستي و مهندسي در حوزة نانو است که افق‌هاي جديدي را در زمينة ساخت و توسعة سيستم‌هاي تلفيقي به‌وجود آورده و محققان را اميدوار کرده‌است که بتوانند از اين تلفيق، در ساخت نانوساختارهايي استفاده کنند که در آنها از مولکول‌هاي بيولوژيکي به‌عنوان اجزاي سيستم مورد نظر استفاده شود؛ به‌عنوان مثال، از استراتژي‌ طراحي بيولوژيک (مثلاٌ، حالت زيپ ‌مانند مولکول دورشته‌اي DNA ) بتوانند در ساخت چارچوب‌هاي جداشدني و الگويي براي چينش ( Assembly ) پايين به بالاي (فرآيندي که طي آن، سازماندهي مولکولي، بدون دخالت نيروي خارجي صورت مي‌گيرد) مواد معمول‌تر، استفاده کنند. اين توانمندي نه ‌تنها در حل مسائل مهمي در علوم زيستي چون کاوش و شناسايي دقيق ساختار موجودات زنده کاربرد خواهد داشت، بلکه مي‌تواند محققان را در رفع چالش‌هاي عمده مهندسي همچون نياز به تکنيک‌هاي نوين جهت سنتز مواد و دستکاري آنها ياري دهد و به اين ترتيب دنياي نانو را به دنياي ماکرو وصل کند. به‌عبارت ديگر اين شاخة مهم علمي (يعني بيونانوتکنولوژي)، به زودي قابليت کاربرد در حوزه‌هاي مختلف غيرزيستي و حوزه‌هاي کاربردي ماکرو را خواهد داشت؛ کاربردهايي که هرچند در حوزه زيستي نيستند ولي الهام گرفته از فرآيندهاي زيستي ( Bio-inspired ) هستند. » منبع: شبكه تحليگران تكنولوژي ايران