ده کاربرد شگفت انگیز فناوری نانو (بخش دوم)

کلیک - در ادامه بخش اول قصد داریم ۵ مورد دیگر از کاربردهای دیگر این فناوری بپردازیم که شامل انتقال دارو به سلول های بدن، برقراری ارتباط بین مولکول ها، ساخت حافظه های ذخیره سازی، هنر نانو و ساخت کوچکترین اشیا بپردازیم.

انتقال دارو به سلول های بدن

درمان بیماری های خاص همانند سرطان هم پر هزینه است و هم در برخی از موارد بسیار دیر انجام می شود و اثر چندانی نخواهد داشت. خوشبختانه چندین کشور در سراسر دنیا در حال انجام تحقیقاتی برای دستیابی به روش های درمانی کارآمد و کم هزینه برای مقابله با بیماری های خاص هستند. در میان این شرکت ها، شرکتی به نام Immusoft قصد دارد روش انتقال دارو به بدن را کاملا متحول کند.

مسئولان این شرکت معتقدند می توان به جای صرف میلیون ها دلار برای ساخت داروهای مختلف و ارائه خدمات درمانی، ساختار بدن بشر را به گونه ای تغییر داد که خود بدن داروی مورد نیاز خود را بسازد. آن ها توضیح دادند که سلول های بدن بیمار با کمک سیستم ایمنی بدن می توانند به گونه ای تغییر داده شوند که اطلاعات ژنتیکی لازم را دریافت کنند و سپس بر اساس این اطلاعات داروی مورد نیاز خود را تهیه کنند. اطلاعات ژنتیکی مورد نیاز سلول ها می تواند از طریق تزریق کپسول هایی با اندازه نانو به بدن، در اختیار سلول ها قرار گیرد.

این روش درمانی جدید هنوز بر روی انسان آزمایش نشده است؛ اما طبق گزارش شرکت Immusoft و سایر شرکت ها، آزمایش این روش جدید بر روی موش ها با نتایج موفقیت آمیزی همراه بوده است. در صورتی که کارآمد بودن این روش برای انسان نیز ثابت شود، هزینه های دارویی و درمانی بیماری های قلبی عروقی و سایر بیماری های صعب العلاج، به میزان قابل توجهی کاهش پیدا می کند.

ارتباط بین مولکول ها

امواج الکترومغناطیسی که برقراری ارتباطات مخابراتی در سراسر جهان بدون وجود آن ها غیر ممکن است، در برخی از شرایط غیر قابل استفاده می شوند. یک پالس الکترومغناطیسی که برای رندر کردن ماهواره های مخابراتی و تمام فناوری های مرتبط با آن ها به کار می رود، در برخی از شرایط کاملا غیر قابل استفاده می شود. ما در فیلم های آخرالزمانی به وفور شاهد چنین صحنه هایی هستیم؛ اما خوشبختانه چندین سال است که دانشمندان انگلیسی و کانادایی برای مقابله با این مشکل راه حل هایی را مطرح کرده اند و بالاخره محققان توانسته اند به راه حلی غیر قابل انتظار برای حل این مشکل دست پیدا کنند.

دانشمندان نحوه استفاده برخی از گونه های جانوری، مخصوصا حشرات از فرومون ها (یک ماده شیمیایی برای انتقال پیام در بین اعضای گروه خاصی از جانوران است که قادر است گیرندگان پیام را تحریک کنند و رفتار آن ها را تحت تاثیر قرار دهد) برای برقراری ارتباط در مسیرهای دور را مورد بررسی قرار دادند. آن ها پس از جمع آوری اطلاعات توانستند یک روش ارتباطی پیچیده را ایجاد کنند که در آن پیام ها در مولکول های الکل بخار شده، کدگذاری شدند و به این صورت انتقال داده شدند. آن ها کارآمد بودن این روش ارتباطی را ثابت کردند و توانستند به وسیله ایزوپروپیل الکل به عنوان یک ماده شیمیایی برای انتقال امواج، پیام خود را که "O Canada" بود، در فضایی باز انتقال دهند.

در این روش یک فرستنده جهت کدگذاری و ارسال پیام ها و یک گیرنده جهت رمزگشایی و نمایش پیام ها مورد استفاده قرار گرفت. محققان با استفاده از Arduino که یک میکرو کنترلر متن باز مجهز به یک صفحه نمایش LCD و چندین دکمه است، متن خود را در فرستنده وارد می کنند (با زدن دکمه ها). سپس این کنترلر پیام ها را به توالی صفر و یک تبدیل می کند که توسط یک اسپری کننده برقی حاوی الکل خوانده می شود و آن را به فرمانی برای اسپری کردن یا نکردن تبدیل می کند. در این فرمان عدد یک به معنای اسپری کردن و عدد صفر به معنای اسپری نکردن است. سپس دستگاه گیرنده ای که از یک حسگر تشخیص دهنده مواد شیمیایی و یک میکرو کنترلرو تشکیل شده است، الکل پراکنده شده در هوا را تشخیص می دهد. هنگامی که دستگاه گیرنده پیام را دریافت کرد، آن را رمزگشایی کرده و دوباره به پیام متنی تبدیل می کند و در نمایشگر نمایش می دهد.

محققان موفق شدند با استفاده از این روش، پیام "O Canada" را در فضایی باز و با فاصله زیادی بین فرستنده و گیرنده انتقال دهند. این آزمایش موجب شد کارآمد بودن این روش ثابت شود. دانشمندان امیدوارند بتوانند در محیط های زیر زمینی و خطوط لوله که امواج الکترومغناطیسی در آن ها غیر قابل استفاده می شوند، از این روش برای انتقال پیام استفاده کنند.

ساخت حافظه های ذخیره سازی اطلاعات

در طول چند دهه اخیر توانایی کامپیوترها در ذخیره سازی اطلاعات و همچنین پردازش اطلاعات پیشرفت قابل توجهی داشته است. فردی به نام گوردون مور، در حدود ۵۰ سال پیش بینی کرد که تعداد ترانزیستورهای روی تراشه با مساحت ثابت، هر دو سال یک بار دو برابر می شوند و این پیش بینی در حال حاضر با نام قانون مور شناخته می شود. البته برخی از دانشمندان معتقدند که قانون مور در مورد آینده صنعت کامپیوتر سازی صدق نمی کند؛ زیرا با توجه به محدودیت های فناوری های ساخت تراشه که در حال حاضر مورد استفاده قرار می گیرند، در آینده افزایش تعداد ترانزیستورها بر روی تراشه ها با چنین روندی غیر ممکن خواهد بود؛ اما با این حال تلاش هایی در زمینه افزایش چشمگیر قدرت پردازنده ها و همچنین افزایش ظرفیت ذخیره سازی اطلاعات صورت گرفته است. عده ای از محققان استرالیایی در حال ایجاد روشی برای ذخیره سازی اطلاعات هستند که در آن از روش مغز انسان برای ذخیره سازی اطلاعات تقلید شده است. این دانشمندان نخستین گام خود را در این زمینه برداشته اند و یک لایه در مقیاس نانو ساخته اند که ساختار شیمیایی آن باعث شده است بتواند جریان الکتریسیته را در دو وضعیت خاموش و روشن در خود حفظ کند. ممکن است روزی برسد که این نانو لایه که ضخامت آن ۱۰۰۰۰ برابر نازک تر از یک تار موی انسان است، در ساخت حافظه های ذخیره سازی به کار گرفته شود و با این کار شبکه های عصبی انسان به نوعی بازآفرینی می شوند.

هنر نانو

همان طور که گفتیم بدون تردید فناوری نانو در آینده پیشرفت زیادی خواهد کرد و دانشمندان وعده های داده شده برای پیشرفت این فناوری در آینده را تحسین کرده اند. فناوری نانو نه تنها می تواند در عرضه های پزشکی، زیست شناسی و مهندسی به کار گرفته شود، بلکه می توان در عرصه هنر نیز از آن بهره مند شد. این فناوری این امکان را برای افراد فراهم می کند که یک دنیای فوق العاده کوچک را در زیر میکروسکوپ از یک منظر کاملا متفاوت مشاهده کنند.

هنر نانو همانطور که از نام آن پیدا است، ترکیبی از هنر و فناوری نانو است و چنین اثر هنری با مشارکت تعدادی از دانشمندان فناوری نانو و هنرمندان صورت می گیرد. دانشمندی به نام جان هارت از دانشگاه میشیگان، پرتره ای از چهره اوباما در مقیاس نانو ساخت و به او هدیه داد. اندازه هر طرف این پرتره که نانوباما نام دارد؛ کمتر از یک میلی متر (۵۰۰ میکرومتر) است که در حدود اندازه یک نقطه در یک متن چاپ شده با فونت متوسط است. کل این پرتره با استفاده از ۱۵۰ نانو لوله کربن ساخته شده است. جان هارت برای ساخت این پرتره ابتدا چهره اوباما را با کامپیوتر ترسیم کرد و پس آن را بر روی یک تکه شیشه که با ذرات مورد نیاز برای رشد نانو لوله های کربن پوشانیده شده بود، چاپ کرد و سپس شیشه را در کوره ای با حرارت بسیار بالا قرار داد.

شکستن رکورد برای ساخت کوچکترین اشیا

انسان همیشه به دنبال این است که بلندترین، محکم ترین و سریع ترین اشیا را بسازد؛ اما وقتی صحبت از ساخت کوچک ترین اشیا می شود، تنها می توان از فناوری نانو کمک گرفت. از میان کوچکترین چیزهایی که تاکنون با استفاده از فناوری نانو ساخته شده است، می توان از کتاب Teeny Ted From Turnip نام برد، که در حال حاضر کوچک ترین کتاب چاپ شده در جهان است. این کتاب در یک آزمایشگاه تصویربرداری نانو در ونکوور کانادا تهیه شده است. اندازه این کتاب تنها ۷۰ میکرومتر در ۱۰۰ میکرومتر است و حروف آن بر روی ۳۰ صفحه سیلیکونی بلورین حک شده است. تاکنون بیش از ۱۰۰ نسخه از این کتاب چاپ شده است و قیمت تنها یک جلد آن ۱۵۰۰۰ دلار است که قیمت واقعا زیادی برای یک کتاب است. شما برای خواندن این کتاب به یک میکروسکوپ الکترون نیز نیاز دارید که این میکروسکوپ هم وسیله گران قیمتی است.

کتاب Teeny Ted From Turnip