هفدهمین کنفرانس مهندسی پزشکی ایران

دانشگاه علوم پزشكي اصفهان افتخار دارد، هفدهمین دوره كنفرانس مهندسي پزشكي ايران را در راستاي تقويت پل ارتباطي بين محققين، صنعتگران و متخصصين مراكز درماني و هماهنگي و همفكري در زمينه هاي تحقيقات در علوم وابسته به مهندسي پزشكي و همچنین تبادل نظر علمي پژوهشگران حوزه هاي مختلف مهندسي پزشكي در سطح دانشگاهها و مؤسسات آموزشي-پژوهشي كشور را در تاریخ های 12 و 13 آبان ماه 89 برگزار نمايد.

 مهلت ارسال مقالات : 30 تیرماه 1389

توجه: مقالات این کنفرانس در IEEE ایندکس خواهد شد.

وب سایت کنفرانس

مقدمه ای بر الگوریتم آشوب یا Chaos

طی 20 سال گذشته، در حوزه ریاضیات و فیزیک مدرن، روش علمی و تئوری جدید و بسیار جالبی به نام "آشوب" پا به عرصه ظهور گذاشته است. تئوری آشوب، سیستمهای دینامیکی بسیار پیچیده ای مانند اتمسفر زمین، جمعیت حیوانات، جریان مایعات، تپش قلب انسان، فرآیندهای زمین شناسی و ... را مورد بررسی قرار می دهد. انگاره اصلی و کلیدی تئوری آشوب این است که در هر بی نظمی ، نظمی نهفته است. به این معنا که نباید نظم را تنها در یک مقیاس جستجو کرد؛ پدیده ای که در مقیاس محلی، کاملا تصادفی و غیرقابل پیش بینی به نظر می رسد چه بسا در مقیاس بزرگتر، کاملا پایا (Stationary) و قابل پیش بینی باشد.
نقاط تشابهی بین تئوری آشوب و علم آمار و احتمالات وجود دارد. آمار نیز به دنبال کشف نظم در بی نظمی است. نتیجه پرتاب یک سکه در هر بار ،تصادفی و نامعلوم است، زیرا دامنه محلی دارد. اما پیامدهای مورد انتظار این پدیده ، هنگامی که به تعداد زیادی تکرار شود، پایا و قابل پیش بینی است...

ادامه نوشته

مقدمه ای بر الگوریتم ژنتیک

این الگوریتم برای یافتن راه حل های تقریبی برای بهینه سازی و مسائل جستجو بکار میرود و همچنین از نظریه تکامل در علم ژنتیک الهام می گیرد.
در واقع الگوریتم‌های ژنتیک از اصول انتخاب طبیعی داروین برای یافتن فرمول بهینه جهت پیش‌بینی یا تطبیق الگو استفاده می‌کنند.الگوریتم‌های ژنتیک اغلب گزینه خوبی برای تکنیک‌های پیش‌بینی بر مبنای رگرسیون هستند. مختصراً گفته می شود که الگوریتم ژنتیک (یا GA) یک تکنیک برنامه‌نویسی است که از تکامل ژنتیکی به عنوان یک الگوی حل مسئله استفاده می‌کند.مسئله‌ای که باید حل شود ورودی است و راه‌حلها طبق یک الگو کد گذاری می شوند که تابع fitness نام دارد هر راه حل کاندید را ارزیابی می‌کند که اکثر آنها به صورت تصادفی انتخاب می‌شوند...

ادامه نوشته

مقدمه ای بر الگوریتم بهینه سازی کولونی مورچه ها یا Ant colony

الگوریتم کلونی مورچه برای اولین بار توسط دوریگو(Dorigo)وهمکارانش به عنوان یک راه حل چند عامله (Multi Agent)برای مسائل مشکل بهینه سازی مثل فروشنده دوره گرد(TSP)ارائه شد.
عامل هوشمند(Intelligent Agent )موجودی است که از طریق حسگر ها قادر به درک پیرامون خود بوده واز طریق تأثیر گذارنده ها می تواند روی محیط تأثیر بگذارد.
الگوریتم کلونی مورچه الهام گرفته شده از مطالعات ومشاهدات روی کلونی مورچه هاست.این مطالعات نشان داده که مورچه ها حشراتی اجتماعی هستند که در کلونی ها زندگی می کنندورفتار آن ها بیشتر در جهت بقاءکلونی استتا در جهت بقاءیک جزءاز آن.یکی از مهمترین و جالبترین رفتار مورچه ها ،رفتار آن ها برای یافتن غذا است وبویژه چگونگی پیداکردن کوتاهترین مسیر میان منابع غذایی وآشیانه .این نوع رفتار مورچه ها نوعی هوشمند توده ای است که اخیراًمورد توجه دانشمندان قرار گرفته است...

ادامه نوشته

مقدمه ای بر الگوریتم پرندگان یا Particle swarm Optimization یا PSO

الگوریتم PSO یك الگوریتم جستجوی اجتماعی است كه از روی رفتار اجتماعی دسته‌های پرندگان مدل شده است. در ابتدا این الگوریتم به منظور كشف الگوهای حاكم بر پرواز همزمان پرندگان و تغییر ناگهانی مسیر آنها و تغییر شكل بهینه‌ی دسته به كار گرفته شد. در PSO، particleها در فضای جستجو جاری می‌شوند. تغییر مكان particleها در فضای جستجو تحت تأثیر تجربه و دانش خودشان و همسایگانشان است. بنابراین موقعیت دیگر particleهای Swarm روی چگونگی جستجوی یك particle اثر می‌گذارد. نتیجه‌ی مدل‌سازی این رفتار اجتماعی فرایند جستجویی است كه particleها به سمت نواحی موفق میل می‌كنند. Particleها در Swarm از یكدیگر می‌آموزند و بر مبنای دانش بدست آمده به سمت بهترین همسایگان خود می‌روند. 
اساس كار PSO بر این اصل استوار است كه در هر لحظه هر particle مكان خود را در فضای جستجو با توجه به بهترین مكانی كه تاكنون در آن قرار گرفته است و بهترین مكانی كه در كل همسایگی‌اش وجود دارد، تنظیم می‌كند...

ادامه نوشته

نانومدار الکترونیک با هدف کمک به کشف زمان خلقت

این مدار بسیار کوچک به دست فیزیکدانان دانشگاه روتگرز، مرکزJPL سازمان فضایی آمریکا (ناسا) در کالیفرنیا و فیزیکدانان دانشگاه ایالتی نیویورک در بوفالو ابداع شده است.
ضخامت نانومدار ابداعی 100 برابر کمتر از ضخامت یک تار موی انسان بوده و نسبت به آثار بسیار ضعیف نور در طیف مادون قرمز دور دست (بلندترین طول موجهای مادون قرمز) حساس است، این نور فراتر از رنگهایی است که انسان قادر است با چشم عادی ببیند.
مایکل گرشن سان، ‌استاد فیزیک در روتگرز و یکی از پژوهشگران اصلی این تحقیق می‌گوید: در کائناتی که همچنان در حال بسیط شدن است، ابتدایی ترین ستاره‌ها با سرعتی نزدیک به سرعت نور در حال فاصله گرفتن از ما هستند در نتیجه نور آنها وقتی به ما می‌رسد به شدت به رنگ قرمز تغییر می‌کند و مادون قرمز به نظر می‌رسد.
وی می‌افزاید: این نور نامرئی 98 درصد از نور منتشر شده را از زمان وقوع «انفجار بزرگ» تشکیل می‌دهد و ممکن است اطلاعات و بینش‌هایی را درباره ابتدایی ترین مراحل شکل‌گیری ستاره‌ها و کهکشان مربوط به تقریبا 14 میلیارد سال پیش ارائه کند. از آنجا که اتمسفر زمین به شدت نور فرامادون قرمز را جذب می‌کند؛ لذا، تلسکوپ‌های رادیویی زمینی نمی‌توانند نور بسیار ضعیف را که از این ستاره‌ها منشاء می‌گیرد تشخیص دهند؛ بنابراین، دانشمندان در پی ساخت نسل جدیدی از تلسکوپ‌های فضایی هستند که بتواند این نور را جمع‌آوری کند و نانومدار جدید در همین راستا طراحی شده است.

منبع: امواج برتر

اتصال نانوذرات با زینترینگ الکتریکی

در روشی که توسط دانشمندان فنلاندی توسعه یافته‌است، روش زینترینگ با ولتاژ AC کار می‌کند و نیازی به اتصال فیزیکی با جوهر نیست و می‌توان رایت مستقیم و تک مرحله‌ای انجام داد. مارک آلن از مرکز تحقیقاتی فنی VTT فنلاند می‌گوید: مزایای کلیدی زینترینگ الکتریکی این است که تولید گرما فقط در لایه نانوذرات اتفاق می‌افتد.

 

او همچنین اضافه کرد: این امر می‌تواند مسیر را برای استفاده از زیرلایه‌هایی با تلورانس گرمایی پایین ایجاد کند و گازهای ناخواسته متصاعد شده‌از زیر لایه را کاهش دهد.

 

آلن و همکارانش با استفاده یک نانوجوهر Silverjet DGP-30LT-15C و یک پرینتر مواد Dimatix یک سری از الگوهای آزمایشی را روی کاغذهای نوری Siena ‌٢٥٠G پرینت کردند (زیر لایه‌ای با محدودیت گرمایی تنها در حد ‌١٢٠ درجه سانتی گراد).

 

محققان برای آغاز فرایند زینترینگ یک ولتاژ DC را در طول آرایه‌ای از نانوذرات نقره اعمال کردند.

 

 

 

مقاومت نمونه‌ها با بیش از چهار مرتبه کاهش از ‌١٥٠ کیلو اهم به ‌٣/٤ اهم رسید. نگاهی دقیق‌تر به انتقال نشان می‌دهد که اکثر انتقال‌ها در کمتر از ‌٢ میکرو ثانیه رخ می‌دهند.

این گروه یافتند که علاوه‌بر نانوجوهر بر پایه نقره، این روش برای اکسید قلع ایندیوم نیز مناسب است، این ماده به‌عنوان الکترودهای شفاف در نمایشگرها به طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرد.
از ستاد ویژه توسعه فن‌آوری نانو، روش الکتریکی این محققان نیز با استفاده از یک سیلندر زینترینگ با الکترودهای الگو یافته در یک محیط لوله‌ای نیز قابل استفاده‌است. محققان نتیجه کار خود را در Nanotechnology ارائه کرده‌اند.

ذخيره اطلاعات دو ميليون كتاب در فضايي كمتر از يك تمبر پست

Nanospin عنوان پروژه‌اي است كه با هدف استفاده از نانوذرات براي ذخيره اطلاعات، به صورت مشترك ميان شركايي بين‌المللي از كشورهاي اروپايي اجرا خواهد شد....اين شركاء دانشگاه Leicester انگلستان، مركز ملي تحقيقات علمي يونان،‌ دانشگاه Sumy اوكراين، انجمن ملي ايتاليا (CNR-ISM)، دانشگاه بارسلوناي اسپانيا و NT-MDZ در روسيه مي‌باشند.
در اين پروژه كمپلكس‌هاي نانوذره‌يي فلزي توليد مي‌شوند. اين نانوذرات داراي هسته فلزي و يك يا چند لايه از فلزات فرومغناطيس يا آنتي‌فرومغناطيس، جهت كنترل خواص مغناطيسي فلز مي‌باشند. اين كمپلكس به نام نانوآنيون معروف است و كاربردهاي وسيعي در پزشكي، حافظه‌هاي مغناطيسي و ادوات كوانتومي دارد.
اين خوشه‌هاي چندلايه با تراكم فلز در قطرات هليوم مايع به دست مي‌آيند. اين قطرات با انبساط مايع هليوم درون خلاء حاصل مي‌شوند و با عبور از درون يك محفظه مطابق شكل، بخارات فلزي معلق درون محفظه را جذب و تشكيل خوشه مي‌دهند. ذرات درون مايع به هم ديگر رسيده،‌ سرد شده و منعقد مي‌شوند، كه اين فرآيند كمتر از چندميكروثانيه به طول مي‌انجامد.
زمان عبور هر قطره از هر سل چند ميلي‌ثانيه است و با توجه به اين كه زمان انعقاد چند ميكروثانيه است، قبل از خروج قطره از هر سل و ورود به سل بعدي يك لايه از جنس همان فلز موجود در سل اول روي قطره منعقد مي‌شود. با اين روش مي‌توان چند لايه مختلف را جداگانه روي هم قرار داد و واحدهاي سازنده منفرد را به دلخواه عامل‌دار كرد. به دليل امكان كنترل فوق‌العاده در هنگام توليد اين واحد‌ها و امكان كنترل فرآيند عامل‌دار كردن و افزودن لايه‌هاي بعدي به صورت فرومغناطيس و يا آنتي‌فرومغناطيس، مي‌توان نانوخوشه‌هايي با اسپين داخلي طراحي كرد. در نهايت با افزودن يك لايه غيرمغناطيسي مي‌توان نانوخوشه‌هاي عامل‌دار را روي اين ذرات قرار داد.
توانايي كنترل اين فرآيندها تحولي شگرف را در حوزه‌هاي اسپينترونيك و حافظه‌هاي مغناطيسي مانند حافظه‌هاي مغناطيسي با ظرفيت بالا يا كامپيوترهاي كوانتومي ايجاد خواهد كرد؛ به عنوان مثال با ‌استفاده از اين نانوذرات مغناطيسي، قابليت ذخيره بيت‌هاي اطلاعاتي را، با تعيين جهت اسپين مغناطيسي آنها را كنترل كرد.
با عملي شدن اين پروژه‌ مي‌توان اطلاعات دو ميليون كتاب يا يك كتابخانه بزرگ را در فضايي كمتر از اندازه يك تمبر ذخيره كرد

توليد الكتريسيته از شكلات

به تازگي جمعي از مايكروبايولوژيست ها در يكي از دانشگاههاي انگليس يكي از باكتري هاي موجود در شكلات را كه از شكر تغذيه مي كند به وسيله اضافات شكلاتهاي يك كارخانه پرورش دادند و سپس يك باطري هيدروژني را با هيدروژن توليد شده از فعاليت باكتري ها شارژ كرده و ثابت كردند كه مي توان از شكلات انرژي الكتريكي دريافت كرد.
اين تيم تحقيقاتي باكتري اسچريچيا كولي (Escherichia coli) موجود در شكلات را با كارامل رقيق شده تغذيه كردند، باكتري مورد نظر شكر را مصرف و هيدروژن توليد كرد.
سپس محققين هيدروژن حاصل شده از باكتري را براي شارژ يك باطري هيدروژني استفاده كردند و باطري هيدروژني نيز پس از شارژ الكتريسيته كافي براي راه انداختن يك دستگاه خنك كننده كوچك را توليد كرد.
اين كشف تازه راه مصرف فوق العاده اي را براي استفاده از اضافات و زايده هاي كارخانه هاي شكلات سازي ايجاد خواهد كرد.
جالب اينجاست كه كار اين باكتري تنها با يك بار مصرف شكر و توليد هيدروژن تمام نمي شود و مي تواند همچنان درعرصه تامين سوخت هيدروژني فعال باشد. دانشمندان باكتري را در ظرف مخصوصي حاوي هيدروژن و مايع زايد حاصل شده از روند تبديل شكر به هيدروژن قرار مي دهند و دوباره آنزيم توليد كننده هيدروژن را در آنها فعال ميكنند.
محققين براي استفاده مجدد از باكتري ها ، گاز هيدروژن را به الكترون هاي تشكيل دهنده آن تجزيه مي كنند سپس الكترون هاي توليد شده را با الكترون هاي فلز پلاديوم در محلول هيدروژن و مايع زايد حاصله از فعاليت باكتري ها قرار مي دهند تا الكترون ها با هم واكنش شيميايي انجام دهند.
اين واكنش موجب مي شود تا پلاديوم از محلول جدا شده و به باكتري بچسبد و در پي اين عمل باكتري براي استفاده مجدد حفظ مي شود

ابداع نانو لیزرهای جدید

 

پرتو لیزر در مقایسه با یک فلاش معمولی، شدت بیشتری داشته و یک نور تک فام بسیار متمرکز به شمار می‌آید.

 

با تنها چند نقطه کوانتومیلیزر که یکی از با ارزش‌ترین ابزارهای علمی به شمار می‌رود روز به روز کوچکتر و کارآمدتر می‌شود. اخیراً دانشمندان موفق شده‌اند لیزر کوچکی طراحی کنند که ابعاد نانومتری و همچنین افت نوری کم آن می‌تواند آن را به وسیله‌ای پرکاربرد در توسعه آینده مدارهای مجتمع نوری تبدیل کند.
پرتو لیزر در مقایسه با یک فلاش معمولی، شدت بیشتری داشته و یک نور تک فام بسیار متمرکز به شمار می‌آید. همه این خواص ناشی از برهم‌کنش محیط و حفره نوری می‌باشد. برای آنکه یک لیزر بتواند نقطه رنگی کوچک خود را ایجاد کند لازم است تا محیط فعال که پرتو لیزر را تقویت می‌کند، دارای فوتون‌هایی باشد که همگی با یک طول موج و طی فرآیندی به نام "گسیل تحریک شده"، گسیل شوند.

ادامه نوشته

تکرار فناوری نانو ...

فناوری نوین نانوتكنولوژی، تمام دنیا را فرا گرفته است. به بیان دیگر، «نانوتكنولوژی بخشی از آینده نیست بلكه همه آینده است». در این نوشتار بعد از تعریف نانوتكنولوژی و بیان كاربردهای آن دلایل و ضرورت‌های توجه به این فناوری، بیان شده است.
● تعریف نانوتكنولوژی و آشنایی با آن ...

ادامه نوشته

نانو الكترونیك

در سال ۱۹۵۶ گوردون مور بنیان‌گذار اینتل تحلیلی ارایه كرد كه بر طبق آن هر ۱۸ ماه تعداد ترانزیستورهای بكار رفته در ریزپردازهای اینتل دو برابر می شود كه نصف شدن ابعاد گیت ترانزیستورها با شرط ثابت بودن اندازه تراشه سیلیكونی در آن می‌تواند نتیجه این قوانین باشد. این قاعده به قانون مور موسوم شد. این نصف شدن در واقع پیام‌آور ابعاد اقتصادی بود یعنی هر چه گیت كوچكتر می‌شد ترانزیستور می‌توانست سریعتر سوئیچ كند و درنتیجه انرژی كمتری مصرف می‌شد و تعداد بیشتری ترانزیستور در یك تراشه سیلیكون جای می‌گرفت. افزایش تعداد ترانزیستورها و بازدهی آنها، هزینه را كاهش می‌دهد بنابراین مقرون به صرفه‌تر این بود كه هر ترانزیستور تا حد امكان كوچكتر شود، این كوچك‌سازی بالاخره در نقطه‌ای متوقف می‌شد بنابراین برای ادامه رشد صنعت الكترونیك باید به فكر فناوریهای جایگزین بود، فناوری كه مشكلات گذشته را حل كرده و توجیه اقتصادی داشته باشد و اینبار نانو تكنولوژی بود كه توانست به كمك الكترونیك بیاید و فناوری الكترونیك مولكولی یا همان نانو‌الكترونیك بنا نهاده شد.

نانوتكنولوژی و شاخه‌های كاربردی آن در علوم مختلف مانند نانوالكترونیك به عنوان پدیده‌هایی نوظهور هنوز قبل از تجاری سازی محصولاتشان، احتیاج به پیشرفت در هر دو زمینه علمی و تكنولوژیكی را دارد.

ادامه نوشته

شاخه های فناوری نانو

 

هنگامی كه درباره نانوفناوری شروع به جستجو و مطالعه كنید، به موضوعات و مواد مختلفی بر می خورید مانند:"نانولوله ها، شبیه سازی مولكولی، نانوداروها، سلول های سوختی، كاتالیزورها، نانوذرات و..." بنابراین ممكن است نانوفناوری رشته ای كاملا گسترده به نظر آید كه موضوعات آن ربط چندانی به هم ندارند.

ادامه نوشته

نانو پودرهای مغناطیسی

كاربردهای نانوپودرهای مغناطیسی
۱. ساخت آهنربا
برای ساخت آهنربا می‌توان به روشی که در ساخت قطعات از نانوپودرها توضیح داده شده است عمل كرد. یعنی پودرها را تحت فشار در دمای بالا قرار داد تا به هم بچسبند و یك قطعه درست شود. چنین قطعات آهنربایی در بلندگوها، هدفون‌ها و... استفاده می‌شوند. جالب است بدانید خودروهای جدید ۷۰ آهنربای دائمی دارند. حركت موتورهای DC، حركت سقف، شیشه‌های پنجره و... با استفاده از آهنرباها كنترل می‌شوند.
قطارهایی هم كه روی هوا حركت می‌كنند، بر مبنای نیروی دافعهٔ بین آهنرباها در ریل و كف قطار، روی هوا می‌ایستند. یكسو و غیرهمسو كردن جریان الكتریكی این آهنرباها را به وجود می‌آورد و موجب حرکت یا ترمز قطار می‌شود.
۲. قطعات آهنرباییِ کامپوزیت‌شده با پلیمرها ....

ادامه در ادامه مطلب

ادامه نوشته

باز هم از نانو بخوانید ....

در دو دهه اخير، پيشرفتهاي تكنولوژي وسايل و مواد با ابعاد بسيار كوچك به دست آمده است و به سوي تحولي فوق العاده كه تمدن بشر را تا پايان قرن دگرگون خواهد كرد ، پيش مي رود . براي احساس اندازه هاي مادون ريز ، قطر موي سر انسان را كه يك دهم ميليمتر است در نظر بگيريد ، يك نانومتر صدهزار برابر كوچكتراست 9- 10متر . تكنولوژي و مهندسي در قرن پيش رو با وسايل ، اندازه گيريها و توليداتي سروكار خواهد داشت كه چنين ابعاد مادون ريزي دارند . درحال حاضر پروسه هاي در ابعاد چند مولكول قابل طراحي و كنترل است . همچنين خواص مكانيكي ، شيميايي ، الكتريكي ، مغناطيسي ، نوري و... مواد در لايه ها در حدود ابعاد نانومتر قابل درك و تحليل و سنجش است . تكنولوژي درقرن گذشته در هرچه ريزتر كردن دانه هاي بزرگتر پيشرفت چشمگيري داشت ، بطوريكه به مزاح گفته شد كه ديگر كشف ذرات ريز اتمي ((Sub-Atomic)) نه تنها جايزه نوبل ندارد ، بلكه به آن جريمه هم تعلق مي گيرد ! تكنولوژي نو درقرن حاضر مسير عكس را طي مي كند . يعني مواد مادون ريز را بايد تركيب كرد تا دانه هاي بزرگتر كارآمد به وجود آ ورد .
ادامه مطلب ....

دانشجوی برق ( مهدی )

ادامه نوشته

نانو مغناطیس ها

 يکي از حوزه هايي که انتظار مي رود فناوري نانو اثر فراواني بر پيشرفت آن داشته باشد، مغناطيس ها و مواد مغناطيسي است. با ورود نانوفناوري به علم و صنعت مغناطيس، بهبود زيادي درکيفيت مغناطيس ها ايجاد شده است و مغناطيس هايي با ابعاد کوچک و نيروي مغناطيسي بزرگ ساخته شده اند. نوشتار زير برگرفته از گفتگويي با سيد علي سيدابراهيمي، دکتراي مواد مغناطيسي و عضو کميته نانوفناوري در دانشکده فني دانشگاه تهران است. دکتر سيدابراهيمي در اين گفتگو به بيان نقش نانوفناوري در پيشرفت مغناطيس ها پرداخته است:

 مغناطيس‌هاي کوچک و مثال موتور ساعت مچي

نانوفناوري با قابليت ها و توانايي هايي که دارد، نقش مهمي را در توسعه و پيشرفت علوم و صنايع ايفا خواهد کرد و کارهايي را انجام خواهد داد که قبلاً انجام آن ممکن نبوده است؛ به عنوان مثال، شما مي‌خواهيد موتوري را براي يک ساعت مچي طراحي نماييد، طبعاً اين موتور کوچک خواهد بود و اندازة اجزاي آن نيز کوچک‌تر خواهد شد و نمي‌توان از مغناطيس‌هاي معمولي و بزرگ براي ساخت آن استفاده کرد. براي ساخت اين موتور بايد از مغناطيس‌هاي قوي و کوچک استفاده نمود. اما ساختن اين مغناطيس‌هاي کوچک با فناوري معمولي ممکن نيست و احتياج به فناوري پيشرفته‌تري دارد. يکي از توانايي‌هايي که نانوفناوري ايجاد مي‌نمايد، قابليت ساختن مغناطيس‌هاي کوچک است. در بعضي از پودرهاي مغناطيسي، کيفيت مغناطيسي با کاهش ابعاد ذره‌هاي پودر بهبود مي‌يابد. فريت‌هاي مغناطيسي که مواد مغناطيسي سراميکي هستند از اين دسته‌اند. اين فريت‌ها شامل مغناطيس‌هاي سخت (مغناطيس‌هاي دايمي) و مغناطيس‌هاي نرم (مغناطيس‌هاي موقتي) هستند. در اين فريت‌ها، با کاهش ابعاد ذره‌هاي پودر تا ابعاد 500 تا 100 نانومتر، مي‌توان به مغناطيس‌هايي با کيفيت بسيار خوب دست يافت.

در بعضي از پودرهاي مغناطيسي، کيفيت مغناطيسي با کاهش ابعاد ذره‌هاي پودر بهبود مي‌يابد. فريت‌هاي مغناطيسي که مواد مغناطيسي سراميکي هستند از ين دسته‌اند. ين فريت‌ها شامل مغناطيس‌هاي سخت (مغناطيس‌هاي ديمي) و مغناطيس‌هاي نرم (مغناطيس‌هاي موقتي) هستند. در ين فريت‌ها، با کاهش ابعاد ذره‌هاي پودر تا ابعاد 500 تا 100 نانومتر، مي‌توان به مغناطيس‌هاي با کيفيت بسيار خوب دست يافت.

 کاربردهاي نانومغناطيس‌ها

امروزه نانومغناطيس‌‌ها همچون ساير مغناطيس‌ها گسترة کاربرد وسيعي دارند. يکي از کاربردهاي اصلي نانومغناطيس‌ها، استفاده از آنها در محيط‌هاي ذخيره‌سازي اطلاعات (Recording media) است. صفحه‌هاي مغناطيسي ذخيره‌سازي اطلاعات، مثالي از اين محيط‌ها هستند. سطح اين صفحه‌ها از جنس ذره‌هاي مغناطيسي است. اين ذره‌ها بايد بسيار ريز و داراي دانه‌بندي يکنواخت باشند. با استفاده از نانوفناوري امکان ساخت اين ذره‌‌ها فراهم شده است.
کاربرد ديگر نانو مغناطيس‌ها در ساخت موتورهاي الکتريکي کوچک است. هنگامي که اين موتورها کاربردهايي ظريف و حساس دارند، مغناطيس‌هاي استفاده شده در آنها با فناوري نانو ساخته مي‌شود.
نانومغناطيس‌ها در صنايع الکتروفتوکپي نيز استفاده مي‌شود. جوهرهاي استفاده شده در اين صنايع، داراي پودرهاي نانومغناطيس هستند.
از زمينه‌هاي جديد براي کاربرد نانوذره‌هاي مغناطيسي، توليد مايع‌ها و سيال‌هاي مغناطيسي است. اين مواد در براده‌برداري از سطوح و تصفيه آب مطرح هستند. صنايع پزشکي و بيولوژي يکي از زمينه‌هاي بزرگ براي استفاده از نانومغناطيس‌ها هستند که در آنها نانوفناوري و زيست‌فناوري با هم تلاقي پيدا مي‌کنند. علاوه بر اين موارد، نانومغناطيس‌‌ها در صنايع نظامي، رايانه،‌ برق و خودرو نيز کاربرد دارند.
در بسياري از کاربردهايي که ذکر گرديد،‌ محصولات نانومغناطيس‌ها وارد بازار شده‌اند.‌ متأسفانه در کشور ما به علت ضعف صنعت مغناطيس و عدم آشنايي توليدکننده‌ها با فناوري نانو،‌ توليد نانومغناطيس‌ها مطرح نيست.
 

 انقلاب نانوفناوري در  صنعت مغناطيس

امروزه بيشترين استفاده از نانومغناطيس‌ها به توليد نانوپودرهاي مغناطيسي مربوط مي‌شود. البته در کنار اين پودرها،‌ قطعه‌هاي مغناطيسي هم مورد استفاده هستند،‌ اما چون با کاهش ابعاد ذره‌هاي پودر، کيفيت قطعه‌هاي مغناطيسي هم بهبود مي‌يابد، بيشتر روي پودرها تکيه مي‌شود. ساخته‌شدن پودرهاي مغناطيسي در ابعاد نانو مي‌تواند انقلابي در صنعت مغناطيس ايجاد نمايد.

منبع :شبکه تحلیل گران تکنولوژی ایران

نگاهي کوتاه به تحولات تکنولوژی ارتباطات سيار (موبايل نسل سوم)

با رشد و توسعة فرهنگ استفاده از فناوري اطلاعات (IT)، توقع مشترکان تلفن‌هاي همراه بالاتر رفته و آنان خواستار استفاده از سرويس‌هاي جديدي مثل توانايي برقراري ارتباط تلفن همراه با اينترنت با سرعت انتقال ديتاي بالا هستند. اما پايين بودن سرعت انتقال اطلاعات در تلفن‌هاي همراه نسل دوم (9.6 کيلوبيت بر ثانيه)، به هيچ وجه جوابگوي نياز مشترکان براي اتصال به اينترنت نيست.  لذا متخصصان درصدد ايجاد و اراية راهکارهايي جهت افزايش سرعت انتقال اطلاعات برآمدند که در ادامه به دو مورد از مهم‌ترين اين فعاليتها به طور مختصر اشاره مي‌کنيم:

1- بهره‌گيري از تکنيک "سوييچينگ مداري ديتا با سرعت بالا" (HSCSD ): در اين سيستم با استفاده از سوئيچ مداري، سرعت انتقال اطلاعات تلفن همراه به 58 کيلوبيت بر ثانيه مي‌رسد .

2- ايجاد سيستم‌هاي "سرويس‌هاي راديويي بسته‌اي عمومي" (GPRS ) و "توسعة GSM براي سرعت انتقال بالاي ديتاي بالا" (EDGE): متخصصان با استفاده از ايدة "سوييچ‌هاي بسته‌اي" (Packet Switching ) ، به طراحي شبکه‌اي روي آوردند که نسل 2.5 تلفن‌هاي همراه نام گرفت. در سيستم GPRS ، سرعت انتقال اطلاعات به لحاظ تئوري تا 171 کيلوبيت بر ثانيه و در عمل به 121 کيلوبيت مي‌رسد. همچنين در سيستم EDGE که يک نسخه بالاتر از GPRS است، سرعت انتقال اطلاعات به 384 کيلوبيت مي‌رسد.

نسل سوم تلفن همراه:

همگام با اين روند، متخصصان با تشکيل گروه کاري تدوين استاندارد نسل سوم (3GPP ) در سال 1998، کار استانداردسازي سيستمي جامع براي مخابرات سيار را آغاز کردند. اين سيستم که نسل سوم سيستم‌هاي مخابرات سيار نام گرفته است، مي‌تواند سرويس‌هاي چندرسانه‌اي (صدا، ديتا و تصوير) را با سرعت مناسب در اختيار مشترکان قرار دهد و استانداردهاي آن نيز تحت عناوين Release4،Release5 و Release99 منتشر گرديده است. سيستم نسل سوم در اتحاديه جهاني مخابرات (ITU ) به نام IMT- 2000 شناخته مي‌شود که شامل دو سيستم مطرح اروپايي (UMTS ) و آمريکايي (CDMA2000) است.

از مشخصات مهم نسل سوم تلفن‌هاي همراه مي‌توان به موارد زير اشاره کرد:

1- نرخ انتقال داده براي محيط‌هاي بسته (ساختماني)، حدوداً 2 مگابيت بر ثانيه، براي مشترکان متحرک با سرعت پايين، 384 و براي مشترکان با سرعت تحرک بالا، 144 مگابيت بر ثانيه است.

2- سرويس‌هاي چندرسانه‌اي را به صورت همزمان در اختيار مشترک قرار مي‌دهد.

3- باندهاي فرکانسي درنظر گرفته شده براي نسل سوم تلفن‌هاي همراه به صورت زير است:

1900تا 1980مگاهرتز، 2110 تا 2170 مگاهرتز، 1710 تا 1885 مگاهرتز، 806 تا 960 مگاهرتز و 2500 تا 2630 مگاهرتز.

مزايا و گسترة استفاده از نسل سوم تلفن همراه:

با توجه به قابليت‌هاي بالاي نسل سوم تلفنهاي همراه در انتقال ديتا با سرعت بالا و اراية سرويس‌هاي مالتي‌مديا، استفاده از اين تکنولوژي، به گسترش فرهنگ استفاده از IT، عملي شدن ايده‌هاي تجارت الکترونيکي ( E-Commerce) ، دولت الکترونيکي (E-Government) ، آموزش الکترونيکي (E-Learning) و درنهايت، افزايش کارايي در استفاده از زمان مي‌گردد.

اولين شبکة تجاري نسل سوم را شرکت ژاپني NTTDOCOMO، در اکتبر سال 2001 ميلادي، در ژاپن راه‌اندازي کرد که هم‌اکنون بالغ بر 3 ميليون مشترک موبايل نسل سوم (UMTS) را در اين کشور تحت پوشش قرار داده است. همچنين، در حال حاضر، بالغ بر 120 مجوز استفاده از طيف فرکانسي نسل سوم در کشورهاي مختلف واگذار گرديده است و اپراتورهاي مختلف، بيش از 120 ميليارد دلار جهت خريد مجوزهاي طيف فرکانسي نسل سوم هزينه کرده‌اند. از جمله کشورهايي که شبکة موبايل نسل سوم درآنها به‌صورت تجاري راه‌اندازي شده است، مي‌توان به انگلستان‌، اتريش، آلمان، يونان، دانمارک، ايتاليا، هلند، سوئد، استراليا، امارات متحدة عربي، هنگ‌کنگ و اسپانيا اشاره کرد که بيش از 20 شبکه را دربرمي‌گيرند. از طرف ديگر، بالغ بر 20 شبکه موبايل نسل سوم نيز در کشورهاي مختلف جهان در مرحله آمادگي براي بهره‌برداري (Pre- Commercial) است. پيش‌بيني مي‌گردد که شبکه‌هاي تجاري موبايل نسل سوم، در فاصله سال‌هاي 2008 تا 2010 ميلادي به اوج شکوفايي تجاري خود نائل گردند.

منبع :مهندس صمد صمدياني - ، شبکه تحلیل گران تکنولوژی ایران

روند تجارت فناوري‌نانو در ژاپن

 

روند تجارت فناوري‌نانو در ژاپن

 

خطرپذيري در فرهنگ تجاري ژاپن چندان جا افتاده نيست و ژاپن را خصوصاً در مقايسه با آمريكا و تايوان به عنوان كشوري مي‌شناسند كه كمتر به دنبال خطرپذيري است. لذا دولت ژاپن به منظور ايجاد انگيزه، كارگشايي و ترغيب شركت‌هاي پيشگام به سرمايه‌گذاري در اين زمينه، برنامه‌ها و سياست‌هاي تشويقي گوناگوني را در برنامه دوم S&T (2001 تا 2005) خود گنجانده است. اين برنامه‌ها شامل موارد زير است: برنامه آموزشي MOT (مديريت و فناوري) در دانشگاه‌ها و مؤسسات ملي، برنامه سرمايه‌گذاري ويژه جهت حمايت از SMEها و تأسيس زيرساخت‌هاي وابسته به دانشگاه‌ها و آزمايشگاه‌هاي ملي براي تجارت خطرپذير و برنامه‌هاي ديگر. جالب آن كه ميزان سرمايه‌گذاري آمريكا و ژاپن در زمينه علم و فناوري نانو مشابه است ولي در عين حال، ميزان سرمايه‌گذاري خطرپذير ژاپن كمتر از 10% مقدار مشابه خود در آمريكا طي 4 سال گذشته (2004-2001) مي‌باشد.
شكل 1 سرمايه‌گذاري خطرپذير طي سال‌هاي 2001 تا 2004 را نشان مي‌دهد. اين مقدار بنا به گزارش آقاي ام‌سانو رئيس Innovation Engine چيزي بين 30 تا 40 ميليون دلار بوده است.
اين شركت تنها شركت سرمايه‌گذاري خطرپذير ژاپن است كه در زمينة فناوري‌نانو سرمايه‌گذاري نموده است (براي جزئيات بيشتر به گزارش قبلي APNW مراجعه نماييد). در طي دهه 90، اغلب تجارت‌هاي خطرپذير ژاپن روي سيستم IST، ريزپردازنده‌هايي چون فناوري‌هاي پرتوالكتروني، و OOLS كه در تحليل نانوساختاري‌ به كار مي‌رود و ابزارهاي تعيين مشخصاتي چون SPM، سرمايه‌گذاري مي‌نمايند البته از سال 2000 سرمايه‌گذاري در زمينة نانوابزار روبه رشد رفته ضمن آنكه سرمايه‌گذاري در زمينه‌هايي از قبيل سيستم‌هاي دارورسان (DDS) و كاربردهاي نانوموادي چون نانولوله‌هاي كربني (CNT) هم در حال فراگير شدن است.
از سال 2001، تعدادي از شركت‌هاي بزرگ ژاپني، شروع به فعاليت و سرمايه‌گذاري در طرح‌هاي R&D تجاري فناوري‌نانو نموده‌اند.
دو شركت برتر توليد لوازم خانگي ژاپن ميتسوبيشي و ميتسوني (Mitsui)، مبلغ 150 ميليون ميليون در زمينة توسعة تجارت نانو در 5 سال آينده، سرمايه‌گذاري كرده‌اند (براي دريافت جزئيات بيشتر به گزارش قبلي APNW مراجعه نماييد). برخي از شركت‌هاي تابعه ميتسوبيشي به تجارت خطرپذير رو آورده و اغلب هم در خطرپذيري‌هاي آمريكايي سرمايه‌گذاري كرده‌اند. هم اكنون سرمايه‌گذاري‌هاي خطرپذير موجود در ژاپن در حال افزايش است و علاوه بر شركت Innovation Engine كه همچنان به تلاش خود در حمايت از خطرپذيري‌هاي فناوري‌نانو ادامه مي‌دهد، سرمايه‌گذاران خطرپذير ديگري هم وجود دارند كه عبارتند از: JAFCO (بزرگ‌ترين سرمايه‌گذار خطرپذير ژاپن) و Dream Incabotors و نيز سرمايه‌هايي كه از سوي بانك‌هايي چون UFJ تأمين مي‌شوند. بنا به گفتة آقاي ام‌سانو رشد سرمايه‌گذاري خطرپذير ژاپن را مي‌توان ناشي از عوامل زير دانست:
الف) سياستگذاري و محيط تجاري: سياست فناوري‌نانوي دولت ژاپن حمايت از شركت‌هاي بزرگي است كه به تجديد ساختار خود اقدام كرده‌اند
ب) تأثير شركت‌هاي بزرگ: برخي شركت‌هاي بزرگ كه به فعاليت در CNT (نظير ميتسوئي) ‌و يا فعاليت در زمينه فولرين‌ها (چون ميتسوبيشي) پرداخته‌اند باعث تقويت حركت در جهت نانو مي‌شوند.
ج) انگيزه‌هاي خارجي: پيشگامي آمريكا در NNT و رشد قوي سرمايه‌گذاري خطرپذير در آن كشور
شركت Innovalion Engine بنا به درخواست METI (وزارت اقتصاد تجارت و صنعت) بررسي را پيرامون شركت‌هايي كه طي سال 2004 به سرمايه‌گذاري خطرپذير در فناوري‌نانو اقدام نموده بودند انجام داد و به يافته‌هاي كليدي زير دست يافت.
1- روند صنعت خطرپذير فناوري‌نانو:
الف) رشد قابل توجهي در تعداد شركت‌هاي سرمايه‌گذار خطرپذير ژاپني كه از سال 1999 به بعد تأسيس شده‌اند و در سال 2002 به اوج خود رسيده ملاحظه شد. براي جزئيات بيشتر شكل 2 را ملاحظه نماييد.
ب) بيش از نيمي از شركت‌هاي سرمايه‌گذار خطرپذير در توكيو و اطراف آن از جمله نواحي پايتخت‌نشين كاناگاوا، چيبا، سايتاما و ايباراكي واقعند.
ج) حدود 40% شركت‌ها با سرمايه‌اي بالغ بر 100 تا 500 هزار دلار و حدود 34% از آنها هم با سرمايه 1 تا 10 ميليون دلار شروع به كار نمودند.

شكل 1- نمودار سرمايه‌گذاري VC فناوري‌نانو ژاپن طي سال‌هاي 2001 تا 2004 داده‌ها بر اساس اطلاعات تخميني Innovalion Engine

د) اكثر اين شركت‌ها بين 21 تا 50 كارمند دارند.
هـ) اكثر اين شركت‌ها (بيش از 50%) فروشي كمتر از 3 ميليون دلار در سال 2003 داشته‌اند.
و) با توجه به قوي بودن جنبة فعاليت‌هاي مربوطه به فناوري ريزپردازنده‌ها و IT/ الكترونيك، بيشتر اين شركت‌هاي خطرپذير هم در اين دو زمينه فعاليت دارند.
2- وضعيت توسعة شركت‌هاي خطرپذير فناوري‌نانو:
الف) تعداد شركت‌هايي كه با حمايت منابع مستقل (كه نه به دانشگاه و آزمايشگاه‌هاي ملي وابسته‌اند و نه به شركت‌هاي اقماري بزرگ‌تر) تأسيس شده‌اند بيش از 50% از كل 85 شركتي است كه درا ين تحقيق مورد بررسي قرار گرفته‌اند.
ب) اكثريت (بيش از 50%) مديران اين شركت‌ها داراي زمينة فعاليت در حوزة فناوري‌اند.
ج) منبع عمدة درآمد فناوري‌نانو فروش ابزارها، قرار دادهاي خدماتي، فروش مواد، فروش وسايل، اعطاي امتياز IP و غيره است.
د) حدود 60% از شركت‌هاي مورد بررسي در اين تحقيق، ادعا مي‌كردند كه به دنبال IPO هستند.
هـ) بيش از 50% اين شركت‌ها به طور مستقل فناوري اصلي خود را (بدون اتكا به فناوري انتقال يافته يا نتايج حاصل از تحقيقات دانشگاه‌ها و مؤسسات يا شركت‌هاي اقماري بزرگتر) توسعه داده‌ بودند.
و) بيش از 75% شركت‌هاي خطرپذير همكاري‌هاي مشترك R&D با دانشگاه‌ها و مؤسسات تحقيقاتي و شركت‌هاي خصوصي دارند.
هـ) اكثر اين شركت‌ها (54%) به توليد و 20% كاملاً به منابع خارجي وابسته‌اند.
و) مشتريان اصلي شركت‌هاي خطرپذير شركت‌هاي بزرگ، دانشگاه‌ها و مؤسسات تحقيقاتي‌اند.
ز) معلوم شد كه اكثر شركت‌ها به ميزان كافي محقق و مهندس در زمينة توسعة فناوري ندارند.
ح) اكثر شركت‌ها (71%) از سرمايه‌هاي خطرپذير دولتي استفاده مي‌كنند.
3- مراحل رشد مشخصه‌ها و شركت‌هاي خطرپذير فناوري‌نانو:
الف) اكثر شركت‌هايي كه در 5 سال گذشته تأسيس شده‌اند در مراحل اولية توسعة خود مي‌باشند.
ب) به منظور رشد سالم شركت‌هاي خطرپذير، بهتر است تا تجديد نظرهايي براي بهبود سياست‌گذاري‌هاي دولت در حمايت از آنها در زمينة سرمايه‌گذاري، منابع انساني، تشويق‌هاي مالياتي، استفادة مؤثر از سرمايه‌هاي VC و منابع مالي بانك‌ها، سيستم آموزشي HR مربوط به فناوري‌نانو، SME/ بهبود تصوير تجارت خطرپذير و غيره صورت پذيرد.

 

شكل 2- تعداد شركت‌هاي خطرپذير فناوري‌نانو كه طي سال‌هاي 1984 تا 2004 تأسيس شده‌اند (Innovalion Engine). محور افقي نشان دهنده سال و محور عمودي نشان دهندة تعداد شركت‌هاست. توجه نماييد كه تعداد اندك اين شركت‌ها در سال 2004 به دليل كامل نبودن اطلاعات جمع‌آوري شده از سوي Innovation Engine است.

ج) همكاري با (يا پشتيباني) شركت‌هاي بزرگ مي‌تواند كمك خوبي جهت تسريع رشد تجارت‌هاي خطرپذير باشد.
يادآور مي‌شود اين گزارش براساس مصاحبه نويسنده با آقاي ام‌سانو و نيز گزارش METI با عنوان بررسي وضعيت شركت‌هاي خطرپذير فناوري‌نانو كه از سوي Innovalion Engine انجام شده و در مارس 2005 به چاپ رسيد تهيه شده بود.
قسمت چهارم: ”وضعيت صنعت فناوري‌نانو در ژاپن“
با توجه به گزارش تحقيقي NEDO با عنوان بررسي امكان استفاده از فناوري‌نانو جهت بهبود تطبيق تجارت معلوم شد كه بيش از 80% شركت‌هاي فناوري‌نانو كه به طور فعال در ژاپن مشغول برنامه‌هاي تجارت و R&D هستند، شركت‌هاي بزرگ (با سرمايه بيش از 10 ميليون دلار و بيش از 1000 كارمند) تشكيل مي‌دهند. در ژاپن، عموماً تصور مي‌شود كه فناوري‌نانو براي رسيدن به مرحله تجاري‌سازي نياز به سرمايه‌گذاريِ هزينه‌بر زيرساختي و برنامه‌هاي بلند مدت R&D دارد و انجام موفقيت‌آميز اين كار براي SMEهاي با كمتر از 300 كارمند و سرماية كمتر از 3 ميليون دلار دشوارتر خواهد بود.

شكل 3- توزيع تعداد شركت‌هايي (كه در تحقيق NEDO مشاركت داشتند) كه در 5 حوزة مختلف فناوري‌نانو فعاليت دارند.

در حال حاضر فناوري‌نانو در ژاپن همچنان غالباً در سطح تحقيقات پايه و محصول R&D به شمار مي‌آيد. دولت ژاپن درصدد تقويت همكاري‌هاي دولت، صنعت و دانشگاه است. در عين حال همچنان چالش‌هايي نظير مالكيت IP، درك كافي از اهداف دو جانبه و اهداف توسعه وجود دارد. به همين نسبت تجاري‌سازي فناوري‌نانو با مشكلات بيشتري چون كمبود HR با كيفيت، واگرايي (همسو نبودن) بخش‌هاي تجارت و تحقيق و نياز بازار همگي از جمله مشكلاتي است كه بايد براي پيشبرد اهداف نانو مرتفع شوند.
در اين گزارش فناوري‌نانو به 5 حوزه تقسيم مي‌شود:
- شبكه/ نانوابزار؛
- نانوبيونيك (الكترونيك زيستي Bionics) ؛
- مواد ابداعي (نانومواد) ؛
- فراوري و اندازه‌گيري‌هاي نانو.
ژاپن پيشگام جهان در زمينة نانوكربن و R&D مربوط به آن است و 30% سهم ثبت اختراعات مربوط به نانولوله‌هاي كربني و 40% ثبت اختراعات مربوط به فولرين‌ها را به خود اختصاص داده است.
اين كشور طي برنامه دوم زيربنايي خود براي سال‌هاي 2005 – 2001، به 1000 هدف تجارت خطرپذير دانشگاهي دست يافته و بيش از 500 شركت خطرپذير زيست‌پزشكي دانشگاهي ايجاد نموده است. كه در بين آنها انتظار مي‌رود 100 شركت طي ده سال آينده به IPO برسند.
تحقيق NEDO نشان داد كه از بين اين 5 حوزة فناوري‌نانو، بيشترين گرايش متوجه نانومواد و پس از آن IT/ الكترونيك و فناوري اندازه‌گيري/ فرآوري‌هاي فوق دقيق مي‌باشد. (شكل3) اغلب اين شركت‌ها اطمينان داشتند كه طرح‌هاي R&D آنها طي پنج سال آينده به ثمر مي‌رسد و يك سوم آنها نيز ادعا مي‌كردند كه براي اين كار به بيش از 5 سال زمان نياز دارند. براي آگاهي از جزئيات، توزيع شكل 4 را ملاحظه كنيد.
تحقيق ديگر NEDO با عنوان بررسي شركت‌هايي با زمينه فناوري‌نانو صورت گرفت و طي آن 131 شركت به درخواست NEDO براي انجام اين تحقيق پاسخ مثبت داده و فهرستي از 343 محصول خود را ارائه نمودند. يكي از نتايج جالب توجهي كه در اين گزارش به دست آمد نشان مي‌دهد كه بيشترين محصولات فناوري‌نانو به شركت‌هايي مربوط مي‌شود كه قبل از سال 1945 تأسيس شده، لذا به نظر مي‌رسد توليد محصولات فناوري‌نانو به زمان نياز دارد و يك شركت لازم است براي رسيدن به مرحله توليد، توانمندي‌هاي لازم را جمع‌آوري كند. در بين اين 343 محصول، گروه اندازه‌گيري و تعيين مشخصات 33%، دسته فناوري‌هاي فرآوري فوق دقيق 26%، گروه مواد 21%، IT/ الكترونيك 7% ، كاربردهاي انرژي/ محيط زيست 7% و بقيه موارد هم 5% را به خود اختصاص داده‌اند.
اين گزارش بر اساس گزارش NEDO FY2004 در ژاپن با عنوان بررسي امكان استفاده از فناوري‌نانو و افزايش سطح استفادة بخش تجارت از آن و گزارش NEDO FY2003 ژاپن با عنوان بررسي شركت‌هاي با محصولات فناوري‌نانو تهيه شده بود.
قسمت پنجم: ”نكات برجسته‌اي پيرامون نقشة راه تجارت فناروي‌نانو در عرصه الكترونيك“
دولت و صنايع ژاپن خصوصاً طي برنامة زيربنايي دوم (2005-2001) در ارتقاي R&D فناوري‌نانو و تجارت آن بسيار فعال بوده‌اند. مؤسسات سرمايه‌گذار دولتي ارتباط تنگاتنگي با صنعت و جوامع R&D داشته‌اند تا به اين ترتيب از وضعيت داخلي و بين‌المللي توسعه و نيز رقابت صنعتي ژاپن درزمينه‌هاي گوناگون مربوط به فناوري‌نانو خصوصاً حوزه‌هاي IT‌/الكترونيك، محيط‌زيست/انرژي/ پيل‌هاي سوختي، مقياس‌سنجي، مهندسي ابزار دقيق/توليد پيشرفته، فضا، مواد پيشرفته/ پوشش‌ها، زيست‌پزشكي/ مراقبت‌هاي بهداشتي آگاه شوند.

شكل 4- زمان لازم براي R&D تا رسيدن به توليد

دولت در راستاي همكاري با صنايع، NGOها و مؤسسات تحقيقاتي، موفق به تهية تعدادي گزارش شده است. اين گزارش‌ها به بيان وضعيت R&D ژاپن، رقابت صنعتي و آمادگي تجارت آن كشور در حوزة فناوري‌نانو مي‌پردازند.
همچنين در اين گزارش‌ها توصيه‌هايي هم به سياستگذاران در زمينة بهبود و ايجاد زيرساخت‌‌ها و تأسيس سيستم‌هاي جديد براي تسريع تجاري‌سازي فناوري‌نانو و گسترش رقابت جهاني ژاپن در زمينة R&D و صنعت، شده است.
مؤسسة NBCI كه يك اتحادية صنعتي فناوري‌نانو است و در سال 2003 تأسيس شده ضمن اعلام نقشة راه تجارت فناوري‌نانوي امسال ژاپن (BRM)، به 8 حوزه راهبردي از كاربرد فناوري‌نانو اشاره نمود كه عبارتند از:
- الكترونيك؛
- كاتاليزورهاي پوشش‌ها/ مواد؛
- مقياس‌سنجي/ ابزارها؛
- زيست پزشكي؛
- توليد / فراوري؛
- هوافضا/ وسايل حمل و نقل؛
- پيل‌هاي سوختي؛
- محيط‌زيست.
ايجاد اين نقشة راه با هماهنگي NBCI از طرف صنعت و با همكاري دولت و دانشگاه انجام شد. با توجه به نقشه راه راهبردي تجارت فناوري‌نانو (كه تا سال 2020 طراحي شده) اميد مي‌رود كه ابزارها و راهنمايي‌هاي لازم براي صنعت ژاپن براي دستيابي به پيشگامي جهاني، همكاري‌هاي R&D سه جانبه دولت، صنعت و دانشگاه فراهم شده و تجارت فناوري‌نانو را تسريع نمايد.
اين نقشة راه مواردي چون هدف روند فناوري‌نانو، محصولات آينده، فناوري و قواعد لازم را در بر خواهد داشت. شوراي مشورتي اين نقشه راه هم شامل افراد سطح بالايي از مؤسسات كليدي R&D ژاپن چون AIST، JAXA، ‌NIMS، دانشگاه اوساكا، دانشگاه كيوتو، دانشگاه بين‌‌الملل، دانشگاه توهوكو، داشنگاه ناگويا و مؤسسة پيشرفتة علم و فناوري ژاپن، تشكيل مي‌دادند.
در بين اين 8 حوزه، الكترونيك بيشترين توجه را به خود اختصاص داده است الكترونيك شامل 4 موضوع زير مي‌شود:
الف) مواد LSI جديد و فراوري شامل نانو CMOS، ابررسانايي/ سيم‌كشي و بسته‌بندي سه بعدي؛
ب) ابزارهاي نانويي جديد شامل CMOS 65 نانومتري، ابزارهاي CNT و غيره.
ج) نانوحسگرها شامل MEMSهاي خودكار؛
د) نمايشگرها شامل تلويزيون‌هايي با صفحة نمايش بزرگ، صفحة نمايش تلفن‌هاي همراه، نمايشگرهاي صفحه تخت‌ها و نمايشگرهاي كاغذ مانند.

نانو رباتها در علم پزشکی

 

امكان استفاده از نانوروبات‌ها در پزشكي

(21 نوامبر 2005) (30 ـبتم 84)- مجلة روبوتيك twov در شمارة ماه نوامبر خود مقاله‌اي در زمينة نانوروبات‌هاي پزشكي منتشر كرده است.
در اين مقاله سؤالاتي در زمينة امكانپذير بودن نانوروبوتيك وسايلي مانند كنترل حركت، ارتباط، برهم‌كنش وسايل پيرامون و زيست‌سازگاري آنها مطرح شده است. همچنين فوايد بسياري كه نانوروبات‌ها از طريق توسعة روش‌هاي درماني زيست‌پزشكي جديد به دنبال خواهند داشت ذكر شده است.
فناوري‌هاي جديد
در فيلم سفر اسرارآميز Fantastic Voyone ما غالباً شاهد صحنه‌هايي هستيم كه در آن از نانوروبات‌ها براي مبارزه با مشكلات بهداشتي استفاده مي‌شود. حال آيا واقعاً پيشرفت‌هاي به دست آمده در فناوري‌نانو اين كار را عملي خواهد كرد؟
كاوالكانتي: در واقع بسياري اوقات اين داستان‌‌هاي علمي تخيلي از واقعيت الهام گرفته و يا حداقل بر مبناي مباحث علمي مي‌باشند. به عنوان مثال ژول ورن در داستان از ”زمين به ماه (1865)“. سفر به ماه را كه توصيف مي‌كند از پيشرفت‌هاي واقعي علمي نجوم فيزيك آن زمان الهام گرفته بود. اگر چه در سالي كه آن كتاب نوشته شد اين كار به نظر بسياري از مردم غيرممكن به نظر مي‌رسيد. اما اكنون سفر به مريخ هم امكان‌پذير شده و اخيراً هم روبات‌هاي خود كنترلي را براي كاوش در سطح اين سياره سرخ به كار گرفته‌اند.
همچنين طي قرن 19، بسياري از دانشمندان تعيين تركيب شيميايي يك سياره را امري غيرممكن مي‌دانستند. اما در قرن 20، طيف‌سنجي با استفاده از فيزيك كوانتوم با موفقيت امكان‌پذير بودن آن را نشان داد. در سال 1966، بخشي از فيلم سفر اسرارآميز نهم، الهام گرفته از واقعيت و بحث و جدل‌هايي بود كه بر اثر سخنراني فيزيك‌دان مشهور و برندة جايزه نوبل يعني ريچارد فاينمن پديد آمد. وي در سخنان خود در سال 1959 امكان‌پذير بودن فناوري‌نانو را اعلام كرد و گفته بود توليد نانوماشين‌ها نتيجه‌اي كاملاً طبيعي از پيشرفت فناوري است و در واقع سرعت پيشرفت‌هاي جديد بسيار سريع‌تر از آن چيزي است كه تاكنون براي فناوري‌ها وجود داشته است.
توليد نانوروبوت‌ها
چه مراحلي براي ساخت نانوروباتي كه بتواند در پزشكي به كار رود بايد طي شود؟
كاوالكانتي: ساخت نانوروبوت‌ها مستلزم حصول پيشرفت‌هايي در مواد صلب الماس‌گونه است و اين كار هم امكان‌پذير است و توليد نانوابزارها طي سال‌هاي اخير روبه رشد بوده است. توليد الماس گونه‌ها مرحله به مرحله در حال پيشرفت است و براي حركت به سمت توليد روبات‌ها در ابعادي قابل مقايسه با باكتري‌ها، لازم است دركي از اين زمينه داشته باشيم. به عنوان مثال، چند ماه قبل، اولين روبات متحرك ساخته شد كه مي‌توانست تا ابعاد 60 در 250 ميكرون را اندازه‌ بگيرد.
در اين مقياس، مي‌توان پيش‌بيني نمود كه ابعاد روبات‌هايي كه در سال‌هاي آينده پديد مي‌آيند به سرعت به 100 ميكرون و بعد از آن 50 ميكرون و همين طور كاهش مي‌يابند. هم‌اكنون نمونة اولية وسيلة 90 نانومتري Intel، يك SRAM 52 مگابيتيِ كاملاً كاربردي توليد كرده كه طول پاية ترانزيستور آن nm50 است و ابعاد سلول SRAM آن تنها حدود 1 يا تقريباً نصف اندازة سلول اغلب SRAMهاي پيشرفتة امروزي است. و اين كوچك‌سازي با توجه به نقشه راه اتحادية صنعت نيمه‌رساناها ادامه مي‌يابد.
تا سال 2016، ICهاي با عملكرد بالا حاوي بيش از 8/8 ميليارد ترانزيستور، در فضايي به مساحت 2mm280 خواهند بود. اين رقم بيش از 25 برابر تعداد ترانزيستورهايي است كه روي تراشه‌هاي امروزي با ابعاد nm130 قرار دارد. اما از آنجا كه درون بدن انسان رگ‌هاي كوچكي به قطر 30 تا 60 ميكرون وجود دارد، مي‌توان پيدايش اولين نانوروبات طي ده سال آينده را كاملاً طبيعي دانست.
فناوري‌نانو در خدمت پزشكي
آيا در حال حاضر هيچ كار آزمايشگاهي روي انسان يا حيوان در اين زمينه صورت گرفته است؟
كاوالكانتي: در واقع تاكنون نانوابزارهاي كاملاً كاربردي بسياري مانند موتورها، حسگرها، محاسبه‌گرهاي زيست مولكولي و نانوترانزيستورها ساخته شده است. اما در حال حاضر عمده‌ترين چالش، مجتمع‌سازي چندين بخش مجزا از اين نانوابزارها روي يك نانوروبات قابل كنترل است، كه براي انجام آن هم‌اكنون گروه‌هاي تحقيقاتي متعددي در نقاط مختلف جهان، طي پروژه‌هاي ميان رشته‌اي با يكديگر همكاري مي‌كنند. در اين راه، شبيه‌سازي‌هاي نظري به عنوان ابزاري مفيد و ارزشمند براي مجتمع‌سازي سيستم و آزمايش‌پذير شدن آن به شمار مي‌آيد.
به هر حال، اطمينان از دستيابي به كنترل مناسب بر چنين نانوماشين‌هايي يكي از موضوعات بحث‌انگيز در راه محقق شدن نانوروبات‌هاست و در واقع شما مي‌توانيد از طريق روش‌هاي نانومكاترونيك (nanomechatronics) به ارزيابي و محاسبه آن بپردازيد. استفاده از نانوروبات‌ها در انسان پس از انجام صدها آزمايش با تمام جزئيات از ابتدا روي موش‌هاي آزمايشگاهي ممكن خواهد شد. در واقع، اين روند طولاني آزمايشگاهي، براي هر فناوري زيست‌پزشكي جديدي انجام مي‌شود. مانند فناوري‌نانوپوسته‌ها كه با موفقيت روي موش‌هاي آزمايشگاهي براي مبارزه با سرطان به كار گرفته شد.
استفاده از اين نانوپوسته‌ها نتيجة پيشرفت‌هاي به دست آمده در فناوري‌نانو است و به عنوان يك روش درماني- دارويي نتايج مثبت و اميدواركننده‌اي داشته است. با پيشرفت بيشتر در حركت به سمت نانوروبات‌ها، مي‌توان به نتايج مؤثرتر ديگري در زمينة مراقبت‌هاي بهداشتي اميدوار بود.
ملزومات Customized
براي آن كه يك نانوروبات بتواند درون بدن انسان كار كند چه چيزهايي لازم است؟
كاوالكانتي: براي رسيدن به بيشترين كارآيي، نانوروبات‌ها در حالت ايده‌آل نبايد قطري بزرگ‌تر از 3 ميكرون داشته باشند. اين نانـوروبات بايد داراي مبـدل‌ها (transducers) و محرك‌ها (actuator)هاي كارآمد با هزينه مصرفي كم بوده و بتوانند به محض قرار گرفتن درون بدن انسان به طور موثري با محيط پيرامون خود تعامل نمايند.
براي پاسخ‌دهي مؤثر در زمان واقعي به محيط، در اين نانوروبات بايد سيستم مجتمعي تعبيه شده باشد. به همين دليل انتظار مي‌رود هنگام نياز به چنين پاسخ‌هاي حركتي با استفاده از موتورهايي براي كشش روبات حركت‌هاي كنترلي لازم را فراهم كرد كاري كه با برخي دخالت‌هاي زيست پزشكي قابل انجام است.كنترل نانوروباتيِ مبتني بر حسگرها را هم مي‌توان با استفاده از نانوحسگرهاي حرارتي و يا شيميايي انجام داد.
استفاده از نانوروبات‌ها
آيا شما مي‌توانيد زمان استفاده از نانوروبات‌ها را درون بدن بيماران پيش‌بيني كنيد؟
كاوالكانتي: هر دارويي قبل از آن كه براي مداوا به كار رود، لازم است پس از مجموعه‌اي از بررسي‌هاي آزمايشگاهي تأييدية لازم را به دست آورد. و هيچ تفاوتي هم بين داروهاي سنتي و داروهاي جديد مبتني بر فناوري‌نانو (نانوداروها) وجود ندارد.
بعد از طي اين مرحله و با به دست آمدن نتايج خوب از صدها مورد بررسي آزمايشگاهي و حتي انجام آزمايش‌هاي باليني بيشتر، به طور طبيعي، نسبت به اين روش‌ها در درمان بيماران اطمينان بيشتري پديد مي‌آيد.
به كار بردن فناوري‌هاي تاييد شده زيست‌پزشكي در زندگي روزانه از سوي مردم دور از انتظار نيست و اين شامل نانوپوسته‌ها، نانوداروهاي مبتني بر DNA و نانوروبات‌ها مي‌شود.

نانو تکنولوژی به زبان ساده

 

نانو

در حدود سال 1950 میلادی ، فیزیکدان معروف آمریکایی ، پروفسور ریچارد فاینمن پیشنهاد ساخت یک موتور الکتریکی با ابعاد کمتر از 1.64 اینج را داد و برای اولین بار کسی که موفق به ساخت آن شود جایزه 1000 دلاری تعیین نمود. سرانجام ویلیام مک لیلان با زحمت فراوان توانست بوسیله یک انبرک دستی و یک میکروسکوپ این کار را به انجام برساند. در واقع هدف فاینمن از این کار ایجاد انگیزه در موسسات آموزشی و تحقیقاتی بود تا توجه آنها را به دنیای میکروها و نانوها جلب کند.

فاینمن برای اولین بار و بطور جدی این بحث را در سال 1960 و در تکنولوژی کالیفرنیا (Caltech) طی یک سخنرانی با عنوان (There is plenty of 200m at the Bottom) مطرح کرد. در طی این سخنرانی فاینمن طریقه نگارش 24 جلد دایره المعارف Britanica را به صورت تئوری بر نوک یک سوزن توضیح داد و بدین ترتیب شاخه جدیدی از دانش پا به عرصه ظهور گذاشت.

ادامه مطلب ...

ادامه نوشته