فهرست مطالب

پیشگفتار..................................... 12

فصل اول-آشنایی با فن آوری نانو............... 14

1-1-فن آوری نانو چیست؟........................ 15

1-1-1-نانو چیست؟.............................. 15

2-1-1-نانو تکنولوژی از دیدگاههای مختلف........ 16

2-1-مقدمه ای بر تاریخ فن آوری نانو در ایران و جهان 20

1-2-1-تاریخچه ی نانو در جهان.................. 20

2-2-1-تاریخچه ی نانو در ایران................. 23

3-1-مشاهیر نانو............................... 24

1-3-1-کی اریک درکسلر.......................... 25

2-3-1-ریچارد ارت اسمالی....................... 26

3-3-1-رالف مرکل............................... 26

4-3-1-روبرت ای فریتاس......................... 27

5-3-1-ریچارد پی فایمن......................... 28

4-1-عناصر پایه در فن آوری نانو................ 30

1-4-1-نانو پوشش ها............................ 31

1-1-4-1-انواع نانو پوشش ها.................... 32

1-1-1-4-1- پوشش هاي دانه اي................... 32

2-1-1-4-1-.پوشش هاي شبکه اي و چند لايه اي...... 33

3-1-1-4-1-. پوشش هاي لايه نازک................. 33

4-1-1-4-1-. پوشش هاي نانوکامپوزيتي............ 34

2-4-1-نانو مواد............................... 35

1-2-4-1-نانو پودر............................. 36

1-1-2-4-1-حالت اول............................ 36

2-1-2-4-1-حالت دوم............................ 37

3-1-2-4-1-حالت سوم............................ 39

2-2-4-1-نانو لوله............................. 40

3-2-4-1-نانو کمپوزیت.......................... 42

3-4-1-مهندسی مولکولی.......................... 43

1-3-4-1-ماشین های مولکولی..................... 43

4-4-1-نانو الکترونیک.......................... 45

1-4-4-1-نانو سیم.............................. 46

1-1-4-4-1-انواع نانو سیم ها................... 47

1-1-1-4-4-1-نانوسیم‌‌های فلزی................... 47

۲-1-1-4-4-1-نانوسیم‌‌های آلی.................... 48

۳-1-1-4-4-1نانوسیم‌‌های هادی و نیمه‌‌هادی......... 48

4-1-1-4-4-1- نانوسیم‌‌های سیلیکونی.............. 48

2-1-4-4-1-روش های ساخت نانو سیم ها............ 49

1-2-1-4-4-1-تکنیک‌‌های لیتوگرافی................ 50

2-2-1-4-4-1 لیتوگرافی با اشعه الکترونی........ 50

3-2-1-4-4-1- لیتوگرافی با پراب روش............ 50

4-2-1-4-4-1-رسوب الکتروشیمیایی در حفرات....... 50

3-1-4-4-1-کاربردهای نانوسیم................... 51

1-3-1-4-4-1-کاربرد نانوسیم در تشخیص بیماریها.. 51

2-3-1-4-4-1- استفاده از نانو سیم ‌‌ها  در رگ‌‌ های خونی  برای  تحریک  اعصاب مغزی..................................... 52

3-3-1-4-4-1-استفاده از نانوسیمهای سیلیکونی برای هدفمند کردن رشد سلولهای بنیادین................................ 53

2-4-4-1-نانو ترانزیستور....................... 54

3-4-4-1-نانو حسگر............................. 56

فصل دوم-کاربردهای فن آوری نانو............... 57

1-2- دامداری.................................. 58

2-2- کشاورزی.................................. 60

3-2-صنعت آب................................... 63

1-3-2-نانوفيلتراسيون.......................... 64

2-3-2-شيرين سازي آب به وسيله نانوغشاها........ 65

3-3-2-تصفيه آب به کمک نانوذرات................ 67

4-3-2-تصفيه پساب‌هاي صنعتي..................... 68

1-4-3-2-تصفيه فاضلاب‌ها......................... 68

2-4-3-2-جيوه‌ﺯدايي از آب....................... 70

6-7-2-کارهاي انجام شده در زمينه تصفيه آب و فاضلاب با استفاده از فناوري‌نانو..................................... 71

4-2-صنایع غذایی............................... 74

5-2-پزشکی..................................... 77

۱-5-2- تشخیص بیماری با نانوذرات مغناطیسی...... 78

2-5-2-شناسایی مولکول‌های زیستی................. 79

3-5-2-کنترل فعالیت درون یاخته ها.............. 79

4-5-2-درمان ایدز با نوعی کرم.................. 80

5-5-2-نانو ربات های سه بعدی در لباس سربازان ضد سرطان   82

6-2-بهداشت.................................... 84

7-2-صنایع دریایی.............................. 85

1-7-2-صنايع کشتي‌سازي.......................... 85

۲-7-2- صنايع فرا ساحل......................... 85

۳-7-2- صنايع ساحلي و بندري.................... 85

4-7-2-برخي از پتانسيل‌هاي کاربرد فناوري‌نانو در اين صنايع 86

1-4-7-2-الکترودهاي جوشکاري دما پايين.......... 86

2-4-7-2-سوخت.................................. 86

3-4-7-2- نانوفايبرگلاس و نانوکامپوزيت‌ها........ 87

4-4-7-2-جاذب‌هاي ارتعاشي....................... 87

5-4-7-2-جاذب‌هاي صوتي.......................... 88

6-4-7-2-رنگ‌هاي دريايي......................... 88

7-4-7-2- جاذب‌هاي انرژي موج دريا و نور آفتاب... 88

8-4-7-2-نانوفيلتراسيون........................ 89

9-4-7-2-نانومورفولوژي......................... 89

10-4-7-2-تحول در فناوري پيل سوختي............. 89

11-4-7-2- باتري‌هاي با ذخيره انرژي بسيار بالا... 89

12-4-7-2- گرافيت و سراميک..................... 90

5-7-2-جايگاه صنايع دريايي و فناوري‌نانو در ايران    90

8-2- صنعت نفت................................. 91

9-2- صنایع خودرو.............................. 92

1-9-2-عوامل اصلی رقابت در صنعت خودروسازی...... 94

۲-۹-۲-کاربردهای فناوری‌نانو در صنعت خودروسازی. 95

10-2-الکترونیک................................ 97

فصل سوم -نانو الکترونیک...................... 99

1-3 -آشنايی با نانو الكترونيك................. 100

1-1-3-وسایل نانو الکترونیک.................... 102

1-1-1-3-نانو لوله‌ها........................... 102

2-1-1-3-حلقه بنزني............................ 103

3-1-1-3—پليمرها.............................. 103

4-1-1-3- DND................................. 103

2-3-چشم انداز فناوری نانو الکترونیک........... 106

1-2-3-مشخصه یابی لایه نازک قطعات الکترونیکی107.

2-2-3-وسعت فناوری نانو الکترونیک.............. 107

3-3-کاربرد نانوالکترونیک در صنعت.............. 109

1-3-3-نمونه هايي از کاربرد فن آوري نانو در الکترونيک   110

۱-1-3-3-کربن نانو تيوب ها (carbon nanotubes)..... 110

2-1-3-3- نانو ترانزيستورها (nanotransistors)...... 110

3-1-3-3- محاسبه گر ها در مقیاس نانو ( nanocomputers) 111

4-1-3-3- MRAMها ( Magnetic Random Access Memories )   111

5-1-3-3- ۶۰ C................................. 111

2-3-3-کارهایی که باید در راستای پیشرفت این علم انجام شود    111

4-3- جهانی شدن صنعت الکترونیک................. 113

1-4-3-مفهوم جهانی شدن......................... 113

2-4-3-پیامد های جهانی شدن..................... 114

1-2-4-3-تجارت الكترونيك....................... 115

1-1-2-4-3-تاريخچه ي تجارت الکترونيک........... 116

5-3-نتيجه‌گيري................................. 120

فصل چهارم نانو حسگر ((NANO SENSOR))......... 122

1-4-حسگرها(sensors) وانواع آن.................. 123

1-1-4حسگرچیست؟................................ 123

1-1-1-4-ساختارکلی یک حسگر..................... 123

2-1-1-4-خصوصیات حسگرها........................ 124

2-1-4 -انواع حسگرها........................... 124

1-2-1-4-حسگرهای آنالوگ........................ 125

2-2-1-4-حسگرهای ديجيتال....................... 125

3-2-1-4-انواع حسگر ها در ربات................. 125

1-3-2-1-4-حسگرمحیطی........................... 125

2-3-2-1-4- حسگر بازخورد....................... 126

3-3-2-1-4- حسگر فعال.......................... 126

4-3-2-1-4- حسگر غیرفعال....................... 126

4-2-1-4-حسگر فاصله............................ 127

1-4-2-1-4-حسگر تماسی ( Contact )............... 127

2-4-2-1-4-حسگرهای مجاورتی(Proximity)............ 127

1-2-4-2-1-4-حس کردن استاتیک................... 128

2-2-4-2-1-4-حس کردن حلقه بسته................. 128

3-2-4-2-1-4-حسگرهاي دوربرد ( Far away)......... 129

4-2-4-2-1-4-حسگر نوري (گيرنده-فرستنده)........ 129

2-4-کاربردحسگرها.............................. 131

1-2-4-حسگرهای بدنه (Body Sensors)............... 131

2-2-4-حسگر جهت‌یاب مغناطیسی(Direction Magnetic Field Sensor)    131

3-2-4-حسگرهای فشار و تماس (Touch and Pressure Sensors)   131

4-2-4-حسگرهای گرمایی (Heat Sensors)............. 132

5-2-4-حسگرهای بویایی (Smell Sensors)............. 132

6-2-4- حسگرهای موقعیت مفاصل................... 133

1-6-2-4-انکدرهای مطلق......................... 133

2-6-2-4-انکدرهای افزاینده..................... 134

7-2-4-آشنایی بادو نمونه از حسگرها............. 134

1-7-2-4-حسگر تشخیص مانع ( دیواره ) سه مرحله ای با حساسیت فوق العاده - مادون قرمز............................ 134

2-7-2-4حسگر آلتراسونیک........................ 137

3-4- نانوحسگرها............................... 140

1-3-4-انواع نانو حسگرها....................... 140

1-1-3-4-استفاده از نقاط کوانتومی درتولید نانو حسگرها   140

2-1-3-4-استفاده ازنانولوله ها درتولید نانوحسگرها   141

1-2-1-3-4-نانولوله های کربنی به عنوان حسگرهای شیمیایی  141

2-2-1-3-4-نانولوله های کربنی به عنوان حسگرهای مکانیکی  142

3-2-1-3-4-استفاده ازنانو ابزارها درتولید نانوحسگرها    142

4-4-کاربردهای نانو حسگر....................... 143

1-4-4- ساخت بینی الکترونیکی با.نانو حسگر...... 143

1-1-4-4-سيستم تأمين امنيت..................... 147

1-1-1-4-4-مبارزه با قاچاق، مواد مخدر و تروريسم 147

2-1-1-4-4-جايگزيني سگ هاي جستجوگر............. 148

3-1-1-4-4-تجهيزات ربات هاي رزمي............... 148

1-3-1-1-4-4-سيستم تأمين گاز................... 148

4-1-1-4-4-دريافت کننده هاي سيگنال هاي حفاظتي.. 149

5-1-1-4-4-کنترل کننده محل کار................. 149

6-1-1-4-4-سيستم فوق العاده سريع اعلام حريق149..

7-1-1-4-4- بيني الکتروني وجرم شناسي........... 149

2-4-4-نانو حسگرها و کنترل آلودگی هوا.......... 150

1-2-4-4- مبارزه با انتشار گازهای سمی.......... 150

3-4-4-کاربرد نانو سنسورها در نمودارگيري و اندازه گيري در حين حفاري صنايع بالادستي نفت.............................. 151

4-4-4-نانوحسگر و پزشکی........................ 153

1-4-4-4-تولید نانوحسگرهاي زیستی نوری.......... 154

2-4-4-4-کاربرد حسگرهاي زيستي.................. 155

5-4-4-استفاده از نانوحسگرهاي نوري براي بررسي تغييرات سلولي  157

6-4-4- پتانسیل نانو سنسورها و تحقیقات در صنعت کشاورزی و غذا 158

1-6-4-4- نانو حسگر و صنایع غذایی.............. 159

2-6-4-4-بینی الکترونیکی در صنایع غذایی........ 159

7-4-4-نانوسنسورها و AFM هاي جديد............. 161

8-4-4- انگشت هوشمند توسط نانو حسگر ها ساخته شد 162

9-4-4-کاربرد نانو سنسورها در بخش لرزه‌نگارى   ( Seismic )   صنايع بالادستى نفت.................................... 162

5-4-جذابیت‌های نانوحسگرها...................... 166

6-4-آینده نگری................................ 167

فصل پنجم-درآخر............................... 168

1-5- نانوتکنولوژی بخشی از آینده نیست، بلکه تمام آینده است.  169

2-5-الگوي «منحني S»........................... 169

1-2-5- طفوليت................................. 170

2-2-5- رشد.................................... 170

3-2-5- بلوغ................................... 171

4-2-5-زوال.................................... 171

3-5-جايگاه ايران.............................. 172

1-3-5-جايگاه ساير كشورهاي صنعتي............... 173

4-5-نگاه از زاويه فوايد و مضرات............... 174

5-5-راهبردهايي براي توسعه اصولي............... 177

6-5-اقدامات انجام شده در ايران................ 178

7-5-جمع‎بندي نهايي بحث......................... 179

8-5-نتيجه گيري وپيشنهاد....................... 180

منابع و مآخذ................................. 183