| |||
| ديدن جهان اتم به معناي عادي کلمه ميسر نيست چون خواص آن کوچکتر از طول موج نور قابل ديدن است و با وجودي که دانشمندان از سالهاي دهه 1950 درباره بررسي مواد در اين مقياس تلاش کرده بودند، ناچار شدند تا اختراع ميکروسکوپ STM صبر کنند تا به هدف خود برسند. اسم اين ميکروسکوپ در واقع از يک خاصيت در مکانيک کوانتوم گرفته شده است که در اين ميکروسکوپ به کار مي رود. دستگاه STM مي تواند پستي و بلندي هايي در مقياس جهان نانو را نشان دهد و امکان بررسي و مطالعه اتمها و ملکولها را براي اولين بار در اختيار دانشمندان قرار داد. با توجه به اهميت دسترسي به اين ميکروسکوپ ، با تلاش پژوهشگران مرکز تحقيقات علوم و تکنولوژي در پزشکي دانشگاه علوم پزشکي تهران ، ايران هم بتازگي به جمع 5 کشور صاحب فناوري ساخت ميکروسکوپ هاي تونلي روبشي (STM) از پيشرفته ترين تجهيزات مورد استفاده در تحقيقات نانو فناوري ، پيوسته است. اتم سنگ بناي بنيادي ماده است و در نتيجه اتمها بسيار کوچک هستند. توصيف و تصور جهان در سطح اتم و ملکول دشوار است. اين حيطه از علم به قدري عجيب است که بخشي خاص از فيزيک به آن اختصاص يافته شده که مکانيک کوانتوم نام دارد. هدف اين علم براي توصيف رخدادها در سطح اتم است. در واقع اگر قرار بود توپ تنيس را به طرف ديوار پرتاب کنيد و توپ از آن بگذرد و به سوي ديگر ديوار برود ، حتما تعجب مي کرديد. اما اين دقيقا همان اتفاقي است که در مقياس کوانتوم رخ مي دهد. در مقياس بسيار کوچک ، خواص ماده مانند رنگ ، مغناطيس و توانايي انتقال برق نيز به شکل غيرمنتظره تغيير مي کند. ديدن جهان اتم به معناي عادي کلمه ميسر نيست ، چون خواص آن کوچکتر از طول موج نور قابل ديدن است اما در سال 1981 پژوهشگران شرکت آي بي ام نوعي ميکروسکوپ ساختند که نام آن STM بود. اسم اين ميکروسکوپ در واقع از يک خاصيت در مکانيک کوانتوم گرفته شده بود که در ميکروسکوپ ياد شده به کار مي رود. اين دستگاه مي توانست پستي و بلندي هاي در مقايس جهان نانو را نشان دهد. ميکروسکوپ STM اين امکان را به دانشمندان داد که براي اولين بار اتمها و ملکول ها را ببينند. البته اگرچه تصاوير اين ميکروسکوپ به زيبايي و وضوح تصاوير طبيعت نبودند اما در مقياس تصورناپذير نانومتر به نمايش در مي آيد. يک نانومتر يک ميليارديم متر يا حدودا به طول 10 اتم هيدروژن است. با وجودي که دانشمندان از سالهاي دهه 1950درباره بررسي مواد در اين مقياس تلاش کرده بودند ، آنان ناچار شدند تا اختراع ميکروسکوپ STM صبر کنند تا به هدف خود برسند. عموما در اين باره توافق وجود دارد که نانوفناوري اشياي بين يک تا 100 نانومتر را در برمي گيرد ، هر چند اين تعريف تا حدي قراردادي است. برخي افراد اجسامي به کوچکي يک دهم نانومتر را نيز در نظر مي گيرند که به اندازه پيوند بين 2 اتم کربن است. در ديگر سوي اين گستره در اجسام بزرگتر ار 50 نانومتر قوانين فيزيک کلاسيک صدق مي کند. مواد بسياري هستند که داراي خواص اجسام در مقياس نانو هستند اما اسم نانوفناوري به آنها اطلاق نمي شود. نانوفناوري در پي آن است تا از خواص عجيب اجسام در مقياس بسيار کوچک استفاده کند. در مقياس نانو، خواص «جديد ، هيجان انگيز و متفاوتي » يافت مي شود. با کوچک تر شدن اجسام ، نسبت ميان فضاي سطح و حجم آن افزايش مي يابد. اين امر به آن علت مهم است که اتمهاي موجود در سطح يک ماده معمولا بيشتر از اتمهاي مرکز آن واکنش نشان مي دهند. از اين رو، اگر نقره به ذرات بسيار کوچک تبديل شود، خواص ضدميکروبي پيدا مي کند که در حجم انبوه آن وجود ندارد و يا با توليد ذرات ريز از ترکيب اکسيد سديم از اين خاصيت استفاده مي کند و ماده اي توليد مي شود که خاصيت کاتاليزوري آن بيشتر است. مرزهاي دانش شکسته شد دسترسي مستقيم به اجزاي سازنده ماده اتمها ، مولکول ها و ساختارهاي اوليه آنها حادثه اي تاريخي در علم و فناوري است. سيستم هاي زنده و محصولات دست ساز بشر در مقياس نانو کار مي کنند اما دانشهاي بنيادي محدود و ابزارهاي تحقيق ناکافي ما را از فهم ساختارها ، پديده ها و سازوکارهاي بنيادي ماده ، بازداشته است. ريچارد فاينمن ، جامعه علمي را از سال 1959 براي کشف «فضايي در پايين» به چالش انداخت اما فعاليت هاي تحقيق و توسعه نانو ، فقط چندسال پس از اين که Gerd Binning و Heinrich Rohrer در سال 1981 ميکروسکوپ STM را براي ديدن و حس نانوساختارهاي روي سطح اختراع کردند ، در چندين کشور آغاز شد. با تلاش پژوهشگران ، مرکز تحقيقات علوم و فناوري در پزشکي دانشگاه علوم پزشکي تهران ، ايران هم پس از سالها تلاش به جمع 5 کشور صاحب فناوري ساخت ميکروسکوپ هاي تونلي روبشي (STM) از پيشرفته ترين تجهيزات مورد استفاده در تحقيقات نانو فناوري ، پيوسته است. به گفته دکتر سعيد سرکار، رئيس مرکز تحقيقات علوم و فناوري در پزشکي دانشگاه علوم پزشکي تهران و مدير اين طرح با اجراي اين طرح و ساخت 5دستگاه ميکروسکوپ تونلي روبشي ، ايران به جمع حدود 5کشور صاحب فناوري ساخت اين دستگاه پيشرفته که زمينه را براي ساخت تجهيزات و ميکروسکوپ هاي پيشرفته ديگر نيز که از ملزومات اساسي تحقيقات نانو هستند فراهم مي کند. وي در ادامه با اشاره به مشارکت تيمي 15 نفره از متخصصان رشته هاي مختلف در اين طرح ساخت اين تجهيزات پيشرفته در داخل کشور را حاکي از توانمندي بالاي محققان ايراني در عرصه ساخت تجهيزات با طرح بالا (High Tech) و بومي کردن اين فناوري ها در کشور عنوان و مي افزايد: آينده نانوفناوري وابسته به چنين دستگاه هايي است و با دستيابي به فناوري ساخت ميکروسکوپ هاي تونلي روبشي که مادر چنين ميکروسکوپ ها و تجهيزاتي است مي توانيم انواع دستگاه هاي ديگر را بسازيم و در اين راستا قصد داريم سال آينده ساخت ميکروسکوپ هاي AFM (ميکروسکوپ هاي نيروي اتمي) را آغاز کنيم. به اين ترتيب ، با اتکا به توان نيروهاي داخلي اين نگراني که غرب ما را از دستيابي به چنين تجهيزاتي محروم کند به برطرف مي شود و به آن حد از توانمندي مي رسيم که در آينده با تشکيل باشگاه کشورهاي صاحب فناوري نانو از جايگاه مناسبي در ميان آنها برخوردار باشيم. تصاويري در ابعاد نانو طرح ساخت ميکروسکوپ هاي تونلي روبشي 3 سال پيش آغاز شد. پس از ساخت نمونه اوليه که نشان دهنده توانمندي در ساخت اين دستگاه بود ، ساخت 5 دستگاه ميکروسکوپ را با حمايت ستاد ويژه توسعه فناوري نانو آغاز شد و نخستين دستگاه STM ساخت داخل عصر شنبه همزمان با سومين گردهمايي مديران شبکه آزمايشگاهي فناوري نانو رونمايي شد. به گفته دکتر سرکار دستگاه STM توانايي ارائه تصاوير دو و سه بعدي در ابعاد نانومتر را دارد و قادر است از تمام نانوساختارها، آنتي بادي ها ، پروتئين ها، ملکول هاي DNA و... تصوير برداري کند که براي آزمون کارايي اين ميکروسکوپ ها تصاوير تهيه شده با آن از نمونه هاي استاندارد با تصاوير گرفته شده از دستگاه هاي خارجي مطابقت داده شد که حاکي از برابري کيفيت تصاوير دستگاه هاي ايراني با نمونه هاي مشابه خارجي بود. وي خاطرنشان مي کند قدرت تصويربرداري اين ميکروسکوپ از يک نانومتر تا 8 ميکرون است که از اين لحاظ منحصر به فرد است و نوک تيپ آن به صورت خودکار تا يک نانومتري نمونه قابل تنظيم است در حالي که در برخي نمونه هاي خارجي نوک تيپ ميکروسکوپ بايد با دست تنظيم شود که مي تواند به نمونه آسيب بزند. دکتر سرکار با بيان اين که دستگاه هاي ايراني با قيمتي حدود يک سوم نمونه هاي خارجي قابل عرضه است ، مي افزايد: ستاد ويژه توسعه فناوري نانو 5دستگاه را پيش خريد کرده که اين دستگاه ها در حال حاضر آماده بهره برداري است و سفارش ساخت 2 دستگاه از اين ميکروسکوپ ها را نيز از مالزي دريافت کرده ايم. نخستين دستگاه STM ايراني که با نام تجاري نما توليد شده است نيز با بيان اين که اين دستگاه از نظر برخي مشخصات فني منحصر به فرد است. رزولوشن YX برابر 0.12 نانومتر و رزولوشن Z برابر 0.045 نانومتر که در حالت زوم هر دو دقت مذکور به 0.1 مقدار ذکر شده تقليل مي يابند. مجري طرح ساخت دستگاه STM ، قابليت اسکن در حد 8x8 ميکرومتر مربع ، کارکرد در 2 حالت جريان ثابت و ارتفاع ثابت ، مشاهده همزمان تصاوير دو بعدي و سه بعدي از چند اسکن ، تغيير online جريان و ولتاژ اعمال شده ، زاويه اسکن تماما قابل تعويض از سوي کاربر ، نويز بسيار پايين و قابليت تصويربرداري با وضوع اتمي را از ديگر ويژگي ها و مشخصات فني ميکروسکوپ STM ايراني عنوان کرد. حد تفکيک اين ميکروسکوپ به طول موج بستگي ندارد زيرا از هيچ گونه امواجي براي تاباندن به نمونه استفاده نمي شود و در آن هيچ نوع عدسي به کار نرفته است. وزارت بهداشت ، درمان و آموزش پزشکي همگام با ديگر وزارتخانه ها و سازمان هاي اجرايي کشور ، فعاليت ها و اقدامات خود را در زمينه نانوفناوري آغاز کرده است. انجام طرحهاي پژوهشي مانند طرح پژوهشي امکان سنجي طراحي و ساخت ميکروسکوپ STM در مرکز تحقيقات و فناوري در پزشکي در اين راستا، مرکز تحقيقات علوم و فناوري در پزشکي دانشگاه علوم پزشکي تهران به عنوان قطب محوري نانوفناوري از سوي معاونت پژوهشي وزارت بهداشت تعيين شده است که حکايت از جايگاه مناسب نانوفناوري در اين دانشگاه دارد.
| |||
نوشته شده توسط مشرق زمین در یکشنبه یکم مهر 1386 ساعت 6:54 | لینک ثابت |

: در اين جهان ناديدني ، ذرات کوچک طلا در دماي چند صد درجه پايين تر ذوب مي شود و مس که معمولا رساناي خوب الکتريسيته است ، ممکن است در لايه هاي نازک و در مجاورت ميدان مغناطيسي مقاوم شود.