تبليغاتX
صدرا
ان فی اختلاف اللیل و النهار وما خلق الله فی السماوات والارض لایات لقوم یتقون - خداوند بیهوده نیافرید
 اشاره‌اي به کاربردهاي فناوري نانو در صنعت خودرو

اشاره‌اي به کاربردهاي فناوري نانو در صنعت خودرو

امروزه فناوري نانو در بخش‌هاي مختلفي از صنعت خودروسازي وارد شده است که غفلت از آن باعث عقب‌ماندگي کشور در صنعت خودروسازي مي‌گردد. اين فناوري عامل بسيار مهمي در توليد خودروهاي کم مصرف‌تر و مرغوب‌تر خواهد بود.
پس بجاست که مديران صنعت خودروسازي کشور تلاش مجدانه‌اي در جهت دستيابي و توسعه اين فناوري در صنعت خودروسازي کشور نمايند و با تلاش دو چندان در پي تجاري سازي آن باشند. صنايع خودروسازي در کنار صنايع ديگر از يک سو نگرشي به کاهش هزينه‌ها دارد و از سوي ديگر در پي تلاش براي استفاده از فناوري‌هاي نوين درکنار ملاحظات زيست‌محيطي مي باشد.
از عوامل کليدي در صنعت خودرو مي‌توان به موارد زير اشاره کرد:

  1. کاهش آلايندگي و مصرف سوخت
  2. بازيافت
  3. ايمني
  4. بهبود عملکرد و ا فزايش کارايي موتور
  5. زيبايي گرايي

کاربردهاي آتي در صنعت خودرو
فروش بيش از 55 ميليون خودرو در سرتاسر جهان در سال 2002 صنعت خودرو را به يک بازار اقتصادي بزرگ و صنعت بسيار جذاب تبديل کرده است. از اين فناوري بيشتر براي بهبود استحکام، کاهش وزن، توليد مواد با سختي بالا (نانوکامپوزيت‌ها)، استفاده بيشتر از انرژي (پيل‌هاي سوختي) و نانوکاتاليست‌هاي جديد (کنترل آلايندگي) استفاده مي‌شود.
توليد کنندگان خودرو به دنبال راه‌هاي استفاده از فناوري نانو به عنوان ابزاري براي کاهش هزينه‌ها و بهبود عملکرد اجزاء خودرو در کنار راحتي و ايمني هستند.
در همين رابطه يک شرکت بزرگ که در سال‌هاي 1989، 1990 و 1995 تجربيات موفقي در مطالعه روي فناوري ميکروسيستم‌ها، ميکروالکترونيک، صنايع خودرو و صنايع هواپيمائي داشته، در ادامه مطالعات خود به کمک 70 خودروساز معتبر دنيا از جمله مرسدس بنز، BMW ، فراري، ولوو، پورشه، پژو، جنرال موتورز، فورد و ... آمده و مطالعاتي را روي فناوري نانو و فناوري‌هاي مرتبط با آن جهت استفاده در اين صنايع انجام داده است.
هدف از انجام اين مطالعات، بررسي بازار سراسري کارخانه‌ها، ارگانها، شاخه‌ها، محصولات و تحقق و توسعه آنهاست. مطالعات نشان دهنده حجم معاملات و برگشت پذيري آن در زمينه‌هاي توليد زنجيره ارزش کارخانجات و موفقيت آنها در کنار استراتژي فرصت‌ها و ريسک‌پذيري آنها براي سالهاي آينده مي‌باشد. همچنين در اين مطالعات، به شکل جداگانه، بازار اين گونه محصولات در کشورهاي آمريکا، ژاپن، آلمان، چين و ديگر کشورهاي اروپايي و آسيايي مورد بررسي قرار گرفته است.
بازارهاي بخش‌هاي فناوري نانو در صنعت خودرو مطابق تحقيقات انجام شده، بصورت ذيل مي‌باشد:

  1. توليد و ذخيره انرژي
    • پيل‌هاي سوختي
    • پيل‌هاي خورشيدي
    • کاتاليزورهاي گازوئيلي و بنزيني
    • ذخيره‌سازي انرژي
  2. مواد نانوساختار – نانوکامپوزيت‌ - نانوذرات
    • نانوساختارهاي سبک وزن
    • مواد مقاوم در برابر آتش و حرارت
    • افزايش استحکام و بهبود پايداري
    • رنگ‌ها و پوشش‌هاي نانوساختار و هوشمند
    • خود تميز شونده‌ها
    • مقاومت به خراش
    • عملکرد نوري پوشش‌ها
    • مواد قابل برنامه‌ريزي
  3. حسگرها و نمايشگرهاي دقيق
    • نمايشگرهاي حرکت
    • نمايشگرهاي فشار
    • نمايشگرهاي شيب
    • سيستم‌هاي بيومتريک
    • حسگرهاي جوي
  4. نانوالکترونيک
    • مديريت هوشمند موتور
    • سيستم روشنايي
    • الکترونيک در دماي بالا
    • کنترل امنيت
    • باطري‌هاي با طول عمر طولاني
  5. مواد و پوشش‌ها
    • پوشش‌هاي نانوکامپوزيتي با اصطکاک پائين‌
    • پوشش‌هاي نانوکامپوزيتي مقاوم به سايش
    • پوشش‌هاي مقاوم به حرارت
  6. کاربردهاي زيستي
    • تجهيزات بهداشتي
    • سيستم‌هاي امداد
    • طراحي زيستي
  7. توليد
    • اندازه‌گيري و کنترل
    • اداوات، ابزار و ماشين‌ها
    • اتوماسيون
  8. محيط زيست
    • فناوري زيست محيطي
    • بازيافت
    • سوخت
  9. ابزارهاي نانو و فناوري‌هاي متقارب در صنعت خودرو
    • فناوري بر اساس نانولوله‌هاي کربني
    • مدل سازي و شبيه‌سازي
    • نانوحسگرها و محرک‌ها
    • اسپينترونيک و نانومغناطيس
|+| نوشته شده توسط حمیدرضا عرب بافرانی در سه شنبه بیست و پنجم فروردین 1388  |
 جدال فیزیک ومتافیزیک

جدال فیزیک ومتافیزیک

اغلب در زندگي روزمره خود ملاحظه مي‌كنيم كه در اثر وجود يك ناسازگاري بين ذهن ما و جهان خارج ، نظريات عجيب و غريبي اظهار مي‌كنيم. اين نظريه پردازي از سرشت مبهم و ناموزون ما ناشي مي‌شود. البته بايد توجه داشته باشيم كه نظريه پردازي علمي چيزي كاملا متفاوت از اين موردي است كه اشاره شد. در نظريه پردازي علمي ، انسان به صورت مستقيم با جهان خارج درگير مي‌شود و ذهن در مواجهه مستقيم با آن آزاد است و لذا جهان در حكم فاعل و ذهن در حكم منفعل مي‌باشد. اما در نظريه پردازي كه ما اشاره كرديم، جاي اين دو عوض مي‌شود. در علم فلسفه از اين نوع نظريه پردازيها عموما تحت عنوان متافيزيك ياد مي‌شود.اگر تاريخ علم را مرور كنيم، ملاحظه مي‌كنيم كه همواره از روزگارهاي قديم رابطه بين علم و فلسفه ، خصوصا بين فيزيك و متافيزيك در نوسان بوده است. به عنوان مثال در زمان گاليله به دليل حكومت افكار ارسطويي ، دانشمندان در ارائه نظريات علمي با مشكلات بسياري مواجه بوده‌اند. اما تاريخ فلسفه ، مخصوصا بعد از دكارت تحولاتي در اين زمينه پديدار شد. فلسفه بعد از دكارت فلسفه‌اي است كه نقش علوم تجربي ، خصوصا فيزيك را در براندازي نظامهاي فلسفي مهم مي‌داند. مثلا نظريه‌هايي در باب زمان و مكان و حركت كه توسط نيوتون ارائه گرديد، در فلسفه نيز تاثير گذار بودند. به همين ترتيب در اوايل قرن بيستم نظريه نسبيت عام انيشتين طلوع كرد كه برداشتي بديع و متفاوت از زمان و مكان و حركت ارائه داد و تاثيرات ديگري را در حوزه فلسفه به همراه داشت.

در اين دوران فيلسوف ذهن خود را در برابر جهان خارج و تاثيرات آن منعطف مي‌گرداند. بنابراين متافيزيك نيز جنبه‌هاي واقع بينانه انديشيدن را مد نظر قرار مي‌دهد. پس در اين دوران فيلسوف شخصي واقع گرا است كه ذهن خود را از دام وسوسه‌هاي تخيل رهانيده و به جهان مانند يك پديده عيني و نه ذهني نگاه مي‌كند و لذا تعجب او و طرح پرسشهايش راهگشاي علوم تجربي است و ديگر علم تجربي را كفر و عالم تجربي را كافر نمي‌پندارد.

رابطه فيزيك و متافيزيك در قرن بيستم

پس از اينكه آراء اعضاي حلقه وين ، همچون پتكي سخت و سنگين بر سر متافيزيك رايج فرود آمد و آن را بي‌معني اعلام داشت، حريف ديرينه و سر سخت حلقه وين ، كارل ريموند پوپر بر آن شد تا متافيزيك را دوباره احيا نمايد. در قرن بيستم ما شاهد تحديد ميان علم خصوصا فيزيك و متافيزيك هستيم. علم گزينه با معناي فعاليتهاي دانشمندان تجربي بوده و متافيزيك امري نظري و بي‌معنا است كه سرگرمي عمده فلاسفه مدرسي است. اين تحديد همواره به صورتهاي گوناگون مطرح شده است. حتي مي‌توان در نظريات ويتگنشتاين نيز رد پاهاي آن را يافت.

او در رساله خود گزاره‌هاي متافيزيكي را بي‌معني دانسته و در پژوهشهاي فلسفي كه خود ردي است بر رساله منطقي- فلسفي جانب معنا را گرفته و باز راي پيشين خود را حفظ مي‌كند. اما از نظر دانالد گيليس در كتاب فلسفه علم در قرن بيستم ، ويتگنشتاين مرتكب اشتباهي فاحش شده است. او از رياضيات محض مثال مي‌زند كه در يك فعاليت و پژوهش كاملا نظري و فارغ از تجربه شكل مي‌گيرد و بعد در فيزيك بكاربرده مي‌شود و پس از آنكه فرضيه‌اي ارائه شد، در عمل مورد آزمون واقع مي‌شود و اگر از آزمون به سلامت بيرون آمد ثبت مي‌گردد. آيا مفاهيم و يافته‌هاي رياضيات محض قبل از اينكه در فيزيك الهام گر فرضيه‌اي جديد باشند، بي‌معني هستند؟ حال و روز گزاره‌هاي متافيزيكي نيز اين چنين است.

پوپر در كتاب منطق اكتشاف علمي ، فصلي را به رابطه ميان علم و متافيزيك اختصاص داده است. او مثالهاي فراواني را در دفاع از متافيزيك ارائه مي‌كند. به عنوان مثال نظريه اتمي در زمان متفكران قبل از سقراط مثل لوكيپوس و ذيمقراطيس يك مورد كاملا متافيزيكي بود. اما همين نظريه كه جنبه متافيزيكي داشت، در ابتداي قرن نوزدهم توسط دالتون براي حل برخي مسائل در شيمي بكار گرفته شد. پس از آن در اواسط قرن نوزدهم ، ماكسول آن را در نظريه جنبشي گازها وارد رياضي فيزيك كرد. اين مثال خود دليل محكمي بر معني‌دار بودن گزاره‌هاي متافيزيكي است.

عقيده پوزيتيويسم

اساس پيدايش پوزيتيويسم منطقي به قرن بيستم و به حلقه وين و اعضاي فعال و انقلابي آن بر مي‌گردد. حلقه وين عبا رت از جلسات هفتگي عده‌اي فيزيكدان و رياضيدان بود كه راجع به مسائل فلسفي به بحث و تبادل نظر مي‌پرداختند. از جمله اين افراد مي‌توان به شليك ، نويرات ، وايزمن ، هانس هان ، هربرت فايگل و برخي ديگر اشاره كرد. پس از اينكه آرا و عقايد اعضاي حلقه انتشار يافت، دانشمندان و فلاسفه ديگري از جمله كارناپ و گودل نيز بدان گرويدند.

كارناپ بعدها در سال ۱۹۲۶ يكي از تاثير گذارترين پوزيتيويست‌هاي منطقي شد. نشريه شناخت ، مجموعه‌اي بود كه مقالات پوزتيويست‌ها را منتشر مي‌ساخت. پوزيتيويسم منطقي بر پايه سه اصل عقيدتي عمده قرار دارد كه شامل تمايز ميان تحليل و تركيب ، اصل تحقيق پذيري ، برنهاد فرو كاستي و نقش مشاهده است.

سخن آخر

البته آنچه ارائه شد مجومه‌اي از مطالبي است كه افراد گوناگون در باب فيزيك و متافيزيك ارائه دادند. شايد كم نباشند تعداد فيزيكداناني كه مسائل متافيزيكي كاملا پذيرفته و به آن اعتقاد دارند. اما آنچه مهم است، ياد آوري اين دو مطلب است كه اولا اظهار نظر قطعي در اين باب مستلزم داشتن اطلاعات بسيار وسيع و گسترده از هر دو مورد مي‌باشد. و شخص بايد هم در زمينه فيزيك و هم در زمينه متافيزيك صاحب نظر باشد تا بتواند نظري قاطع و راسخ در اين باب داشته باشد.

نكته ديگر اين كه اگر ذهن و علم ما قادر به توجيه برخي رويدادها نيست، دليلي براي رد آن وجود ندارد. چه بسا در تاريخ علم موارد متعددي وجود داشته است كه در زمان مطرح شدن به دليل ناقص بودن علم بشري ، دانشمندان قادر به قبول آنها نبوده‌اند. اما پيشرفت علم در زمانهاي بعد اين مورد را به اثبات رسانده است.

|+| نوشته شده توسط حمیدرضا عرب بافرانی در شنبه بیست و دوم فروردین 1388  |
 

نانولوله‌هاي کربني و آينده روشن لومينسانس پليمري

هزينه و قابليت نگهداري، شاخص‌هايي هستند که باعث مي‌شوند تا افزاره‌هاي مبتني بر مواد آلي و قابل فراوري در محلول، براي کاربردهاي فوتوولتائيک و نوردهي مورد توجه قرار گيرند؛ اگرچه قبل از استفاده در بسياري از کاربردها، بهبود عمر مفيد و بازده افزاره لازم خواهد بود. هم‌اکنون يک گروه تحقيقاتي بين‌المللي يافته‌هايي را گزارش کرده‌اند که نشان مي‌دهند نانولوله‌هاي کربني چند‌ديواره(MWNT) مي‌توانند در بهبود عملکرد افزاره‌هاي فوتوولتائيک و پيل‌هاي خورشيدي آلي خيلي مؤثر باشند.

اين گروه تحقيقاتي که شامل محققاني از دانشگاه سوري از بريتانيا، دانشگاه شانگ‌هاي جيآوتانگ از چين، و دانشگاه ايالتي فلوريداست، بعد از اضافه کردن نانولوله‌هاي کربني چندديوارة عامل‌دارشده با اسيد، به نايلون 10، 10 يک افزايش صد برابري در خاصيت فوتولومينانس مرئي از کروموفورهاي فلورسانت آن را مشاهده کردند.

افزودن نانولوله‌هاي کربني به پليمرها براي تشکيل کامپوزيت‌هاي هيبريدي مواد معدني در آلي، در افزاره‌هاي الکترولومينسانس و فتوولتائيک مزيت‌هايي دارد، اما تاکنون با مشکلاتي روبه‌رو بوده‌‌است. نانولوله‌هاي کربني اثر حامل‌هاي بار را کم مي‌کنند و در نتيجه بازده کلي انتشار افزاره‌ها را کاهش مي‌دهند، در مقابل، اين محققان پيشنهاد مي‌کنند که نانولوله‌هاي کربني چند‌ديواره عامل‌دارشده با اسيد، تشعشع برخورد‌کننده را جذب مي‌کنند و در جاهايي که عمليات اسيدي نانولوله را تخريب مي‌كنند، حالت‌هاي سطح تحريک‌شده را تشکيل مي‌دهند. برگشت الکترون‌هاي تحريک‌شده به حالت اوليه منجر به ساطع‌‌ شدن تشعشع يا انتشار نور مي‌شود.

در اين حالت پيشنهاد اين محققان شبيه به سازوکار ديودهاي انتشاردهندة نور آلي آلاييده با رنگدانه آلي ‌است. حضور نانولوله‌هاي کربني چند‌ديواره، شستن نوري مراکز فلورسانت در کامپوزيت‌هاي نايلون را به تأخير مي‌اندازد.

راوي سيلوا از دانشگاه سوري مي‌گويد:" افزايش در خواص لومينسانت به‌خوبي نويددهندة توليد جديدي از افزاره‌هاي آلي است که مي‌توانند از نظر تجاري به توليد انبوه برسند." سيمون هنلي، يکي از اين محققان، اضافه مي‌کند:" اين نتايج دورنماي استفاده از نانولوله‌هاي کربني چند‌جداره براي مديريت تشعشع خورشيدي در پيل‌هاي خورشيدي آلي و براي بهبود پايداري افزاره‌ها، را اميدوار‌کننده نشان مي‌دهند."

فاز ‌بعدي اين تحقيق شرح اين سازوکار در انواع مختلفي از سيستم‌ها و به‌کارگيري اين نانوکامپوزيت به‌عنوان مواد فعال پيل‌هاي خورشيدي، خواهد بود.

نتايج اين تحقيق در مجله Small منتشر شده‌است.


ابداع دو تکنيک جديد براي تشخيص سرطان با استفاده از نانوذرات

تشخيص زود هنگام تومورها يکي از اهداف ارزشمند در زمينه ي تحقيقات بر روي سرطان مي باشد که دست يابي به آن خواهد توانست روند درمان و تشخيص سرطان را به ميزان زيادي بهبود بخشد. به تازگي دو تکنيک با بهره گيري از فناوري نانو ابداع شده است که شايد بتواند محققان را در رسيدن به اين هدف ياري نمايد.

يک گروه تحقيقاتي به سرپرستي دکتر ويهونگ تان از دانشگاه فلوريدا، يکي از اين دو تکنيک را با استفاده از نانوذرات طلاي متصل شده به آپتامرهاي DNA ابداع نموده اند.( آپتامرها مولکول هاي مصنوعي کوچکي از جنس DNA مي باشند که مي توانند به صورت اختصاصي به اهدافي چون آنتي بادي ها متصل شوند).

نانوذرات طلا در محدوده اي از طيف هاي نوري قابل تشخيص هستند و خواص جذب نوريشان به ميزان زيادي به اندازه شان بستگي دارد. نانوذرات طلاي متصل شده به آپتامر DNA که در اين تکنيک مورد استفاده قرار مي گيرند، در طول موج nm 500 بيشترين جذب نوري را دارند ولي هنگامي که همين نانوذرات به سلول هاي هدف متصل مي گردند، طيف جذبيشان به ميزان زيادي تفاوت مي کند و تغيير رنگ واضحي نيز در طيف آنها از رنگ سبز به قرمز مشاهده مي گردد که سلول هاي هدف را قابل تشخيص مي سازد.

اگرچه اين تغيير در طيف جذبي به وسيله ي چشم انسان قابل مشاهده مي باشد، محققان تلاش کرده اند تا با استفاده از يک اسپکتروفوتومتر ميکروپليت حساسيت اين روش را تا حد تشخيص 90 سلول سرطاني افزايش دهند. آنان مقاله ي خود را در رابطه با اين تکنيک در ژورنال Analytical Chemistry چاپ کرده اند.

تکنيک دوم به وسيله ي دکترگري مکي و همکارا نش در دانشگاه آيداهو ابداع شده است. در اين تکنيک آنان ترانزيستوري متشکل از نانوسيم ها طراحي کرده اند که مي تواند ميزان بسيار کمي از DNA متيله شده را تشخيص دهد. اين ترانزيستور با استفاده از مدارهاي الکتريکي حساس به نور ساخته شده است و بر روي آن پوششي از جنس يک آنتي بادي قرار دارد که مي تواند به باز سيتوزين متيله شده (يکي از چهار باز اساسي تشکيل دهنده ي DNA ( متصل گردد. متيلاسيون DNA نقش کليدي در خاموش کردن ژن هاي مهارکننده تومور ايفا مي کند و از اين روي تشخيص آن مي تواند يک نشانه ي زود هنگام بروز سرطان باشد. هنگامي که مولکول DNA حاوي سيتوزين متيله شده از اين نانوسيم ها عبور نمايد، آنتي بادي مذکور به DNA متصل مي گردد و يک سيگنال الکتريکي قابل محاسبه توليد مي شود که از روي آن مولکول DNA و در نتيجه بروز سرطان تشخيص داده مي شود.


توليد نانوکاتاليزورهايي با مساحت سطح يک زمين فوتبال

اخيرا ً شرکت QuantumSphere (پيشگام توليد نانو فلزات و نانو آلياژها) از دستاورد تازه خود در زمينه توليد تميز هيدروژن به‌وسيلة الکتروليز آب خبر داده است.

به گفته مسئولان شرکت، اين کار با بهره گيري از يک فرمول کاتاليزوري خاص به نام QSI-Nano NiFe™ (حاوي نانوذرات نيکل و آهن) انجام شده است. استفاده از اين کاتاليزور مساحت سطح الکترودهاي تجاري را براي انجام واکنشهاي کاتاليزوري تقريبا ً هزار برابر مي‌کند، به‌طوريکه مساحت سطح يک گرم از اين ماده به اندازه يک زمين فوتبال مي‌رسد. همچنين الکترودهاي پوشيده شده با اين کاتاليزورها توانسته‌اند آزمايشات استحکام را تا هزار ساعت با موفقيت پشت سر بگذارند.

بررسيها حاکي از بازدهي حدود 84 درصدي اين روش است که به مراتب بيشتر از روشهاي قديمي الکتروليز و حتي بيش از مقدار تعيين شده وزارت انرژي آمريکا مي‌باشد و لذا از قابليت بسيار خوبي براي تجاري شدن برخوردار است و شرکت QuantumSphere قادر است تا در صورت نياز به سرعت مقادير زيادي هيدروژن را با استفاده از آن توليد کند.

اين روش همچنين موجب تسريع روند تجاري شدن پيلهاي سوختي شده و کار با تجهيزات هيدروژني را آسان مي‌کند. به باور محققان مي‌توان اميدوار بود که در آينده نه چندان دور دارندگان خودروهاي هيدروژني بتوانند به راحتي با استفاده از دستگاه الکتروليز کم مصرف نصب شده در پارکينگ منزل خود اقدام به سوختگيري نمايند.


|+| نوشته شده توسط حمیدرضا عرب بافرانی در سه شنبه هجدهم فروردین 1388  |
 
 
بالا