سفر به ریزها؛ آشنایی سیستمی با علم و فن آوری نانو؛ فصل نخست و فایل صوتی اول

سه شنبه, 6ام خرداد, 1399

اندازه قلم متن

با سلام، من ریموند رخشانی هستم و حوزه کارشناسی ارشد من مهندسی‌ سیستم‌ ها و اتوماسیون کارخانه است، و حوزه تخصص من بکارگیری اندیشه سیستمی‌ برای انتقال فن آوری و اجرا و پیاده سازی تولید فرآورده‌ های نوین[۱] می‌‌باشد.
در این سلسله از مقالات و فایل‌ های صوتی، کوشش می کنم که علم نانو[۲] و فنآوری نانو[۳] را (به زبان فارسی) از پایه، بنحوی سیستماتیک به دوستانی که علاقمند هستند، در حد توان، ارائه کنم.

در واقع این مقالات، فصل ‌های کتاب جدیدی با همین نام (سفر به ریزها) هستند که سالهاست بر روی آن کار می کنم و در دست تهیه است، و تصمیم گرفته ‌ام که پیشاپیش آن را، فصل به فصل، بطوری مجازی منتشر کنم.

از پژوهشگران و اندیشمندان عزیز خواهشمندم که لینک‌ ها را به دوستان و بویژه به جوانان دانش پژوه ما (که اغلب دسترسی نظام مند برای آشنایی با علم و فنآوری نانو – به زبان فارسی – ندارند) ارسال فرمایند. با احترام، ر. رخشانی

سفر به ریزها

با توجه به پیشرفت های عظیمِ علمی[۴] و تحولاتِ چشمگیر فنی که در دو دهه ی گذشته ، بویژه در حوزه ی پژوهشهای علم و فنآوری نانو[۵] به وقوع پیوسته، شاید بتوان اذعان داشت که انسان امروز در آستانه ی انقلابی^[۶] علمی و تحول صنعتی ای دیگر قرار دارد.^[۷] انقلابی که با معرفی ابزارهای فنی و صنعتی نوین، و کاربرد آن ابزارها در روش های پژوهشی نوینِ علمی و در زندگیِ انسان ها، مسلما” تاثیری شگرف بر جامعه ی انسانی، و برروان و جان و رفتارِ آدمی خواهد داشت.^[۸]

فنآوری نانو[۹]، فنآوری ای پلاتفرمی و زیرساختی است[۱۰]، بدان معنا که پتانسیلِ تغییر و به طور کلی زیر و روسازی و دگرگون کنندگی همه ی بخش های اصلیِ علوم و صنایع را در خود دارد[۱۱]. میزانِ سرمایه گذاری دولتی آمریکا در این بخش، هم اکنون به میزانِ سرمایه گذاری همان دولت در بخش پژوهش های فضایی است. تاثیرِ پیشرفت ها در فنآوری نانو، به باورِ دانشمندان امروزی، از کلِ تاثیراتِ مجموعه ی ماشین بخار، برق، ترانزیستور و اینترنت بالاتر خواهد بود[۱۲].

ریشه ی واژهی نانو، از Nanos یونانی به معنی “کوتوله” یا “ریزه” می آید. اگر ده اتم هیدروژن را پهلوی هم بچینیم، طولِ آنها به یک نانومتر می رسد (نانومتر یک هزارم میکرومتر و یک میلیونم میلیمتر است). یک ملکول دی ان ‌ای DNA پهنایی معادل و نزدیک به ۵/۲ نانومتر دارد. قطرِ گلبول قرمز در بدنِ انسان حدودا” ۵۰۰۰ نانومتر است. ضخامتِ موی انسان در حدود ۸۰،۰۰۰ نانومتر است. ذرات در ابعاد نانو قابل رویت نیستند مگر به یاری نانوسکوپ ها، که میکروسکوپ هایی اتمی هستند[۱۳].

در سال ۲۰۱۵، معاون “وزیرِ بازرگانی دولتِ آمریکا” برای فنآوری[۱۴]، در سخنرانی خود در “کنگره ی جهانی اقتصاد نانو” (که بدان دعوت شده بود تا پیرامون فنآوری نانو موردِ پرسش قرار بگیرد) پیشرفت های این حوزه ی علم را معجزه آسا می نامد و می گوید “این پیشرفت ها شرایطی به وجود خواهند آورد که در آن نابینایان می توانند ببینند، معلولین دوباره به حرکت درآیند، ناشنوایان دیگربار بشنوند، و درمان برای ایدز[۱۵]، سرطان، بیماریِ قند، و دیگر بیماری ها نیز پیدا شود.” امروز هم باید اذعان کنم که تقریبا و تحقیقا همه پژوهش‌ های پزشکی کنونی، جهت شناسایی و یافتن درمانی و یا واکسنی برای ویروس کرونا، در ابعاد فعالیت هایی نانویی صورت می پذیرند[۱۶].

در همان سال ۲۰۱۵، در جلسه ی علنی کمیته ی خدماتِ نظامی مجلس سنایِ آمریکا[۱۷]، چندتن از ژنرال های آمریکایی درخواستِ استفاده از نقطه های کوآنتومی[۱۸] در بدنِ سربازان آمریکایی ، پیش از عملیاتِ نظامی را کرده بودند. این کمیته سنا، تقاضای این ژنرال ها را رد کرد، اما اِشکالی در استفاده ی چنین نقطه هایی کوآنتومی در پوششِ نظامی سربازان ندید[۱۹].

نقطه های کوآنتومی[۲۰]، ذراتی نیمه رسانا در ابعادِ نانو[۲۱] هستند که می توان حتی در درونشان چیزی شبیه به بارکد[۲۲] (خط نماد یا رمزینه( و یا فرستنده ای رادیویی جاسازی نمود، و هم اکنون برای ردیابی و شناسایی رادیویی[۲۳] کالاها موردِ استفاده قرار می گیرند[۲۴]. با اینکه نقطه‌های کوآنتومی ذره مانند هستند، کیفیاتی موج مانند را به نمایش می گذارند، و از همین خاصیت ویژه آنها در طراحی استفاده شده است. بدلیل خاصیت ویژه و دوگانه موج ذره ای نقطه‌های کوآنتومی، بسیاری دانشمندان فن آوری نانو آنها را اتم‌ های مصنوعی[۲۵] می نامند[۲۶]. هدفِ ژنرال ها این بود که در صورتِ کشته یا زخمی شدنِ سربازانِ آمریکایی و یا به اسارت گرفتن آن ها در عملیاتِ نظامی، محلِ آن ها را ردیابی و شناسایی کنند. به گفته ی ژنرال ‌ها، نقطه‌ های کوآنتومی نظامی آنها به مدتِ ۸ ماه کارآیی داشتند و می توانستند امواجِ رادیویی بفرستند[۲۷] .

با تقلیل ملکول های جاندار و ذراتِ بی جان به ابعادِ نانو، نسبت سطح کل تماس آن ها‌ با ذرات دیگر، به سطحِ کلِ کرویِ آن ها‌، افزایش می یابد. با افزایشِ این نسبت، خصوصیات و فعل و انفعالاتِ شیمیایی و فیزیکی آن ها تغییری اساسی می کنند[۲۸].

این روز ها، پرسش هایی بنیادین نیز از سوی دانشمندان علمی حوزه‌ های علوم نانو مطرح شده ا‌ند، از قبیل اینکه این ترکیباتِ ملکول های جاندار و ذراتِ بی جان می توانند هم عایق (نارسانا (و هم هادی )رسانا) باشند، و اگر در فضا رها شوند، به دلیلِ بی اندازه کوچک بودن شان، از راهِ پوست، یا با تنفس، و یا از طریقِ دهان بسادگی واردِ بدن آدمی می شوند.

دیگر اینکه آیا این مواد و ترکیبات از قابلیتِ بازیافت و بازچرخشِ سالم در طبیعت برخوردار هستند یا خیر[۲۹]؟ آیا دور ریختن آن ها در محیط، ایمن است یا خطراتی را متوجه محیطِ زیست خواهد کرد؟ و یا این که چه میزان انرژی و منابع باید صرفِ تولیدِ تجاری آن ها شود و این امر، چه میزان زیان برای محیطِ زیست به همراه خواهد داشت؟

علم نانو[۳۰] مطالعه کارکرد ماده به هنگامی ست که در ابعاد نانومتری یعنی یک میلیاردم متری طراحی می شود ودر سالهای اخیر این حوزه علم پیشرفت های چشم گیری داشته است[۳۱].

در این دو دهه اخیر پیشرفت های علمی وسیع به شکل گیری فنآوری نانو[۳۲] هم انجامیده، که کاربرد ابزارها در مقیاس نانو در حوزه های پزشکی[۳۳]، انرژی پایدار[۳۴] و صنعت کامپیوتر[۳۵]، و دیگر حوزه های علمی است.[۳۶]

اتم ها بخش های سازنده[۳۷] مواد هستند[۳۸] و مانند حروف الفبا که واژه ها و نتیجتاً جملات را می سازند، اتم ها نیز در یکدیگر درهم شده و مولکول هایی از قبیل مولکول آب و موادی دیگر از قبیل کریستال های سیلیکن و پلاستیک ها را می سازند[۳۹].

کیفیاتی را که اتم ها با خود می آورند، مانند تعداد الکترون هایی که برای پیوندهای شیمیایی کربن استفاده می شوند یا مانند اندازه ویژه اتم ها، در شکل‌ گیری خواص موادی[۴۰] که اتم ها می سازند، نقشی عمده دارد.[۴۱]

برای نمونه اتم کربن با چهار الکترون بیرونی خود، در پیوند با چهار اتم کربن نزدیک به خود در شکل‌ ‌گیری کریستال مستحکم الماس[۴۲] نقشی عمده دارد[۴۳].

قواعد و قوانینی که پدیداری خواص فیزیکی را بر اساس ترکیب اتم ها و مولکول ها تعیین می کنند، شامل فیزیک کلاسیک نیوتنی[۴۴] هستند اما از آن قوانین کلاسیک فیزیکی نیز فراتر می روند و شامل قوانین اینشتینی و همچنین مکانیک کوانتومی شرودینگر[۴۵]، که در آن الکترون ها و فوتون ها، هم کارکردی ذره‌ ای و هم کاربردی موجی دارند یعنی موج ذره ای[۴۶] هستند، نیز می باشند[۴۷]. بنابراین الکترون ها با اینکه مشخص و قابل شمارش اند[۴۸]، وسعتی یا گستره ای فضایی دارند و بشکلی موجی نیز عملکرد دارند[۴۹] . در عین حال، مثلا مانند سیم های گیتار که تنظیم شونده اند[۵۰] بستری که الکترون ها در آنند‌ هم می تواند برای اندازه و شکل الکترون ها تنظیم شده، فرکانس الکترون ها را تغییر دهد[۵۱]. پیامد چنین تنظیمی، موادی مهندسی شده در ابعاد نانو هستند که اندازه آن ها، رنگ نوری را که جذب کرده و بیرون میفرستد[۵۲]، برنامه ریزی می کند[۵۳].

صنعت کامپیوتر هم، زمین بازی نخستین دانشمندان علمی نانو و فناوران نانو بوده است[۵۴]. ترانزیستورهای اولیه که جایگزین لامپ های خلائی[۵۵] شدند البته در مقیاسی نانومتری نبودند، اما نمایشگر کیفیاتی از قبیل جریان ظریف امواج الکترونی بودند[۵۶] که از درون محیط کریستالی خالص و کامل سیلیکن[۵۷] گذر می کردند .

با تلاش پیگیر برای ازدیاد سرعت و پیچیدگی کامپیوترها[۵۸]، مهندس ها ترانزیستورهای کوچک تر و کوچک تری را نخست در مقیاس طولی میکرومتری و امروزه در ابعاد حدود ۱۰ نانومتری طراحی و به هم متصل کرده اند[۵۹].

مانند چیپ های کامپیوتری[۶۰]، ابزارهای لیزری هم امواج نوری را از درون کابل های فیبر شیشه ای[۶۱] تراگسیل می دهند. چنین عملکردی بر اساس و متکی بر تاثیراتی نانومقداری در ابعاد کوانتومی[۶۲] انجام می شود. دریافتگرهای تصویری[۶۳] امروزی درون دوربین ها هم، در سیستم‌ های بازرسی امنیتی[۶۴] ، همین گونه عملکرد دارند.

پزشکی و زیست شناسی هم از مهارت های رو به رشد و رو به توسعه مقیاس های نانویی سود می برند[۶۵]. دی ان ای[۶۶] یعنی شابلونی[۶۷] که پروتئین ها، ارگان ها، سلول ها و نهایتاً ارگانیسم ها از آن سرچشمه می گیرند، زنجیره مارپیچی اطلاعاتی و دو لایه ای [۶۸] است که نمایشگر زمانبندی ویژه[۶۹] خود می باشد[۷۰].

درهم کنش دقیق با چنین پدیده ‌ای که اساس مولکولی زندگی ست[۷۱]، ظرافتی ابزاری در مقیاسی نانویی را می طلبد[۷۲]. امکانات بهینه ابزاری، برای دریافت[۷۳] طرح سامان ها[۷۴] واشتباهات و تغییرات در دی ان ای و در پروتئین ها، به دانشمندان علمی توانایی آن را می دهد که سرچشمه دگرش ها [۷۵]را بهتر شناخته، بیماری هایی از قبیل سرطان را در فاز‌های نخستین که هنوز درمان پذیرتر هستند، ردیابی نموده و درمان کنند[۷۶].

موادی نانویی[۷۷] که به ما اجازه می دهند تا رده هایی ویژه از سلول‌ ها و حتی ساختار‌های درون شان ، از قبیل میتوکاندریا[۷۸] ، را هدف گیری کنیم، می توانند دارو‌ها را برای موثر‌ترین بودن، آنچنان متمرکز کنند که کم‌ ترین پیامد‌های ناخوشآیند جانبی داشته باشند[۷۹]. همچنین، موادی طراحی شده[۸۰] در مقیاس نانویی، بهنگام عمل جراحی به ما توانایی دیدن دیواره‌ ها و حاشیه‌ های غده ‌ها[۸۱] را می دهند و نتیجتا جراحان می توانند با دقتی بسیار کامل و بالا و بسیار ظریف، غده‌ ها را بدون صدمه زنی به سلول ‌های جانبی بردارند.

فنآوری نانو برای انرژی پایدار، حوزه دیگری است که پیشرفتی بسیار سریع داشته است[۸۲]. دانشمندان علمی سلول‌ های خورشیدی ابعاد نانویی[۸۳] بسیار منعطف، و حتی پوشیدنی، را ساخته ا‌ند که می توانند انرژی اشعه‌ های خورشیدی را، هم از نور قابل رویت و هم از نور زیرسرخ[۸۴]، هرچه نتیجه بخش تر، موثرتر و به صرفه تر جمع آوری کنند[۸۵].

این سلول‌ های خورشیدی و رنگین کمانی[۸۶]، ذراتی نانویی را آنچنان مورد استفاده قرار می دهند که حد اکثر دریافت انرژی از طیف گسترده نوری را عملی سازند. چنین دستاوردی از طریق تنظیم طول موج ذراتی نانویی[۸۷] با طول موجی مشخص در همان طیف رنگین کمانی نور انجام می پذیرد، یعنی چیزی شبیه به تنظیم موج رادیو برای دریافت هرچه دقیق تر امواج رادیویی. در سال ‌های اخیر طراحی سلول ‌های دو پشته نانویی[۸۸] سیلیکن و پروفسکایت که کارآیی جذب انرژی از طول موج‌ های متفاوت طیف نوری را به ۳۰% رسانده ا‌ند[۸۹]، پیشرفتی بی‌ نظیر بوده است[۹۰].

از دیگر سو، در فنآوری نانو، مساله بهینه سازی انباشت انرژی[۹۱] موضوع مهم پژوهش بوده، و شاید به همان اندازه مساله دریافت انرژی اهمیت داشته است[۹۲]. بخش مهمی از پژوهش‌ ها در این حوزه، مساله تبدیل نیروی نوسانی انرژی تجدید پذیر خورشیدی[۹۳] بوده و اینکه چگونه می توان آن نیرو را همچون منبعی قابل اعتماد و عمده[۹۴] انرژی انباشت کرد.

در این زمینه هم پیشرفت ‌های مهندسی مواد، با استفاده از ابزارهای مدرن، شیوه‌ های موثرتر فروکافتی[۹۵] را جهت هم نهشتی مواد شیمیایی صنعتی[۹۶] فراهم کرده ا‌ند. پژوهش‌ های فناوری نانو باعث شده ا‌ند تا منابع نوری بسیار بهتر و موثرتری از قبیل ال ای دی[۹۷] جانشین لامپ‌ های معمولی و نورهای مهتابی[۹۸] شوند. در این پژوهش‌ ها شیوه ‌های تبدیلی انرژی خورشیدی به انرژی سوخت‌ های انباشتی، بتدریج بهینه و میسر شدند[۹۹].

در سال ۱۹۵۹، فیزیکدان معروف آمریکائی، ریچارد فینمن[۱۰۰] در مصاحبه مشهور خود اعلام کرد که: ” فضای بسیار زیادی در اعماق مواد هست[۱۰۱].” وی در واقع آغازگر پژوهش‌ های ریزتر و ریزتر در مواد بود.

با توجه به گوناگونی کاربردها در فناوری نانو، پیرنگ مشترک[۱۰۲] همگی، کارکرد بر اساس قوانین شیمی و فیزیک، و کاربرد در مقیاس‌ های طولی نانومتری می باشد. برای مثال، در مقیاس نانو، سطح اجسام (که میدان همه واکنش هاست) بسیار بزرگ تر و مهم تر از حجم آنهاست) بدین دلیل که با کوچک تر شدن اتم ها، نسبت سطح تماس ‌شان به حجم آنها، به هنگام تماس با دیگر اتم‌ ها افزایش یافته، خواص آنها و درهم کنش ‌های‌ شان را اساسا تغییر می دهد[۱۰۳] ( . همین تفاوت به ظاهر کوچک، همه چیز را تحت تاثیر قرار می دهد، از طراحی چیپ‌ های سریع تر کامپیوتری، تا میتوکاندریا در سلول ها، تا طراحی پانل‌ های خورشیدی بهتر.

اصول علمی مشترکی[۱۰۴]، بنیان بسیاری پیشرفت‌ ها در حوزه‌ های فن آوری نانو هستند. درک چنین اصولی علمی، ما را در موقعیتی تجربی قرار می دهد که چگونه می توانیم مهندسی مواد را هرچه امن تر، با کنترلی بیشتر و با مهارتی بالاتر امکانپذیر سازیم. بدین وسیله و با چنین درکی علمی، می توانیم خواص ویژه موادی نوین را طراحی کنیم که هرگز پیش از این وجود نداشته ا‌ند[۱۰۵]. با درک چنین اصولی علمی و طراحی چنین موادی نوین در ابعاد نانو، شاید قادر باشیم تا کاربردهای وسیع و هیجان انگیز نوینی را نیز برای بهتر کردن زندگی، میسر سازیم.

در اینجا سفر به ریز‌ها را، یعنی به دنیای نانو را با نگاهی اجمالی به اندازه ذرات نانو[۱۰۶] آغاز می کنم. مسلما در این سفر، دستاورد‌ فن آوری هایی هم که ما را قادر ساختند تا در این مقیاس‌ های بی‌ اندازه ریز پیشرفت هایی چشمگیر داشته باشیم، موضوع آشنایی و بحث هستند[۱۰۷]. در الگوی “بالا به پایین[۱۰۸]” فن آوری نانو، ماده برای هدفی مشخص و قصدی ویژه[۱۰۹] در اندازه‌ های نانو مهندسی می شود. مهارت‌ های فنی و صنعتی بشر در این مقیاس ‌های طولی به اختراعاتی از قبیل کامپیوتر هایی سریع تر، تلفن‌ هایی هوشمند و اینترنت انجامیده است. از این شگفت انگیزتر، رویکرد “پایین به بالای[۱۱۰]” فن آوری نانو بوده است که مواد آنچنان در این مقیاس‌ ها مهندسی و طراحی می شوند که خودساز[۱۱۱] و خود گردآورنده[۱۱۲] باشند.

مقیاس‌ های طولی اتم‌ ها و ملکول ها[۱۱۳]

قطر شن‌ های ساحلی حدود یک میلی متر یعنی یک هزارم متر است، و سلول ‌های[۱۱۴] کالبد ما حدودا یک میکرومتر یعنی یک میلیون ‌ام متر هستند. یک نانومتر یک میلیاردم متر است.
میکروسکوپ ‌های آزمایشگاهی با استفاده از طول موج‌ های نوری، در توانایی خود برای واکافت و تجزیه تصاویر[۱۱۵] محدود هستند. اغلب چنین میکروسکوپ هایی قادرند تصاویری کمی کوچک تر از یک میکرومتر را نشان دهند و نتیجتا اجسامی ریزتر از چنین درازایی را نمی توانند واکاوی و تجزیه کنند[۱۱۶]. پس برای به نمایش گذاشتن اجسامی در مقیاس‌ های نانویی، ما نیاز به روش‌ های علمی نوین و ابزار‌های فنی مدرن دیگری داریم[۱۱۷].
برای دیدن اتم ها، دانشمندان علمی از میکروسکوپ‌ های الکترون تراگسیلی[۱۱۸] استفاده می کنند[۱۱۹]. این روش علمی و ابزار فنی در سال ۱۹۳۷ بوسیله فیزیکدان آلمانی ارنست روسکا[۱۲۰] اختراع شد[۱۲۱]. برای واکاوی و تجزیه ای دقیق تر، فیزیکدان‌ها از میکروسکوپ ‌های لایه نگاری تونلی[۱۲۲] استفاده می کنند[۱۲۳] که توسط دو دانشمند فیزیکدان، یعنی گرد بنینگ[۱۲۴] آلمانی و هاینریش روهرر[۱۲۵] سوییسی، در سال ۱۹۸۰ اختراع شد. هر سه این فیزیکدانان برجسته، بطوری مشترک جایزه نوبل فیزیک را در سال ۱۹۸۶ برنده شدند[۱۲۶].

توانایی‌ های علم نانو چیستند[۱۲۷]؟

علم نانو[۱۲۸] را امروزه می توان همچون انقلابی که در شرف وقوع است، نگریست. اگرچه بیان کنم که بنیان‌ های چنین علمی، یعنی توانایی بشر برای دیدن ماده در ابعاد و مقیاس ‌های طولی نانومتری، به دهه‌ ها پیش از امروز یعنی به دهه پس از اختراع ارنست روسکا باز می گردد[۱۲۹].
همانطور که پیشتر اشاره کردم، در سال ۱۹۵۹ ریچارد فینمن، که برنده دیگری در نوبل فیزیک بود[۱۳۰]، در مصاحبه ای گفت که “فضای بسیاری در اعماق موجود است.” بدیگر سخن وی بیان کرده بود که ما فرصت توانایی هایی بسیار برای افزایش مهارت ‌های خویش داریم تا بتوانیم مواد را در مقیاس‌ های طولی هرچه کوچک تر تغییر داده و طراحی کنیم[۱۳۱]. مثال معروف وی[۱۳۲] در آن مصاحبه این بود که “ما می توانیم همه دایره المعارف بریتانیکا را در نوک سوزنی جای دهیم[۱۳۳]” .
امروزه، مدار‌های یکپارچه الکترونیکی[۱۳۴]، مانند آنچه در درون کامپیوترهاست، شاید میلیاردها ترانزیستور بر روی خود داشته باشند[۱۳۵]. تنها بدلیل توانایی ما برای شناختن خواص مواد در مقیاس هایی نانویی بوده است که انقلاب کامپیوتری میسر گردیده است. همچنین این پیشرفت ‌ها بخاطر توانایی ما در ساختن ابزارهایی فنی و برای طراحی و مهندسی مواد در ابعاد طولی نانومتری میسر شده است[۱۳۶].
در واقع تنها بدلیل همین توانایی ابزاری ما در چنین مقیاس ‌های طولی بوده است که ما قادریم دنیای خود را هرچه دقیق تر ارزیابی کنیم[۱۳۷]. برای نمونه تلفن هوشمند ما شامل سیستم موقعیت یابی جهانی[۱۳۸]، دماسنج[۱۳۹] و همچنین دریافتگرهایی فاصله سنج[۱۴۰] و دیگر توانایی هاست. همه ی این ابزارها به مدارهای یکپارچه ی الکترونیکی متصل اند که با اینترنت از طریق ارتباطاتی بی‌ سیم در مکالمه[۱۴۱] هستند[۱۴۲]. همه ی توانایی ‌های برشمرده بدلیل مهارت‌ های ابزاری ما برای مهندسی مواد در ابعاد نانویی و برای مقاصد و اهدافی ویژه عملی شده ا‌ند[۱۴۳].
ما انسان‌ های متخصص[۱۴۴]، امروزه توانسته ایم با ترکیب عقلایی فن آوری‌ های نیمه رسا‌نا‌ها[۱۴۵] با مجموعه بزرگی از موادی بنیادین[۱۴۶]، ابزارهایی بسازیم که کارکردهای فراوانی را در هم ادغام می کنند. بدون پیشرفت‌ های ابزاری مهم در مقیاس ‌های طولی نانویی، برای نمونه در حوزه ی فیبر شیشه ای[۱۴۷]، اصلا اینترنت امکانپذیر نمی بود[۱۴۸].

این روزها، ما قادر هستیم که تریلیاردها بیت اطلاعات را در هر ثانیه[۱۴۹] از کابلی فیبر شیشه ای[۱۵۰] ارسال داریم[۱۵۱].

مساله اساسی در فرآیند ساخت چنین ابزاری، کشف علمی دانشمندان بود که چگونه می توان شیشه ای خالص، بدون نقص و کامل[۱۵۲] را تولید نمود. در واقع، ساخت چنین شیشه ای یعنی چنین ابزاری، ما را قادر ساخته[۱۵۳] تا نور را برای هزاران کیلومتر بدون هیچگونه ضایعات نیرو و اتلاف هرگونه اطلاعات[۱۵۴] منتقل کنیم[۱۵۵].
منبع چنین نوری[۱۵۶] هم می باید ابزاری بنحوی باورنکردنی خالص بوده تا فرکانسی یگانه[۱۵۷] را، که بی‌ نهایت قدرتمند و متمرکز است[۱۵۸]، بتواند ارسال نماید[۱۵۹].
با طراحی دستگاه‌ های لیزری نیمه رسانا[۱۶۰]، ما امروزه می توانیم اشعه هایی منسجم و متمرکز را از درون چنین فیبر هایی شیشه ای گذر داده و اطلاعات خود را، در لحظه ای، به فواصلی بی‌ نهایت دور بفرستیم[۱۶۱].
تولید بسیاری از ابزارها و فن آوری هایی که تا کنون به آنها اشاره کردم، شاید بی ‌نهایت مشکل و پر هزینه بنظر برسند، و البته ابتدا بساکن نیز چنین نیز بودند، و بمرور با خلاقیت‌ های علمی ما مقرون بهصرفه تر و ساده تر شدند. هر آنچه امروز قابل توجه بوده این واقعیت است که بسیاری اختراعات بشر، از قبیل مدارهای یکپارچه الکترونیکی یا ارتباطات فیبر شیشه ای، خود در حقیقت هزینه‌ ها را بی ‌اندازه کاهش داده ا‌ند[۱۶۲].
بشر همواره موجودی ابزارساز[۱۶۳] بوده است و تاریخ بشر، در اغلب مواردتاریخ ابزارهای اوست، از عصر حجر تا عصر امروزی ارتباطات. وقتی می گوییم عصر حجر یعنی عصری که ابزار اصلی مورد استفاده بشر، ابزاری سنگی بوده است، و امروزه ابزار نخست و اصلی و غالب مورد استفاده بشر (در کنار هزاران ابزار دیگر) ابزارهایی ارتباطاتی هستند.

دو رویکرد در فن آوری نانو: بالا به پایین[۱۶۴]، و پایین به بالا[۱۶۵]

ما می توانیم پیشرفت‌ های بسیار مهمی در حوزه ی مدارهای یکپارچه الکترونیکی[۱۶۶] را، از قبیل صنعت کامپیوتر، اشعه لیزر و یا اینترنت، به عنوان رویکردهای بالا به پایین فن آوری نانو دسته بندی کنیم[۱۶۷].
در شاخه بالا به پایین چنین حوزه ای، ما ابزارها و موادی را طراحی کرده و سپس مهری یا نقشی[۱۶۸] از طرح خود را مهندسی نموده و با روش لیتوگرافی[۱۶۹]، آن نقش را بر سطحی مهر کرده و منتقل می کنیم. چنین روشی به ما توانایی تولیدی انبوه در مقیاس‌ های طولی ای بسیار کوچک[۱۷۰] می دهد و نتیجتاما قادریم تا میلیاردها ترانزیستور مشابه[۱۷۱] ساخته و آنها را به یکدیگر متصل کنیم[۱۷۲].
در عین حال، یکی از هیجان انگیز‌ترین پدیده‌ ها در حوزه فن آوری نانو رویکردی پایین به بالا است که در شرف تکوین و بهینه سازی ابزاری می باشد. در این رویکرد، در اغلب موارد دانشمندان علمی دانش خود پیرامون اتم‌ ها و در مورد شیوه‌ های درهم کنش آنها[۱۷۳] را برای طراحی و مهندسی مواد استفاده می کنند، تا چنین موادی خودساز و خودگردآور[۱۷۴] باشند[۱۷۵].
در مقایسه با رویکرد بالا به پایین که ما مواد و اجزای آنها را در مقیاس ‌های طولی نانومتری می سازیم، در رویکرد پایین به بالا، بخش‌ های تشکیل دهنده مواد[۱۷۶]، یعنی اتم ‌های کوچک تر از نانو، در کنار یکدیگر قرار داده می شوند تا با یکدیگر درهم کنش داشته و خودگردآورانه[۱۷۷] موادی جدید بسازند[۱۷۸].
مهم‌ ترین طبقه‌ موادی جدید که امروزه در قلب فن آوری نانو هستند، نقطه‌ های کوآنتومی[۱۷۹] نامیده می شود[۱۸۰]. نقطه‌ های کوآنتومی، ذراتی نیمه رسانا[۱۸۱] هستند که درازایی چند نانومتری دارند و تاثیراتی کوآنتومی[۱۸۲] تولید می کنند. این ذرات بسته به اندازه ی خویش، یعنی بسته به بستر یا جعبه کوآنتایی خویش، رزونانس خود را تغییر می دهند[۱۸۳]. یعنی در اغلب موارد،هم گیرنده و هم فرستنده ی طول موجی نانویی و بسیار ویژه می شوند.
هنگامی که ما مواد را به مقیاس ‌های طولی نانومتری تقلیل می دهیم، نسبت سطح تماس به حجم را تغییر داده و بنحوی نسبی می توانیم سطوح تماسی بسیار بزرگ را در حجمی محدود بوجود آورده و جا دهیم[۱۸۴].
چنین توانایی ای برای واکنش‌ های شیمیایی، که در سطوح مواد اتفاق می افتند، بی ‌نهایت سودمند شمرده می شود. برای نمونه در مقیاسی بزرگ تر و در اتومبیل ها، فیلتری شیمیایی که به لوله اگزوز ماشین[۱۸۵] وصل است[۱۸۶]، بدلیل سطح بزرگ خود می تواند برون فرستی گاز‌های آلاینده[۱۸۷] را به گاز هایی کم خطر تر برای محیط زیست تبدیل کند. بدیگر سخن اینکه، مهندسی مواد در مقیاس‌ های نانویی، بدلیل همین نسبت بزرگ تر سطح به حجم ماده، توانایی بیشتری را برای ما جهت تدقیق مواد و برای کنترل واکنش‌ های شیمیایی آنها[۱۸۸]، فراهم می کند[۱۸۹].
علم نانو در عین حال، به ما توانایی مهندسی موادی مرکب[۱۹۰] را فراهم کرده است تا چندین خواص را بنحوی همزمان[۱۹۱] در ترکیب خاص خود دارند. چنین مواد مرکب[۱۹۲] طراحی شده، می توانند همزمان بسیار منعطف، بی‌ نهایت سبک، بسیار چکش پذیر و خیلی محکم[۱۹۳] باشند[۱۹۴].
برای نمونه ذراتِ گرافیت (زغال نوکِ مداد) که بسیار پوک و شکننده هستند، ‌در ابعادِ نانو شش برابر از فولاد محکم تر، و چندین برابر سبک ترند. آلومینیوم که برای قوطی های نوشابه استفاده می شود، در ابعادِ ذراتِ نانو، تبدیل به ماده ای قابل اِحتراق می شود که می توان آن را برای سوختِ جامدِ موشک استفاده کرد. ذراتِ مس در ابعاد نانو بسیار انعطاف پذیر می گردند و تا پنجاه برابرِ طول اولیه ی خود می توانند کِش بیابند. روی، که فلزی سفید رنگ و مات است، در ابعادِ نانو شیشه مانند و شفاف می گردد. مواد مرکب جدید از ترکیب چندین ماده، با خواص شگفت انگیزشان در ابعاد نانو مهندسی می شوند.

فن آوری نانو در علم پزشکی[۱۹۵]

هنگامی که ما به زیست شناسی[۱۹۶] که بنیان علم کالبد شناسی[۱۹۷] و پایه علم کارکرد‌های کالبد، یعنی فیزیولوژی[۱۹۸] است می اندیشیم، متوجه اهمیت مقیاس ‌های نانو می شویم[۱۹۹].
در سلسله مقاله‌ های “سرشت علم” نوشتم که لئوونهوک[۲۰۰] در سال ۱۶۸۴ با استفاده از میکروسکوپی ساده، گلبول ‌های سرخ[۲۰۱] را برای نخستین بار مشاهده کرده بود. ما امروزه می دانیم که در کالبد ما تریلیارد‌ها سلول وجود دارد که هر یک از آنها قطری حدودا ۱۰،۰۰۰ نانومتر دارد. در درون هر سلول هم، ساختارهایی هستند که که حدود چند صد نانومتر هستند. البته همگی هم با استفاده از ابزارهای مدرن اندازه گیری شده ا‌ند[۲۰۲].
ملکول هایی هم که همه ی کارها را در سلول ‌های ما انجام می دهند، براستی به اندازه هایی نانویی می رسند. برای نمونه پمپ هایی که ملکول‌ ها را به درون و برون سلول‌ ها می فرستند، حدودا ۱۰ تا ۲۰ نانومتر هستند. پروتیین ‌ها هم که موتور‌های شیمیایی پر کار زندگی[۲۰۳] محسوب می شوند، در درون سلول ‌ها حدودا ۱۰ نانومتر هستند، و ملکول دی ان ‌ای که ساخت ژنتیک ما را اندازه گیری و برنامه ریزیمی کند، فقط حدودا ۲ نانومتر است.
فن آوری نانو از آن جهت برای علوم پزشکی پر اهمیت است که داروهایی نوین را در ابعادی ریز با استفاده از روش هایی علمی و ابزارهایی نانوییو فن آوری هایی مدرن می توان طراحی و تولید کرد[۲۰۴].
داروهایی را که ما برای مقابله با بیماری‌ ها استفاده می کنیم، برای کارا[۲۰۵] بودن، در اکثر موارد می باید پروتئین‌ ها و یا ملکول‌ های دی ان ‌ای را هدف قرار دهند[۲۰۶]. درک و شناخت ما از اینکه در ابعاد نانویی چه اتفاقی می افتد، به ما فرصت ساختن داروهایی موثرتر، هوشمندتر، کارآتر و هدفمندتری را می دهد تا قادر باشیم که آنها را به بخش هایی ویژه از کالبد آدمی بفرستیم[۲۰۷]. در این زمینه، در اغلب موارد کپسول داروهایی نانومقداری[۲۰۸] و بویژه نانو شاخه ای کربن[۲۰۹]، بسیار موفق بوده ا‌ند.
توانایی کارکردن در ابعاد نانو بدین مفهوم است که می توانیم ملکول‌ ها را بهتر ببینیم، و نتیجتا بیماری‌ ها را سریع تر و زودتر تشخیص دهیم[۲۱۰]. یادمان باشد که در مقاطع ابتدایی بیماری امکان و احتمال درمان بالاتر است. ذرات نانویی[۲۱۱] را می توان با استفاده از روش هایی علمی و ابزارهایی نانوییو فن آوری هایی مدرن چنان طراحی و مهندسی نمود تا همچون ردیاب ‌های حساس و ویژه[۲۱۲] ویروس ها، باکتری ‌ها و یا دیگر سلول‌ ها عمل کرده، ما را در تشخیص بیماری‌ ها یاری و توانایی دهند[۲۱۳]. از آن گذشته، امروزه ذرات نانویی قادرند بنحوی هدفمند و گزینشی سلول‌ های بدخیم[۲۱۴] را نیز از بین ببرند.
همچنین ما امروز می توانیم موادی نانویی را چنان بسازیم که مانند ابزارهای جراحی[۲۱۵] نیز مورد استفاده قرار بگیرند. برای نمونه، با ابزاری شبیه به موچین یا انبرکی نانویی[۲۱۶]، امروزه می توانیم ذراتی به اندازه ی سلول ‌ها را بگیریم[۲۱۷] و نتیجتا امکان جراحی‌ های بسیار دقیق[۲۱۸] را ، با استفاده از روبات ها[۲۱۹]،فراهم آوریم.
حوزه شگفت انگیزی دیگر در پژوهش‌ های نانو پزشکی، ساختن بافت‌ ها و عضوهایی مصنوعی[۲۲۰] است. برای ساختن آنها، دانشمندان علمی چنین حوزه ای، در اغلب موارد با استفاده از روش هایی علمی و ابزارهایی نانویی و فن آوری هایی مدرن موادی نرم و یا سخت را (برای مقاصدی مشخص) در ابعاد نانو مهندسی کرده ا‌ند[۲۲۱]. سپس با استفاده از لیتوگرافی یا از طریق خودگردآوری، چنین موادی نانویی به سلول ‌ها می آموزند تا در راستای طرح سامانی ویژه رشد کنند[۲۲۲]، و البته درست همانگونه رشدی که بافت‌ ها و عضو‌ها بنحوی طبیعی می کنند[۲۲۳]. سپس، این عضوها و بافت‌ های نانویی مصنوعی و کار آزموده[۲۲۴]، برای دریافت اکسیژن و دیگر مواد غذایی، از منبع خون[۲۲۵] استفاده می کنند.
در ابعادِ نانو، ما با “یگانگی ماده[۲۲۶]” روبرو هستیم. در حوزه ی این فن آوری، دانشمندان امروزی، با قراردادن مولکول های جاندار و ذراتِ بی جان در کنار هم، در اغلب موارد زیست شناسی را متحول کرده اند[۲۲۷]. در ابعادِ نانو، مولکول های جاندار و ذراتِ بی جان یکسان عمل می کنند، یا روشن اند یا خاموش[۲۲۸] (اگر بتوانیم چنین استعاره ای را بکار ببریم،( هم ذره ا‌ند هم موج و می توان با طراحی اندازه پذیر[۲۲۹] آنها مثلا” کامپیوترهایی ساخت که متکی بر هوشِ مصنوعی[۲۳۰]، قدرتِ تصمیم گیری مولکولِ جاندار را (مثلا” سلول های مغزی بشر را، ( با قدرتِ محاسباتی ذرات بی جان (مثلا” نانو چیپ ها ‌) ترکیب کرد.
برای نمونه، فنآورهای نانوزیست شناس[۲۳۱] با استفاده از روش هایی علمی و ابزارهایی نانویی و فن آوری هایی مدرن وسیله ای به طول کمتر از یک میلیمتر را از ترکیبِ سلول های ابعادِ نانویی عضلاتِ قلبِ موش، با ذراتِ سیلیکن اختراع کرده اند. بافت های عضلانی این اسکلتِ ماشین واره[۲۳۲] این وسیله را به حرکت انداخته و به نحوی خودکار روشن و خاموش می کنند، و پتانسیلِ نوینی را برای کنترلِ خودمختارِ[۲۳۳] دستگاه های کامپیوتری آتیه خواهند داشت[۲۳۴].
کاربردِ وسایلی از این قبیل که ترکیبی از ملکول های جاندار و ذرات بی جان هستند، امکانِ به وجود آوردن اشکالِ زنده ی نوینی را که خودساز[۲۳۵]هستند، مهیا کرده است[۲۳۶]. اما نگرانیِ دانشمندانِ امروزی اَغلب از عواقبِ غیرقابل پیش بینی[۲۳۷] و غیرقابلِ کنترلِ آن ها[۲۳۸] است[۲۳۹].
اما توانایی امروزی ما برای طراحی و کارکرد مواد در ابعاد نانو، روشی قدرتمند برای پیشبرد کاربرد‌های مهم و گوناگون پزشکی است[۲۴۰]. البته فراموش نکنیم که خواص ویژه مواد نانویی[۲۴۱] هم بسیار مهم هستند. برای نمونه ذرات نانویی طلا[۲۴۲]، موادی نوید دهنده برای تشخیص و درمان بیماری‌ ها هستند. ذرات طلا، هم بدلیل اندازه ی کوچک ‌شان و هم بخاطر خواصی الکترونیکی که در ابعاد نانو آشکار می سازند، بسیار مهم هستند[۲۴۳]. همانگونه که همگی آشنا هستیم، طلای معمولی انعکاس نوری زرد[۲۴۴] دارد. اما ذرات نانویی طلا در محلول خود، بنفش بنظر می رسد، و آن ذرات قادرند تا طول موج ‌های بلندتری از نور را جذب[۲۴۵] کنند. چنین خصیصه ویژه ذرات نانویی طلا، بدلیل تغییر در خواص الکترونیکی آنها در ابعاد نانو اتفاق می افتد.
پرسش اینجاست که ذرات نانویی طلا چگونه سلول ‌های سرطانی را شناسایی و نابود می کنند؟ پاسخ اینکه، ذرات نانویی طلا با استفاده از روش هایی علمی و ابزارهایی نانوییو فن آوری هایی مدرن چنان در ابعاد نانو طراحی می شوند تا نور فروسرخ (مادون قرمز[۲۴۶]) را جذب کرده، تبدیل به حرارت کنند و سپس سلول‌ های سرطانی را یک به یک هدف قرار داده و از بین ببرند[۲۴۷].

سفر به ریز‌ها

زیست شناسی، فن آوری کامپیوتر و اطلاعات، و انرژی پایدار که بظاهر سه حوزه از هم جدا هستند، سه بستر سفر به ریز‌های من در این کتاب در حال تهیه هستند، کتابی که حدود ده سال بطور هدفمند و شاید بیست سال بنحوی کنجکاوانه دغدغه فکری من بوده است . در عین حال، به این شیوه آموزشی من که انتشار فصل به فصل کتابی در دست تهیه هست و مسلما ریسک ها و نقصان هایی خواهد داشت واقف هستم . این را نیز می دانم که امکان و احتمال انتشار مقالات، در فواصل زمانی مرتب، کمتر خواهد بود .

باری، در زمان کنونی، ضرورت و نیاز به آشنایی با علم نانو و با فن آوری نانو در زبان فارسی را چنان زیاد و مهم ارزیابی و داوری می کنم که چنین ریسکی را می پذیرم و خود اعتراف دارم که آنچه ارائه می کنم بری از کمبود و کاستی هم نخواهد بود و دیگر بار تکرار می کنم که این مقالات تنها در حد آشنایی با علم نانو و با فن آوری نانو در زبان فارسی هستند .

بدلیل شانس و اقبال حرفه ای من برای کار و پژوهش در این سه حوزه نامبرده (زیست شناسی، فن آوری کامپیوتر و اطلاعات، و انرژی پایدار،) و همچنین بدلیل مشورت ‌های مهندسی من و نتیجتا آشنایی و اشراف من به فن آوری‌ های طراحی، توسعه و تولید فرآورده‌ ها و محصولات نوین مورد استفاده در این سه حوزه بوده است، که مقالات پیرامون علم نانو را تنها به همین سه حوزه ای که کار کرده ‌ام، محدود می کنم. من کاملا واقف هستم که هر روزه پیشرفت‌ های نانویی بی‌ نظیری در حوزه‌ هایی دیگر (مانند صنایع تولید کالاهای مصرفی، تولیدات پتروشیمی، تولید محصولات پوشاک[۲۴۸] و چرم و بسیاری حوزه‌ های تولیدی و ابزاری دیگر ) اتفاق می افتد[۲۴۹].

برای ارائه تنها چند نمونه در حوزه‌ های دیگر علمی و ابزارسازی های نانو، امروزه در محیطِ آزمایشگاهی، در فن آوری نانو، ‌از ترکیباتِ خودساز عاجِ دندان، تا شیشه پاک کن های خودکار، یا پارچه تمیزکن های خودکار، تا فیلترهای آب با شبکه های ابعاد نانویی که از هرگونه آلودگی در آب جلوگیری می نمایند، تا وسایلِ تزریق داروهای ضدِ سرطان که مستقیما” در ابعادِ نانو، فقط سلول های سرطانی را هدف قرار می دهند، و ” نانو زبان الکترونیکی[۲۵۰]” که هرگونه باکتری یا ویروس را در مواد غذایی می چشد، و شناسایی و ردیابی می کند، و پوشش های سطحیِ خودپاک شونده، که می توانند نظافتِ شیشه، دستشویی و حمامِ منزل را به طوری شایسته و مطمئنی انجام دهند )برای نمونه نانوکلویید نقره (بدون آن که نیازی به استفاده از انواع موادِ شیمیایی یا ترکیباتِ ضدعفونی کننده داشته باشند ) برای نمونه انواع قارچ ها و آلودگی ها و ویروس ها امکان رشد و نمو بر روی سطوح مجهز به این پوشش ها را ندارند، (و تا صدها ابزارِ دیگر اختراع شده اند.

من امیدوارم پژوهشگران دیگری هم که در چنین حوزه ‌ها مشغول هستند، تلاش‌ های مشابهی برای معرفی علم نانو در دیگر حوزه‌ ها، به فارسی زبانان انجام دهند.

دیگر اینکه همانگونه که پیشتر مطرح کردم، اگرچه حوزه‌ های پژوهشی من متفاوت هستند، امیدوارم در حد توان خودم، بدلیل کار و پژوهش در این سه حوزه، بتوانم پدیداری چند پیرنگ مشترک[۲۵۱] آن حوزه‌ ها را آشکار سازم. برای نمونه

سطوح تماسی وسیع (نسبت به حجم در ابعاد نانو[۲۵۲]) که در فروکاوی یا کاتالیز[۲۵۳]، و همچنین در حوزه انرژی پایدار[۲۵۴] بی ‌اندازه مهم هستند، قیاس مشابه[۲۵۵] خود را در ساختارهای میتوکاندریا در درون سلول ‌ها دارند[۲۵۶].
پیرنگ مشترک دیگری که در کاربردهای هر سه حوزه مختلف مورد نظر من دیده می شود، تناسب کمیتی یا اندازه پذیری[۲۵۷] است[۲۵۸]. برای نمونه در نقطه‌ های کوانتومی، اندازه‌ های الکترون ‌ها با اندازه “جعبه ها یا بسته هایی[۲۵۹]” که در آنها قرار می گیرند، جفت می شوند[۲۶۰]. چنین اندازه پذیری ای[۲۶۱]، تاثیری بسیار قدرتمند بر خواص آنها دارد[۲۶۲].
همه ی این پیرنگ ‌های مشترک از ظرفیت امروزی ما در مهندسی مواد سرچشمه می گیرند، یعنی از توانایی ما برای طراحی، و همچنین مهارت و کنترل بر موادی در مقیاس ‌های طولی نانویی که در اغلب موارد خواصی طراحی شده[۲۶۳] را به نمایش می گذارند. خواصی ویژه که هرگز به شکلی طبیعی در مواد اتفاق نمی افتند[۲۶۴].

پرسش این است که آن زیرساخت بنیادینی[۲۶۵] که به چنین پیرنگ ‌هایی مشترک، در حوزه‌ های مختلف علمی و در رشته‌ های گوناگون کاربرد‌های فنی، می انجامند چیست؟

پاسخ ساده، در اساس، این است: الفبایی مشترک و گرامری مشترک. چنین پاسخی ساده یعنی:

۱- الفبای ما در حوزه فن آوری نانو، عناصری اتمی در جدول متناوب عناصر، در جدول مندلیف، هستند. نتیجتا و بدیگر سخن، آن الفبا، شیوه‌ های ویژه ای که اتم‌ ها در آن جدول گردآورده شده و ساختارهایی ویژه می سازند، هستند و

۲- شیوه هایی هم که اتم ‌ها و ساختار‌های‌ شان با یکدیگر درهم کنش دارند ، گرامر چنین زیرساختی بنیادین را می سازند.

در فصل بعدی این کتاب در حال تهیه، و در فایل صوتی سپسین آن ، زمانی بیشتر به این الفبا و گرامر ویژه آن اختصاص خواهم داد تا با اصول علمی مشترکی که موجب پیشرفت‌ ها در حوزه‌ های علم نانو و فن آوری نانو شده ا‌ند، کمی بیشتر آشنا شویم.

نکته آخر پیش از پایان دادن به این فایل صوتی و در پایان فصل اول کتاب “سفر به ریزها،” من ۱۲ سال پیش در کتاب “گم گشتگی‌ ها در تلاش‌ های جنبش مدنی[۲۶۶]” به فارسی و همچنین به انگلیسی در مقاله ای برای ژورنال علم[۲۶۷] در آمریکا نوشتم که با توجه به تحولاتِ دو دهه ی اخیر در حوزه ی علم نانو و فنآوری نانو و همچنین در حوزه ی علم ژنتیک به وقوع پیوسته، زمانه ی ما اَغلب شرایطِ بالاترینِ امکانات و زیان بارترینِ خطرات را هم زمان در خود دارد. در آنجا نوشتم که شاید عصرِ حاضر را، در حوزه ی علم، بتوانیم زمانه ی “نفرینِ تیرسیاس[۲۶۸]” بنامیم.

زمانه ی نفرین تیرسیاس[۲۶۹]

تیرِسیاس، چوپانی و یکی از شخصیت های افسانه های (اسطوره های) کهن یونان[۲۷۰]، روزی هنگامِ قدم زدن کنارِ برکه ای، آتِنا[۲۷۱] را مشغول آبتنی می بیند. آتِنا “خدایگان زیبایی” اسطوره های یونانی است. او بقدری زیبا بود که شهرِ آتن[۲۷۲] را به نام وی نامگذاری کرده اند. تیرِسیاس با دیدن بدنِ برهنه ی آتنا، آنچنان مسحور می شود که در جا خشکش می زند.

پس از دقایقی چند، آتِنا متوجه تیرِسیاس شده، خشمگین می شود و با نفرینِ خویش وی را در جا نابینا می سازد . سپس، آتنا از برکه بیرون می آید و از تیرسیاس می پرسد که او چگونه جرئت کرده که به بدن برهنه ی خدایگانی[۲۷۳] زل بزند و چشم چرانی کند.

تیرسیاس در پاسخ می گوید که او چشم چرانی نکرده، بلکه زیبایی آتنا به قدری خیره کننده بوده است که وی فریفته، مسحور، و از خود بی خود شده بود.

آتنا بر خشم خویش فائق آمده، به تیرسیاس می گوید که او نمی تواند نفرینِ خود را پس بگیرد و به وی بینایی اش را بازگرداند، اما در عوض به تیرسیاس تواناییِ دیگری می بخشد، و به او قابلیتِ آتیه نگری و پیش بینی آینده را می دهد.

فردای آن روز، تیرسیاس به ملاقاتِ آتنا می رود و به او می گوید که این توانایی جدید پیش بینی آینده، نفرینی به مراتب بدتر از نابینایی است، زیرا که وی آتیه را می بیند اما نمی تواند هیچ کاری برای تغییر و پیشگیری از آن انجام دهد.

پیشرفت های عظیمِ علمی و نیز ابزارهای بی ‌نهایت دقیق فنی ما، امروز با یک چنین نفرینی روبروست. برای نمونه، دانشمندانِ امروزی حوزه ی علم ژنتیک[۲۷۴] می توانند با استفاده از روش هایی علمی و ابزارهایی نانویی و فن آوری هایی مدرن به طرحِ نقائص[۲۷۵] ژِنتیک یک انسان نگاه کنند و بدانند که وی مثلا در آینده مبتلا به بیماری[۲۷۶] آلزایمر[۲۷۷]، پارکینسون،[۲۷۸] بیماری هانتینگتون، یا سرطان خواهد شد[۲۷۹]، اما هنوز ابزارهایِ لازم برای درمان یا پیشگیریِ از این بیماری ها را ندارند.^[۲۸۰]

مسلما ما در آینده ای نه چندان دور چنین توانایی هایی را پیدا خواهیم کرد، اما انسان امروزی به داوری من، در حوزه ی علم، در “زمانه ی نفرین تیرِسیاس” بسر می برد.

پرسش این است که امروز، از نظر اخلاقی[۲۸۱] و منشی[۲۸۲]، مطلع کردن شخصی در جوانی که وی در آینده ای دور مثلا سرطان خواهد داشت، درست است؟ مسلما پاسخ به آن پرسش به انتخاب فردی اول شخص مفرد برای چنین آگاهی بازمی گردد و نیز حتما به پرسش دوم بازمی گردد که آیا آن شخص، اصلا می خواهد چنین چیزی را بداند، هنگامی که کاری برای پیشگیری از آن نمی تواند انجام دهد؟

وقت و روزگار خوش. دانا و توانا باشید.

——————————–

[۱]

New product development

[۲]

“The Handbook of Nano Technology, Policy and Intellectual Property Law”, John C. Miller, et al, Hoboken New Jersey: John Wiley and Sons, 2005.

[۳]

چاپ و انتشار این مقالات و فایل‌ های صوتی بدون ذکر نام نویسنده (ر. رخشانی) و مرجع، و هرگونه استفاده برای مقاصد خصوصی و اهداف انتفاعی بدون گرفتن مجوز از نویسنده اکیدا غیر قانونی است.

[۴]

برای دریافت مقالات علمی من (منجمله این مقاله) به شکل پی دی اف، لطفا به کانال تلگرام “سرشت علم” من مراجعه فرمائید

https://t.me/natureofscience

[۵]

Aldersey-Williams, Hugh, and Hall, Peter, and Antonelli, Paola. Design and the Elastic Mind. New York: The Museum of Modern Art, 2008.

[۶]

Cohen, J. B. Revolution in Science. Cambridge: Harvard University Press, 1994.

[۷]

Shennan, Stephen. Genes, Memes, and Human History, London, Thames and Hudson, 2002.

Aunger, Robert. The Electric Memes. New York, The Free Press, 2002.

Cavalli-Sforza, Luigi Luca. Genes, Peoples, and Languages. Los Angeles, University of California Press, 2000.

[۸]

Taylor, Mark C. The Moment of Complexity. Chicago, The University of Chicago Press, 2001.

[۹]

Hornyak, Gabor, L. and Dutta, Joydeep, and Tibbals, H. F. Introduction to Nanoscience. CRC Press, 2008.

[۱۰]

Sanders, Wesley, C. Basic Principles of Nanotechnology. CRC Press, 2018.

[۱۱]

Sattler, Klaus, D. 21^st Century Nanoscience – A Handbook: Industrial Applications. CRC Press, 2020.

[۱۲]

“The Handbook of Nano Technology, Policy and Intellectual Property Law”, John C. Miller, et al, Hoboken New Jersey: John Wiley and Sons, 2005.

[۱۳]

Natelson, Douglas. Nanostructures and Nanotechnology. Cambridge University Press, 2015.

[۱۴]

Undersecretary of Commerce

[۱۵]

AIDS

[۱۶]

State of the World Report, 2016.

[۱۷]

U.S. Senate Armed Services Committee

[۱۸]

Quantum dots

[۱۹]

Democracy Now Report, November 2015.

[۲۰]

Harrison, Paul. Quantum Wells, Wires and Dots: Theoretical and Computational Physics of Semiconductor Nanostructures. Wiley, 2016.

[۲۱]

Nano semi-conductors

[۲۲]

Barcode

[۲۳]

Radio frequency identification and detection in consumer products (RFID)

[۲۴]

چنین نقطه‌ های کوآنتومی ردیاب برای مطالعات بازاریابی، هم اکنون، در کارت‌ های اعتباری ابرفروشگاه هایی از قبیل کاست کو (CostCo) تعبیه شده ا‌ند، اما اجازه قانونی برای کارت‌ های بانکی و اعتباری موسسه‌ های مالی داده نشده است. البته اخیرا ، در برخی رسانه‌ های اینترنتی، نوشته شده است که در پاسپورت‌ های آمریکائی جدید، نقطه‌ های کوانتومی جاسازی شده است. من تایید و تکذیب ندیده ام.

[۲۵]

Artificial atoms

[۲۶]

Cui, Zheng. Nanofabrication: Principles, Capabilities and Limits. Springer, 2017.

[۲۷]

Tong, Xin, and Wang, Zhiming. Core/ Shell Quantum Dots: Synthesis, Properties and Devices. Springer, 2020.

[۲۸]

Lindsay, Stuart. Introduction to Nanoscience. Oxford University Press, 2009.

[۲۹]

Ahmad, Shamim, I. Ultraviolet Light in Human Health, Diseases and Environment. Springer, 2017.

[۳۰]

Nanoscience

[۳۱]

Sattler, Klaus, D. 21^st Century Nanoscience – A Handbook: Design Strategies for Synthesis and Fabrication. CRC Press, 2019.

Nanotechnology

Nanomedicine

Sustainable energy

Raza, Hassan. Nanoelectronics Fundamentals: Materials, Devices and Systems (Nanoscience and Technology.) Springer, 2019.

[۳۶]

Sattler, Klaus, D. 21^st Century Nanoscience – A Handbook: Exotic Nanostructures and Quantum Systems. CRC Press, 2020.

[۳۷]

Building blocks

[۳۸]

لطفا به مقالات و فایل‌ های صوتی ۱۵، ۱۶، ۱۷ و ۲۴ “سرشت علم” من در تلگرام رجوع و گوش کنید.

https://t.me/natureofscience

[۳۹]

Sargent, Ted. Dance of the Molecules: How Nanotechnology is Changing Our Lives. Avalon, New York, 2006.

[۴۰]

Properties of materials

[۴۱]

Berg, John, C. Introduction to Interfaces and Colloids: The Bridge to Nanoscience. WSPC, 2009.

[۴۲]

Diamond’s tightly bound crystal lattice

[۴۳]

لطفا به مقاله و فایل‌ صوتی ۲۲ “سرشت علم” من در تلگرام رجوع و گوش کنید.

https://t.me/natureofscience

[۴۴]

Classical physics of Newton

[۴۵]

Einstein’s and Schrodinger’s quantum mechanics

[۴۶]

Simultaneously as particles and as waves (wavicles)

[۴۷]

Dill, Ken, A. and Bromberg, Sarina. Molecular Driving Forces: Statistical Thermodynamics in Biology, Chemistry, Physics, and Nanoscience, 2^nd Edition. Garland Science, 2010.

[۴۸]

Discrete and countable in numbers

[۴۹]

Spatial extent

[۵۰]

Can be tuned

[۵۱]

Changing their resonant frequency

[۵۲]

Absorb and emit

[۵۳]

لطفا به مقالات و فایل‌ های صوتی ۱۷ و ۱۸ “سرشت علم” من در تلگرام رجوع و گوش کنید.

https://t.me/natureofscience

[۵۴]

Raza, Hassan. Nanoelectronics Fundamentals: Materials, Devices and Systems (Nanoscience and Technology.) Springer, 2019.

[۵۵]

Vacuum tubes

[۵۶]

Valizadeh, Pouya. Field Effect Transistors, A Comprehensive Overview from Basic Concepts to Novel Technologies, Wiley, 2016.

[۵۷]

Pure, perfect crystalline environment of silicon

[۵۸]

Raza, Hassan. Nanoelectronics Fundamentals: Materials, Devices and Systems (Nanoscience and Technology.) Springer, 2019.

[۵۹]

Lundstrom, Mark, S. Fundamentals of Nanotransistors. WSPC, 2017.

[۶۰]

Computer chips

[۶۱]

Fiber-optic cables

[۶۲]

Quantum nanoscale effect

[۶۳]

Image sensors

[۶۴]

Security inspection systems

[۶۵]

Douglas, Kenneth. DNA Nanoscience: From Prebiotic Origins to Emerging Nanotechnology. CRC Press, 2017.

DNA

Template

Double helix spiral

Displays periodicity

لطفا به مقالات و فایل ‌های صوتی ۶۴، ۶۵، و ۶۶ “سرشت علم” من در تلگرام رجوع و گوش کنید.

https://t.me/natureofscience

[۷۱]

Molecular basis of all life

[۷۲]

Seeman, Nadrian, C. Structural DNA Nanotechnology. Cambridge University Press, 2016.

[۷۳]

Improved sensing instruments

[۷۴]

Patterns

[۷۵]

Origins of mutations

[۷۶]

Zuccheri, Giampaolo. DNA Nanotechnology: Methods and Protocol (Methods in Molecular Biology.) Humana Press, 2018.

[۷۷]

Nano materials

[۷۸]

Mitochondria

[۷۹]

Steinmetz, Nicole, F. Viral Nanoparticles: Tools for Material Science and Biomedicine. Jenny Stanford Publishing, 2011.

[۸۰]

Designer nanomaterials

[۸۱]

Tumor margins and residual cells

[۸۲]

Rai, Mahendra, and da Silva, Silvio Silverio. Nanotechnology for Bioenergy and Biofuel Production (Green Chemistry and Sustainable Technology.) Springer, 2016.

[۸۳]

Nano solar cells

[۸۴]

Infrared light

[۸۵]

Pazoki, Meysam, and Hagfeldt, Anders, and Edvinsson, Tomas. Characterization Techniques for perovskite Solar Cell Materials. Elsevier, 2019.

[۸۶]

Rainbow solar cells

[۸۷]

Wavelength tuning of nanoparticles

[۸۸]

Tandem cells of silicon and perovskite

[۸۹]

Sabari Arul, Narayanasamy, and Nithya, Vellalapalayam Devaraj. Revolution of Perovskite: Sysnthesis, Properties and Applications. Springer, 2020.

[۹۰]

Karim, Nusrat, and Meme, Farha Islam, and Islam, Rafiqul. Organic Tandem Solar Cells: Approach to High Efficiency. LAP Lambert Academic Publishing, 2017.

[۹۱]

Storing energy

[۹۲]

Ran, Fen, and Chen, Shaowei. Advanced Nanomaterials for Electrochemical Energy Conversion and Storage. Elsevier, 2019.

[۹۳]

Fluctuating renewable energy

[۹۴]

Dependable and major source

[۹۵]

More efficient catalysis

[۹۶]

Synthesis of industrial chemicals

[۹۷]

L.E.D.

[۹۸]

Incandescent light

[۹۹]

Belasri, Ahmed, and Beldijilali, Sid Ahmed. ICREEC 2019: Proceedings of the 1^st International Conference on Renewable Energy and Energy Conversion. Springer, 2020.

[۱۰۰]

Richard Feynman

[۱۰۱]

There is Plenty of Room at the Bottom

[۱۰۲]

Common theme

[۱۰۳]

Kattan, Peter, I. Ratio of Surface Area to Volume in Nanotechnology and Nanoscience (Basic Nanomechanics Series.) Petra Books, 2011.

[۱۰۴]

Common scientific principles

[۱۰۵]

Efros, Alexander, L. and Lockwood, D. J. and Tsybeskov, Leonid. Semiconductor Nanocrystals: From Basic Principles to Applications. Springer, 2013.

[۱۰۶]

Size of nanoparticles

[۱۰۷]

Hornyak, Gabor, L. and Dutta, Joydeep, and Tibbals, H. F. Introduction to Nanoscience. CRC Press, 2008.

Top down model

Specific purpose

Bottom up model

Autopoietic

Self-assembly

لطفا به مقالات و فایل‌ های صوتی ۱۵، ۱۶، ۱۷ و ۲۴ “سرشت علم” من در تلگرام رجوع و گوش کنید.

https://t.me/natureofscience

[۱۱۴]

لطفا به مقالات و فایل‌ های صوتی ۶۱ و ۶۲ “سرشت علم” من در تلگرام رجوع و گوش کنید.

https://t.me/natureofscience

[۱۱۵]

Ability to resolve images

[۱۱۶]

Klabunde, Kenneth, J. and Richards, Ryan, M. Nanoscale Materials in Chemistry. Wiley, 2009.

[۱۱۷]

Goldstein, Joseph, and Newbury, Dale, E. and Lyman, Charles, E. and Echlin, Patrick, and Lifshin, Eric, and Sawyer, Linda. Scanning Electron Microscopy and X-Ray Microanalysis. Springer, 2007.

[۱۱۸]

Transmission Electron Microscopy (TEM)

[۱۱۹]

Voigtlaender, Bert. Atomic Force Microscopy (Nanoscience and Technology.) Springer, 2019.

[۱۲۰]

Ernst Ruska

[۱۲۱]

Williams, David B., Carter, Barry, C. Transmission Electron Microscopy: A Textbook for Materials Science. Springer, 2009.

[۱۲۲]

Scanning Tunneling Microscopy (STM)

[۱۲۳]

Chen, Julian, C. Introduction to Scanning Tunneling Microscopy. Oxford University Press, 2016.

[۱۲۴]

Gerd Benning

[۱۲۵]

Heinrich Rohrer

[۱۲۶]

https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1986/summary/

[۱۲۷]

Frankel, Felice, C. and Whitesides, George, M. No Small Matter: Science on the Nanoscale. Belknap Press of Harvard University Press, 2009.

[۱۲۸]

Nanoscience

[۱۲۹]

Cui, Zheng. Nanofabrication: Principles, Capabilities and Limits. Springer, 2017.

[۱۳۰]

https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1965/feynman/facts/

[۱۳۱]

Trimbakrao, Suresh. Nanomaterial Synthesis, Characterization and its Applications: A Scientific Approach. LAP Lambert Academic Publishing, 2019.

[۱۳۲]

Jacak, Witold, A. Quantum Nano-Plasmonics. Cambridge University Press, 2020.

[۱۳۳]

Writing the entire contents of the Encyclopedia Britannica on the head of the pin

[۱۳۴]

Electronic Integrated Circuits

[۱۳۵]

Scheer, Elke, et al. Molecular Electronics: An Introduction to Theory and Experiment (World Scientific Series in Nanoscience and Nanotechnology.) WSPC, 2017.

[۱۳۶]

Madou, Marc, J. Fundamentals of Microfabrication and Nanotechnology, Three-Volume Set. CRC Press, 2011.

[۱۳۷]

لطفا به مقالات و فایل‌ های صوتی ۷۷ و ۷۸ “سرشت علم” من در تلگرام رجوع و گوش کنید.

https://t.me/natureofscience

[۱۳۸]

Global Positioning System (GPS)

[۱۳۹]

Temperature sensors

[۱۴۰]

Proximity sensors

[۱۴۱]

Wireless communication

[۱۴۲]

Tummala, Rao. System on Package: Miniaturization of the Entire System. McGraw-Hill Education, 2007.

[۱۴۳]

Scheer, Elke, et al. Molecular Electronics: An Introduction to Theory and Experiment (World Scientific Series in Nanoscience and Nanotechnology.) WSPC, 2017.

[۱۴۴]

Voigtlaender, Bert. Atomic Force Microscopy (Nanoscience and Technology.) Springer, 2019.

[۱۴۵]

Semi-conductor technology

[۱۴۶]

A vast array of building block materials

[۱۴۷]

Fiber optics

[۱۴۸]

Alemohammad, Hamid. Opto-mechanical Fiber Optic Sensors: research, Technology, and Applications in Mechanical Sensing. Butterworth-Heinemann, 2018.

[۱۴۹]

Trillions of bits per second

[۱۵۰]

Fiber optics cable

[۱۵۱]

Agrawal, Govind, P. Fiber-Optic Communication Systems . Wiley, 2012.

[۱۵۲]

Pure and perfect, so lacking in defects

[۱۵۳]

Hilton, Ray, A. Chalcogenide Glasses for Infrared Optics. McGraw-Hill Education, 2009.

[۱۵۴]

Without loss of power and loss of information

[۱۵۵]

Al-Azzawi, Abdul. Advanced Manufacturing for Optical Fibers and Integrated Photonic Devices. CRC Press, 2017.

[۱۵۶]

Light source

[۱۵۷]

Single frequency

[۱۵۸]

لطفا به مقاله و فایل‌ صوتی ۱۶ “سرشت علم” من در تلگرام رجوع و گوش کنید.

https://t.me/natureofscience

[۱۵۹]

Azadeh, Mohammad. Fiber Optics Engineering. Springer, 2009.

[۱۶۰]

Semi-conductor lasers

[۱۶۱]

Hayes, Jim, and Lim, Bee Suat. The FOA Reference Guide to Fiber Optic Network Design: Study Guide for FOA Certification. Amazon.com Services, LLC, 2016.

[۱۶۲]

Bunge, Christian-Alexander, and Beckers, Markus, and Gries, Thomas. Polymer Optical Fibers: Fiber Types, Materials, Fabrication, Characterization and Applications. Woodhead Publishing, 2016.

[۱۶۳]

Tool-maker

[۱۶۴]

Jit, Satyabrata, and Das, Santanu. 2D Nanoscale Heterostructured Materials: Synthesis, Properties, and Applications. Elsevier, 2020.

[۱۶۵]

Ding, Bin, and Wang, Xianfeng, and Yu, Jianyong. Electrospinning: Nanofabrication and Applications. William Andrew, 2018.

[۱۶۶]

Sklavos, Nicolas, and Chaves, Ricardo, and Natale, Giorgio Di, and Ragazzoni, Francesco. Hardware Security and Trust: Design and Deployment of Integrated Circuits in a Threatened Environment. Springer, 2017.

[۱۶۷]

Darabi, Hooman. Radio Frequency Integrated Circuits and Systems. Cambridge University Press, 2020.

[۱۶۸]

An imprint

[۱۶۹]

Lithography

[۱۷۰]

Mass production on a very small length scale

[۱۷۱]

Billions of identical transistors

[۱۷۲]

Wafer fabrication

[۱۷۳]

Atoms and their interactions

[۱۷۴]

Autopoietic and self-assemble

[۱۷۵]

Mura, Manuela. Self-Assembly of Flat Organic Molecules on Metal Surfaces: A Theoretical Characterization. Springer, 2012.

[۱۷۶]

Materials’ constituents

[۱۷۷]

لطفا رجوع فرمائید به سخنرانی من پیرامون علم و آگاهی

https://drive.google.com/file/d/0Bw7EFXWJCSimYXoxenNZVm1TX00/view?ts=5844936e

[۱۷۸]

Mayne, Andrew, J. and Dujardin, Gerald. Atomic and Molecular Manipulation. Elsevier Science, 2011.

[۱۷۹]

Quantum dots

[۱۸۰]

Hanson, Cary. Quantum Physics for Beginners: The Easy Guide to Learn Quantum Physics and the Theory of Relativity. Independently Published, 2020.

[۱۸۱]

Semi-conductor particles

[۱۸۲]

Quantum size effects

[۱۸۳]

The size of the particle changes its resonance

[۱۸۴]

Huge amount of surface area into a finite volume

[۱۸۵]

Catalytic converter

[۱۸۶]

Kolasinski, Kurt, W. Surface Science: Foundations of Catalysis and Nanoscience. Wiley, 2020.

[۱۸۷]

Noxious emissions into more environmentally acceptable ones

[۱۸۸]

Capability to refime and control materials and chemical reactions

[۱۸۹]

Wang, Zhiming, M. Quantum Dot Devices. Springer, 2012.

[۱۹۰]

Composite materials

[۱۹۱]

Simultaneous properties

[۱۹۲]

Designer composite materials

[۱۹۳]

Simultaneously flexible, light, malleable and strong composite materials

[۱۹۴]

Nakamura, Katsuhiro. Quantum Chaos and Quantum Dots. Oxford University Press, 2004.

[۱۹۵]

Alivisatos, A. Paul. Less is More in Medicine. Scientific American 17, 2007.

Biology

Anatomy

Physiology

Fontes, Adriana, and Santos, Beate Saegesser. Quantum Dots: Applications in Biology. Humana Press, 2014.

[۲۰۰]

Antonie von Leeuwenhoek

[۲۰۱]

Red blood cells

[۲۰۲]

لطفا به مقالات و فایل‌ های صوتی ۶۱ و ۶۲ “سرشت علم” من در تلگرام رجوع و گوش کنید.

https://t.me/natureofscience

[۲۰۳]

Life’s workhorses

[۲۰۴]

Sasamal, Trailokya Nath, and Singh, Ashutosh Kumar, and Mohan, Anand. Quantum-Dot Cellular Automata Based Digital Logic Circuits: A Design Perspective. Springer, 2019.

[۲۰۵]

Effective

[۲۰۶]

لطفا به مقالات و فایل‌ های صوتی ۶۳، ۶۴، ۶۵، ۶۶ و ۶۷ “سرشت علم” من در تلگرام رجوع و گوش کنید.

https://t.me/natureofscience

[۲۰۷]

Jain, Kewal, K. The Handbook of Nanomedicine. Humana Press, 2017.

[۲۰۸]

Nano-sized drug capsules

[۲۰۹]

Carbon nanohorns

[۲۱۰]

Faster disease diagnosis

[۲۱۱]

Nanoparticles

[۲۱۲]

Very sensitive and specific detectors

[۲۱۳]

Mousa, Shaker, A. and Bawa, Raj, and Audette, Gerald, F. The Road from Nanomedicine to Precision Medicine. Jenny Stanford Publishing, 2019.

Malignant cells

Surgical instruments

Nanotweezers

Grip cell-size particles

[۲۱۸]

Precise surgery

[۲۱۹]

Robots

[۲۲۰]

Artificial tissues and organs

[۲۲۱]

Lee, Dong Soo. Radionanomedicine: Combined Nuclear and Nanomedicine. Springer, 2018.

[۲۲۲]

To grow in a set pattern

[۲۲۳]

Burgess, Rob. Understanding Nanomedicine: An Introductory Textbook. Pan Stanford, 2012.

[۲۲۴]

Trained Nano-artificial tissues and organs

[۲۲۵]

Blood supply

[۲۲۶]

Material unity

[۲۲۷]

Tang, Yaoliang, and Dawn, Buddhadeb. Mesenchymal Stem Cell Derived Exosomes: The Potential for Translational Nanomedicine. Academic Press, 2015.

[۲۲۸]

On or off

[۲۲۹]

Commensurable design

[۲۳۰]

Artificial intelligence

[۲۳۱]

Nano biotechnologists

[۲۳۲]

Robotic skeleton

[۲۳۳]

Autonomous control

[۲۳۴]

Sasamal, Trailokya Nath, and Singh, Ashutosh Kumar, and Mohan, Anand. Quantum-Dot Cellular Automata Based Digital Logic Circuits: A Design Perspective. Springer, 2019.

[۲۳۵]

Self-replicating life forms

[۲۳۶]

Oezdemir, Yasemin Guersoy, and Pehlivan, Bozdag, Sibel, and Sekerdag, Emine. Nanotechnology Methods for Neurological Diseases and Brain Tumors: Drug Delivery across the Blood-Brain Barrier. Academic Press, 2017.

[۲۳۷]

Sahu, Saura, C. and Casciano, Daniel, A. Nanotoxicity: From In Vivo and In Vitro Models to Health Risks. Wiley, 2009.

[۲۳۸]

نکته و پرسش کلیدی دیگر این است که تا چه اندازه قانونمندی در هر کشوری لازم و مهم است یا ساده تر بگویم که جامعه مدنی تا چه اندازه قوام گرفته تا فن آوری‌ های نوین نانویی برای مصارف تحت نظارت قرار دادن شهروندان یا پاییدن آن ها استفاده نشوند، و یا پایه‌ ی حکومتی تمرکزگرا و استبدادی با استفاده از چنین ابزارهایی ریخته نشود؟

[۲۳۹]

Kesharwani, Prashant, and Taurin, Sebastian, and Greish, Khaled. Theory and Applications of Nonparental Nanomedicines. Academic Press, 2020.

[۲۴۰]

Mohapatra, Shyam, and Ranjan, Shivendu, and Dasgupta, Nandita, and Kumar, Raghvendra, and Thomas, Sabu. Characterization and Biology of Nanomaterials for Drug Delivery: Nanoscience and Nanotechnology in Drug Delivery. Elsevier, 2018.

[۲۴۱]

Nano materials’ specific properties

[۲۴۲]

Gold nanoparticles

[۲۴۳]

McMahon, S. J. and Currell, F. J. Nanomedicine: Gold Nanoparticles for Imaging and Radiotherapy (Frontiers of Nanoscience.) Elsevier, 2013.

[۲۴۴]

Gold reflects yellow light

[۲۴۵]

Gold nanoparticles absorb much longer wavelengths of light

[۲۴۶]

Infrared light

[۲۴۷]

Sebastian, Matthew, and Ninan, Neethu, and Elias, Eldhu. Nanomedicine and Cancer Therapies. Apple Academic Press, 2012.

[۲۴۸]

Adams, Wilson, and Anson, Robin. Nanotechnology-based Technical Textiles in Consumer Products. Textiles Intelligence Ltd., 2006.

[۲۴۹]

Edwards, Steven, A. The Nanotech Pioneers: Where Are They Taking Us? Wiley-VCH, 2006.

[۲۵۰]

Electronic Nano-tongue

[۲۵۱]

Emergence of common themes

[۲۵۲]

Kaariainen, Tommi, and Cameron, David, and Kaariainen, Marja-Leena, and Sherman, Arthur. Atomic Layer Deposition: Principles, Characteristics, and Nanotechnology Applications. Wiley-Scrivener, 2013.

Catalysis

Sustainable energy

Have an analog

Kattan, Peter, I. Ratio of Surface Area to Volume in Nanotechnology and Nanoscience (Basic Nanomechanics Series.) Petra Books, 2011.

[۲۵۷]

Commensurability

[۲۵۸]

Madou, Marc, J. Solid-State Physics, Fluidics, and Analytical Techniques in Micro- and Nanotechnology. CRC Press, 2011.

[۲۵۹]

Boxes

[۲۶۰]

Matched up

[۲۶۱]

Sanders, Wesley, C. Basic Principles of Nanotechnology. CRC Press, 2018.

[۲۶۲]

Sasamal, Trailokya Nath, and Singh, Ashutosh Kumar, and Mohan, Anand. Quantum-Dot Cellular Automata Based Digital Logic Circuits: A Design Perspective. Springer, 2019.

[۲۶۳]

Designer properties

[۲۶۴]

Properties that do not occur naturally

[۲۶۵]

Fundamental underpinning

[۲۶۶]

Rakhshani, R. Confoundedness, in the Struggles of a Civil Movement. Booksurge, 2009

[۲۶۷]

Journal of Science

[۲۶۸]

Curse of Tiresias