بیان مسئله:
انسان قرن بیست ویکم با ورود به هزاره سوم به پیشرفت ها وجرقه های بسیار مهمی در عرصه علم وتکنولوژی روبرو شده است.درعرصه فن آوری های جدید وباارزش که می توان آن را «انقلاب صنعتی آینده» خواند، فناوری نانومی باشد که به دلیل پویا بودن این فناوری نو ظهور می توان از رسوخ این فناوری در عرصه ارتباطات سخن به میان آورد.
می توان گفت ابداعات فن آورانه( به ویژه در عرصه رسانه ها واطلاعات) جهان را به شمشیری دولبه مجهز کرده است که از یک سو پیام آور فضای عمومی جدیدی است که در آن افراد بشر فارغ از مرزها ومحدوده ها به یکدیگر پیوند می خورند وبه فرصت های استثنایی دست می یابند واز سوی دیگر آغاز گر شکاف دیگری میان فقرا واغنیاست فاصله میان دارندگان وفاقدان را بیشتر کرده است.
آنچه که مد نظر اغلب اندیشمندان وپژوهشگران است این است که تنها راه چالش پیروزمندانه ونیز مواجهه خلاقانه با پیامدهای این ابداعات نوین وتحصیل توانایی در پذیرش وبه کارگیری آنها، شناخت دقیق ساختار، توانمندیها وآثار وپیامدهای فن آوری های نوین است.
فناوری نانو در تمامی عرصه های صنعت، پزشکی، فیزیک والکترونیک و.... خودنمایی می کند که به علت رشد روزافزون علم در عرصه های مختلف، تأثیر این علم در وسایل ارتباطی را می توان روز بروز بیشتر مشاهده کرد.نفوذ این فناوری درساخت ریز کامپیوترها ، ریزتراشدها وآنتن هاو باتری وابزارهای دیگر مورد نیاز در رسانه های ارتباطی نوید این را می دهد که در عصر جهان اطلاعاتی که سرعت وزمان بسیار باارزش ومهم تلقی می شوند ومرزبندی از بین رفته است وبا انبوه اطلاعات وداده ها روبروهستیم شایسته است که از حداقل مکان برای ذخیره سازی اطلاعات در کمترین زمان ممکن بهره مند شویم تا بتوانیم استفاده بهینه تر وحضور پویا وشایسته ای در عرصه جهانی داشته باشیم در جهان امروز برای همگام شدن در عرصه های توسعه ورقابت با دیگر کشورها نیازمند به دانش، صنعت وتکنیک هستیم امروزه انسان با بهره گیری از علوم مختلف نظیر سایبرتنیک دیجیتال سازی ونانو فناوری توانسته است روشهای کارآمد کنترل وبازخورد ارتباطات درارگانیسم های زنده، ماشین ها وساختارها رابدست آورد.
فن آوری نانودرسال 1959 توسط فانیمن با عنوان فضای زیادی درسطوح پائین وجود دارد ایده فن آوری نانو را مطرح ساخت ودرسال 1998 جورج وایت ساینر استاد شیمی دانشگاه هاروارد ذخیره اطلاعات را یکی از تحولات اساسی خواند که فن آوری نانو آن را ممکن خواهد ساخت او می گوید شما می توانید( باقطعات نانو) اطلاعات یک هزار لوح فشرده را در چیزی به اندازه یک ساعات مچی جمع آوری کنید با این کار می توان به کتابخانه مرجعی که برای کل زندگی لازم است دستیابی پیدا کرد این یکی از ایده هایی است که تعریف کیفیت زندگی رااندکی تغییرخواهد داد. لذا شایسته است با توجه به اهمیت ورشد سریع استفاده از تکنولوژی های نوین ارتباطی بخصوص نانومدیا در بین اکثریت جوامع ولزوما آشنایی باکارکردها وپیامدهای آن در جامعه به شناخت وبررسی پیدایش وظهور آن در علوم اجتماعی بپردازیم وباهوشیاری ودقت وسرعت بیشتری از آن استفاده کنیم.
اهمیت موضوع:
فن آوری های نوین همگام با انقلاب ارتباطات، مسائل گوناگون را در کشورهای در حال توسعه به وجود آورده است.از یک سو این فن آوری ها می تواند در راه خدمت به توسعه ملل جهان سوم به کاررود وبرای مبارزه با توسعه نیافتگی فقر، بیماری وبیسوادی تجهیز شود واز سوی دیگر
می تواند جهان سوم رابا این پرسش روبرو سازد که اولویتهای واقعی کدامند.
آیا این فن آوریهای نوین، وابستگیها را تقویت خواهد کرد ویا باعث تثبیت استقلال وخود کفایی خواهد شد؟
پژوهشهای به عمل آمده در این خصوص نشان داده است که فن آوری قادر است تغییرات بنیادی شدیدی را در ساختار سنتی کشورها ایجاد کند بنابراین، جهان سوم که هم در فقر اقتصادی وهم در فقر اطلاعاتی دست وپا می زند در زمینۀ تولید وحتی وارد کردن سخت افزارها ونرم افزارهای ارتباطی دچار مشکلات عدیده است آیا ناپذیرش وبه کارگیری این فن آوری ها با پیامدهای ناخوشایند اقتصادی- سیاسی واجتماعی روبرو نخواهد شد؟
آنچه که مد نظر اغلب اندیشمندان می باشد این است که تنها راه چالش پیروزمندانه ونیز مواجهه خلاقانه با پیامدهای این ابداعات نوین وتحصیل توانایی درپذیرش وبه کارگیری آنها، شناخت یقین ساختار، توانمندیها وآثار وپیامدهای فن آوریهای نوین (نانومدیا) است.
فن آوری نانومدیا که بسیار فراگیرتراز فن آوری های ارتباطی می باشد مجموعه ای ازرسانه های دیگر نظیر مولتی ریا وسایل ارتباطی دوسریه وتعاملی ودیجیتال وسایبر تنیک می باشد لذا با توجه به نفوذ فناوری نانو در ساخت این گونه وسایل ارتباطی واهمیت وگستردگی آن در به کارگیری از ابزار ارتباطی برآن شدیم تا بررسی وشناخت نانومدیا رادراین تحقیق مطرح سازیم.
با امید به این که با آگاهی وبهره گیری صحیح از این فناوری نوین در رشد وتوسعه انسانیت وبالندگی علمی کشور برخوردار شویم.
اهداف تحقیق:
انسان قرن بیست ویکم با ورود به هزاره سوم به پیشرفت ها وجرقه های بسیار مهمی در عرصه علم وتکنولوژی روبرو شده است در عرصه فناوری های جدید وبسیار باارزش «فناوری نانو»می باشد که به دلیل پویا بودن این فناوری نو ظهور می توان نقش آن رااز جنبه های مختلف بررسی کرد لذا در عصری که ما آن را عصر اطلاعات وارتباطات می نامیم از رسوخ این فناوری در عرصه ارتباطات نیز ناگزیریم نفوذ این فناوری در علم الکترونیک وساخت ریز کامپیوترها وریزتراشه هاو.... نوید این را می دهد که بتوان از سرعت وزمان وتعامل بیشتر در به کارگیری فن آوری های نوین ارتباطی (نانومدیا) بهره مند شد وبرای همسو وهمگام بودن در عرصه جهانی لازم است هر چه بیشتر به نقش فناوری های نوین وپیامدهای آن آشنا شد وبا ارائه راه کارها(مختلف در استفاده مثبت و کارآمد از این رسانه نوین به رشد وبالندگی کشور کمک کرد بررسی جایگاه نانومدیا در این پژوهش شاید کمک ناچیزی جمعیت آگاهی وروشنگری افرادیکه دوستدار علم وآگاهی و رشد و پیشرفت هستند بنماید.
بنابراین این تحقیق درصدد بررسی پیدایش وظهور نانومدیا در علوم اجتماعی و پیامدهای اجتماعی –فرهنگی ، سیاسی آن درجامعه هستیم.
سوالات تحقیق:
1- آیا نانومدیا ازوسائل ارتباط جمعی می باشد؟
2- نقش نانومدیا در نحوه ارتباطات میان فردی چیست؟
3- تأثیر نانومدیا درمشارکت های اجتماعی وفعالیت های اجتماعی چگونه است؟
4- تأثیر نانومدیا در مشارکت های سیاسی وفعالیت های سیاسی چگونه است؟
5- چه رابطه ای میان نانومدیا وفرهنگ وجود دارد؟
6- آیا بین نوع ارتباطات اجتماعی وبه کارگیری نانومدیا رابطه وجود دارد؟
7- چه رابطه ای بین نانومدیا وجامعه نظارتی وجود دارد؟
8- نانومدیا وسایبرنتیک چه رابطه ای دارند؟
9- آیا بین دسترس به نانومدیا وگسترش جامعه اطلاعاتی رابطه وجود دارد؟
10- نقش نانومدیا در ایجاد فضای مجازی( سایبر اسپیس) چیست؟
11- آیا بین احساس رضایت وخشنودی وبکارگیری نانومدیا رابطه وجود دارد؟
مقدمه:
جهان در قرن بیست ویکم در عصر فوق صنعتی یا عصر اطلاعات قرارگرفته است، نظام سنتی ارتباطات که عموماً عبارت بود از سیستم محاوره ای وکلامی مبتنی بر تماس نزدیک افرادبه یکدیگر، اکنون در جوامع پیشرفته صنعتی بسیار کمرنگ شده است بیش از این انسانها،برای انتقال پیام، بایست یکدیگر را می دیدند وچشمهایشان همدیگر را لمس می کرد وصدای زنده هم را از نزدیک
می شنیدند، اما در عصر اطلاعات، تکنولوژی های ارتباطی دوربرد از مرحله سنتی عبورکرده است وپدیده های نوین تکنولوژیک در زمینه زیر ساختارهای نوین ارتباطی ( هم چون فیبر نوری، ماهواره ای ارتباطی وروبوتهای باهوش وماشینهای هوشمند الکترونیکی وصنایع سخت افزاری ونرم افرازی کامپیوتر ونانوتکنولوژی وکاربردهای آن در زمینه مخابرات الکترونیک وصنعت) نقش بسیار اساسی را در حذف انسان از اجتماع وانزوای او ایفا خواهد کرد اگر تاکنون مواردی چون، دانشگاه
مکاتبه ای،کلاسهای غیر حضوری،آموزش از طریق ویدئو وتلویزیون نمونه های ضعیفی از گسستگی انسان از اجتماع به شمار می رفته اند در عصر اطلاعات نوع جدید ارتباط از طریق دیجیتال سازی، سایزتیک ونانوتکنولوژی روش جدیدی از اشتغال به نام اشتغال از راه دور، شیوه تازه ای برای تفریح وگذراندن اوقات فراغت به نام واقعیت مجازی، تکنیک نمایشی ایده آلی به نام تلویزیونهای دوسویه وتکنیک ارتباطی ونمایشی جزایی چون تله پیوتر و... عناصری از تکنولوژی خواهند بود که موجد جریان یادگیری الکترونیک،مدارس ودانشگاههای مجازی واقتصاد وبازرگانی الکترونیک و....
می باشد، نقش بسیار بارزی را در جدایی انسان از گروههای مختلف اجتماعی ایفا خواهندکرد گروههای اجتماعی در عصر اطلاعات،نه به صورت واقعی وعینی، بلکه «مجازی» خواهند بود در این عصر، ارتباط با شبکه های اطلاعاتی جهانی مبتنی برWAN ، نیاز فرد به تعلق داشتن به گروه واجتماع را تأمین خواهد کرد وبه او در حالی که در اتاق خانه اش پشت میز کامپیوتر نشسته است شخصیت اجتماعی وحتی جهانی داده می شود.واوبه راحتی خود رادر یک جمع ودر ارتباط غیر فیزیکی با دیگران می بیند، به علاوه اشتغال از راه دور، ارتباطات معیشی را برایش فراهم می سازد واز این طریق در محیط مأنوس منزل کارهای موظف سازمانی خود را انجام می دهد تلویزیون های دو سویه امکان آموزش او وفرزنداش را بدون حضور در دانشگاه یا مدرسه فراهم می سازد ویا با انتخاب وتماشای فیلم دلخواه ویا با پرداختن به تفریح به شیوه واقعیت مجازی، در میان انبوده نتوانستن ها، آنچه را که می خواهد به دست آورد ویا فقط با گرفتن یک شماره تلفن، به دنیای شلوغ اینترنت ویا شبکه ای کامپیوتری دیگر(به مشابه یک جامعه چندین میلیونی مجازی) وارد می شود وبا هر کس که بخواهد ارتباط برقرار می کند ویابه هر انجمنی ( انجمن ها وگروههای مجازی) که دوست داشته باشد سرک می کشد.
برای خرید اجناس مورد نیازش، با کامپیوتر خود آنها را می بیند وسفارش می دهد تا کالا را در منزل تحویلش دهد وپول آنها را نیز به صورت مجازی خواهد پرداخت.
افزودن براینها کامپیوتر برای اومنشی خودکاری خواهد بود که علاوه بر انجام دادن فرامین او، کارهای روزانه اش را نیز تنظیم وتمشیت خواهد کرد.
به هر تقدیر باید پذیرفت که این کالای ارزشمند واین محصول عجیب نبوغ بشری که به عنوان ابزاری علمی وکاری وچه به عنوان وسیله ای تفریحی وارتباطی، تاثیر خود را در نهادهای گوناگون اجتماعی هم چون آموزش وپرورش،خانواده، ارتباطات، سیاست، اقتصاد، پژوهش، بهداشت اوقات فراغت و.... به جای خواهد گذاشت، ضمن این که این پدیده در رفتارهای فردی واجتماعی انسان نیز موثر خواهد بود وباعث گسستگی انسان از ارتباطات واقعی وپیوستگیش به اجتماعات مجازی خواهد شد.
گفتنی است بعضی از واقعیات امروزی برخاسته از تکنولوژی عمل نوین ارتباطی نوین که به تعبیر ویلیام گیسبون نویسینده رمان علمی- تخیلی معروف
Neuromancer که در سال 1984 نوشته شد بشر به دوران سایبر اسپیس (cyberspace)وارد می شود. سایبر اسپیس در کتاب او مکانی است که انسان ها اطلاعات مغز خود را با کامپیوترها از طریق پریز تعویض می کنند چیزی که در آن زمان خیالی بیش نبود، اما امروزه شاهد عملی شدن این امر توسط تکنولوژی نوین برتر اطلاعاتی می باشیم.
نانومدیا ازتوان مشارکت بسیار بالابرخوردار می باشد که از جنبه اقتصادی حائز اهمیت است واز چنان تاثیرات عمیقی برخوردار است که بی تردید مبانی رفتارهای اجتماعی وحکومت را در این قرن تغییر خواهدداد.
در حال حاضر سرعت تحولات تکنولوژیک به حدی است که دولتها علاوه برتامین نیازهای مادی به نیاز مدرن زمانه یعنی باز آفرینی جامعه درهر نسل باید پاسخ دهند این نیاز برخاسته از پیامد مفهومی است که تا پیش از این به نام تکنولوژی های ارتباطی نوین شناخته می شد وحالا با عنوان تکنولوژی های دوسویه ارتباطی نوین پایه تحولات راشکل می دهد تحولاتی که عدم توجه به آنها عواقب سوء فراوانی ( نظیر فروپاشی روسیه) برای کشورها بوجود می آورد لذا در این فصل سعی شده است ابتدا به تعریف نانومدیا وابعاد آن (سیبرنتیک ودیجیتال) پرداخته وسپس پیامدها وچالش های آن را بر در زمینه مذکور برروی انسان ونهادهای اقتصادی اجتماعی-فرهنگی در عصر مجازی مورد بررسی قرار دهیم.
(1-1-2) فناوری نانو چیست؟[1]
نانوتکنولوژی ، فناوری جدید است که تمام دنیا را فراگرفته است و به تعبیر دقیقتر «نانوتکنولوژی بخشی از آینده نیست، بلکه همه آینده است.»
نانوتکنولوژی، توانمندی تولید مواد، ابزارها و سیستمهای جدید با در دست گرفتن کنترل در سطوح مولکولی و اتمی و استفاده از خواص است که در آن سطوح ظاهر می شود. از همین تعریف ساده برمی آید که نانوتکنولوژی یک رشته جدید نیست، بلکه رویکردی جدید در تمام رشته هاست. برای نانوتکنولوژی کاربردهایی را در حوزه های مختلف از غذا، دارو، تشخیص پزشکی و بیوتکنولوژی تا الکترونیک،کامپیوتر، ارتباطات، حمل و نقل انرژی محیط زیست، مواد، هوا فضا و امنیت ملی برشمرده اند. کاربردهای وسیع این عرصه به همراه پیامدهای اجتماعی، سیاسی، حقوقی آن ، این فناوری را به عنوان یک زمینه فرا رشته ای و فرابخش مطرح نموده است.
هرچند آزمایشها و تحقیقات پیرامون نانوتکنولوژی از ابتدای دهه 80 قرن بیستم بطور جدی پیگیری شد، اما اثرات تحول آفرین، معجزه آسا و باورنکردنی نانوتکنولوژی در روند تحقیق و توسعه باعث گردید که نظر تمامی کشورهای بزرگ به این موضوع جلب گردد و فناوری نانو را به عنوان یکی از مهمترین اولویتهای تحقیقاتی خویش طی دهه ی اول قرن بیست و یکم محسوب نمایند.
استفاده از این فناوری در کلیه علوم پزشکی، پتروشیمی، علوم مواد، صنایع دفاع، الکترونیک، کامپیوترهای کوانتومی و غیره باعث شده که تحقیقات در زمینه نانو به عنوان یک پالش اصلی علمی و صنعتی پیش روی جهانیان باشد، لذا محققین، اساتید و صنعتگران باید در یک بسیج همگانی، جایگاه موقعیت و وضعیت خویش را در خصوص این موضوع مشخص نمایند و با یک برنامه ریزی علمی دقیق و کارشناسانه به حضوری فعال و حتی رقابتی سالم در این جایگاه عرض اندام و ابراز وجود نمایند و برای چنین کاری طراحی یک برنامه منسجم، فراگیر همه جانبه اجتناب ناپذیر است.
(2-1-2) نانو چیست؟
پیشوند نانو به معنی یک میلیاردیم است. یک نانومتر ( که به اختصار آن را با nm 1 نشان
می دهیم) برابر است با 1000000000/1 متر. برای درک مقیاس نانو می توان به این مثالها اشاره کرد: قطر موی سر انسان 75000 نانومتر، قطر یک سلول باکتریایی چندصد نانومتر و کوچکترین چیزهایی تا امروز روی مدار ریزپردازنده حک می کنند. در حدود بیش از 130 نانومتر است. کوچکترین چیزهای قابل دید برای انسان با چشم غیرمسلح می توانند حداقل 10000 نانومتر پهنا داشته باشند، ده اتم هیدروژن در یک خط پشت سرهم تنها یک نانومتر طول دارند. اختلاف بین یک نانومتر و یک انسان تقریباً برابر با اختلاف یک انسان و مدار ماه است.
نانو معادل واژه یونانی "dwraf"، به معنای مقیای یک بیلیونیم متر است. همچنین این کلمه به معنای کوتوله و بسیار ریز و کوچک می باشد و معادل 9-10 در زبان علمی است.
در ساده ترین حالت، دانش نانو عبارت است از مطالعه اصول بنیادین مولکول ها و ساختارهای با حداقل ابعاد بین 1 تا 100 نانومتر. شاید کمی غیرابتکاری این ساختارها به نانوساختارها معروفند. نانو فناوری عبارت از کاربرد این ساختارهای نانویی در ادوات نانو مقیاس است. البته مقیاس نانو تنها کوچک نیست، بلکه نوع خاصی از کوچک است.
هرچیزی که اندازه آن کوچکتر از یک نانومتر باشد تنها می تواند یک اتم آزاد یا یک مولکول کوچک باشد که در فضا معلق است، مانند ذره رقیق بسیار کوچک بخارآب. در واقع نانوساختارها کوچکترین جامداتی هستند که می توان آنها را ساخت.
به علاوه، مقیاس نانو منحصربفرد است از آن روی که بنیادی ترین خصوصیات مواد نانومتر ماشین ها طوری به اندازه شان وابسته است که در هیچ مقیاس دیگری نیست.
مایک روکو (Mike Roco) در تعریف دانش نانومتر فناوری نانو می گوید:
«یک نانومتر (یک میلیاردیم متر) نقطه ای جادویی در مقیاس ابعادی است. نانوساختارها در محل تلاقی کوچکترین ادوات ساخت انسان نانومتر بزرگترین مولکولهای جانداران قرار دارند. دانش و مهندسی مقیاس نانو به درک نانومتر استنباط بنیادین دستگاههای تکنولوژیکی برمی گردد که ناشی از استفاده نانومتر بهره گیری از خصوصیات فیزیکی، شیمیایی نانومتر زیستی سامانه هایی است که دارای اندازه بینابینی می باشند. یعنی در اندازه بین اتم و مولکولهای منزوی و مواد کپه ای قرار دارند، جایی که ویژگیهای انتقالی بین دوحد را می توان کنترل کرد.»
(3-1-2) تاریخچه فناوری نانو در جهان:
چهل و هشت سال پیش (Richard Feynman) ریچارد فاینمن، متخصص کوانتوم نظری و دارنده جایزه نوبل، در سخنرانی معروف خود در سال 1959 با عنوان « آن پایین فضایی بسیاری هست (Ther is plenty of room in the bottom) » به بررسی بعد رشد نیافته علم مواد پرداخت. وی در آن زمان اظهار داشت: « اصول فیزیک، تا آنجایی که من توانایی فهمش را دارم، برخلاف امکان ساختن اتم به اتم چیزها حرفی نمی زنند.» او فرض را بر این قرار داد که اگر دانشمندان فراگرفته اند که چگونه ترانزیستورها و دیگر سازه ها را با مقیاسهای کوچک بسازند، سپس ما خواهیم توانست که آنها را کوچک و کوچکتر کنیم. در واقع آنها به مرزهای حقیقی شان در لبه های نامعلوم کوانتوم نزدیک خواهند بود، به طوری که یک اتم را در مقابل دیگری به گونه ای قرار دهیم که بتوانیم کوچکترین محصول مصنوعی و ساختگی ممکن را ایجاد کنیم. با استفاده از این فرمهای بسیار کوچک چه وسایلی می توانیم ایجاد کنیم؟ (Feynman) فاینمن در ذهن خود یک «دکتر مولکولی» تصور کرد که صدها بار از یک سلول منحصربفرد کوچکتر است و می تواند به بدن انسان تزریق شود و درون بدن برای انجام کاری یا مطالعه و تأیید سلامتی سلولها و یا انجام اعمال ترمیمی و به طور کلی برای نگهدای بدن در سلامت کامل به مسیر بپردازد. در بحبوحه سالهای صنعتی کلمه «بزرگ» از اهمیت ویژه ای برخوردار بود. مثل علوم بزرگ ، پروژه های مهندسی بزرگ و غیره، حتی کامپیوترها در دهه 1950 تمام طبقات ساختمان را اشغال می کردند. ولی از وقتی فاینمن نظرات و منطق خود را بازگو کرد، جهان روندی بسوی کوچک شدن در پیش گرفت.
ماروین مینسکی (Marviv Minsky) تفکرات بسیار باروری داشت که می توانست به
اندیشه های فاینمن قوت ببخشد، مینسکی پدر یابنده هوش های مصنوعی دهه 70-1960 جهان را در تفکراتی که مربوط به آینده می شد، رهبری می کرد. در اواسط دهه 70 (Eric Drexler) اریک درکسلر که یک دانشجوی فارغ التحصیل بود، مینسکی را به عنوان استاد راهنما جهت تکمیل پایان نامه اش انتخاب کرد و او نیز این مسئولیت را برعهده گرفت. درکسلر نسبت به وسایل بسیار کوچک فاینمن علاقمند شده بود و قصد داشت تا در مورد تواناییهای آنها به کاوش بپردازد. مینسکی نیز با وی موافقت کرد.
درکسلر در اوایل دهه 80، درجه استادی خود را در رشته علوم کامپیوتر دریافت کرده بود و گروهی از دانشجویان را به صورت انجمنی به دور خود جمع نموده بود او افکار جوانترها را با یک سری ایده ها که خودش، «نانوتکنولوژی نامگذاری کرده، مشغول می داشت. درکسلر اولین مقاله علمی خود را در مورد نانوتکنولوژی مولکولی (MNT) در سال 1981 ارائه داد. او کتاب موتورهای خودساز : آینده و مرزهای فناوری نانو (Engine of creation : The coming eva of nanotechnology) رادر سال 1986 به چاپ رساند. درکسلر تنها درجه ی دکتری در نانوتکنولوژی را در سال 1991 از دانشگاه MIT دریافت داشت. او یک پیشرو در طرح نانوتکنولوژی است و هم اکنون رئیس انستیتو Foresight (سازمان مرتبط با نانو برای آموزش عمومی فناوری نانو) و Research Fellow می باشد.
البته به بیان دیگر علوم نانو جدید نیستند، چراکه شیمیدانها صدها سال است که از علم نانو درکار خود استفاده می کنند. پنجره های رنگارنگ شیشه ای کلیساهای قرون وسطی دارای نانوذرات طلا در اندازه های مختلف بوده اند. برخی از ظروف سفالی جلادار و صیقل یافته مربوط به دوران سفالی باستان به این واقعیت متکی بوده اند. Einstein به عنوان بخشی از رساله دکترای خود، اندازه یک مولکول شکر را یک نانومتر برآورد کرده است.
بنابراین شیشه گران قرون وسطی و Einstein همگی به عنوان دانشمندان نانو بوده اند. آنچه در خصوص علم نانو جدید می باشد، تمرکز بیش از حد آن بر توسعه فناوری نانوی کاربردی و ظهور ابزارهای مناسب برای فعالیت در این حیطه است. البته شیشه کاران و جام اندازان قدیم به وضوح نمی دانستند که چرا کاری که با طلا می کنند این رنگها را به بار می آورد. در حالی که ما امروزه می دانیم.
لازم به ذکر است که اولین بار کلمه نانوتکنولوژی در سال 1974 میلادی توسط ناریو تانیگوچی (Nario Taniguchi) ارائه گردید تا کار ماشینی با تلورانس کمتر از یک میکرون را شرح دهد.
(4-1-2) کاربردهای نانوتکنولوژی :[2]
علوم و فناوری نانو ، عنصری اساسی در درک بهتر طبیعت در دهه های آتی خواهد بود. برخی از تأثیرات و کاربردهای نانو به شرح زیر می باشد:
تولید مواد و محصولات صنعتی:
نانوتکنولوژی تغییر بینابینی مسیری است که در آینده، موجب ساخت مواد و ابزارها خواهد شد. امکان سنتز بلوک های ساختمانی نانو با اندازه و ترکیب به دقت کنترل شده و سپس چیدن آنها در ساختارهای بزرگتر، که دارای خواص و کارکرد منحصربفرد باشند، انقلابی در مواد و آینده ی تولید آنها ایجاد می کند. محققین قادر به ایجاد ساختارهایی از مواد خواهند شد که در طبیعت نبوده و شیمی مرسوم نیز قادر به ایجادشان نبوده است. برخی از مزایای نانوساختارها عبارت است از: مواد سبک تر، قوی تر و قابل برنامه ریزی به کاهش هزینه عمر کاری از طریق کاهش دفعات نقص فنی، ابزارهای نوین بر پایه اصول و معماری جدید، بکارگیری کارخانجات مولکولی یا خوشه ای که مزیت مونتاژ مواد در سطح نانو را دارند.
بسیاری از شرکت ها از فناوری نانو استفاده کنند تا مواد بهتری درست کنند، مثلاً از لاستیک برای تایرها گرفته تا پارچه های مقاوم در برابر لک شدن. شرکت Zyvex از شرکت های فعال در زمینه فناوری نانو است که در سال 1997 تأسیس شد. این شرکت از نانو تیوب های کربنی جهت افزایش استحکام مواد کامپوزیتی استفاده می کند. بسیاری از شرکت های هواپیمایی، الکترونیک، مخابراتی و بهداشتی در شمار مشتریان Zyvex به حساب می آیند.
شرکت Gero-Tea ژاکتی عرضه می کند که از مواد پلیمری ضدآب (ذرات کربنی در حد نانو) درست شده است که از ایجاد الکتریسیته ساکن ممانعت می کند. که چنین محافظی می تواند برای مثال در لباس های آتش نشانان استفاد شود. شرکت Nano-Tea از فناوری نانو در تولید پوشاک مقاوم در برابر لک شدن استفاده می کند که حتی بعد از چندین بار شسته شدن باز هم لباس در برابر لک شدن مقاوم است. برای مثال یک شرکت فرانسوی سازنده راکت های تنیس به نام Bablet راکتی تولید می کند که در آن از نانو تیوب های کربنی استفاده می شود تا انعطاف پذیری سیم های راکت افزایش یابد. سایر شرکت ها در حال ساخت توپ های گلف و تنیس هستند که به هنگام پرتاب مستقیم تر حرکت می کنند.
Inmat از فناوری نانو برای هر چیزی از بسته بندی مواد غذایی گرفته تا ساخت تایرهایی که هوا را به مدت طولانی تر نگه می دارند، استفاده می کند. و حتی Inmat ساخت توپهای فوتبال و تنیس فعالیت می کندتا توپهایی بسازد که دوام و کارکرد بیشتر و بهتری داشته باشد و شرکت General Electric در مورد عملکرد مواد کار می کند و این شرکت وسعت زیادی از محصولات (از کوره ها، موتورهای هواپیما و اسکنرهای تصویربرداری) الکتریکی دارد. و چندین شرکت از انواع نانوتیوبها قابل استفاده در صفحات گرافیکی فعالیت می کنند. و محصولی به نام Nano Carbon Ball که یک کره میان تهی است که آنها آن را با یک لایه نازک از کربن متخلخل نانو پوشانده اند. این توپ ها به مواد خوشبو آغشته می شوند و به صورت بوگیر در یخچال مورد استفاده قرار
می گیرند.
هوا و فضا:
محدودیت های شدید سوخت برای حمل بار به مدار زمین و ماورای آن، و علاقه به فرستادن فضاپیما برای مأموریتهای طولانی به مناطق دور از خورشید، کاهش مدام اندازه، وزن و توان مصرفی را اجتناب ناپذیر می سازد. مواد و ابزارآلات نانو ساخترای، امید حل این مشکل را بوجود آورده است.
«نانو ساختن (Nano Fabrication)» همچنین در طراحی و ساخت مواد سبک وزن، پرقدرت و مقاوم در برابر حرارت، مورد نیاز برای هواپیماها، راکت ها، ایستگاههای فضایی و سکوهای اکتشافی سیاره ای یا خورشیدی، تعیین کننده است. همچنین استفاده روزافزون از سیستمهای کوچک شده تمام خودکار، منجر به پیشرفتهای شگرفی در فناوری ساخت و تولید خواهد شد. این مسأله با توجه به اینکه محیط فضا، نیروی جاذبه کم و خلأ بالا دارد، موجب توسعه نانو ساختارها و سیستمهای نانو (که ساخت آنها در زمین ممکن نیست) درفضا خواهد شد.
امنیت ملی:
برخی کاربردهای دفاعی نانوتکنولوژی عبارتند از: تسلط اطلاعاتی از طریق نانو الکترونیک پیشرفته به عنوان یک قابلیت مهم نظامی، امکان آموزش مؤثرتر نیرو، به کمک سیستمهای واقعیت مجازی پیچیده تر حاصله از الکترونیک نانوساختاری، استفاه بیشتر از اتوماسیون ورباتیک پیشرفته برای جبران کاهش نیروی انسانی نظامی، کاهش خطر برای سربازان و بهبود کارآیی خودروهای نظامی، دستیابی به کارآیی بالاتر (وزن کمتر و قدرت بیشتر) مورد نیاز در صحنه های نظامی و در عین حال تعداد دفعات نقص فنّی کمتر و هزینه کمتر در عمر کاری تجهیزات نظامی، پیشرفت در امر شناسایی و در نتیجه مراقبت عوامل شیمیایی، زیستی و هسته ای، بهبود طراحی در سیستمهای مورد استفاده در کنترل و مدیریت علوم تکثیر سلاحهای هسته ای،تلفیق ابزارهای نانو و میکرومکانیکی جهت کنترل سیستمهای دفاع هسته ای، در بسیاری موارد فرصت های اقتصادی و نظامی مکمّل هم هستند. کاربردهای عملی درازمدت نانوتکنولوژی در زمینه های دیگر پشتیبانی کننده امنیت ملی است و بالعکس.
دوام پذیری منابع: کشاورزی، آب، انرژی، مواد و محیط زیست
نانوتکنولوژی چنانچه ذکر شد منجر به تغییرات شگرفی در استفاده از منابع طبیعی، انرژی و آب خواهد شد و سپس آب و آلودگی را کاهش خواهد داد. همچنین فناوری های جدید،امکان بازیافت و استفاده مجدد از مواد، انرژی و آب را فراهم خواهند کرد. در زمینه محیط زیست، علوم مهندسی نانو می تواند تأثیر قابل ملاحظه ای، در درک مولکولی فرآیندهای مقیاس نانو که در طبیعت رخ می دهد، در ایجاد و درمان مسائل زیست محیطی از طریق کنترل انتشار آلاینده ها، در توسعه فناوری های «سبز» جدید که محصولات جانبی ناخواسته کمتری دارند، و یا در جریانات و مناطق حاوی فاضلاب، داشته باشد. لازم به ذکر است، نانوتکنولوژی می توان حذف آلودگی های کوچک از منابع آبی (کمتر از 200 نانومتر) و هوا (زیر 20 نانومتر) و اندازه گیری و تخفیف مداوم آلودگی در مناطق بزرگتر ار دارد. در زمینه انرژی ، نانوتکنولوژی می تواند به طور قابل ملاحظه ای کارآیی، ذخیره سازی و تولید انرژی را تحت تأثیر قرار داده و مصرف انرژی را پایین بیاورد. به عنوان مثال، شرکت های مواد شیمیایی، مواد پلیمری تقویت شده با نانو ذرات را ساخته اند که می تواند جایگزین اجزای فلزی بدنه اتومبیلها شود. استفاده گسترده از این نانوکامپوزیتها می تواند سالیانه 5/1 میلیارد لیتر صرفه جویی مصرف بنزین به همراه داشته باشد.
انتظار می رود تغییرات عمده ای در فناوری روشنایی در 10 سال آینده رخ دهد. میتوان نیمه هادی های مورد استفاه در دیودهای نورانی (LED) ها را به مقدار زیاد در ابعاد نانو تولید کرد. در آمریکا تقریباً 20 درصد کل برق تولیدی، صرف روشنایی(چه لامپ های التهابی معمولی و چه فلوئورسنت) می شود. مطابق پیش بینی ها در 10 تا 15 سال آینده پیشرفتهایی از این دست می تواند مصرف جهانی را بیش از 10 درصد کاهش دهدکه 100 میلیارد دلار در سال صرفه جویی و 200 میلیون تن کاهش انتشار کربن را به همراه خواهد داشت.
PaloAlto- based Nanosys سلولهای سوختی را با استفاده از فناوری نانو می سازد که در وسایل الکترونیکی قابل حمل استفاده می شوند و می توانند انرژی لازم برای گوشی های همراه یا دوربی ها را فراهم نمایند. این شرکت به دنبال راهی برای ساخت سلولهای سوختی با چگالی انرژی بالاتر است تا بر محدودیت های باتری های مرسوم غلبه کند تا طول عمر انرژی برای وسایل الکتریکی قابل حمل افزایش یابد. همچنین در زمینه ساخت سلول خورشیدی با ایالات متحده آمریکا همکاری می کنند.
شرکت Kanaarka Technologyes پنل های خورشیدی می سازد که بخش فعال کننده نور »Pawer Plastic« است و تولید آن ارزان تر و سبک تر از پنل های خورشیدی مرسوم است و می توانند انرژی یک منبع نور و نه تنها خورشید را ذخیره کند.
آنها از »Pawer Plastic« در مواردی مانند گوشی های تلفن همراه و laptops استفاده
می کنند.
کاربرد نانوتکنولوژی در صنعت الکترونیک: [3]
ذخیره سازی اطلاعات در مقیاس فوق العاده کوچک، با استفاده از این فناوری می توان ظرفیت ذخیره سازی اطلاعات را در حدود 1000 برابر یا بیشتر افزایش دهد و نهایتاً به ساخت ابزارهای ابرمحاسباتی به کوچکی ساعت مچی منتهی شود.
ظرفیت نهایی ذخیره اطلاعات به حدود یک تترابیت در هر اینچ مربع برسد، و این امر موجب می شود که ذخیره سازی 50 عدد DVD یا بیشتر در یک هارددیسک با ابعاد یک کارت اعتباری شود. ساخت تراشه ها در اندازه های فوق العاده کوچک به عنوان مثال 32 تا 90 نانومتر، تولید دیسکهای نوری 100 گیگابایتی در اندازه های کوچک نیز می باشند. نرخ انتقال در شبکه های کامپیوتری به صورت بیت در ثانیه شرح داده می شود: با کمک سیستم هولوگرافیک ذخیره داده ها یک کریستال به اندازه یک حبه قند می توند یک تترابایت اطلاعات داشته باشد که معادل 1000 گیگابایت معادل یک میلیون بایت و معادل 1000 سی دی و 200 عدد DVD است. و سرعت انتقال بسیار سریع یک گیگابایت اطلاعات در هر ثانیه الکترونیک معادل انتقال یک فیلم DVD در زمان 30 ثانیه است.
بیت : یک رقم باینری یک یا صفر است.
مگا بیت: یک میلیون بیت
گیگا بیت: یک بیلیون بیت
بایت : معادل هشت بیت است که واحد ذخیره اطلاعات در کامپیوتر است.
مگا بایت: یک میلیون بایت یا 8 میلیون بیت
گیگا بایت: یک بیلیون بایت.
تترابایت: یک تریلیون بایت.
یک مگا بیت= 220 = 1048476 بیت.
ساخت ترانزیستورهایی به کوچکی عرض 90 نانومتر وجود دارد که واقعاً کوچک است. در ابعاد نانو قانونی وجود دارد: با کاهش اندازه، سرعت و عملکرد وسایل میکروالکتریک به سرعت افزایش می یابد. البته امروزه به ساخت ترانزیستوری در محدوده ی 45-30 نانومتر نیز رسیده اند که درساخت کامپیوترها از آنها استفاده می شود. با ساخت تراشه ها می توان لیتوگرافی با اشعه x – لیتوگرافی با پرتو یونی – رایت کردن با AFM (میکروسکوپ الکترونی) لیتوگرافی نانو چاپ و مدارهای پرینت است که کاربردهای آتی شامل بافت پارچه به صورت کامپیوتری گوشی هیا همراه یک بار مصرف، دوربین های دیجیتالی به اندازه یک کارت اعتباری و کاغذ دیواری هایی به شکل صفحه تلویزیون است که همگی روی فیلم پرینت شده اند.
MEMS: ماشینهای میکروالکترومکانیکیMicro – electromechanical machines
سیستم میکروالکترو مکانیکی یا Mems یک سیستم مکانیکی در حد میکرو است. این واحد اغلب به عنوان میکرون بیان می شود که معادل یک میلیونیوم متر است(حدود یک صدم ضحامت یک تار موی انسان)؛ با استفاده از سیستمهای میکرو می توانیم اجزای کوچک و کوچکتری به ابعاد نانو بسازیم.
تراشه Mems دارای جزء پردازش اطلاعات و جزء مکانیکی می باشد و در انواع حسگرها از آن استفاده می شود. از Mems به عنوان سوئیچ های اپتیکی در تلویزیونهای صفحه بزرگ برای ایجاد تصویر استفاده می شود.
DVD:
فناوری کنونی DVD از لیزرهای قرمز (طول موج قرمز حدود 650 نانومتر) استفاده می کند که ظرفیت آن را تا 7/4 گیگا بایت در هر لایه محدود می کند و سرعت انتقال حدود هشت ساعت ضبط ویدیوئی است. با استفاده از طول موج آبی لیزر (حدود 475 نانومتر) ظرفیت افزایش می یابد و ذخیره اطلاعات به 27 گیگا بایت در هر لایه می رسد در حالیکه HD-DVD تنها 20 گیگا بایت اطلاعات در هر لایه ذخیره می کند.
باطری های لیتیومی: باطری هایی که ذخیره انرژی آنها هیچگاه پایان نمی پذیرد.
نانو ماشین ها: ابزاری که ساخت دست بشر هستند و با کارایی بالا و از یک باکتری بزرگتر نخواهند بود و به کوچکی یک ویروس هستند و ترکیبی از بیوتکنولوژی در نانوتکنولوژی می باشد.
نمایشگرها:
LCD: نمایشگرهای کریستال مایع صفحه تخت(LCD) که بازدهی انرژی بالایی دارند، باعث خستگی کمتر چشم می شود و جمع و جورتر از CRT ها (لامپ های اشعه کاتدی) هستند. اما باید مستقیم به آنها نگریست نه از پهلو و تمایل، بازآرایی تصاویری دارند که به آهستگی نمایش می دهند. ویژگی که می تواند باعث ظاهر نامناسب پویانمایی و تصاویر ویدئویی شود.
LED : نمایشگرهای LED برمبنای نانو در اندازه LCD ها هستند اما حتی درخشان تر ازCRT ها بوده و پویانمایی صاف و همواری را بدست می دهند و نیازی به تبدیل آنالوگ به دیجیتال تصاویر ندارند. فرآیندی که هماندهی تصویر را کاهش می دهد.
نانو کرومیک : دیگر فناوری صفحه نمایش است که یک از بوجود آورندگانش شرکت ایرلندی (Ntera) آن را نانو کرومیک نامیده و دیگر شرکت (Eink) جوهرالکترونیکی نام گرفته از سال 1990 حیات نوینی را به ایده ای دمیده که با کاغذ دیجیتالی عملی نبود.
صفحه نمایش دیجیتالی کاغذی جدید کمک می کند تا شما یک کامپیوتر را به مانند یک کتاب در دست بگیرید.
تحولات کلان: الکترونیک و اطلاعات:[4]
هاروی بروکنس و دانیل بل معتقدند: تکنولوژی استفاده از دانش علمی است برای تعیین روشهای انجام امور به شیوه ای تکرار شونده«.
مانوئل کاستلز معتقد است: »مجموعه همگرای تکنولوژیها در میکرو الکترونیک ، کاربرد کامپیوتر(سخت افزار و نرم افزار)، مخابرات، رادیو و تلویزیون و الکترونیک نوری را در زمره تکنولوژی اطلاعات به شمار می آورد».
در دو دهه آخر قرن بیست مکانیکی مجموعه از پیشرفتهای عمده تکنولوژیک استفاده مواد پیشرفته، منابع انرژی و کاربردهای پزشکی، تکنیکهای تولید(موجود یا بالقوه نظیر نانو تکنولوژی و فیزیک کوانتوم) و تکنولوژی حمل و نقل استفاده درکنار دیگر پیشرفتها در حال شکل گیری بوده است. افزون بر این، روند کنونی تحول تکنولوژیک به دلیل توانایی اش در ایجاد فصل مشترک بین عرصه های تکنولوژی از طریق زبان مشترک دیجیتال که در آن اطلاعات ، تولید، ذخیره، بازیابی، پردازش و منتقل می شود، با شتاب فراوان گسترش می یابد. ما در جهانی زندگی می کنیم که به تعبیر نیکولاس نگروپونته ( Nicholas Negroponte،1995) هوچی گری پیشگویانه و فریب ایدئولوژیک که ویژگی اکثر گفتمانهای مربوط به انقلاب تکنولوژی اطلاعات است نمی باید سبب شود که اهمیت حقیقتاً بنیادین آن را دست کم بگیریم. این انقلاب دست کم به اندازه انقلاب صنعتی قرن هجدهم یک رویداد تاریخی عمده است که یک الگوی گسستگی را در بنیان مادی اقتصادی ، جامعه و فرهنگ القا می کند.
سابقه تارخی انقلاب های تکنولوژیک به گونه ای که ملوین کرانزبرگ (Melvin Kranzberg ،1967) و کرول پرسل (Corrol Pursell،1967)گردآوری کرده اند، نشان می دهد که همه این انقلاب ها با ویژگی فراگیری، یعنی با نفوذ در همه قلمروهای فعالیت انسانی، نه به عنوان یک منبع تأثیر بیرونی بلکه به مثابه تاروپودی که چنین فعالیتی در آن تنیده شده است، مشخص
می شوند. ویژگی بارز انقلاب تکنولوژیک پردازش، انتقال اطلاعات در یک چرخه بازخورد فزاینده میان نوآوری و کاربردهای نوآوری است.
کاربردهای تکنولوژی های جدید مخابراتی در دو دهه گذشته سه مرحله متمایز را پشت سر گذاشته است: اتوماسیون کارها، آزمایش کاربریها و صورت بندی مجدد کاربردها.
آر. جی . نوربیس مورخ کلاسیک تکنولوژی تأیید می کند که »اختراع ماشین بخار واقعیت اساسی انقلاب صنعتی است.« برق نیریو اصلی انقالب دوم است. گرچه اسلاف علمی و صنعتی تکنولوژیهای اطلاعاتی مبنی بر الکترونیک را می توان دهها سال پیش از دهه 1940 سراغ گرفت (بویژه اختراع تلفن توسط بل در 1876، رادیوتوسط مارکونی در 1898 و اختراع لامپ خلأ توسط دی فرست در 1906)، اما طی جنگ جهانی دوم و پس از آن بود که پیشرفتهای تکنولوژیک عمده رخ داد: یعنی اولین کامپیوتر قابل برنامه ریزی و ترانزیستور که منشأ میکرو الکترونیک و هسته حقیقی انقلاب تکنولوژی اطلاعات در قرن بیستم بود. اما به عقیده کاستلر تنهادر دهه 1970 بود که تکنولوژی های جدید اطلاعاتی در سطحی گسترده انتشار یافتند.
مراحل نوآوری در سه عرصه مهم تکنولوژی مبتنی بر الکترونیک عبارتند از: میکرو الکترونیک ، کامپیوتر ، مخابرات. اختراع ترانزیستور در 1947 به دست سه فیزیکدن به نام های باردین، براتن و شاکلی (که بابت این اختراع نوبل گرفتند)، در آزمایشگاه های بل در وری هیل نیوجرسی، پردازش تکانه های الکتریکی در سرعت بالا و در حالت دوگانه وقفه و تقویت را امکان پذیر ساخت، به این ترتیب کدگذاری منطق و ارتباط با ماشینها و ارتباط ماشینها با یکدیگر عملی شد: این وسایل پردازش را نیمه رسانا (Semi conductor) می نامیم و مردم عموماً به آنها تراشه (chip) می گویند(که امروزه در واقع از میلیونها ترانزیستور تشکیل دشه است). نخستین گام در رواج ترانزیستور با اختراع ترانزیستور پیوندی توسط شاکلی در 1951 برداشته شد. ولی ساخت و کاربرد گسترده آن نیازمند تکنولوژیهای جدید تولید و از مواد مناسب بود. گذار به سیلیکن، که به معنای واقعی کلمه بنیان گذاشتن انقلاب جدید روی شین بود، نخستین بار توسط شرکت تگزاس اینسترومنتس (Texas Instruments) در دالاس تحقق یافت (حرکتی که استخدام گوردون تیل (Gordon Teal)، یکی دیگر از دانشمندان پیشروی آزمایشگاه بل آن را تسهیل کرد. ابداع فرایند تولید ترانزیستور تخت در 1959 توسط شرکت فرچایلد سمیکانداکتورز (Fairchild Semicoundactors) (در دره سیلیکین) امکان ترکیب اجزای میناتوری با تولید دقیق را فراهم کرد.
با این همه، گام تعیین کننده در میکروالکترونیک در 1957 برداشته شده بود: مدار یکپارچه IC توسط جک کیلبی(Jack kilby)، مهندس شرکت تگزاس اینسترومنتس (که اختراع را به ثبت رساند) و باب نویس (Bob Noyce) یکی از بنیانگذاران شرکت فرچایلد اختراع شد. اما نویس بود که برای نخستی بار IC را با استفاده از فرایند تولید ترانزیستور تخت ساخت.
این اختراع انفجاری پدید آورد:
تنها در مدت سه سال، بین 1959 تا 1962، بهای نیمه رساناها 85 درصد کاهش یافت و در ده سال بعد تولید آن به بیست برابر افزایش یافت که 50 درصد آن کاربرد نظامی داشت. درمقام مقایسته تاریخی، هفتاد سال (1850-1780) طول کشید تا قیمت پارچه نخی طی یک انقلاب صنعتی در بریتانیا 85 درصد کاهش یابد. این حرکت سپس طی دهه 1960 شتاب گرفت: با پیشرفت تکنولوژی تولید در بهبود طراحی تراشه ها، به کمک کامپیوترهایی که از وسایل میکروالکترونیک سریع تر و قدرتمندتر می کردند، میانگین قیمت یک مدار یکپارچه از 50 دلار در 1962 به یک دلار در 1971 رسید.
جهش بزرگ در بهره گیری از میکروالکترونیک در همه دستگاهها در 1971 با اختراع میکروپروسسور یعنی کامپیوتری روی یک تراشه، توسط تد هاف (Ted Hoff) مهندس شرکت اینتل (باز هم در دوره سیلیکن) به وقوع پیوست.با استفاده به این ترتیب، نیروی پردازشگر اطلاعات راهی شد که در همه جا به کار رود.
مسابقه برای دستیابی به ظرفیت یکپارچه سازی هرچه بیشتر مدارهای روی یک تراشه آغاز شد و تکنولوژی طراحی و تولید، به نحومستمر مرزهای یکپارچه سازی را که پیش از آن بدون کنارگذاشتن کاربرد مواد سیلیکن غیرممکن تلقی می شد، در نوردید.
در نیمه دهه 1990، ارزیابی های فنی هنوز عمر مفید مدارهای اسخته شده از سیلیکن را بین 20-10 سال در نظر می گیرند. گرچه تحقیقات در مورد مواد دیگر افزایش یافته است، سطح یکپارچه سازی در دو دهه گذشته بسیار پیشرفت کرده است.
امروزه با استفاده از فناوری نانو ساخت مدارهای مجتمع امکان قراردادن میلیونها ترانزیستور را روی یک تراشه قرار داد و طبق قانون اول مور، مقدار فضای لازم برای نصب یک ترانزیستور روی یک تراشه به طور تقریبی هر 18 ماه به نصف کاهش می یابد. این بدان معنی است که نقطه ای که 15 سال پیش می توانست یک ترانزیستور را نگه دارد، اکنون می تواند هزار ترانزیستور را نگه دارد.
اما قانون دوم مور پیش بینی می کند هزینه ساخت یک کارخانه تولید تراشه با بروز هر نسل از تراشه ها حدوداً هر 36 ماه و برابر می شود.
طی چند سال آینده (طبق نظر بسیاری از کارشناسان تا سال 20109 تمام اصول اساسی درگیر در ساخت تراشه ها، به دلیل انتقال از ریزتراشه ها به نانوتراشه ها، نیازمند بازاندیشی خواهند بود.
می دانیم که قدرت تراشه ها را می توان بر اساس سه ویژگی ارزیابی کرد:
1- ظرفیت یکپارچگی آنهاکه استفاده مشخصه آن کمترین عرض در تراشه است که برحسب میکرون (یک میکرون برابر با یک میلیونیم متر) اندازه گیری می شود.
2- ظرفیت حافظه آنهاکه برحسب بایت محاسبه می شود.(هزارکیلوو میلیون مگا بایت.
3- سرعت میکروپروسسور که برحسب مگاهرتز محاسبه می شود.
اولین پردازشگر 1971 در خطور تقریباً 5/6 میکرونی قرار داده شد. در 1999 به 0.25 میکرون و پیش بینی می شود. بنابرانی در حالی که در 1971، 2300 ترانزیستور روی تراشه ای به اندازه یک پونز قرار داده شده بود، این رقم در 1993 به 35 میلیون ترانزیستور رسید و پیش بینی یک میلیارد ترانزیستور روی یک تراشه تا 10 الی 15 سال آینده می شود.
ظرفیت حافظه که بر اساس ظرفیت DRAM نشان داده می شود.(حافظه فعال با دسترسی دلخواه "Dynamic Random Access Memory"
در 1971،1024 بایت،در 1980، 64هزار بایت، در 1999، 256 میلیون بایت و اما در مورد سرعت میکروپروسسورهای 64 بایتی کنونی 550 بار سریعتر از اولین تراشه ساخت اینتل در 1972 هستند. و MPU ها (یعنی واحدهای پردازش حافظه) هر 18 ماه دو برابر می شود.
تا سال 2002 تکنولوژی میکروالکترونیک از لحاظ یکپارچگی (تراشه های 0.18 میکرونی)، از لحاظ ظرفیت DRAM (1024 مگابایت) و سرعت میکروپروسسور (بالاتر از 500 مگاهرتز در مقایسه با 150 مگاهرتز در سال 1993) تقویت شده است.
به دلیل تحولات چشمگیر در پردازش موازی با استفاده از میکروپروسسورهای چندگانه شامل اتصال چند میکروالکترونیک روی یک تراشه به نظر می رسد که توان بالقوه میکروالکترونیک همچنان در حال فزونی یافتن و به همین دلیل علاوه بر این، مینیاتوری شدن بیشتر، تخصصی تر شدن و کاسته شدن مستمر از قیمت تراشه هایی که قدرتشان هر روز بیشتر می شود، امکان آن را فراهم کرد تا آنها را در همه دستگاههای مورد استفاده در زندگی روزمره استفاده کرد.
اولین کامپیوتر ENIAC در 1946، در فیلادلفیا ساخته شد، توسط ماوکلی(Mavchly) و راکرت (Echert) در دانشگاه پنسیلوانیا، اولین کامپیوتر الکترونیک 30 تن وزن داشت و روی رولهای فلزی به بلندی 9 پا ساخته شده بود، 70 هزار مقاومت و 18 هزارلامپ خلأ (Vacume Tube) داشت و فضایی به اندازه یک سالن ورزش اشغال می کرد. وقتی دستگاه روشن می شد، مصرف برق آن به حدی زیاد بود که چراغهای برق در فیلادلفیا سوسو می زد. میکروالکترونیک انقلابی درون انقلاب برپا کرد.
پیدایش میکروپروسسورها در 1971 با توانایی قرار دادن کامپیوتر روی یک تراشه، جهان الکترونیک و در سال واقع خود جهان را زیروروکرد.
در 1975 اد رابرتس (Ed Raberts) یک جعبه محاسباتی اختراع کرد،این دستگاه یک شیئی ابتدایی بود،اما به عنوان کامپیوتر در مقیاسی کوچک با استفاده از میکروالکترونیک ساخته شده بود. در 1981 نسخه میکروکامپیوتر با نام درخشان کامپیوتر شخصی(pc)[5] به بازار عرضه کرد، که در حقیقت نام عمومی میکروکامپیوترها شد.
در واقع جهشهای عمده در توانائیهای شبکه سازی را باید به پیشرفتی که در میکروالکترونیک و نرم افزار صورت گرفته اضافه کرد. از نیمه دهه 1980 تصور میکروکامپیوترهایی غیرممکن شده است، این کامپیوترها در شبکه هایی فعالیت می کنند که بر اساس (استفاده از) کامپیوترهای قابل حمل بر تحرک آنها هرروز افزوده می شود.
این چندگانگی فوق العاده و توانایی افزودن به حافظه و ظرفیت پردازش از طریق اشتراک قدرت کامپیوترها در یک شبکه الکترونیک ، به نحوتعیین کننده ای عصر کامپیوتر ار در دهه 1990 از (سیستم قدیمی) ذخیره و پردازش داده ها به صورت متمرکز به اشتراک قدرت کامپیوترهای متعامل در یک شبکه متحول ساخته است.
نه تنها تمامی سیستم تکنولوژی بلکه ارتباطات اجتماعی و سازمانی آن نیز تغییر کرد. به این ترتیب میانگین هزینه پردازش اطلاعات از حدود 75 دلار به ازای هریک میلیون عملیات در 1960 به کمتر از یک صدم سنت در 1990 سقوط کرد.
مخابرات نیز تسلیم ترکیب تکنولوژیهای گروه (node)[6] و پیوندهای جدید (تکنولوژی انتقال) دستخوش انقلاب شده. اولین سوئیچ الکترونیکی تولید شده ESS-1، در 1969 توسط آزمایشگاه بل عرضه شد. تا نیمه دهه 19710 پیشرفت در تکنولوژیهای مدار یکپارچه، تولید کلید دیجیتال را امکان پذیر ساخته بود که در مقایسه با دستگاههای آنالوگ، افزایش سرعت، قدرت و انعطاف پذیری را در عین صرفه جویی در فضا، انرژی و کار به همراه می آورد.
پیشرفتهای عمده در الکترونیک نوری(فیبرهای نوری و انتقال لیزری) و تکنولوژی انتقال بسته های دیجیتال به طور چشمگیری ظرفیت خطوط انتقال را گسترش داد.
شبکه های یکپارچه (انتعال اطلاعات با باند وسیع(IBN)[7] که فکر آن در دهه 1990 شکل گرفته بود، توانست به نحوی چشمگیر از طرحهای انقلابی دهه 1970 در مورد شبکه دیجیتالی خدمات یکپارچه (ISDN)[8] پیشی گیرد، در حالیکه ظرفیت مدل ISDN روی سیم مسی 144 هزاربایت برآورد شده بود. در IBN 1990 روی فیبرهای نوری می تواند یک کوادریلیون[9] بایت حمل کند.
شکلهای مختلف کاربرد طیف رادیویی (پخش سنتی، پخش مستقیم ماهواره ای، مایکروویو، ارتباط تلفنی دیجیتال سلولی) و کابلهای دو محوری و فیبرهای نوری، تکنولوژیهای انتقال متنوع و چندکاربردی را عرضه می کنند که با تمام کاربردها سازگار شده و ارتباط فراگیر بین کاربران متحرک را ممکن می سازد.
تلفن همراه در دهه 90 با قدرت تمام در سراسر جهان انتشار یافت و پیجر (Peger)(نداگر) های ابتدایی را در آسیا و تلفنهای سلولی را در آمریکای لاتین رواج داد. و امروزه تلفن همراه که قدرت کامپیوتر برای تعیین مسیر پیام ها متکی است، در عین حال شالوده کاربرد کامپیوترهای فراگیر و ارتباط الکترونیکی در زمان واقعی را (به صورت) بدون سیم، نامحدود و دو سویه فراهم می کند.
