پایان نامه کارشناسی رشته اعضای مصنوعی با عنوان نانوتکنولوژی(کاربردهای مهندسی و پزشکی)
مقدمه
آیا
تا کنون جدیدترین مجلات علمی راخوانده اید ومتوجه شده اید که کلمه" نانو"
به تنهایی یا همراه با کلمه یا کلمات دیگر در همه جا تکرار شده است؟آیا هیچ
شنیده اید که فناوری نانو درآینده ای نه چندان دور زندگی ما را متحول
خواهد کرد؟این مطالب گرداوری شده با زبانی ساده مفاهیم پا یه ای را ارائه
داده و در کنار آن به جدیدترین پیشرفتها و کاربردهای علوم مهندسی و پزشکی
با استفاده از فناوری نانو اشاره کرده است.همچنین نمایی از کاربردهای آینده
نانو را در اختیار خوانندگان قرار می دهد.
فناوری
نانو تنها یک علم نیست بلکه متاثر از علوم مختلفی نظیر فیزیک،شیمی،مهندسی
مکانیک،علم موادوزیست شناسی است و به راستی فناوری نانو مطالعه تمامی چیزها
و پدیده ها در مقیاس خیلی کوچک است که البته اثرات بزرگی را ایجاد
میکند.فناوری نانو با مطالعه ذرات،وسایل و ترکیبات در اندازه نانو روشهایی
را برای ساخت موادی بادوامتر،تشخیص بیماریها،تولید انرژی و تصفیه آب خواهد
یافت که همگی کیفیت زندگی را افزایش می دهند.در دنیای تجارت وسرمایه گذاری
نیز فناوری نانو تغییرات چشمگیری را در چند دهه آینده به همراه خواهد آورد و
تولید کالاهای مصرفی دگرگون خواهند شد.پارچه هایی خواهیم داشت که با دوام و
در برابر تغیییر شکل،مقاوم خواهند بود،پماد و کرمهایی برای ترمیم و زیبایی
پوست ساخته خواهند شد،داروهایی با کمترین عوارض جانبی برای درمان بیماری
ها ساخته خواهند شد.
کلمات کلیدی:
نانو
نانوکامپوزیت
نانوتکنولوژی
کاربردهای پزشکی نانو
کاربرد نانو در ساخت مواد
تاریخچه فناوری نانو:
46سال
پیش ریچارد فینمن، فیزیکدان آمریکایی، متخصص کوانتوم نظری و دارنده جایزه
نوبل، در سخنرانی معروف خود در سال 1959 تحت عنوان «آن پایین فضای بسیاری
هست» به بررسی بعد رشد نیافته علم پرداخت. وی در آن زمان اظهار داشت: «اصول
فیزیک تا آنجایی که من توانایی فهمش را دارم، برخلاف ساختن اتم به اتم
چیزها حرفی نمی زنند.»
او
فرض را بر این قرارداد که اگر دانشمندان فراگرفته اند که چگونه
ترانزیستورها و دیگرسازه‌ها را با مقیاسهای کوچک بسازند، پس ما خواهیم
توانست که آنها را کوچک و کوچکتر کنیم. در واقع آنها به مرزهای حقیقی شان
در لبه‌های 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.
وی
همچنین ادعا کرد ابتدایی ترین ایده در زمینه نانوتکنولوژی کوچک سازی تمام
بیست و نه جلد دایره المعارف بریتانیا است، وی که فضای موجود بر سر سوزن را
بهتر از افراد دیگر می‌دید (زیرا فیزیکدان ذرات بنیادی بود) به دانشمندان
این نوید را داد که می‌توانند این کتاب را بر سر یک سوزن جای دهند.البته
نوشتن در جهان نانو اندکی با جهان معمولی متفاوت است. حدود 250 میلیون حرف
نانومتری را که معادل 300 کتاب 300 صفحه ای است، می‌توان برروی سطح مقطع یک
موی انسان نوشت.
چرخ
دنده‌های اتمی و غیره از جمله مباحث پیشنهادی توسط فینمن به شمار می‌آیند.
در بحبوحه سالهای صنعتی کلمه «بزرگ» از اهمیت ویژه ای برخوردار بود. مثل
علوم بزرگ،
پروژه‌های
مهندسی بزرگ و غیره حتی کامپیوترها در دهه 1950 تمام طبقات ساختمان را
اشغال می‌کردند. ولی از وقتی فینمن نظرات و منطق خود را بازگو کرد، جهان
روندی به سوی کوچک شدن در پیش گرفت.Marvin Minskey تفکرات بسیار باروری
داشت که می‌توانست به اندیشه‌های فینمن قوت ببخشد. Minskey پدر یابنده
هوش‌های مصنوعی دهه 70-1960 جهان در تفکراتی که مربوط به آینده می‌شد،
رهبری می‌کرد.Eric Orexler نسبت به وسایل بسیار کوچک فینمن علاقه مند شده
بود و قصد داشت تا در مورد تواناییهای آنها به کاوش بپردازد. Minskey نیز
با وی موافق بود.
فهرست مطالب
فصل اول:نانو چیِست؟
(1-1) تاریخچه فناوری نانو . 3
(2-1) نانو چیست؟ 6
(3-1) تعریف نانو . 6
(4-1) آنچه از فناوری نانو در دست داریم . 9
(5-1) آنچه توسعه پیدا می کند 10
(6-1) آنچه خواهیم داشت 11
(7-1) امکان صدمه دیدن از نانو 12
فصل دوم:کاربردهای نانوتکنولوژی
(1-2) امنیت
(1-1-2) ایجاد مواد فوق العاده سبک . 17
(2-1-2) محاسبات پیشرفته . 18
(3-1-2) ا فزایش آگاهی از شرایط محیطی . 18
(4-1-2) مهمات قویتر 19
(2-2) منابع
(1-2-2) انرژی . 20
(2-2-2 ) آب 21
(3-2) هوا فضا . 21
(4-2) رباتیک 22
(5-2) مخابرات . 24
(6-2) مواد آرایشی 25
(7-2) تولید پوشاک . 26
(8-2) صنعت الکترونیک 29
(9-2) ساخت مواد بهتر 30
فصل سوم:نمونه هایی از کاربرد نانو در ساخت مواد
(1-3) کامپوزیتها
(1-1-3) محل اتصال فیبر با زمینه . 33
(2-1-3) کامپوزیتهای حافظه دار 34
(3-1-3) SMAs 34
(4-1-3)SMP . 37
(5-1-3) کاربرد نانوکامپوزیتها در ارتوپدی 38
خودترمیمی 38
جاگزینی مفاصل . 41
(2-3) نانوتیوپهای کربنی
(1-2-3) بررسی خصوصیات نانوتیوپها . 49
(2-2-3) کاربردهای نانوتیوپها 53
کاربردهای پزشکی نانوتیوپها 57
(3-3) پلاستیکها
(1-3-3) جلوگیری از الکتریسیته ساکن 60
(2-3-3) نانوپلاستیک . 61
(4-3) نانووایرها
(1-4-3) کاربرد نانووایرها . 63
(5-3) نانوحسگرها
(1-5-3) حسگرهای زیستی و کاربرد آنها 69
(2-5-3) سیستم های میکروالکترومکانیکی . 71
(3-5-3) نمونه ای از کاربرد نانوسنسور در پروتز 72
آناتومی فیبرهای ماهیچه ای . 73
نانوسنسور 74
(4-5-3) نمونه ای از کاربرد سنسور در کنترل پروتز بالای زانو 76
فصل چهارم:کاربردهای پزشکی فناوری نانو
(1-4) تشخیص و درمان
(1-1-4) پخت سرطان با نانوپوسته ها . 80
(2-1-4 ) انبساط شریان از درون 82
(3-1-4) نقشه برداری DNA . 84
(4-1-4) تصویربرداری X-ray 88
(5-1-4) التیام یافتن مغز . 90
(6-1-4) ارتوپدی . 91
(2-4) داروسازی
(1-2-4) بلوکهای دارورسانی . 92
(2-2-4) تحویل ویژه 94
مراجع . 126
