دانلود تحقیق بررسی یک اقدام ملی در زمینه نانوتکنولوژی

دانشمندان دولتی حرکتی رو به جلو را با یک عزم همگانی در راستای آخرین جهت‌دهی‌های تحقیق و توسعه ( R&D) آغاز نموده‌اند.

توجه طراحان دولتی در پیشگامی ملی نانوتکنولوژی (NNI) به سرعت زیادی به توسعه این فناوری جلب شده است.

آنها یک طرح عملی را بعد از ماه ژولای در این زمینه منتشر نمودند.در همین راستا بودجه درخواستی برای NNI در سال 2001 که حدود 495 میلیون دلار است، در کنگره مورد بررسی قرار گرفته است.

میهیل ‌روکو مشاور ارشد بنیاد ملی علوم (NSF) که رئیس اداره مرکزی زیر کمیته‌های بین‌سازمانی نانوتکنولوژی نیز می‌باشد، می‌گوید: " ما در حال فعالیت برای ایجاد دفتر هماهنگی ملی نانوتکنولوژی هستیم.

محل دفتری که روکو از آن صحبت می‌کند و تا قبل از پایان امسال گشوده خواهد شد، در NSF خواهد بود و به رئیس‌جمهوری و مجلس در مورد تحقیقات بین سازمانی نانوتکنولوژی گزارش خواهد داد.

روکو درباره عزم این پیشگامی جهت حمایت از تحقیقات پایه در مورد نانوتکنولوژی می‌گوید :" برای کشف واحدهای ساختمانی تمام سیستمهای طبیعی و زنده، این فرصتی است که بار دیگر به دست نخواهد آمد." او می‌گوید، نانوتکنولوژی سومین مرحله از رویکردهای دگرگون کننده بشر است، که در 15 سال اخیر بوجود آمده است.

- دورویکرد دیگر عبارتند از فناوری اطلاعات و بیوتکنولوژی- او می‌گوید، هدف نهایی NNI رسیدن به " انقلاب صنعتی آینده" است، البته سریعتر و بهتر از آنچه که توسط دانشمندان گذشته صورت دادند.

نمای 112 مولکول مونوکسیدکربن روی یک سطح مسی-که با استفاده از یک STM در مراکز تحقیقاتی IBM در آلمادن گرفته شده است.

هر حرفی 4 نانومتر ارتفاع و 3 نانومتر پهنا دارد.

حدود 250 حرف نانومتری مانند این ،که معادل 300 کتاب 300 صفحه ‌ای است ، را میتوان بروی سطح مقطع یک موی انسان نوشت .

کلینتون برای اعلام NNI ا ز این تصویر استفاده کرد.

برای نانوتکنولوژی معانی مختلفی وجود دارد.

اما در جزوه‌ای که توسط یک نویسنده علمی، ایوان آماتو، در مورد NNI نوشته شده است این معنی انتخاب شده: " به زبان علمی ، پیشوند نانو به معنی یک میلیاردیم کمیتی،مثل یک ثانیه یا یک متر است.

علم یا فنّاوری نانو عموماً مربوط به جهانی است، که با مقیاس نانومتر سروکار دارد.

این مقیاس از یک تا چند صد نانومتر میباشد.

" پیشنهاد طرح پیشگامی فدرال نانوتکنولوژی، برای اولین بار توسط روکو طی یک سخنرانی در دفتر سیاستهای علوم و فناوری کاخ سفید (OSTP) در مارس 1999 ارائه شد.

این پیشگامی کار اداری خود را در آگوست 1999 با ارائه اولین گزارش گروه کاری بین‌‌سازمانی علوم ، مهندسی و فناوری نانو وابسته به شورای ملی علوم و فناوری (NSTC، زیرمجموعه‌ای از OSTP) آغاز نمود.

عنوان این گزارش " علوم و فناوری نانوساختارها " بود.

این گزارش یک ماه بعد با عنوان " جهت‌گیری‌های تحقیقاتی نانوتکنولوژی" و در ماه فوریه تحت عنوان " پیشگامی ملی نانوتکنولوژی " تداوم یافت .

این سه گزارش با همدیگر دستور کار دولت فدرال در مورد سرمایه‌گذاری در زمینه تحقیقات استراتژیک در نانوتکنولوژی را تشکیل میدهند.

این گزارشات و جزئیات کار گروههای فعال در NNI به همراه سهمی که در این پیشگامی دارند، در اینترنت موجود است.

(http://www.nano.gov/ ) موقعیت گروه کاری بین‌سازمانی نانوتکنولوژی طی "طرح اجرایی" منتشره در ماه ژولای از یک گروه به یک زیرکمیته از NSTC بنام کمیته علوم، مهندسی و فناوری نانو ارتقاء یافت.

این طرح که بر پایه اولین گزارش این گروه شکل گرفته بود، به صورت بند تکمیلی درخواست بودجه سال 2001 ریاست جمهوری قرار داده شده بود.

نیل‌لین، مدیر OSTP و مشاور ریاست‌جمهوری در علوم و فناوری در مورد آخرین کارها منجمله طرح اجرایی،می‌گوید: " نانوتکنولوژی از پیشرفتهای مدرن در شیمی، فیزیک، زیست‌شناسی، مهندسی، پزشکی و مواد فراتر رفته و در آموزش نیروی کار علوم و فناوری در قرن 21 سهیم خواهد شد.

دولت معتقد است، که نانوتکنولوژی تاثیر شگرفی بر اقتصاد و اجتماع در قرن 21 خواهد داشت، تا حدی که با تأثیر فناوری اطلاعات یا زیست‌شناسی سلولی ، ژنتیکی و مولکولی قابل مقایسه خواهد بود." اثرات اجتماعی روکو می‌گوید، شناخت اثرات اجتماعی نانوتکنولوژی بخش مهمی از NNI است.

این بخش شامل یافتن راههایی برای بهتر و سریعتر نمودن پیشرفتهای فناوری است.

و نیز به معنای سست نمودن گزافه‌هایی مثل این که روزی همه چیز کوچک شده و در اندازه " نانو" در آید، خواهد بود.

همچنین مواجهه فعال با حرفهای عامیانه، ترسها و اخبار نادرستی، که در مورد تحقیقات نانوتکنولوژی ارائه میشود به عهده این بخش است.

به عنوان نمونه در ماه سپتامبر این زیرکمیته جدید NSTC، کارگاهی را در مورد اثرات اجتماعی نانوتکنولوژی و علوم نانو در اداره مرکزی NSF در آرلینگتون برگزار نمود و در طول دو روز برگزاری این کارگاه، بر روی موضوعاتی چون وعده‌های نانوتکنولوژی در مورد مبارزه با فقر و گرسنگی و رسیدن به چهارمین مرحله از پیشرفت پزشکی برای مبارزه با مریضی‌ها و بهبود بخشیدن وضع سلامت انسانها تأکید و بحث شد.

مثلاْ، بخش عمده‌‌ای از این بحثها به مقاله‌ بیل جوی یکی از مؤسسین و دانشمندان ارشد Sun Microsystems، در شماره آوریل مجله Wired مربوط‌می‌شد.

جوی در این مقاله با عنوان " چرا آینده به ما نیاز ندارد؟" چنین بیان می‌کرد که: " فناوریهای قوی قرن 21 مانند رباتها، مهندسی ژنتیک و نانوتکنولوژی انسانها را در معرض خطر قرار میدهند." روکو در این کارگاه آموزشی، ریچار اسمالی برنده جایزه نوبل، استاد فیزیک و شیمی و مدیر مرکز علوم و مهندسی نانو در دانشگاه رایس به این طرز تفکر جوی پاسخ داد.

اسمالی چنین بیان نمود که:" بیم زیادی می‌رود، که نکند یک نانو ربات زنده ساخته شود که قابلیت تولید رباتهای همانند خویش را داشته باشد.

ولی من با شواهد مسلم متقاعد شده‌ام، که ساخت چنین نانورباتهایی غیرممکن و تصوّری بچگانه است.

ساخت چنین ترکیبات مولکولی پیچیده‌ای بسیار مشکلتر از آن است، که خیالبافان یا آن ربات‌های مکانیکی کوچک تصور کنند." وی ادامه داد: "ما نباید اجازه دهیم این تفکر بچگانه ما را از نانوتکنولوژی بترساند.

"نانوبوت"ها واقعیت ندارند.بیایید ابتدا مسأله را روشن کنیم و سپس در مورد آن صحبت کنیم.

بیایید دریابیم، که شیمی و زیست‌شناسی چه توانی دارد.

NNI باید در این مسیر به پیش برود؛ هم در ایالات متحده، وهم در برنامه‌های تحقیقاتی سایر نقاط جهان.

" روکو که در زمینه برگزاری این نشست همکاری می‌کرد ، می‌گوید تشخیص اثرات اجتماعی نانوتکنولوژی در مقطع کنونی اهمیت خاصی دارد.

وی و سایر برنامه‌ریزان امر تحقیق و توسعه در دولت معتقدند،که شناخت ترسهای اجتماعی می‌تواند در زمینه پیشبرد و ارتقاء نانوتکنولوژی مؤثر باشد.

جان‌ آرمسترانگ، یکی از اعضاء شورای ملی علوم - بدنه دولتی NSF - و معاون بازنشسته شرکت IBM چنین بیان می‌دارد: " تمام اهداف، برنامه‌ها و آینده‌نگریهای ما باید به گونه‌ای باشد،که بتوانیم به راحتی به کلیه مشکلات و مسائلی که در سر راه ما وجود دارد پاسخ دهیم، هرچند آن مسائل بسیار پیچیده‌تر از انتظار ما باشند." دو نکان مور ، مسؤل نانوتکنولوژی در OSTP می‌گوید: " ما همیشه با این مسأله مواجهیم، که چگونه در مسیری که پیش رو داریم حرکت میکنیم ؟" وی بیان می‌کند،که NNI در دهه آینده با مسائل زیادی در زمینه فعالیتهای خویش روبرو خواهد شد، و لذا برای حل آنها، برنامه‌ریزی شده‌است.

برداشتن موانع مور می‌گوید، بسیاری از موانع قدیمی (بین سازمان‌های تحقیق و توسعه) به منظور آغاز پیشگامی ملی نانوتکنولوژی برداشته شده است." به‌گفته او، شش تا از سازمان‌های مهم تحقیق و توسعه که عبارتند از : NSF ‌، مؤسسه ملی استاندارد و فناوری، مؤسسه ملی بهداشت، وزارت دفاع، وزارت انرژی و سازمان ملی هوا و فضا، به عنوان اعضا NSTC ارتباط تنگاتنگی با یکدیگر دارند.

و چهار عضو جدید از ماه آگوست به آنها پیوسته‌اند، که عبارتند از: سازمان حفاظت محیط‌زیست ، وزارت کشاورزی، وزارت دادگستری و وزارت کشور ( بعنوان ناظر) .

در کل هدف NNI ایجاد یک " ائتلاف بزرگ" بین مؤسسات علمی، صنایع خصوصی، آزمایشگاههای دولتی، سازمانهای سرمایه‌گذاری و انجمن‌های تخصصی علوم و مهندسی می‌باشد.

هر سازمانی که با NNI در ارتباط است دید خود را با هدف کلی NNI تنظیم نموده است.

درواقع این حرکت باعث همسو شدن فعالیت بسیاری از کارگاههای آموزشی ، نشست‌ها و مجامع دانشگاهی و خصوصی شده است، بطوریکه هریک درصدد سود بردن از بخشی از قوه محرکه NNI می‌باشد.

به عنوان مثال در چند ماه گذشته ، همایشهایی در زمینه کاربردهای نانوتکنولوژی درمهندسی پزشکی، کاربردهای نانوتکنولوژی در حمل و نقل، و زمینه‌های احتمالی همکاری تحقیقاتی بین‌المللی در نانوتکنولوژی برگزار گردیده است.

Advanced Light Source در آزمایشگاه ملی لاورنس برکلی ممکن است، تحت برنامه پیشگامی ملی نانوتکنولوژی به مرکزی برای تحقیقات علوم نانو تبدیل شود.

طبق بودجه پیشنهادی NNI در سال مالی 2001، اعتباری برابر 217 میلیون دلار -که معادل 44% اعتبار 495 میلیون دلاری درخواستی ریاست جمهوری است – به NSF تعلق دارد.

روکو می‌گوید، میزان سرمایه‌گذاری باید باعث تثبیت موقعیت ایالات متحده به عنوان یکی از فعالان دنیای نانوتکنولوژی شود.

این اعتبار در مقایسه با اعتبار 97 میلیون دلاری سال 2000 افزایش چشمگیری داشته است.

روکو معتقد است، که NSF یکی از پیشگامان در عرصه نانوتکنولوژی بوده است و اخیرا" جهت توسعه علوم و مهندسی نانو، موضوعات مربوط به شیمی، مواد، زیست‌شناسی مولکولی، کامپیوتر و علوم اجتماعی، زمینه جذب سرمایه‌های بسیاری را از سازمانهای فدرال فراهم آورده است.

بعلاوه روکو می‌گوید، اولین برنامه " نانو" - در مورد سنتز و فرآوری نانوذرات- در سال 1991 در NSF طراحی شده‌است.

و این برنامه در سال 1994 توسط "شبکه کاربران نانوساختن" ادامه یافته و حدود 650 پروژه و 2700 دانشکده و دانشجو و 12 مرکز بزرگ را در سال مالی 2000 مورد حمایت مالی قرار داد.آخرین درخواست طرح NSF در مورد علوم و مهندسی نانو- با ضرب‌العجل دوم نوامبر2000- به منظور طراحی نانوسیستم‌های مجتمع‌، فرآیندهای در مقیاس نانو در محیط‌زیست، و مدلسازی و شبیه‌سازی پدیده‌ها و مقیاسهای چندگانه روی بیوسیستم‌های مقیاس نانو، پدیده‌ها و ساختارهای جدید، کنترل کوانتومی، ابزارها و معماری‌های جدید، و همچنین آموزش و مطالعه در زمینه پیامدهای اجتماعی متمرکز می‌باشد.

روکو می‌گوید، با وجود حمایت مالی برنامه‌های NSF از تحقیق و تحصیل محققین منفرد، این درخواست، تیم‌های میان‌رشته‌ای ، مراکز همکار و تحقیقات اکتشافی را مورد تشویق قرار خواهد داد.

بعضی از چالشهایی که پیش روی NNI قرار دارند، به عبارت زیر می‌باشند:  مهندسی ساخت مواد نانوساختاری - قویتر، سبکتر، محکمتر، ایمن‌تر و خود تعمیر پذیر-  نانوالکترونیک ، الکترونیک نوری و مغناطیس  تشخیص ، درمان و مراقبت طبی پیشرفته  طراحی فرایندهای در مقیاس نانو برای بهبود شرایط محیط‌زیست  تبدیل و ذخیره مناسب‌تر انرژی  توسعه صنایع مربوط به اکتشافات و صنایع فضایی  ساخت بیونانوسنسورهایی برای تشخیص بیماریهای مسری و تهدیدات بیولوژیکی  به کارگیری نانوساختارها در حمل و نقل اقتصادی تر و مناسب تر  به کارگیری نانوساختارها در تأمین امنیت ملی روکو می‌گوید، زیرکمیته‌های NSTC فعالانه در حال جستجوی راههای افزایش سرمایه‌گذاری گروههای تحقیقاتی، مجامع تخصصی و صنایع در زمینه فعالیتهای فعلی و جدید NNI و پیگیری آنها در آینده می‌باشند .

چالشهای مالی یکی از چالشهای NNI طبق گفته مور، ارتباط با مجلس است.

ازکل بودجه‌ای که برای سازمان NNI درخواست شده بود، فقط سهم مربوط به وزارت دفاع (DOD) ، وزارت انرژی(DOE) ، NASA و مؤسسه ملی بهداشت(NIH) و البته آنهم با سروکله‌زدن‌هایی که با قانونگذاران انجام گرفت مورد تأیید واقع شد.

طبق گفته روبرت تریو - رئیس بخش تحقیقات نانوتکنولوژی وزارت دفاع- فقط در یک مورد مجلس 10 میلیون دلار از 20 میلیون دلار در نظر گرفته شده برای تحقیقات دانشگاهی را حذف و در عوض، آن را برای تحقیقات نانوتکنولوژیکی در مورد الکترونیک اسپینی به سازمان پروژه‌های تحقیقاتی پیشرفته دفاعی ( DARPA) پرداخت نموده است.10 میلیون دلار مابقی هم برای کارهای آزمایشگاهی DOD در زمینه نانوتکنولوژی در نظر گرفته شده‌است.

شلاس (راست) و تریو طبق گفته‌ تریو ، اعتبارات تحقیقاتی نانوتکنوژی در DOD به سه بخش عمده تقسیم میشود: مواد، موضوعات شیمیایی – بیولوژیکی و الکترونیک.

وی معتقد است، که ممکن است محققین اصلی پیشنهاداتی را در زمینه تحقیق، تجهیزات و بورس دانشجو جهت شرکت در تحقیقات نانوتکنولوژی به DOD ارائه نمایند.

تریو اعتقاد دارد، که نانوتکنولوژی برای آمادگی نظامی در آینده از اهمیت فوق‌العاده‌ای برخوردار است.

وی بیان می‌دارد، که تحقیقات فعلی قابلیت‌های خاصی را برای مواد ارائه نموده است، بطوریکه میتوان موادی بدون نقص و خرابی و با خواص قابل پیش‌بینی ساخت.

و یا سنسورهای جدیدی که بتوانند صدمات شیمیایی و بیولوژیکی را تشخیص دهند، تولید نمود.

همچنن امکان ساخت شمار زیادی از وسایل الکترونیکی و اشیاء دیگری، که بتوانند اثرات تعیین کنندهای در عرصه نبرد داشته باشند، وجود دارد.

دکتر تریو می‌گوید: " ما یکی از سازمانهای سرمایه‌گذار در زمینه NNI بوده ایم .