نانو در طبیعت

[ghasedak r]

فناوري نانو در طبيعتدر طبيعت مواد و دستگاه هاي بيولوژيك بسيار جالبي وجود دارند كه با الگو گرفتن از آن ها مي توان اختراعات بسيار نويني انجام داد.اين مسئله در فناوري نانو بسيار مورد توجه مي باشد؛طوري كه بسياري از اختراعات مهم در اين فناوري با الگوگيري از طبيعت به دست آمده اند.براي مثال وقتي از ريچارد فاينمن پس از سخنراني خود با عنوان((آن پايين فضاهاي بسياري وجود دارد.))در مورد ايده اش سوال كردند،پاسخ داد: ((من اين ايده را از پديده هاي بيولوژيكي الهام گرفته ام ، جايي كه نيروهاي شيميايي به شكلي تكراري براي توليد اثرات مختلف و خارق العاده استفاده مي شوند.))همچنين در كتاب موتورهاي آفرينش اريك دركسلر مي بينيم كه وي بسياري از ايده هاي خود را با الگوبرداري از طبيعت مطرح مي كند.به دليل اهمّيّت اين موضوع ، در اين مقاله قصد داريم به بررسي ايده هاي فناوري نانو كه از طبيعت الهام گرفته شده اند بپردازيم.​

برگ نيلوفر آبي​

در طبيعت حدود 20000 نوع گياه وجود دارند كه وقتي قطرات آب بر روي سطح برگ آن ها مي افتند به صورت كروي در آمده و روي سطح غلتيده و به پايين مي افتند و گرد و غبار و آلودگي ها را از سطح مي زدايند.يكي از معروف ترين اين گياهان برگ نيلوفر آبي است. انشمندان به منظور پيدايش علّت اين مسئله از ميكروسكوپ پيمايشگر روبشي استفاده نمودند ومشاهده كردند كه سطح برگ با لايه نازكي از برآمدگي هاي كوچك ميكرومتري پوشيده شده بود و تعداد فراواني بلور نانومتري روي اين برآمدگي هاي ميكرومتري قرار گرفته بود.سطح برگ نيلوفر يك سطح آبگريز است و اين بدين معناست كه مقدار نيروي چسبندگي سطحي بين آب و آلودگي بيشتر از مقدار نيروي چسبندگي سطحي ميان آلودگي و سطح باشد.از اين رو هنگامي كه يك قطره مايع نظير آب بر روي سطح برگ مي غلتد ، آلودگي را همراه خود حمل كرده و از سطح دور مي كند..براي تفهيم بهتر مكانيزم اين گياه شخصي را تصور كنيد كه روي يك تخته پر از ميخ قرار دارد كه به دليل فاصله كم ميخ ها ميزان تماس شخص با تخته صفر است.در واقعيت نيز برآمدگي ها نقش ميخ ها و قطرات آب نقش شخص را بازي مي كنند.​

امروزه با الهام گيري از اين پديده محصولات مختلفي ساخته شده است.اولين محصول ساخته شده قاشقي مخصوص عسل بود كه پس از مصرف ، عسل روي آن باقي نمي ماند.همچنين در حال حاضر لباس ها و پارچه هاي خود تميزشونده و آسان تميزشونده نيز با خاصيت آبگريزي و خودتميزشوندگي وارد بازار شده است كه طرفداران زيادي دارد.​

مورفو آبي​

بلور فوتونيك به ساختاري مي گويند كه ضريب شكست آن به صورت متناوب تغيير كند.اين ساختارها مواد مناسبي در نانواپتيك هستند و از يك ساختار شبكه اي تشكيل شده اند كه سوراخ هاي بسيار ريزي دارد.سوراخ ها از دو ماده مختلف با خواص اپتيكي كاملا متفاوت ساخته شده اند.اين ساختار از انتشار طول موج هاي مشخصي در بلور جلوگيري مي كند.محققان توانسته اند با قرار دادن نانوذرات طلا به صورت متوالي بر يك لايه اينديم-اكسيد قلع بلورهاي فوتونيك توليد نمايند.​

و اما منشاء پيدايش بلورهاي فوتونيك نيز طبيعت است.در طبيعت پروانه هاي مختلفي و از جمله آن ها مورفو آبي وجود دارند كه بال آن ها داراي نوعي بلور فوتونيك مي باشد كه با تغيير ناچيزي در شكست نور تابش به بال پروانه رنگ مي دهد.تلالو بال هاي اين پروانه بسيار زيباست.و همچنين به دليل درخشش خاص بال هاي اين پروانه در دهه هاي 60-50 كشورهاي آمريكاي جنوبي از بافت هاي بال اين پروانه در چاپ اسكناس استفاده مي كردند تا از جعل آن جلوگيري شود.بلورهاي فوتونيك در الكترونيك كاربردهاي مهمي دارند و مي توان از آن ها در ديودهاي قوي منتشركننده نوري(ال اي دي)و ديودهاي آلي منتشركننده ي نور(ا.ال .اي.دي)استفاده نمود.​

تار عنكبوت​

از خواص مهم تار عنكبوت اين است كه مقاومت زيادي در برابر كشش نشان مي دهد و از هم گسيخته نمي شود.يافته هاي پژوهشگران موسسه فناوري ماساچوست نشان مي دهد كه تار عنكبوت داراي تعداد زيادي بلور با ابعاد نانومتري است.استحكام فوق العاده تار عنكبوت نيز به دليل اين ساختار منحصر به فرد است.اين پژوهشگران با الگوبرداري از تار عنكبوت به روشي براي توليد رشته هاي محكم و كشسان دست يافتند كه كاربردهاي زيادي در زمينه پزشكي ، بسته بندي و... خواهد داشت و همچنين به دنبال ساخت لباس هاي ضدگلوله با استفاده از ويژگي هاي تار عنكبوت هستند.​

كف پاي مارمولك​

مارمولك مي تواند به آساني روي ديوار و سقف حركت كند و از خطر سقوط نيز در امان باشد.اين ويژگي توجه پژوهشگران را به خود جلب نمود و در مطالعه پاهاي مارمولك پي بردند كه كف پاي آن از پرزهايي با ابعاد نانومتري تشكيل شده كه به صورت نامنظم روي سطح پا قرار دارند و فاصله كم آن ها با سطح ، نيروي جاذبه قوي اي را ايجاد مي كند.دانشمندان توانسته اند با الگوبرداري از اين ويژگي چسبي با قدرت بالا توليد كنند كه حتي مي تواند تا 100 كيلوگرم را تحمّل كنند.آن ها در پي اين هستند كه بتوانند لباسي مانند لباس مرد عنكبوتي توليد كنند تا انسان با استفاده از آن بتواند روي ديوار و سقف حركت كند