فرمت فایل: WORD(قابل ویرایش)
تعداد صفحات:198
فهرست مطالب
پیشگفتار....................................................................................................................................................... 12
فصل اول-آشنایی با فن آوری نانو......................................................................................................... 14
1-1-فن آوری نانو چیست؟.................................................................................................................... 15
1-1-1-نانو چیست؟................................................................................................................................. 15
2-1-1-نانو تکنولوژی از دیدگاههای مختلف...................................................................................... 16
2-1-مقدمه ای بر تاریخ فن آوری نانو در ایران و جهان................................................................. 20
1-2-1-تاریخچه ی نانو در جهان.......................................................................................................... 20
2-2-1-تاریخچه ی نانو در ایران........................................................................................................... 23
3-1-مشاهیر نانو......................................................................................................................................... 24
1-3-1-کی اریک درکسلر....................................................................................................................... 25
2-3-1-ریچارد ارت اسمالی.................................................................................................................... 26
3-3-1-رالف مرکل.................................................................................................................................... 26
4-3-1-روبرت ای فریتاس...................................................................................................................... 27
5-3-1-ریچارد پی فایمن........................................................................................................................ 28
4-1-عناصر پایه در فن آوری نانو.......................................................................................................... 30
1-4-1-نانو پوشش ها............................................................................................................................... 31
1-1-4-1-انواع نانو پوشش ها............................................................................................................... 32
1-1-1-4-1- پوشش های دانه ای...................................................................................................... 32
2-1-1-4-1-.پوشش های شبکه ای و چند لایه ای...................................................................... 33
3-1-1-4-1-. پوشش های لایه نازک................................................................................................. 33
4-1-1-4-1-. پوشش های نانوکامپوزیتی.......................................................................................... 34
2-4-1-نانو مواد......................................................................................................................................... 35
1-2-4-1-نانو پودر.................................................................................................................................... 36
1-1-2-4-1-حالت اول........................................................................................................................... 36
2-1-2-4-1-حالت دوم........................................................................................................................... 37
3-1-2-4-1-حالت سوم......................................................................................................................... 39
2-2-4-1-نانو لوله..................................................................................................................................... 40
3-2-4-1-نانو کمپوزیت.......................................................................................................................... 42
3-4-1-مهندسی مولکولی....................................................................................................................... 43
1-3-4-1-ماشین های مولکولی............................................................................................................ 43
4-4-1-نانو الکترونیک.............................................................................................................................. 45
1-4-4-1-نانو سیم................................................................................................................................... 46
1-1-4-4-1-انواع نانو سیم ها.............................................................................................................. 47
1-1-1-4-4-1-نانوسیمهای فلزی....................................................................................................... 47
۲-1-1-4-4-1-نانوسیمهای آلی.......................................................................................................... 48
۳-1-1-4-4-1نانوسیمهای هادی و نیمه‌‌هادی................................................................................. 48
4-1-1-4-4-1- نانوسیمهای سیلیکونی............................................................................................ 48
2-1-4-4-1-روش های ساخت نانو سیم ها...................................................................................... 49
1-2-1-4-4-1-تکنیک‌‌های لیتوگرافی............................................................................................... 50
2-2-1-4-4-1 لیتوگرافی با اشعه الکترونی...................................................................................... 50
3-2-1-4-4-1- لیتوگرافی با پراب روش.......................................................................................... 50
4-2-1-4-4-1-رسوب الکتروشیمیایی در حفرات.......................................................................... 50
3-1-4-4-1-کاربردهای نانوسیم........................................................................................................... 51
1-3-1-4-4-1-کاربرد نانوسیم در تشخیص بیماریها..................................................................... 51
2-3-1-4-4-1- استفاده از نانو سیم ها در رگ های خونی برای تحریک اعصاب مغزی 52
3-3-1-4-4-1-استفاده از نانوسیمهای سیلیکونی برای هدفمند کردن رشد سلولهای بنیادین 53
2-4-4-1-نانو ترانزیستور........................................................................................................................ 54
3-4-4-1-نانو حسگر................................................................................................................................ 56
فصل دوم-کاربردهای فن آوری نانو....................................................................................................... 57
1-2- دامداری............................................................................................................................................. 58
2-2- کشاورزی........................................................................................................................................... 60
3-2-صنعت آب......................................................................................................................................... 63
1-3-2-نانوفیلتراسیون............................................................................................................................. 64
2-3-2-شیرین سازی آب به وسیله نانوغشاها................................................................................... 65
3-3-2-تصفیه آب به کمک نانوذرات................................................................................................... 67
4-3-2-تصفیه پساب‌های صنعتی......................................................................................................... 68
1-4-3-2-تصفیه فاضلاب‌ها................................................................................................................... 68
2-4-3-2-جیوهﺯدایی از آب.................................................................................................................. 70
6-7-2-کارهای انجام شده در زمینه تصفیه آب و فاضلاب با استفاده از فناوری‌نانو.............. 71
4-2-صنایع غذایی..................................................................................................................................... 74
5-2-پزشکی................................................................................................................................................ 77
۱-5-2- تشخیص بیماری با نانوذرات مغناطیسی............................................................................. 78
2-5-2-شناسایی مولکول‌های زیستی.................................................................................................. 79
3-5-2-کنترل فعالیت درون یاخته ها................................................................................................. 79
4-5-2-درمان ایدز با نوعی کرم............................................................................................................ 80
5-5-2-نانو ربات های سه بعدی در لباس سربازان ضد سرطان................................................... 82
6-2-بهداشت............................................................................................................................................... 84
7-2-صنایع دریایی.................................................................................................................................... 85
1-7-2-صنایع کشتی‌سازی.................................................................................................................... 85
۲-7-2- صنایع فرا ساحل....................................................................................................................... 85
۳-7-2- صنایع ساحلی و بندری........................................................................................................... 85
4-7-2-برخی از پتانسیل‌های کاربرد فناوری‌نانو در این صنایع.................................................... 86
1-4-7-2-الکترودهای جوشکاری دما پایین...................................................................................... 86
2-4-7-2-سوخت..................................................................................................................................... 86
3-4-7-2- نانوفایبرگلاس و نانوکامپوزیت‌ها....................................................................................... 87
4-4-7-2-جاذب‌های ارتعاشی............................................................................................................... 87
5-4-7-2-جاذب‌های صوتی................................................................................................................... 88
6-4-7-2-رنگ‌های دریایی..................................................................................................................... 88
7-4-7-2- جاذب‌های انرژی موج دریا و نور آفتاب......................................................................... 88
8-4-7-2-نانوفیلتراسیون........................................................................................................................ 89
9-4-7-2-نانومورفولوژی.......................................................................................................................... 89
10-4-7-2-تحول در فناوری پیل سوختی........................................................................................ 89
11-4-7-2- باتری‌های با ذخیره انرژی بسیار بالا............................................................................ 89
12-4-7-2- گرافیت و سرامیک........................................................................................................... 90
5-7-2-جایگاه صنایع دریایی و فناوری‌نانو در ایران........................................................................ 90
8-2- صنعت نفت...................................................................................................................................... 91
9-2- صنایع خودرو................................................................................................................................... 92
1-9-2-عوامل اصلی رقابت در صنعت خودروسازی........................................................................ 94
۲-۹-۲-کاربردهای فناوری‌نانو در صنعت خودروسازی.................................................................... 95
10-2-الکترونیک....................................................................................................................................... 97
فصل سوم -نانو الکترونیک....................................................................................................................... 99
1-3 -آشنایی با نانو الکترونیک.............................................................................................................. 100
1-1-3-وسایل نانو الکترونیک................................................................................................................ 102
1-1-1-3-نانو لوله‌ها................................................................................................................................. 102
2-1-1-3-حلقه بنزنی.............................................................................................................................. 103
3-1-1-3—پلیمرها.................................................................................................................................. 103
4-1-1-3- DND................................................................................................................................... 103
2-3-چشم انداز فناوری نانو الکترونیک............................................................................................... 106
1-2-3-مشخصه یابی لایه نازک قطعات الکترونیکی107..............................................................
2-2-3-وسعت فناوری نانو الکترونیک................................................................................................. 107
3-3-کاربرد نانوالکترونیک در صنعت................................................................................................... 109
1-3-3-نمونه هایی از کاربرد فن آوری نانو در الکترونیک............................................................. 110
۱-1-3-3-کربن نانو تیوب ها (carbon nanotubes)............................................................. 110
2-1-3-3- نانو ترانزیستورها (nanotransistors)..................................................................... 110
3-1-3-3- محاسبه گر ها در مقیاس نانو ( nanocomputers)............................................ 111
4-1-3-3- MRAMها ( Magnetic Random Access Memories ).................. 111
5-1-3-3- ۶۰ C...................................................................................................................................... 111
2-3-3-کارهایی که باید در راستای پیشرفت این علم انجام شود............................................... 111
4-3- جهانی شدن صنعت الکترونیک................................................................................................. 113
1-4-3-مفهوم جهانی شدن.................................................................................................................... 113
2-4-3-پیامد های جهانی شدن............................................................................................................ 114
1-2-4-3-تجارت الکترونیک.................................................................................................................. 115
1-1-2-4-3-تاریخچه ی تجارت الکترونیک...................................................................................... 116
5-3-نتیجه‌گیری........................................................................................................................................ 120
فصل چهارم نانو حسگر ((NANO SENSOR))..................................................................... 122
1-4-حسگرها(sensors) وانواع آن.................................................................................................... 123
1-1-4حسگرچیست؟............................................................................................................................... 123
1-1-1-4-ساختارکلی یک حسگر........................................................................................................ 123
2-1-1-4-خصوصیات حسگرها............................................................................................................. 124
2-1-4 -انواع حسگرها............................................................................................................................. 124
1-2-1-4-حسگرهای آنالوگ................................................................................................................. 125
2-2-1-4-حسگرهای دیجیتال.............................................................................................................. 125
3-2-1-4-انواع حسگر ها در ربات....................................................................................................... 125
1-3-2-1-4-حسگرمحیطی................................................................................................................... 125
2-3-2-1-4- حسگر بازخورد................................................................................................................ 126
3-3-2-1-4- حسگر فعال...................................................................................................................... 126
4-3-2-1-4- حسگر غیرفعال............................................................................................................... 126
4-2-1-4-حسگر فاصله........................................................................................................................... 127
1-4-2-1-4-حسگر تماسی ( Contact )...................................................................................... 127
2-4-2-1-4-حسگرهای مجاورتی(Proximity)........................................................................... 127
1-2-4-2-1-4-حس کردن استاتیک................................................................................................. 128
2-2-4-2-1-4-حس کردن حلقه بسته............................................................................................. 128
3-2-4-2-1-4-حسگرهای دوربرد ( Far away)........................................................................ 129
4-2-4-2-1-4-حسگر نوری (گیرنده-فرستنده)............................................................................. 129
2-4-کاربردحسگرها................................................................................................................................... 131
1-2-4-حسگرهای بدنه (Body Sensors).................................................................................. 131
2-2-4-حسگر جهت‌یاب مغناطیسی(Direction Magnetic Field Sensor)............ 131
3-2-4-حسگرهای فشار و تماس (Touch and Pressure Sensors)........................... 131
4-2-4-حسگرهای گرمایی (Heat Sensors).............................................................................. 132
5-2-4-حسگرهای بویایی (Smell Sensors).............................................................................. 132
6-2-4- حسگرهای موقعیت مفاصل.................................................................................................... 133
1-6-2-4-انکدرهای مطلق...................................................................................................................... 133
2-6-2-4-انکدرهای افزاینده.................................................................................................................. 134
7-2-4-آشنایی بادو نمونه از حسگرها................................................................................................. 134
1-7-2-4-حسگر تشخیص مانع ( دیواره ) سه مرحله ای با حساسیت فوق العاده - مادون قرمز 134
2-7-2-4حسگر آلتراسونیک.................................................................................................................. 137
3-4- نانوحسگرها....................................................................................................................................... 140
1-3-4-انواع نانو حسگرها....................................................................................................................... 140
1-1-3-4-استفاده از نقاط کوانتومی درتولید نانو حسگرها........................................................... 140
2-1-3-4-استفاده ازنانولوله ها درتولید نانوحسگرها........................................................................ 141
1-2-1-3-4-نانولوله های کربنی به عنوان حسگرهای شیمیایی................................................. 141
2-2-1-3-4-نانولوله های کربنی به عنوان حسگرهای مکانیکی.................................................. 142
3-2-1-3-4-استفاده ازنانو ابزارها درتولید نانوحسگرها.................................................................. 142
4-4-کاربردهای نانو حسگر...................................................................................................................... 143
1-4-4- ساخت بینی الکترونیکی با.نانو حسگر................................................................................. 143
1-1-4-4-سیستم تأمین امنیت........................................................................................................... 147
1-1-1-4-4-مبارزه با قاچاق، مواد مخدر و تروریسم..................................................................... 147
2-1-1-4-4-جایگزینی سگ های جستجوگر................................................................................... 148
3-1-1-4-4-تجهیزات ربات های رزمی.............................................................................................. 148
1-3-1-1-4-4-سیستم تأمین گاز...................................................................................................... 148
4-1-1-4-4-دریافت کننده های سیگنال های حفاظتی............................................................... 149
5-1-1-4-4-کنترل کننده محل کار................................................................................................... 149
6-1-1-4-4-سیستم فوق العاده سریع اعلام حریق149..............................................................
7-1-1-4-4- بینی الکترونی وجرم شناسی...................................................................................... 149
2-4-4-نانو حسگرها و کنترل آلودگی هوا......................................................................................... 150
1-2-4-4- مبارزه با انتشار گازهای سمی........................................................................................... 150
3-4-4-کاربرد نانو سنسورها در نمودارگیری و اندازه گیری در حین حفاری صنایع بالادستی نفت 151
4-4-4-نانوحسگر و پزشکی.................................................................................................................... 153
1-4-4-4-تولید نانوحسگرهای زیستی نوری..................................................................................... 154
2-4-4-4-کاربرد حسگرهای زیستی.................................................................................................... 155
5-4-4-استفاده از نانوحسگرهای نوری برای بررسی تغییرات سلولی......................................... 157
6-4-4- پتانسیل نانو سنسورها و تحقیقات در صنعت کشاورزی و غذا..................................... 158
1-6-4-4- نانو حسگر و صنایع غذایی................................................................................................ 159
2-6-4-4-بینی الکترونیکی در صنایع غذایی................................................................................... 159
7-4-4-نانوسنسورها و AFM های جدید......................................................................................... 161
8-4-4- انگشت هوشمند توسط نانو حسگر ها ساخته شد........................................................... 162
9-4-4-کاربرد نانو سنسورها در بخش لرزه‌نگارى ( Seismic ) صنایع بالادستى نفت. 162
5-4-جذابیت‌های نانوحسگرها................................................................................................................ 166
6-4-آینده نگری........................................................................................................................................ 167
فصل پنجم-درآخر................................................................................................. 168
1-5- نانوتکنولوژی بخشی از آینده نیست، بلکه تمام آینده است............................................... 169
2-5-الگوی «منحنی S»......................................................................................................................... 169
1-2-5- طفولیت........................................................................................................................................ 170
2-2-5- رشد.............................................................................................................................................. 170
3-2-5- بلوغ............................................................................................................................................... 171
4-2-5-زوال................................................................................................................................................ 171
3-5-جایگاه ایران....................................................................................................................................... 172
1-3-5-جایگاه سایر کشورهای صنعتی............................................................................................... 173
4-5-نگاه از زاویه فواید و مضرات.......................................................................................................... 174
5-5-راهبردهایی برای توسعه اصولی................................................................................................... 177
6-5-اقدامات انجام شده در ایران.......................................................................................................... 178
7-5-جمعبندی نهایی بحث.................................................................................................................... 179
8-5-نتیجه گیری وپیشنهاد.................................................................................................................... 180
منابع و مآخذ............................................................................................................................................... 183
پروژه نانو حسگرها
