نانو شيمي چيست ؟

فناوري‌نانو واژه‌اي است كلي كه به تمام فناوري‌هاي پيشرفته در عرصه كار با مقیاس نانو اطلاق مي‌شود. معمولاً منظور از مقیاس نانوابعادي در حدود 1nm تا 100nm مي‌باشد. (1 نانومتر يک ميليارديم متر است).

اولين جرقه فناوري نانو (البته در آن زمان هنوز به اين نام شناخته نشده بود) در سال 1959 زده شد. در اين سال ریچارد فاینمن طي يك سخنراني با عنوان «فضای زیادی در سطوح پایین وجود دارد » ايده فناوري نانو را مطرح ساخت. وي اين نظريه را ارائه داد كه در آينده‌اي نزديك مي‌توانيم مولكول‌ها و اتم‌ها را به صورت مسقيم دستكاري كنيم.
واژه فناوري نانو اولين بار توسط نوريوتاينگوچي استاد دانشگاه علوم توكيو در سال 1974 بر زبانها جاري شد. او اين واژه را براي توصيف ساخت مواد (وسايل) دقيقي كه تلورانس ابعادي آنها در حد نانومتر مي‌باشد، به كار برد. در سال 1986 اين واژه توسط کی اریک دکسلر در کتابي تحت عنوان : «موتور آفرینش :آغاز فناوری نانو»بازآفريني و تعريف مجدد شد. وي اين واژه را به شكل عميق‌تري در رساله دكتراي خود مورد بررسي قرار داده و بعدها آنرا در کتابي تحت عنوان «نانوسيستم‌ها ماشين‌هاي مولكولي چگونگي ساخت و محاسبات آنها» توسعه داد.

معرفی رشته نانو شیمی

از آن جهت که در سال گذشته شاهد پذیرش دانشجو درمقطع کارشناسی ارشد در رشته های مر تبط با علوم و فناوری نانو بودیم ، در این شماره تصمیم گرفتیم تا به معرفی برخی رشته های این حوزه بپردازیم . جهت معرفی بیشتر رشته نانو شیمی پای صحبت سر کار خانم مهندس پریوش حسین پور ، رئیس هسته تحقیقاتی نانو تکنولوژی دانشکده مهندسی شیمی دانشگاه صنعتی امیر کبیر ( پلی تکنیک تهران ) می نشینیم.

1-میزان پذیرشدانشجو در سال گذشته در رشته های مر تبط با علم و فناورینانو

در سال گذشته جمعا 42 دانشجو در رشته های علوم و فناوری نانو در مقطع کارشناسی ارشد در دانشگاه های صنعتی امیر کبیر ، تربیت مدرس ، صنعتی سهند تبریز ، کاشان . پژوهشگاه مواد و انرژی پذیرفته شدند. همچنین امسال دانشگاه صنعتی شریف و دانشکده فنی دانشگاه تهران در مقطع دکتری در رشته های نانو مواد ، نانو الکترونیک ، نانو بیو ، نانو مهندسی شیمی و نانو شیمی ، اقدام به پذیرش دانشجو نموده اند.

دانشگاه امیر کبیر نیز با ظرفیت 11 نفر ، ارائه دهنده رشته مهندسی شیمی با گرایش نانو در مقطع کارشناسی ارشد بوده است. همچنین این دانشگاه در گرایش نانو پلیمر ، 8 دانشجو جذب نموده است.

2-ویژگی مهم و منحصربه فرد علوم و فناوری نانو با رویکرد شیمی

برای شروع بهتر است تعریفی عام از علم فناوری نانو داشته باشیم . این فناوری پدیده هزاره سوم می باشد و ورود به این عرصه اجتناب ناپذیر است. در واقع این زمینه را نمی توان به عنوان رشته جدیدی معرفی کرد بلکه رویکردی جدید به کلیه علوم و فنون موجود در مقیاس نانو است.

فناوری نانو ، علمی فرا رشته ای است و ما می خواهیم از این مقیاس به کلیه علوم و فنون از جمله علوم محض ، فنی مهندسی ، پزشکی، غذایی و غیره نگاه کنیم. از آنجایی که مشکلات ، پیچیدگی و مسائل اخلاقی به دلیل شبیه سازی انسان ، گیاه و حیوان در این محدوده به وجود خواهد آمد ، ضرورت همکاری علوم نظری از نظر مسائل حقوقی در این فناوری ضروری می نماید.

اگر از دیدگاه شیمی و مهندسی شیمی به فناوری نانو نگریسته شود، می توان گفت رشته نانو شیمی تقریباً در تمامی علوم و فنون به کار می رود.به عبارت دیگر در زمینه های مختلفی از جمله سوخت ، پلیمر ، رنگ ، ساخت و ساز ، پوشاک ، دارو ، غذا و به طور کلی هر آنچه که به شیمی و مهندسی شیمی مر بوط می شود، می توان از مزایای این فناوری بهره جست. به طور کلی توجه به کلیه علوم و فناوری های موجود در مقیاس نانو و کار و تولید در این مقیاس برای دستیابی به فراورده های با کیفیت و کمیت بهتر به عبارتی ارزانتر ، محکمتر ، سبکتر و کارا تر می باشد.

3-گرایش های رشتهنانو شیمی

یکی از مشخصه های علم شیمی و مهندسی شیمی ، شناخت علم مواد و مهندسی مواد است که در علوم محض ، مطالعه و پژوهش و در مهندسی، تولید انبوه مورد نظر است. از دیدگاه شیمی دانان ، گرایش های این رشته می تواند همان گرایش های شیمی آلی ، معدنی ، تجزیه و شیمی فیزیک باشد که در مقیاس نانو مطالعه و بررسی می گردد تا نتایج یافته های جدید خود را برای انبوه سازی در مورد خاص به مهندسان مربوطه ارائه کنند. از دیدگاه مهندسان شیمی ، این گرایش ها بسته به نوع نیاز های جامعه و توانایی بر آوردن آن نیاز ها می تواند به طور متفاوت دسته بندی شود. در کشور ما همان طور که اشاره شد ، پتانسیل های خوبی در زمینه مطالعه پلیمر و رنگ و غیره وجود دارد.

4-سرفصل های دروس اینرشته

سرفصل های درسی ، شامل دروس اصلی و انتخابی ( به ترتیب 20 و 12 واحد) جمعا 32 واحد آموزشی- پژوهشی است که با تصویب شورای برنامه ریزی دانشگاه ارائه می شود. در ذیل جدول دروس این رشته آورده شده است:

گذراندن این رشته در دانشگاه به این صورت است که ، در ابتدای دوره 12 واحد ( 9 واحد اصلی و 3 واحد انتخابی) به وسیله دانشجو اخذ شده و در ادامه به همراه گذراندن دیگر واحد های آموزشی ، استاد پروژه پروژه و برنامه آموزشی دانشجو مشخصص می گردد.

با توجه به عناوین دروس به نظر می رسد برای ورود به دنیای نانو پایه علمی قوی و به خصوص آشنایی با کوانتوم ، ریاضی و شیمی محض ضروری است.

بازار کار و ادامه تحصیل در ایران:

در ایران پتانسیل‌های خوبی در زمینه مطالعه پلیمر و رنگ و غیره وجود دارد. واحدهای نانو شیمی عبارت از شیمی سطح ،سنتز مواد نانو، شناسایی مواد نانو، نانو پلیمرها و … میباشند. میتوان در سرمایه گذاری در هریک از این حوزه ها بازار ایران و جهان را در دست گرفت. برای ادامه تحصیل در این گرایش به موارد زیر توجه کنید.

نانو شیمی در دوره دکتری دارای ۴ گرایش زیر است: نانو شیمی نظری، نانو فناوری پلیمر، نانو مواد معدنی و سوپرامولکول. ضرایب دروس رشته نانو شیمی در آزمون دکتری به شرح زیر می باشد:

زبان انگلیسی با ضریب ۲

استعداد تحصیلی با ضریب ۱

مجموعه دروس کارشناسی و کارشناسی ارشد با ضریب ۴ شامل دروس زیر

– ریاضیات عمومی

– شیمی پایه ( شیمی آلی ، معدنی ، تجزیه و شیمی فیزیک )

-مبانی فناوری نانو

کاربردهای نانوشیمی در یک محدوده وسیع از شبه‌رساناها تا پزشکی قرار می‌گیرد. نانوشیمی از شبه‌رساناهایی استفاده می‌کند که فقط الکتریسیته را در شرایط معینی منتقل می‌کنند. هر چقدر شبه‌رساناها کوچکتر از رساناهای عادی می‌شوند، محصول کوچکتر خواهد بود. شواهدی وجود دارد که نانوذرات معینی از نقره برای مهار برخی ویروس‌ها و باکتری‌ها مفید هستند. فناوری نانو همچنین برای ساخت شیشه‌هایی که خود تمیز می‌شوند، دوچرخه‌هایی ۱۰۰۰ برابر قویتر از استیل اما سبکتر از آن استفاده می‌شود. مهمترین محصول نانوشیمی نانولوله‌های کربنی هستند که بسیار مقاوم و در عین حال سبک هستند. اینده بسیار روشنی برای این رشته تصور می‌شود.دانشجویان فارغ‌التحصیل این رشته می توانند در صنایع و مراکز به خصوص در بخش های تحقیق و توسعه‌ای علوم جدید مشغول به کار شوند.

میزان پذیرشدانشجو در سال گذشته در رشته های مرتبط با علم و فناورینانو

در سال گذشته جمعا 42 دانشجو در رشته های علوم و فناوری نانو در مقطع کارشناسی ارشد در دانشگاه های صنعتی امیر کبیر ، تربیت مدرس ، صنعتی سهند تبریز ، کاشان . پژوهشگاه مواد و انرژی پذیرفته شدند. همچنین امسال دانشگاه صنعتی شریف و دانشکده فنی دانشگاه تهران در مقطع دکتری در رشته های نانو مواد ، نانو الکترونیک ، نانو بیو ، نانو مهندسی شیمی و نانو شیمی ، اقدام به پذیرش دانشجو نموده اند.

دانشگاه امیر کبیر نیز با ظرفیت 11 نفر ، ارائه دهنده رشته مهندسی شیمی با گرایش نانو در مقطع کارشناسی ارشد بوده است. همچنین این دانشگاه در گرایش نانو پلیمر ، 8 دانشجو جذب نموده است.

ویژگی مهم و منحصربه فرد علوم و فناوری نانو با رویکرد شیمی

برای شروع بهتر است تعریفی عام از علم فناوری نانو داشته باشیم . این فناوری پدیده هزاره سوم می باشد و ورود به این عرصه اجتناب ناپذیر است. در واقع این زمینه را نمی توان به عنوان رشته جدیدی معرفی کرد بلکه رویکردی جدید به کلیه علوم و فنون موجود در مقیاس نانو است.

فناوری نانو ، علمی فرا رشته ای است و ما می خواهیم از این مقیاس به کلیه علوم و فنون از جمله علوم محض ، فنی مهندسی ، پزشکی، غذایی و غیره نگاه کنیم. از آنجایی که مشکلات ، پیچیدگی و مسائل اخلاقی به دلیل شبیه سازی انسان ، گیاه و حیوان در این محدوده به وجود خواهد آمد ، ضرورت همکاری علوم نظری از نظر مسائل حقوقی در این فناوری ضروری می نماید.

اگر از دیدگاه شیمی و مهندسی شیمی به فناوری نانو نگریسته شود، می توان گفت رشته نانو شیمی تقریباً در تمامی علوم و فنون به کار می رود.به عبارت دیگر در زمینه های مختلفی از جمله سوخت ، پلیمر ، رنگ ، ساخت و ساز ، پوشاک ، دارو ، غذا و به طور کلی هر آنچه که به شیمی و مهندسی شیمی مربوط می شود، می توان از مزایای این فناوری بهره جست. به طور کلی توجه به کلیه علوم و فناوری های موجود در مقیاس نانو و کار و تولید در این مقیاس برای دستیابی به فراورده های با کیفیت و کمیت بهتر به عبارتی ارزانتر ، محکمتر ، سبکتر و کارا تر می باشد.

گرایش های رشتهنانو شیمی

یکی از مشخصه های علم شیمی و مهندسی شیمی ، شناخت علم مواد و مهندسی مواد است که در علوم محض ، مطالعه و پژوهش و در مهندسی، تولید انبوه مورد نظر است. از دیدگاه شیمی دانان ، گرایش های این رشته می تواند همان گرایش های شیمی آلی ، معدنی ، تجزیه و شیمی فیزیک باشد که در مقیاس نانو مطالعه و بررسی می گردد تا نتایج یافته های جدید خود را برای انبوه سازی در مورد خاص به مهندسان مربوطه ارائه کنند. از دیدگاه مهندسان شیمی ، این گرایش ها بسته به نوع نیاز های جامعه و توانایی بر آوردن آن نیاز ها می تواند به طور متفاوت دسته بندی شود. در کشور ما همان طور که اشاره شد ، پتانسیل های خوبی در زمینه مطالعه پلیمر و رنگ و غیره وجود دارد.