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، فیزیكدان آمریكایی، متخصص كوانتوم 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 فیزیك تا آنجایی كه من توانایی فهمش را دارم، برخلاف ساختن اتم به اتم چیزها حرفی نمی زنند.»
او فرض را بر این قرارداد كه اگر دانشمندان فراگرفته اند كه چگونه ترانزیستورها و دیگرسازه‌ها را با مقیاسهای كوچك بسازند، پس ما خواهیم توانست كه آنها را كوچك و كوچكتر كنیم. در واقع آنها به مرزهای حقیقی شان در لبه‌های نامعلوم كوانتوم نزدیك خواهند بود، به طوری كه یك اتم را در مقابل دیگری به گونه ای قرار دهیم كه بتوانیم كوچكترین محصول مصنوعی و ساختگی ممكن را ایجاد كنیم.
وی همچنین ادعا كرد ابتدایی ترین ایده در زمینه نانوتكنولوژی كوچك سازی تمام بیست و نه جلد دایره المعارف بریتانیا است، وی كه فضای موجود بر سر سوزن را بهتر از افراد دیگر می‌دید (زیرا فیزیكدان ذرات بنیادی بود) به دانشمندان این نوید را داد كه می‌توانند این كتاب را بر سر یك سوزن جای دهند.البته نوشتن در جهان نانو اندكی با جهان معمولی متفاوت است. حدود 250 میلیون حرف نانومتری را كه معادل 300 كتاب 300 صفحه ای است، می‌توان برروی سطح مقطع یك موی انسان نوشت.
چرخ دنده‌های اتمی و غیره از جمله مباحث پیشنهادی توسط فینمن به شمار می‌آیند. در بحبوحه سالهای صنعتی كلمه «بزرگ» از اهمیت ویژه ای برخوردار بود. مثل علوم بزرگ،
پروژه‌های مهندسی بزرگ و غیره حتی كامپیوترها در دهه 1950 تمام طبقات ساختمان را اشغال می‌كردند. ولی از وقتی فینمن نظرات و منطق خود را بازگو كرد، جهان روندی به سوی كوچك شدن در پیش گرفت.Marvin Minskey تفكرات بسیار باروری داشت كه می‌توانست به اندیشه‌های فینمن قوت ببخشد. Minskey پدر یابنده هوش‌های مصنوعی دهه 70-1960 جهان در تفكراتی كه مربوط به آینده می‌شد، رهبری می‌كرد.Eric Orexler نسبت به وسایل بسیار كوچك فینمن علاقه مند شده بود و قصد داشت تا در مورد تواناییهای آنها به كاوش 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
