نانوحسگرها

نانوحسگرها

دسته بندی	کامپیوتر
فرمت فایل	doc
حجم فایل	684 کیلو بایت
تعداد صفحات	204

فهرست مطالب

پیشگفتار……………………………………………………………………………………………………………………………………. 12

فصل اول……………………………………………………………………………………………………………………………………. 14

1-1فن 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……………………………………………………….. 19

1-2-1-تاریخچه ی نانو در جهان……………………………………………………………………………………………. 19

2-2-1-تاریخچه ی نانو در ایران…………………………………………………………………………………………….. 22

3-1-مشاهیر نانو ……………………………………………………………………………………………………………………… 23

1-3-1-کی اریک درکسلر……………………………………………………………………………………………………….. 23

2-3-1-ریچارد ارت اسمالی…………………………………………………………………………………………………….. 24

3-3-1-رالف مرکل…………………………………………………………………………………………………………………… 25

4-3-1-روبرت ای فریتاس………………………………………………………………………………………………………. 25

5-3-1-ریچارد پی فایمن………………………………………………………………………………………………………… 26

4-1-عناصر پایه در فن آوری نانو……………………………………………………………………………………………. 29

1-4-1-نانو پوشش ها………………………………………………………………………………………………………………. 30

1-1-4-1-انواع نانو پوشش ها………………………………………………………………………………………………… 30

1-1-1-4-1- پوشش های دانه ای………………………………………………………………………………………… 31

2-1-1-4-1-.پوشش های شبکه ای و چند لایه ای……………………………………………………………. 32

3-1-1-4-1-. پوشش های لایه نازک:…………………………………………………………………………………… 32

4-1-1-4-1-. پوشش های نانوکامپوزیتی……………………………………………………………………………… 33

2-4-1-نانو مواد……………………………………………………………………………………………………………………….. 34

1-2-4-1-نانو پودر…………………………………………………………………………………………………………………… 35

1-1-2-4-1-حالت اول:………………………………………………………………………………………………………….. 35

2-1-2-4-1-حالت دوم…………………………………………………………………………………………………………… 36

3-1-2-4-1-حالت سوم…………………………………………………………………………………………………………. 38

2-2-4-1-نانو لوله……………………………………………………………………………………………………………………. 39

3-2-4-1-نانو کمپوزیت………………………………………………………………………………………………………….. 41

3-4-1-مهندسی مولکولی……………………………………………………………………………………………………….. 42

1-3-4-1-ماشین های مولکولی……………………………………………………………………………………………… 42

4-4-1-نانو الکترونیک……………………………………………………………………………………………………………… 44

1-4-4-1-نانو سیم………………………………………………………………………………………………………………….. 45

1-1-4-4-1-انواع نانو سیم ها……………………………………………………………………………………………….. 46

1-1-1-4-4-1-نانوسیم‌‌های فلزی…………………………………………………………………………………………. 46

۲-1-1-4-4-1-نانوسیم‌‌های آلی……………………………………………………………………………………………. 46

۳-1-1-4-4-1نانوسیم‌‌های هادی و نیمه‌‌هادی……………………………………………………………………… 47

4-1-1-4-4-1- نانوسیم‌‌های سیلیکونی:………………………………………………………………………………. 47

2-1-4-4-1-روش های ساخت نانو سیم ها………………………………………………………………………….. 47

1-2-1-4-4-1-تکنیک‌‌های لیتوگرافی………………………………………………………………………………….. 47

1-1-2-1-4-4-1 لیتوگرافی با اشعه الکترونی:……………………………………………………………………. 48

2-1-2-1-4-4-1- لیتوگرافی با پراب روش…………………………………………………………………………. 48

2-2-1-4-4-1-رسوب الکتروشیمیایی در حفرات……………………………………………………………….. 48

3-1-4-4-1-کاربردهای نانو سیم ها………………………………………………………………………………………. 49

1-3-1-4-4-1-کاربرد نانوسیم در تشخیص بیماریها:………………………………………………………….. 49

2-3-1-4-4-1-استفاده از نانوسیم‌‌ها در رگ‌‌های خونی برای

تحریک اعصاب مغزی………………………………………………………………………………………
……………………….. 50

3-3-1-4-4-1-استفاده از نانوسیمهای سیلیکونی برای هدفمند کردن

رشد سلولهای بنیادین :…………………………………………………………………………………………………………… 51

2-4-4-1-نانو ترانزیستور………………………………………………………………………………………………………… 51

3-4-4-1-نانو حسگر……………………………………………………………………………………………………………….. 53

فصل دوم……………………………………………………………………………………………………………………………………. 54

1-2- دامداری…………………………………………………………………………………………………………………………… 56

2-2- کشاورزی…………………………………………………………………………………………………………………………. 58

3-2-صنایع غذایی……………………………………………………………………………………………………………………. 60

4-2-پزشکی……………………………………………………………………………………………………………………………… 63

1-4-2-تشخیص بیماری با نانو ذرات مغناطیسی………………………………………………………………….. 64

2-4-2-شناسایی مولکولهای زیستی………………………………………………………………………………………. 65

3-4-2-کنترل فعالیت درون یاخته ها……………………………………………………………………………………. 65

4-4-2-درمان ایدز با نوعی کرم……………………………………………………………………………………………… 66

5-2-بهداشت……………………………………………………………………………………………………………………………. 68

6-2-صنایع دریایی…………………………………………………………………………………………………………………… 70

1-6-2-صنایع کشتی‌سازی:…………………………………………………………………………………………………….. 70

۲-6-2- صنایع فرا ساحل:………………………………………………………………………………………………………. 70

۳-6-2- صنایع ساحلی و بندری:……………………………………………………………………………………………. 70

4-۶-۲-برخی از پتانسیل‌های کاربرد فناوری‌نانو در این صنایع……………………………………………. 71

1-4-6-2-الکترودهای جوشکاری دما پایین:………………………………………………………………………….. 71

2-4-6-2-سوخت:……………………………………………………………………………………………………………………. 71

3-4-6-2- نانوفایبرگلاس و نانوکامپوزیت‌ها:………………………………………………………………………….. 72

4-4-6-2-جاذب‌های ارتعاشی:……………………………………………………………………………………………….. 72

5-4-6-2-جاذب‌های صوتی:…………………………………………………………………………………………………… 72

6-4-6-2- رنگ‌های دریایی:……………………………………………………………………………………………………. 73

7-4-6-2- جاذب‌های انرژی موج دریا و نور آفتاب:……………………………………………………………… 73

8-4-6-2-نانوفیلتراسیون:……………………………………………………………………………………………………….. 73

9-4-6-2-نانومورفولوژی:…………………………………………………………………………………………………………. 73

10-4-6-2–تحول در فناوری پیل سوختی:…………………………………………………………………………. 74

11-4-6-2- باتری‌های با ذخیره انرژی بسیار بالا:…………………………………………………………………. 74

12-4-6-2- گرافیت و سرامیک:……………………………………………………………………………………………. 74

5-٦-۲جایگاه صنایع دریایی و فناوری‌نانو در ایران………………………………………………………………… 75

7-2-صنایع آب………………………………………………………………………………………………………………………… 76

1-7-2-نانوفیلتراسیون………………………………………………………………………………… 77

2-7-2-شیرین سازی آب به وسیله نانوغشاها…………………………………………………….. 78

3-7-2-تصفیه آب به کمک نانوذرات……………………………………………………………….. 80

4-7-2-تصفیه پساب‌های صنعتی……………………………………………………………………. 82

1-4-2-7تصفیه فاضلاب‌ها………………………………………………………………………………………………………. 82

2-4-7-2-جیوه‌زدایی از آب…………………………………………………………………………………………………… 85

5-7-2-شرکت‌های فعال در زمینه فناوری‌نانو و آب……………………………………………………………… 86

6-7-2-خلاصه‌ای از کارهای انجام شده در زمینه تصفیه آب و فاضلاب با استفاده از فناوری‌نانو 88

8-2- صنعت نفت…………………………………………………………………………………………………………………….. 90

9-2-صنعت خودرو………………………………………………………………………………………………………………….. 91

1-9-2-عوامل اصلی رقابت در صنعت خودرو سازی…………………………………………………………….. 93

2-9-2-کاربرد های فن آوری نانو در صنعت خودرو سازی………………………………………………….. 94

10-2-الکترونیک……………………………………………………………………………………………………………………… 96

1-10-2-نانو روباتهای سه بعدی در لباس سربازهای ضد سرطان……………………………………….. 97

فصل سوم………………………………………………………………………………………………………………………………….. 99

1-3-آشنایی با نانو الکترونیک…………………………………………………………………………………………………. 100

1-1-3-وسایل نانو الکترونیک…………………………………………………………………………………………………. 102

1-1-1-3-نانو لوله ها……………………………………………………….
……………………………………………………… 102

2-1-1-3-حلقه های بنزنی…………………………………………………………………………………………………….. 103

3-1-1-3-پلیمر……………………………………………………………………………………………………………………….. 103

4-1-1-3-DNA……………………………………………………………………………………………………………………. 103

2-3-چشم انداز فن آوری نانو الکترونیک……………………………………………………..106.

1-2-3-مشخصه یابی لایه ی نازک قطعات الکترونیکی…………………………………….107

2-2-3-وسعت فن آوری نانو الکترونیک……………………………………………………….107

3-3-کاربرد نانو الکترونیک در صنعت…………………………………………………………..109

1-3-3-نمونه ای از کاربرد فن آوری نانو در الکترونیک…………………………………..109

۱-1-3-3-کربن نانو تیوب ها (carbon nanotubes)……………………………………………………. 109

2-1-3-3- نانو ترانزیستورها (nanotransistors)…………………………………………………………… 110

3-1-3-3- محاسبه گر ها در مقیاس نانو ( nanocomputers)…………………………………….. 110

4-1-3-3- MRAMها ( Magnetic Random Access Memories )……………… 110

5-1-3-3- ۶۰ C…………………………………………………………………………………………………………………….. 111

4-3-کارهایی که باید در راستای پیشرفت این علم انجام شود…………………………….112

5-3-جهانی شدن صنعت نانو الکترونیک………………………………………………………..113

1-5-3-مفهوم جهانی شدن…………………………………………………………………………………………………….. 113

2-5-3 پیامد های جهانی شدن………………………………………………………………………………………………. 114

1-2-5-3 تجارت الكترونیك…………………………………………………………………………………………………… 116

6-3-نتیجه گیری……………………………………………………………………………………….121

فصل چهارم……………………………………………………………………………………………………………………………….. 123

1-4-حسگر ها و نواع آن………………………………………………………………. 124

1-1-4-حسگر چیست؟…………………………………………………………………………………………………………… 124

1-1-1-4-ساختار كلی یك حسگر………………………………………………………………………………………… 124

2-1-1-4-خصوصیات حسگر ها…………………………………………………………………………………………….. 125

2-1-4-انواع حسگر ها…………………………………………………………………………………………………………….. 125

1-2-1-4- حسگر های آنالوگ……………………………………………………………………………………………….. 125

2-2-1-4- حسگر هاىیجیتال……………………………………………………………………………………………….. 126

3-2-1-4-انواع حسگر ها در ربات…………………………………………………………………………………………. 126

1-3-2-1-4-حسگرمحیطی:…………………………………………………………………………………………………… 126

2-3-2-1-4-. حسگر بازخورد:……………………………………………………………………………………………….. 127

3-3-2-1-4- حسگر فعال………………………………………………………………………………………………………. 127

4-3-2-1-4-. حسگر غیرفعال……………………………………………………………………………………………….. 127

4-2-1-4-حسگر فاصله…………………………………………………………………………………………………………… 128

1-3-2-1-4-حسگر تماسی: ( Contact…………………………………………………………………………… 128

2-3-2-1-4-حسگرهای مجاورتی(Proximity ):……………………………………………………………. 128

1-2-3-2-1-4-حس کردن استاتیک:…………………………………………………………………………………… 129

2-2-3-2-1-4-حس کردن حلقه بسته………………………………………………………………………………… 129

3-3-2-1-4-حسگرهای دوربرد ( Far away)………………………………………………………………….. 130

4-3-2-1-4-حسگر نوری (گیرنده-فرستنده)………………………………………………………………………. 130

2-4-كاربرد حسگر ها………………………………………………………………………………………………………………. 132

1-2-4- حسگر های بدنه………………………………………………………………………………………………………. 132

2-2-4- حسگر های جهت یاب مغناطیسی…………………………………………………………………………… 132

3-2-4- حسگر های فشار و تماس…………………………………………………………………………………………. 132

4-2-4- حسگر های گرمایی…………………………………………………………………………………………………… 133

5-2-4- حسگر های بویایی ……………………………………………………………………………………………………. 133

6-2-4- حسگر های موقعیت مفاصل……………………………………………………………………………………… 134

1-6-2-4-انكدر های مطلق…………………………………………………………………………………………………….. 134

2-6-2-4- انكدر های افزاینده………………………………………………………………………………………………… 134

7-2-4-آشنا یىبا دو نمونه ازحسگر ها…………………………………………………………………………………. 135

1-7-2-4-حسگر تشخیص مانع(دیواره)………………………………………………………………………………… 135

2-7-2-4- حسگرالتراسونیك…………………………………………………………………………………………………. 137

3-4-نانو حسگر………………………………………………………………………………………………………………………… 139

1-3-4-انواع نانو حسگرها……………………………………………………………………………………………………….. 139

1-1-3-4-استفاده از نقاط کوانتومی درتولید نانو حسگرها:…………………………………………….
…… 139

2-1-3-4-.استفاده ازنانولوله ها درتولید نانوحسگرها…………………………………………………………….. 140

1-2-1-3-4-نانولوله های کربنی به عنوان حسگرهای شیمیایی:………………………………………… 140

2-2-1-3-4-نانولوله های کربنی به عنوان حسگرهای مکانیکی:…………………………………………. 140

3-2-1-3-4-استفاده ازنانو ابزارها درتولید نانوحسگرها:……………………………………………………….. 141

4-4- كاربردهای نانو حسگر…………………………………………………………………………………………………….. 142

1-4-4- ساخت بینی الکترونیکی با.نانو حسگر، چشم اندازی نوین در صنایع امنیتی……… 142

1-4-4-كاربردهای بینی الکترونیکی………………………………………………………………………………………. 146

1-1-4-4-سیستم تأمین امنیت…………………………………………………………………………………………….. 146

1-1-1-4-مبارزه با قاچاق، مواد مخدر و تروریسم………………………………………………………………… 146

2-1-1-4-4-جایگزینی سگ های جستجوگر……………………………………………………………………….. 146

3-1-1-4-4-تجهیزات ربات های رزمی:………………………………………………………………………………… 147

.4-1-1-4-4-دریافت کننده های سیگنال های حفاظتی:……………………………………………………. 147

4-1-1-4-4-کنترل کننده محل کار:…………………………………………………………………………………….. 147

5-1-1-4-4-سیستم فوق العاده سریع اعلام حریق:…………………………………………………………… 147

6-1-1-4-4- بینی الکترونی وجرم شناسی:…………………………………………………………………………. 148

1-6-1-1-4-4-شناسایی پول ها و اسناد با ارزش از روی بو:……………………………………………… 148

2- 4-4- حسگرها و کنترل آلودگی هوا:……………………………………………………………………………….. 149

1-2-4-4- مبارزه با انتشار گازهای سمی:……………………………………………………………………………… 149

3-4-4-کاربرد نانو سنسورها در نمودارگیری و اندازه گیری در حین حفاری صنایع بالادستی نفت 149

4-4-4-نانوحسگر و پزشکی…………………………………………………………………………………………………….. 153

1-4-4-4-تولید نانوحسگرهای زیستی نوری…………………………………………………………………………. 153

2-4-4-4-کاربرد حسگرهای زیستی………………………………………………………………………………………. 154

1-2-4-4-4-سیلان و فرایند سیلان‌دار كردن……………………………………………………………………… 155

5-4-4-استفاده از نانوحسگرهای نوری برای بررسی تغییرات سلولی………………………………….. 156

6-4-4-نانو حسگر و صنایع غذایی…………………………………………………………………………………………. 157

7-4-4- پتانسیل نانو سنسورها و تحقیقات در صنعت کشاورزی و غذا………………………………. 161

1-7-4-4-در کمتر از 5 سال:…………………………………………………………………………………………………. 161

2-7-4-4-بین 5 تا 15 سال:………………………………………………………………………………………………….. 161

8-4-4-نانوسنسورها و AFM های جدید…………………………………………………………………………….. 162

9-4-4-مدار الکترونیکی روبات نوریاب یا بولینگر ساده ( با دو ترانزیستور)………………………… 163

1-9-4-4- انگشت هوشمند توسط نانو حسگر ها ساخته شد…………………………………………….. 165

10-4-4-کاربرد نانو سنسورها در بخش لرزه‌نگارى ( Seismic )

صنایع بالادستى نفت………………………………………………………………………………………………………………… 166

5-4-جذابیت‌های نانوحسگرها……………………………………………………………………………………………….. 169

6-4-آینده نگری:……………………………………………………………………………………………………………………… 170

فصل پنجم…………………………………………………………………………………………………………………………………. 171

1-5- نانوتکنولوژی بخشی از آینده نیست، بلکه تمام آینده است……………………………………….. 172

2-5-الگوی «منحنی S»…………………………………………………………………………………………………………. 172

1-2-5-. طفولیت:…………………………………………………………………………………………………………………….. 173

2-2-5- رشد:…………………………………………………………………………………………………………………………… 173

3-2-5. بلوغ:…………………………………………………………………………………………………………………………….. 174

3-5-جایگاه ایران……………………………………………………………………………………………………………………… 174

4-5-نگاه از زاویه فواید و مضرات……………………………………………………………………………………………. 178

5-5-راهبردهایی برای توسعه اصولی……………………………………………………………………………………… 180

6-5-اقدامات انجام شده در ایران……………………………………………………………………………………………. 180

7-5-جمع‎بندی نهایی بحث…………………………………………………………………………………………………….. 181

8-5-نتیجه گیری وپیشنهاد :………………………………………………………………………………………………….. 182

منابع و مآخذ…………………………………………………………………………………………………………………………….. 186