آبجی
19th February 2010, 11:21 PM
با اینکه این روزها در اکثر مکانها و میان افراد علاقهمند، فناوری نانو در معنای اولیه، یک اصطلاح و علم شناختهشده است؛ اما بد نیست در ابتدای شروع این مبحث در این انجمن نیز نگاهی اجمالی به مفهوم و برخی کاربردهای آن داشتهباشیم: نانوتکنولوژی، فناوری جديد است که تمام دنيا را فرا گرفته است و به تعبير دقيقتر " نانوتکنولوژی بخشی از آينده نيست بلکه همهی آينده است" . در اين نوشتار بعد از تعريف نانوتکنولوژی و بيان کاربردهای آن، دلايل و ضرورتهای توجه به اين فناوری آورده شدهاست . . .
تعريف نانوتکنولوژی و آشنايی با آن
نانوتکنولوژی، توانمندی توليد مواد، ابزارها و سيستمهای جديد با دردست گرفتن کنترل در سطوح ملکولی و اتمی و استفاده از خواص است که در آن سطوح ظاهر میشود. از همين تعريف ساده برمیآيد که نانوتکنولوژی يک رشته جديد نيست، بلکه رويکردی جديد در تمام رشتههاست. برای نانوتکنولوژِی کاربردهايی را در حوزههای مختلف از غذا، دارو، تشخيص پزشکی و بيوتکنولوژی تا الکترونيک، کامپيوتر، ارتباطات، حملونقل، انرژی، محيط زيست، مواد، هوافضا و امنيت ملی برشمردهاند.کاربردهای وسيع اين عرصه به همراه پيامدهای اجتماعی، سياسی و حقوقی آن، اين فناوری را بهعنوان يک زمينهی فرارشتهای و فرابخش مطرح نموده است.
هر چند آزمايشها و تحقيقات پيرامون نانوتکتولوژی از ابتدای دهه 80 قرن بيستم بطور جدی پيگيری شد، اما اثرات تحول آفرين، معجزه آسا و باورنکردنی نانوتکنولوژی در روند تحقيق و توسعه باعث گرديد که نظر تمامی کشورهای بزرگ به اين موضوع جلب گردد و فناوری نانو را به عنوان يکی از مهمترين اولويتهای تحقيقاتی خويش طی دههی اول قرن بيست و يکم محسوب نمايند .
استفاده از اين فنآوری در کليهی علوم پزشکی، پتروشيمی، علوم مواد، صنايع دفاعی، الکترونيک، کامپیوترهای کوانتومی و غيره باعث شده که تحقيقات در زمينهی نانو بهعنوان يک چالش اصلی علمی و صنعتی پيش روی جهانيان باشد. لذا محققين، اساتيد و صنعتگران ايرانی نيز بايد در يک بسيج همگانی، جايگاه، موقعيت و وضعيت خويش را در خصوص اين موضوع مشخص نمايند و با يک برنامهريزی علمی دقيق و کارشناسانه به حضوری فعال و حتی رقابتی سالم در اين جايگاه، عرضاندام و ابراز وجود نمايند و برای چنين کاری طراحی يک برنامه منسجم، فراگير و همهجانبه اجتنابناپذير است.
نانوتكنولوژی و كاربردهای آن
علوم و فناوری نانو، عنصری اساسی در درك بهتر طبيعت در دهه‌های آتی خواهد بود. از جمله موارد مهم در آینده، همكاريهای تحقيقاتیِ ميان‌رشته‌ا‌ی، آموزش خاص و انتقال ايدهها و افراد به صنعت خواهد بود. بخشی از تأثيرات و کاربردهای نانوتکنولوژی بهشرح زير میباشد:
1- توليد، مواد و محصولات صنعتی :
نانوتكنولوژی تغيير بنيانی مسيری است كه در آينده، موجب ساخت مواد و ابزارها خواهد شد. امكان سنتز بلوك‌های ساختمانی نانو با اندازه و تركيب به دقّت كنترل‌شده و سپس چيدن آنها در ساختارهای بزرگتر، كه دارای خواص و كاركرد منحصربه‌فرد باشند، انقلابی در مواد و فرآيندهای توليد آنها، ايجاد می‌كند. محقّقين قادر به ايجاد ساختارهايی از مواد خواهند شد كه در طبيعت نبوده و شيمی مرسوم نيز قادر به ايجادشان نبوده‌است. برخی از مزايای نانوساختارها عبارتست از : مواد سبك‌تر، قوی‌تر و قابل برنامهريزی ؛ كاهش هزينهی عمر كاری از طريق كاهش دفعات نقص فنّی؛ ابزارهايی نوين بر پايهی اصول و معماری جديد؛ بكارگيری كارخانجات مولكولی يا خوشه‌ا‌ی كه مزيّت مونتاژ مواد در سطح نانو را دارند.
2- پزشکی و بدن انسان:
رفتار مولكولی در مقياس نانومتر، سيستمهای زنده را اداره می‌كند. يعنی مقياسی كه شيمی، فيزيك، زيست‌شناسی و شبيه‌سازی كامپيوتری، همگی به آن سمت درحال گرايش هستند.
• فراتر از سهل‌شدن استفاده بهينه از دارو، نانوتكنولوژی میتواند فرمولاسيون و مسيرهايی برای رهايش دارو (Drug Delivery) تهيه كند، كه به‌نحو حيرت‌انگيزی توان درمانی داروها را افزايش می‌دهد.
• مواد زيست‌سازگار با كارايِی بالا، از توانايی بشر در كنترل نانوساختارها حاصل خواهدشد. نانومواد سنتزی معدنی و آلی را مثل اجزای فعّال، می‌توان برای اعمال نقش تشخيصی (مثل ذرات كوانتومی كه برای مرئی‌سازی بكار می‌رود) درون سلولها وارد نمود.
• افزايش توان محاسباتی بوسيلهی نانوتكنولوژی، ترسيم وضعيت شبكه‌های ماكرومولكولی را در محيط‌های واقعی ممكن می‌سازد. اينگونه شبيه‌سازی‌ها برای بهبود قطعات كاشته‌شده زيست‌سازگار در بدن و جهت فرآيند كشف دارو، الزامی خواهدبود.
3- دوام‌پذيری منابع: كشاورزی، آب، انرژی، مواد و محيط زيست پاك:
نانوتكنولوژی چنانچه ذكر شد، منجر به تغييراتی شگرف در استفاده از منابع طبيعی، انرژی و آب خواهد شد و پساب و آلودگی را كاهش خواهدداد. همچنين فنّاوری‌های جديد، امكان بازيافت و استفادهی مجدد از مواد، انرژی و آب را فراهم خواهند كرد. در زمينه محيط زيست ، علوم و مهندسی نانو، میتواند تأثير قابل ملاحظهای ، در درك مولكولی فرآيندهای مقياس نانو كه در طبيعت رخ می‌دهد ؛ در ايجاد و درمان مسائل زيست‌محيطی از طريق كنترل انتشار آلاينده‌ها ؛ در توسعهی فنّاوری‌های "سبز" جديد كه محصولات جانبی ناخواسته كمتری دارند و يا در جريانات و مناطق حاوی فاضلاب، داشته‌باشد. لازم به ذكر است، نانوتكنولوژی توان حذف آلودگی‌های كوچك از منابع آبی (كمتر از 200 نانومتر) و هوا (زير 20 نانومتر) و اندازه‌گيری و تخفيف مداوم آلودگی در مناطق بزرگتر را دارد.
در زمينهی انرژی ، نانوتكنولوژی میتواند بهطور قابل ملاحظهای كارآيی، ذخيره‌سازی و توليد انرژی را تحت تأثير قرار داده مصرف انرژی را پايين بياورد. بهعنوان مثال، شركتهای مواد شيميايی، مواد پليمری تقويت‌شده با نانوذرات را ساخته‌اند كه میتواند جايگزين اجزای فلزی بدنه اتومبيلها شود. استفاده گسترده از اين نانوكامپوزيت‌ها میتواند ساليانه 5/1 ميليارد ليتر صرفه‌جويی مصرف بنزين به همراه داشته‌باشد .
يا انتظار می‌رود تغييرات عمده‌ا‌ی در فنّاوری روشنايی در 10 سال آينده رخ دهد. می‌توان نيمه‌هادی‌های مورد استفاده در ديودهای نورانی ( LED ) ها را به مقدار زياد در ابعاد نانو توليد كرد. در ا مريکا ، تقريبا" 20% كل برق توليدی، صرف روشنايی (چه لامپهای التهابی معمولی و چه فلوئورسنت (میشود. مطابق پيش‌بينی‌ها در 10 تا 15 سال آينده ، پيشرفتهايی از اين دست میتواند مصرف جهانی را بيش از 10% كاهش دهد كه 100 ميليارد دلار در سال صرفه‌جويی و 200 ميليون تن كاهش انتشار كربن را به‌همراه خواهدداشت .
4- هوا و فضا :
محدوديت‌های شديد سوخت برای حمل بار به مدار زمين و ماورای آن، و علاقه به فرستادن فضاپيما برای مأموريتهای طولانی به مناطق دور از خورشيد ، كاهش مداوم اندازه، وزن و توان مصرفی را اجتنابناپذير می‌سازد. مواد و ابزارآلات نانوساختاری، اميد حل اين مشكل را بوجود آورده‌است.
"نانوساختن" ( Nanofabrication ) همچنين در طرّاحی و ساخت مواد سبك‌وزن، پرقدرت و مقاوم در برابر حرارت، موردنياز برای هواپيماها، راكت‌ها، ايستگاههای فضايی و سكّوهای اكتشافی سيّاره‌ا‌ی يا خورشيدی، تعيين‌كننده است. همچنين استفاده روزافزون از سيستمهای كوچك‌شده تمامخودكار، منجر به پيشرفتهای شگرفی در فنّاوری ساخت و توليد خواهدشد. اين مسأله با توجه به اينكه محيط فضا، نيروی جاذبه كم و خلأ بالا دارد، موجب توسعه نانوساختارها و سيستمهای نانو – كه ساخت آنها در زمين ممكن نيست- در فضا خواهدشد.
5- امنيت ملّی:
برخی کاربردهای دفاعی نانوتکنولوژی عبارتند از: تسلط اطّلاعاتی از طريق نانوالكترونيك پيشرفته بعنوان يك قابليت مهم نظامی، امكان آموزش مؤثّرتر نيرو، به كمك سيستمهای واقعيت مجازی پيچيده‌تر حاصله از الكترونيك نانوساختاری، استفادهی بيشتر از اتوماسيون و رباتيك پيشرفته برای جبران كاهش نيروی انسانی نظامی، كاهش خطر برای سربازان و بهبود كارآيی خودروهای نظامی، دستيابی به كارآيی بالاتر (وزن كمتر و قدرت بيشتر) موردنياز در صحنه‌های نظامی و در عين‌حال تعداد دفعات نقص فنّی كمتر و هز ينهی كمتر در عمر كاری تجهيزات نظامی، پيشرفت در امر شناسايی و درنتيجه مراقبت عوامل شيميايی، زيستی و هستهای ، بهبود طرّاحی در سيستمهای مورد استفاده در كنترل و مديريت عدم تكثير سلاحهای هستهای ، تلفيق ابزارهای نانو و ميكرومكانيكی جهت كنترل سيستمهای دفاع هستهای . در بسياری موارد، فرصتهای اقتصادی و نظامی مكمّل هم هستند. كاربردهای درازمدت نانوتكنولوژی در زمينه‌های ديگر، پشتيبانیكنندهی امنيت ملّی است و بالعكس.
6- کاربرد نانوتکنولوژی در صنعت الکترونيک:
ذخيره‌سازی اطلاعات در مقياس فوق العاده کوچک، با استفاده از اين فناوری می‌توان ظرفيت ذخيره سازی اطلاعات را در حد 1000 برابر يا بيشتر افزايش دهد و نهايتاً به ساخت ابزارهای ابرمحاسباتی به کوچکی يک ساعت مچی منتهی شود.
ظرفيت نهايی ذخيرهی اطلاعات به حدود يک ترابيت در هر اينچ ربع برسد، و اين امر موجب میشود که ذخيره سازی 50 عدد DVD يا بيشتر در يک هارد ديسک با ابعاد يک کارت اعتباری شود.
ساخت تراشه‌ها در اندازههای فوقالعاده کوچک به عنوان مثال در اندازههای 32 تا 90 نانو متر، توليد ديسک‌های نوری 100 گيگا بايتی در اندازههای کوچک نيز میباشد.
- تاريخچه فناوری نانو در جهان
چهل سال پيش Richard Feynman ، متخصص کوانتوم نظری و دارنده جايزه نوبل، درسخنرانی معروف خود در سال 1959 با عنوان " آن پايين فضاي بسياری هست "( Ther is plenty of room in the bottom ) به بررسی بعد رشد نيافته علم مواد پرداخت. وی درآن زمان اظهار داشت : "اصول فيزيک، تا آنجايی که من توانايی فهمش را دارم، بر خلاف امکان ساختن اتم به اتم چيزها حرفی نمیزنند." او فرض را بر اين قرار داد که اگر دانشمندان فرا گرفتهاند که چگونه ترانزيستورها و ديگر سازهها را با مقياسهای کوچک بسازند، پس ما خواهيم توانست که آنها را کوچک و کوچکتر کنيم. در واقع آنها به مرزهای حقيقیشان در لبههای نامعلوم کوانتوم نزديک خواهند بود بهطوری که يک اتم را در مقابل ديگری بهگونهای قرار دهيم که بتوانيم کوچکترين محصول مصنوعی و ساختگی ممکن را ايجاد کنيم.
- با استفاده از اين فرمهای بسيار کوچک چه وسايلی میتوانيم ايجاد کنيم؟
Feynman در ذهن خود يک "دکتر مولکولی" تصور کرد که صدها بار از يک سلول منحصربه فرد کوچکتر است و میتواند به بدن انسان تزريق شود و درون بدن برای انجام کارِی يا مطالعه و تاييد سلامتی سلولها و يا انجام اعمال ترميمی و بهطور کلی برای نگهداری بدن در سلامت کامل به سير بپردازد. در بحبوبه سالهای صنعتی کلمهی "بزرگ" از اهميت ويژهای برخوردار بود. مثل علوم بزرگ، پروژههای مهندسی بزرگ و غيره حتی کامپيوترها در دهه 1950 تمام طبقات ساختمان را اشغال میکردند. ولی از وقتی Feynman نظرات و منطق خود را بازگو کرد، جهان روندی بهسوی کوچک شدن در پيش گرفت.
Marvin Minsky تفکرات بسيار باروری داشت که میتوانست به انديشههای Feynman قوت ببخشد. Minsky پدر يابنده هوشهای مصنوعی دهه 70-1960 جهان را در تفکراتی که مربوط به آينده مِیشد، رهبری میکرد. در اواسط دههی 70 ، Eric Drexler که يک دانشجوی فارغ التحصيل بود، Minskey را بهعنوان استاد راهنما جهت تکميل پاياننامهاش انتخاب کرد و او نيز اين مسئوليت را بر عهده گرفت . Drexler سبت به وسايل بسيار کوچک Feynman علاقهمند شده بود و قصد داشت تا در مورد تواناييهای آنها به کاوش بپردازد. Minskey نيز با وي موافقت کرد. Drexler در اوايل دهه 80، درجه استادی خود را در رشته علوم کامپيوتر دريافت کرده بود و گروهی از دانشجويان را به صورت انجمنی به دور خود جمع نموده بود. او افکار جوانترها را با يک سری ايدهها که خودش "نانوتکنولوژی" نامگذاری کرده، مشغول میداشت. Drexler اولين مقالهی علمی خود را در مورد نانوتکنولوژی مولکولی (MNT) در سال 1981 ارايه داد. او کتاب Engin of Creation:The Coming Era of Nanotechnology را در سال 1986 به چاپ رساند. Drexler تنها درجه دکتری در نانوتکنولوژی را در سال 1991 از دانشگاه MIT دريافت داشت. او يک پيشرو در طرح نانوتکنولوژی است و هماکنون رئيس استيتو Foresight و Research Fellow میباشد.
- تعيين بودجههای کلان در کشورهای صنعتی برای تحقيقات در زمينه نانوتکنولوژی
بسياری از كشورهای توسعه‌يافته و در حال توسعه (در حدود 30 كشور)، برنامه‌هايی را در سطح ملی برای پشتيبانی از فعاليتهای تحقيقاتی و صنعتی نانوتكنولوژی تدوين و اجرا می‌نمايند. زيرا نانوتكنولوژی به عنوان انقلابی در شرف وقوع، آيندهی اقتصادی كشورها و جايگاه آنها در جهان را تحت تأثير جدی قرار خواهد داد و اين مسأله در اين كشورها توسط صاحب‌نظران و محققان تبيين‌شده و برای مديران اجرايی به صورت يك امر شفاف و قطعی درآمده است. در بخشی از اين كشورها، در يكی دو سال اخير تحركات شديدی از طرف دولتها برای سرعت بخشيدن به توسعه نانوتكنولوژی صورتگرفته و فعاليتهايی كه تا قبل از اين به صورت خودجوش توسط محققان انجام می‌گرفته است، با تشويق و حمايتهای مستقيم دولت ادامه يافته‌اند كه در اين قسمت نمودار ستونی ميزان سرمايه گذاری دولتها آورده شده است:
- اهميت مطرح شدن طرح
همانگونه كه اشاره شد بسياری از كشورهای پيشرفته و درحال پيشرفت، برنامه‌هايی را برای پشتيبانی از فعاليتهای تحقيقاتی و صنعتی نانوتكنولوژی تدوين و اجرا می‌نمايند. اما يك سوال مهم برای كشور ما و بسياری از كشورها كه هنوز به نانوتكنولوژی به عنوان تمدن آينده علمی توجه كافی نكرده‌اند، اين است كه آيا بايد با اين روند همراه شد يا نه؟ توجه به فضای بسيار بزرگ و در حال ايجاد نانوتكنولوژی و حجم وسيع فعاليتهای مربوط به آن در دنيا، اين باور را به انسان القاء می‌كند كه دير يا زود بايد آينده را ديد و برای ورود به آن اقدام نمود.
1-1) ورود كشورها به عرصه نانوتكنولوژی اجتنابناپذير است.
بسياری از صاحب‌نظران و محققان، نانوتكنولوژی را مساوی آينده دانسته‌اند. به عنوان نمونه كميته مشاوران رئيس‌جمهور آمريكا در علوم و فناوری در تأييد برنامه ملی نانوتكنولوژی برای سال 2001، از نانوتكنولوژی به عنوان محور آينده جهان ياد می‌كند. به دليل تأثيرات اين فناوری بر اكثر فناوريهای موجود، عقيده صاحب‌نظران اين است كه متخصصان رشته‌های مختلف بدون گرايش به مباحث مقياس نانو در دهه‌های آينده فرصتی برای رشد نخواهند داشت و شكوفايی بسياری از فناوريهای مهم ازجمله فناوری اطلاعات و بيوتكنولوژی به عنوان دو دستاورد بسيار عظيم قرن بيستم بدون بهره‌گيری از نانوتكنولوژی دچار اختلال خواهندشد. از اين جهت اين مسئله برای دانشگاهيان، محققان و مسؤولان هر كشور امری حياتی است.
2-2) دلايل اساسی ضرورت ورود كشور به عرصهی نانوتكنولوژی
علاوه بر موضوع فوق، می‌توان دلايل زير را برای اجتناب‌ناپذيری ورود كشورهايی چون ايران اقامه نمود:
١2-٢1) تاثير اساسی نانوتكنولوژی در رشد و پيشرفت بسياری از فناوريها
ماهيت فرارشتهای علوم و فناوری نانو به عنوان توانمندی توليد مواد، ابزارها و سيستمهای جديد با دقت اتم و مولكول، موجب تعريف كاربردهای بسياری زيادی در عرصه‌های مختلف علمی و صنعتی شده است. برای نانوتكنولوژی كاربردهای بسياری را در حوزههای دارو و غذا و بهداشت، درمان بيماريها، محيط‌زيست، انرژی، الكترونيك، كامپيوتر و اطلاعات، مواد، ساخت و توليد، هوافضا، بيوتكنولوژی و كشاورزی و امنيت ملی و دفاع برشمردهاند. به همين دليل بر تمام فناوريها تأثير گذاشته و دير يا زود بايد شاهد محصولات آنها بود. به عنوان نمونه در بخش پزشكی و بهداشت، يك زمينهی كاری بسيار مهم، سيستم توزيع دارو در داخل بدن میباشد. مصرف دارو در حال حاضر به صورت حجمی است در حالی كه سلولهای خاصی از بدن نيازمند آن می‌باشند. در روش جديد دارو با وسايل ترزيق متفاوت با امروزه به صورت مستقيم به سمت سلولهای مشخص جهت‌گيری شده و دارو به محل نياز تحويل داده میشود. با همين مكانيزم، بيماريهای بزرگ و كوچك در آغاز شكل‌گيری قابل تشخيص و درمان خواهند بود. يا در بخش مواد، پروژه‌هايی در دست كار میباشد كه موادی با وزن بسيار كم و خواص بسيار مناسب توليد شوند. كاربرد اين مواد در ساختمان، خودرو، هواپيما و بسياری از ملزومات زندگی انسانها ديدهخواهدشد. بنابراين عرصه بسيار وسيع نانوتكنولوژی كه زندگی انسانها را نيز در برخواهد گرفت، خود القاءكننده اين نتيجه خواهد بود كه نمی‌توان به روی آن چشم بست.
٢2-٢2) تأثير نانوتكنولوژی بر امنيت جهانی
از نظر دفاعی، نانوتكنولوژی برای كشورها، هم فرصت است هم تهديد. به لحاظ كاربردهای بسيار زيادی كه اين فناوری میتواند در امور نظامی داشته باشد، گرايش زيادی در بخش دفاعی كشورها به تحقيق و توسعهی نانوتكنولوژی صورت گرفته است. اين كاربردها از لباسهای مانع خطر تا پرنده‌های بسيار كوچك، تجهيزات اطلاعاتی و بسياری موارد ديگر است كه هم‌اكنون با حمايت وزارتخانه‌های دفاع كشورهايی چون آمريكا، ژاپن و برخی كشورهای اروپايی به صورت پروژههای تحقيقاتی در حال انجام هستند. از اين جهت اين فناوری برای كشورها يك تهديد محسوب میشود. اما برای كشورهايی كه بتوانند با استفاده از روند موجود، جايگاهی را در آينده امنيت جهانی برای خود در نظر بگيرند، يك فرصت خواهد بود. با توجه به اينكه اين كاربردها بسيار متنوع هستند، هر كشوری میتواند زمينه‌ای را برای پيشگامی در جهان سهم خود نمايد و در آينده رقابتهای بين‌المللی نقشی داشته باشد.
2٣-٢3) شكل‌گيری بازارهای بسيار بزرگ
شواهد موجود نشان می‌دهد كه درصد بالايی از بازارهای محصولات مختلف متكی بر نانوتكنولوژی خواهد بود و به همين دليل دولتها و شركتهای بزرگ و كوچك به دنبال كسب جايگاهی برای خود در اين بازارها هستند. ميهيل روكو، رئيس كميتهی علوم و فناوری نانو در رياست‌جمهوری آمريكا طی مقاله‌ای در ماه می سال 2001، پتانسيل نانوتكنولوژی برای تغيير چشمگير در اقتصاد جهانی را يادآوری نموده است. بر مبنای پيش‌بينی وی و بخش ديگری از صاحب‌نظران در ده الی 15 سال آينده نانوتكنولوژی بازار نيمه‌هادی را به طور كامل تحت تأثير قرار خواهد داد. خبرهايی نيز كه اخيراً از شركتهای اصلی سازنده پردازنده‌های كامپيوتر در آمريكا و ژاپن منتشر شده است، از ورود پردازنده‌های حاوی يك ميليارد نانوترانزيستور تا قبل از 10 سال آينده حكايت دارد. به عنوان مثال شركت اينتل اعلام نموده است كه در سال 2007 پردازنده‌های متكی بر نانوترانزيستور را با قدرت و سرعت بسيار بيشتر و مصرف كمتر نسبت به آخرين دستاوردهای امروزی نيمه‌هادی‌ها وارد بازار خواهد كرد.
در بخش دارو نيز پيش‌بينی شده است تا 10 الی 15 سال آينده نيمی از اين صنعت متكی بر نانوتكنولوژی خواهد بود كه خود نياز به وسايل تزريق جديد و آموزشهای پزشكی روزآمد خواهد داشت يا در مورد موادشيميايی، فقط ذكر بازار 100 ميليارد دلاری كاتاليستها كه تا 10 سال آينده به طور كامل متكی بر كاتاليستهای نانوساختاری خواهد بود برای نشان دادن اهميت بحث كافی است. از هم‌اكنون بازار بزرگی برای بكارگيری مواد جديد در محصولات فعلی در حال شكل‌گيری است. موادی كه می‌توانند خواص جديد و فوق‌العاده‌ای به محصولات موجود بخشيده و موجب كاهش قيمت آنها شوند. به عنوان نمونه نانولوله‌های كربنی ( Carbon Nanotubes ) با وزن بسيار كمتر و استحكام بسيار بيشتر نسبت به موادی چون فولاد، بخش زيادی از صنايع را در آينده تحت تاثير قرار خواهد داد.
در كنار اين پيش‌بينی‌ها، اين سؤال بايد مطرح شود كه جايگاه كشورهايی كه به نانوتكنولوژی دسترسی ندارند، در بازارهای آينده و اقتصاد جهانی چه خواهد بود. با توجه به اينكه سهم هر كشور يا بنگاه در زمان شكل‌گيری يك بازار تثبيت میشود، زمان سرمايه‌گذاری برای رسيدن به جايگاه مناسب، همين امروز است.
تعريف نانوتکنولوژی و آشنايی با آن
نانوتکنولوژی، توانمندی توليد مواد، ابزارها و سيستمهای جديد با دردست گرفتن کنترل در سطوح ملکولی و اتمی و استفاده از خواص است که در آن سطوح ظاهر میشود. از همين تعريف ساده برمیآيد که نانوتکنولوژی يک رشته جديد نيست، بلکه رويکردی جديد در تمام رشتههاست. برای نانوتکنولوژِی کاربردهايی را در حوزههای مختلف از غذا، دارو، تشخيص پزشکی و بيوتکنولوژی تا الکترونيک، کامپيوتر، ارتباطات، حملونقل، انرژی، محيط زيست، مواد، هوافضا و امنيت ملی برشمردهاند.کاربردهای وسيع اين عرصه به همراه پيامدهای اجتماعی، سياسی و حقوقی آن، اين فناوری را بهعنوان يک زمينهی فرارشتهای و فرابخش مطرح نموده است.
هر چند آزمايشها و تحقيقات پيرامون نانوتکتولوژی از ابتدای دهه 80 قرن بيستم بطور جدی پيگيری شد، اما اثرات تحول آفرين، معجزه آسا و باورنکردنی نانوتکنولوژی در روند تحقيق و توسعه باعث گرديد که نظر تمامی کشورهای بزرگ به اين موضوع جلب گردد و فناوری نانو را به عنوان يکی از مهمترين اولويتهای تحقيقاتی خويش طی دههی اول قرن بيست و يکم محسوب نمايند .
استفاده از اين فنآوری در کليهی علوم پزشکی، پتروشيمی، علوم مواد، صنايع دفاعی، الکترونيک، کامپیوترهای کوانتومی و غيره باعث شده که تحقيقات در زمينهی نانو بهعنوان يک چالش اصلی علمی و صنعتی پيش روی جهانيان باشد. لذا محققين، اساتيد و صنعتگران ايرانی نيز بايد در يک بسيج همگانی، جايگاه، موقعيت و وضعيت خويش را در خصوص اين موضوع مشخص نمايند و با يک برنامهريزی علمی دقيق و کارشناسانه به حضوری فعال و حتی رقابتی سالم در اين جايگاه، عرضاندام و ابراز وجود نمايند و برای چنين کاری طراحی يک برنامه منسجم، فراگير و همهجانبه اجتنابناپذير است.
نانوتكنولوژی و كاربردهای آن
علوم و فناوری نانو، عنصری اساسی در درك بهتر طبيعت در دهه‌های آتی خواهد بود. از جمله موارد مهم در آینده، همكاريهای تحقيقاتیِ ميان‌رشته‌ا‌ی، آموزش خاص و انتقال ايدهها و افراد به صنعت خواهد بود. بخشی از تأثيرات و کاربردهای نانوتکنولوژی بهشرح زير میباشد:
1- توليد، مواد و محصولات صنعتی :
نانوتكنولوژی تغيير بنيانی مسيری است كه در آينده، موجب ساخت مواد و ابزارها خواهد شد. امكان سنتز بلوك‌های ساختمانی نانو با اندازه و تركيب به دقّت كنترل‌شده و سپس چيدن آنها در ساختارهای بزرگتر، كه دارای خواص و كاركرد منحصربه‌فرد باشند، انقلابی در مواد و فرآيندهای توليد آنها، ايجاد می‌كند. محقّقين قادر به ايجاد ساختارهايی از مواد خواهند شد كه در طبيعت نبوده و شيمی مرسوم نيز قادر به ايجادشان نبوده‌است. برخی از مزايای نانوساختارها عبارتست از : مواد سبك‌تر، قوی‌تر و قابل برنامهريزی ؛ كاهش هزينهی عمر كاری از طريق كاهش دفعات نقص فنّی؛ ابزارهايی نوين بر پايهی اصول و معماری جديد؛ بكارگيری كارخانجات مولكولی يا خوشه‌ا‌ی كه مزيّت مونتاژ مواد در سطح نانو را دارند.
2- پزشکی و بدن انسان:
رفتار مولكولی در مقياس نانومتر، سيستمهای زنده را اداره می‌كند. يعنی مقياسی كه شيمی، فيزيك، زيست‌شناسی و شبيه‌سازی كامپيوتری، همگی به آن سمت درحال گرايش هستند.
• فراتر از سهل‌شدن استفاده بهينه از دارو، نانوتكنولوژی میتواند فرمولاسيون و مسيرهايی برای رهايش دارو (Drug Delivery) تهيه كند، كه به‌نحو حيرت‌انگيزی توان درمانی داروها را افزايش می‌دهد.
• مواد زيست‌سازگار با كارايِی بالا، از توانايی بشر در كنترل نانوساختارها حاصل خواهدشد. نانومواد سنتزی معدنی و آلی را مثل اجزای فعّال، می‌توان برای اعمال نقش تشخيصی (مثل ذرات كوانتومی كه برای مرئی‌سازی بكار می‌رود) درون سلولها وارد نمود.
• افزايش توان محاسباتی بوسيلهی نانوتكنولوژی، ترسيم وضعيت شبكه‌های ماكرومولكولی را در محيط‌های واقعی ممكن می‌سازد. اينگونه شبيه‌سازی‌ها برای بهبود قطعات كاشته‌شده زيست‌سازگار در بدن و جهت فرآيند كشف دارو، الزامی خواهدبود.
3- دوام‌پذيری منابع: كشاورزی، آب، انرژی، مواد و محيط زيست پاك:
نانوتكنولوژی چنانچه ذكر شد، منجر به تغييراتی شگرف در استفاده از منابع طبيعی، انرژی و آب خواهد شد و پساب و آلودگی را كاهش خواهدداد. همچنين فنّاوری‌های جديد، امكان بازيافت و استفادهی مجدد از مواد، انرژی و آب را فراهم خواهند كرد. در زمينه محيط زيست ، علوم و مهندسی نانو، میتواند تأثير قابل ملاحظهای ، در درك مولكولی فرآيندهای مقياس نانو كه در طبيعت رخ می‌دهد ؛ در ايجاد و درمان مسائل زيست‌محيطی از طريق كنترل انتشار آلاينده‌ها ؛ در توسعهی فنّاوری‌های "سبز" جديد كه محصولات جانبی ناخواسته كمتری دارند و يا در جريانات و مناطق حاوی فاضلاب، داشته‌باشد. لازم به ذكر است، نانوتكنولوژی توان حذف آلودگی‌های كوچك از منابع آبی (كمتر از 200 نانومتر) و هوا (زير 20 نانومتر) و اندازه‌گيری و تخفيف مداوم آلودگی در مناطق بزرگتر را دارد.
در زمينهی انرژی ، نانوتكنولوژی میتواند بهطور قابل ملاحظهای كارآيی، ذخيره‌سازی و توليد انرژی را تحت تأثير قرار داده مصرف انرژی را پايين بياورد. بهعنوان مثال، شركتهای مواد شيميايی، مواد پليمری تقويت‌شده با نانوذرات را ساخته‌اند كه میتواند جايگزين اجزای فلزی بدنه اتومبيلها شود. استفاده گسترده از اين نانوكامپوزيت‌ها میتواند ساليانه 5/1 ميليارد ليتر صرفه‌جويی مصرف بنزين به همراه داشته‌باشد .
يا انتظار می‌رود تغييرات عمده‌ا‌ی در فنّاوری روشنايی در 10 سال آينده رخ دهد. می‌توان نيمه‌هادی‌های مورد استفاده در ديودهای نورانی ( LED ) ها را به مقدار زياد در ابعاد نانو توليد كرد. در ا مريکا ، تقريبا" 20% كل برق توليدی، صرف روشنايی (چه لامپهای التهابی معمولی و چه فلوئورسنت (میشود. مطابق پيش‌بينی‌ها در 10 تا 15 سال آينده ، پيشرفتهايی از اين دست میتواند مصرف جهانی را بيش از 10% كاهش دهد كه 100 ميليارد دلار در سال صرفه‌جويی و 200 ميليون تن كاهش انتشار كربن را به‌همراه خواهدداشت .
4- هوا و فضا :
محدوديت‌های شديد سوخت برای حمل بار به مدار زمين و ماورای آن، و علاقه به فرستادن فضاپيما برای مأموريتهای طولانی به مناطق دور از خورشيد ، كاهش مداوم اندازه، وزن و توان مصرفی را اجتنابناپذير می‌سازد. مواد و ابزارآلات نانوساختاری، اميد حل اين مشكل را بوجود آورده‌است.
"نانوساختن" ( Nanofabrication ) همچنين در طرّاحی و ساخت مواد سبك‌وزن، پرقدرت و مقاوم در برابر حرارت، موردنياز برای هواپيماها، راكت‌ها، ايستگاههای فضايی و سكّوهای اكتشافی سيّاره‌ا‌ی يا خورشيدی، تعيين‌كننده است. همچنين استفاده روزافزون از سيستمهای كوچك‌شده تمامخودكار، منجر به پيشرفتهای شگرفی در فنّاوری ساخت و توليد خواهدشد. اين مسأله با توجه به اينكه محيط فضا، نيروی جاذبه كم و خلأ بالا دارد، موجب توسعه نانوساختارها و سيستمهای نانو – كه ساخت آنها در زمين ممكن نيست- در فضا خواهدشد.
5- امنيت ملّی:
برخی کاربردهای دفاعی نانوتکنولوژی عبارتند از: تسلط اطّلاعاتی از طريق نانوالكترونيك پيشرفته بعنوان يك قابليت مهم نظامی، امكان آموزش مؤثّرتر نيرو، به كمك سيستمهای واقعيت مجازی پيچيده‌تر حاصله از الكترونيك نانوساختاری، استفادهی بيشتر از اتوماسيون و رباتيك پيشرفته برای جبران كاهش نيروی انسانی نظامی، كاهش خطر برای سربازان و بهبود كارآيی خودروهای نظامی، دستيابی به كارآيی بالاتر (وزن كمتر و قدرت بيشتر) موردنياز در صحنه‌های نظامی و در عين‌حال تعداد دفعات نقص فنّی كمتر و هز ينهی كمتر در عمر كاری تجهيزات نظامی، پيشرفت در امر شناسايی و درنتيجه مراقبت عوامل شيميايی، زيستی و هستهای ، بهبود طرّاحی در سيستمهای مورد استفاده در كنترل و مديريت عدم تكثير سلاحهای هستهای ، تلفيق ابزارهای نانو و ميكرومكانيكی جهت كنترل سيستمهای دفاع هستهای . در بسياری موارد، فرصتهای اقتصادی و نظامی مكمّل هم هستند. كاربردهای درازمدت نانوتكنولوژی در زمينه‌های ديگر، پشتيبانیكنندهی امنيت ملّی است و بالعكس.
6- کاربرد نانوتکنولوژی در صنعت الکترونيک:
ذخيره‌سازی اطلاعات در مقياس فوق العاده کوچک، با استفاده از اين فناوری می‌توان ظرفيت ذخيره سازی اطلاعات را در حد 1000 برابر يا بيشتر افزايش دهد و نهايتاً به ساخت ابزارهای ابرمحاسباتی به کوچکی يک ساعت مچی منتهی شود.
ظرفيت نهايی ذخيرهی اطلاعات به حدود يک ترابيت در هر اينچ ربع برسد، و اين امر موجب میشود که ذخيره سازی 50 عدد DVD يا بيشتر در يک هارد ديسک با ابعاد يک کارت اعتباری شود.
ساخت تراشه‌ها در اندازههای فوقالعاده کوچک به عنوان مثال در اندازههای 32 تا 90 نانو متر، توليد ديسک‌های نوری 100 گيگا بايتی در اندازههای کوچک نيز میباشد.
- تاريخچه فناوری نانو در جهان
چهل سال پيش Richard Feynman ، متخصص کوانتوم نظری و دارنده جايزه نوبل، درسخنرانی معروف خود در سال 1959 با عنوان " آن پايين فضاي بسياری هست "( Ther is plenty of room in the bottom ) به بررسی بعد رشد نيافته علم مواد پرداخت. وی درآن زمان اظهار داشت : "اصول فيزيک، تا آنجايی که من توانايی فهمش را دارم، بر خلاف امکان ساختن اتم به اتم چيزها حرفی نمیزنند." او فرض را بر اين قرار داد که اگر دانشمندان فرا گرفتهاند که چگونه ترانزيستورها و ديگر سازهها را با مقياسهای کوچک بسازند، پس ما خواهيم توانست که آنها را کوچک و کوچکتر کنيم. در واقع آنها به مرزهای حقيقیشان در لبههای نامعلوم کوانتوم نزديک خواهند بود بهطوری که يک اتم را در مقابل ديگری بهگونهای قرار دهيم که بتوانيم کوچکترين محصول مصنوعی و ساختگی ممکن را ايجاد کنيم.
- با استفاده از اين فرمهای بسيار کوچک چه وسايلی میتوانيم ايجاد کنيم؟
Feynman در ذهن خود يک "دکتر مولکولی" تصور کرد که صدها بار از يک سلول منحصربه فرد کوچکتر است و میتواند به بدن انسان تزريق شود و درون بدن برای انجام کارِی يا مطالعه و تاييد سلامتی سلولها و يا انجام اعمال ترميمی و بهطور کلی برای نگهداری بدن در سلامت کامل به سير بپردازد. در بحبوبه سالهای صنعتی کلمهی "بزرگ" از اهميت ويژهای برخوردار بود. مثل علوم بزرگ، پروژههای مهندسی بزرگ و غيره حتی کامپيوترها در دهه 1950 تمام طبقات ساختمان را اشغال میکردند. ولی از وقتی Feynman نظرات و منطق خود را بازگو کرد، جهان روندی بهسوی کوچک شدن در پيش گرفت.
Marvin Minsky تفکرات بسيار باروری داشت که میتوانست به انديشههای Feynman قوت ببخشد. Minsky پدر يابنده هوشهای مصنوعی دهه 70-1960 جهان را در تفکراتی که مربوط به آينده مِیشد، رهبری میکرد. در اواسط دههی 70 ، Eric Drexler که يک دانشجوی فارغ التحصيل بود، Minskey را بهعنوان استاد راهنما جهت تکميل پاياننامهاش انتخاب کرد و او نيز اين مسئوليت را بر عهده گرفت . Drexler سبت به وسايل بسيار کوچک Feynman علاقهمند شده بود و قصد داشت تا در مورد تواناييهای آنها به کاوش بپردازد. Minskey نيز با وي موافقت کرد. Drexler در اوايل دهه 80، درجه استادی خود را در رشته علوم کامپيوتر دريافت کرده بود و گروهی از دانشجويان را به صورت انجمنی به دور خود جمع نموده بود. او افکار جوانترها را با يک سری ايدهها که خودش "نانوتکنولوژی" نامگذاری کرده، مشغول میداشت. Drexler اولين مقالهی علمی خود را در مورد نانوتکنولوژی مولکولی (MNT) در سال 1981 ارايه داد. او کتاب Engin of Creation:The Coming Era of Nanotechnology را در سال 1986 به چاپ رساند. Drexler تنها درجه دکتری در نانوتکنولوژی را در سال 1991 از دانشگاه MIT دريافت داشت. او يک پيشرو در طرح نانوتکنولوژی است و هماکنون رئيس استيتو Foresight و Research Fellow میباشد.
- تعيين بودجههای کلان در کشورهای صنعتی برای تحقيقات در زمينه نانوتکنولوژی
بسياری از كشورهای توسعه‌يافته و در حال توسعه (در حدود 30 كشور)، برنامه‌هايی را در سطح ملی برای پشتيبانی از فعاليتهای تحقيقاتی و صنعتی نانوتكنولوژی تدوين و اجرا می‌نمايند. زيرا نانوتكنولوژی به عنوان انقلابی در شرف وقوع، آيندهی اقتصادی كشورها و جايگاه آنها در جهان را تحت تأثير جدی قرار خواهد داد و اين مسأله در اين كشورها توسط صاحب‌نظران و محققان تبيين‌شده و برای مديران اجرايی به صورت يك امر شفاف و قطعی درآمده است. در بخشی از اين كشورها، در يكی دو سال اخير تحركات شديدی از طرف دولتها برای سرعت بخشيدن به توسعه نانوتكنولوژی صورتگرفته و فعاليتهايی كه تا قبل از اين به صورت خودجوش توسط محققان انجام می‌گرفته است، با تشويق و حمايتهای مستقيم دولت ادامه يافته‌اند كه در اين قسمت نمودار ستونی ميزان سرمايه گذاری دولتها آورده شده است:
- اهميت مطرح شدن طرح
همانگونه كه اشاره شد بسياری از كشورهای پيشرفته و درحال پيشرفت، برنامه‌هايی را برای پشتيبانی از فعاليتهای تحقيقاتی و صنعتی نانوتكنولوژی تدوين و اجرا می‌نمايند. اما يك سوال مهم برای كشور ما و بسياری از كشورها كه هنوز به نانوتكنولوژی به عنوان تمدن آينده علمی توجه كافی نكرده‌اند، اين است كه آيا بايد با اين روند همراه شد يا نه؟ توجه به فضای بسيار بزرگ و در حال ايجاد نانوتكنولوژی و حجم وسيع فعاليتهای مربوط به آن در دنيا، اين باور را به انسان القاء می‌كند كه دير يا زود بايد آينده را ديد و برای ورود به آن اقدام نمود.
1-1) ورود كشورها به عرصه نانوتكنولوژی اجتنابناپذير است.
بسياری از صاحب‌نظران و محققان، نانوتكنولوژی را مساوی آينده دانسته‌اند. به عنوان نمونه كميته مشاوران رئيس‌جمهور آمريكا در علوم و فناوری در تأييد برنامه ملی نانوتكنولوژی برای سال 2001، از نانوتكنولوژی به عنوان محور آينده جهان ياد می‌كند. به دليل تأثيرات اين فناوری بر اكثر فناوريهای موجود، عقيده صاحب‌نظران اين است كه متخصصان رشته‌های مختلف بدون گرايش به مباحث مقياس نانو در دهه‌های آينده فرصتی برای رشد نخواهند داشت و شكوفايی بسياری از فناوريهای مهم ازجمله فناوری اطلاعات و بيوتكنولوژی به عنوان دو دستاورد بسيار عظيم قرن بيستم بدون بهره‌گيری از نانوتكنولوژی دچار اختلال خواهندشد. از اين جهت اين مسئله برای دانشگاهيان، محققان و مسؤولان هر كشور امری حياتی است.
2-2) دلايل اساسی ضرورت ورود كشور به عرصهی نانوتكنولوژی
علاوه بر موضوع فوق، می‌توان دلايل زير را برای اجتناب‌ناپذيری ورود كشورهايی چون ايران اقامه نمود:
١2-٢1) تاثير اساسی نانوتكنولوژی در رشد و پيشرفت بسياری از فناوريها
ماهيت فرارشتهای علوم و فناوری نانو به عنوان توانمندی توليد مواد، ابزارها و سيستمهای جديد با دقت اتم و مولكول، موجب تعريف كاربردهای بسياری زيادی در عرصه‌های مختلف علمی و صنعتی شده است. برای نانوتكنولوژی كاربردهای بسياری را در حوزههای دارو و غذا و بهداشت، درمان بيماريها، محيط‌زيست، انرژی، الكترونيك، كامپيوتر و اطلاعات، مواد، ساخت و توليد، هوافضا، بيوتكنولوژی و كشاورزی و امنيت ملی و دفاع برشمردهاند. به همين دليل بر تمام فناوريها تأثير گذاشته و دير يا زود بايد شاهد محصولات آنها بود. به عنوان نمونه در بخش پزشكی و بهداشت، يك زمينهی كاری بسيار مهم، سيستم توزيع دارو در داخل بدن میباشد. مصرف دارو در حال حاضر به صورت حجمی است در حالی كه سلولهای خاصی از بدن نيازمند آن می‌باشند. در روش جديد دارو با وسايل ترزيق متفاوت با امروزه به صورت مستقيم به سمت سلولهای مشخص جهت‌گيری شده و دارو به محل نياز تحويل داده میشود. با همين مكانيزم، بيماريهای بزرگ و كوچك در آغاز شكل‌گيری قابل تشخيص و درمان خواهند بود. يا در بخش مواد، پروژه‌هايی در دست كار میباشد كه موادی با وزن بسيار كم و خواص بسيار مناسب توليد شوند. كاربرد اين مواد در ساختمان، خودرو، هواپيما و بسياری از ملزومات زندگی انسانها ديدهخواهدشد. بنابراين عرصه بسيار وسيع نانوتكنولوژی كه زندگی انسانها را نيز در برخواهد گرفت، خود القاءكننده اين نتيجه خواهد بود كه نمی‌توان به روی آن چشم بست.
٢2-٢2) تأثير نانوتكنولوژی بر امنيت جهانی
از نظر دفاعی، نانوتكنولوژی برای كشورها، هم فرصت است هم تهديد. به لحاظ كاربردهای بسيار زيادی كه اين فناوری میتواند در امور نظامی داشته باشد، گرايش زيادی در بخش دفاعی كشورها به تحقيق و توسعهی نانوتكنولوژی صورت گرفته است. اين كاربردها از لباسهای مانع خطر تا پرنده‌های بسيار كوچك، تجهيزات اطلاعاتی و بسياری موارد ديگر است كه هم‌اكنون با حمايت وزارتخانه‌های دفاع كشورهايی چون آمريكا، ژاپن و برخی كشورهای اروپايی به صورت پروژههای تحقيقاتی در حال انجام هستند. از اين جهت اين فناوری برای كشورها يك تهديد محسوب میشود. اما برای كشورهايی كه بتوانند با استفاده از روند موجود، جايگاهی را در آينده امنيت جهانی برای خود در نظر بگيرند، يك فرصت خواهد بود. با توجه به اينكه اين كاربردها بسيار متنوع هستند، هر كشوری میتواند زمينه‌ای را برای پيشگامی در جهان سهم خود نمايد و در آينده رقابتهای بين‌المللی نقشی داشته باشد.
2٣-٢3) شكل‌گيری بازارهای بسيار بزرگ
شواهد موجود نشان می‌دهد كه درصد بالايی از بازارهای محصولات مختلف متكی بر نانوتكنولوژی خواهد بود و به همين دليل دولتها و شركتهای بزرگ و كوچك به دنبال كسب جايگاهی برای خود در اين بازارها هستند. ميهيل روكو، رئيس كميتهی علوم و فناوری نانو در رياست‌جمهوری آمريكا طی مقاله‌ای در ماه می سال 2001، پتانسيل نانوتكنولوژی برای تغيير چشمگير در اقتصاد جهانی را يادآوری نموده است. بر مبنای پيش‌بينی وی و بخش ديگری از صاحب‌نظران در ده الی 15 سال آينده نانوتكنولوژی بازار نيمه‌هادی را به طور كامل تحت تأثير قرار خواهد داد. خبرهايی نيز كه اخيراً از شركتهای اصلی سازنده پردازنده‌های كامپيوتر در آمريكا و ژاپن منتشر شده است، از ورود پردازنده‌های حاوی يك ميليارد نانوترانزيستور تا قبل از 10 سال آينده حكايت دارد. به عنوان مثال شركت اينتل اعلام نموده است كه در سال 2007 پردازنده‌های متكی بر نانوترانزيستور را با قدرت و سرعت بسيار بيشتر و مصرف كمتر نسبت به آخرين دستاوردهای امروزی نيمه‌هادی‌ها وارد بازار خواهد كرد.
در بخش دارو نيز پيش‌بينی شده است تا 10 الی 15 سال آينده نيمی از اين صنعت متكی بر نانوتكنولوژی خواهد بود كه خود نياز به وسايل تزريق جديد و آموزشهای پزشكی روزآمد خواهد داشت يا در مورد موادشيميايی، فقط ذكر بازار 100 ميليارد دلاری كاتاليستها كه تا 10 سال آينده به طور كامل متكی بر كاتاليستهای نانوساختاری خواهد بود برای نشان دادن اهميت بحث كافی است. از هم‌اكنون بازار بزرگی برای بكارگيری مواد جديد در محصولات فعلی در حال شكل‌گيری است. موادی كه می‌توانند خواص جديد و فوق‌العاده‌ای به محصولات موجود بخشيده و موجب كاهش قيمت آنها شوند. به عنوان نمونه نانولوله‌های كربنی ( Carbon Nanotubes ) با وزن بسيار كمتر و استحكام بسيار بيشتر نسبت به موادی چون فولاد، بخش زيادی از صنايع را در آينده تحت تاثير قرار خواهد داد.
در كنار اين پيش‌بينی‌ها، اين سؤال بايد مطرح شود كه جايگاه كشورهايی كه به نانوتكنولوژی دسترسی ندارند، در بازارهای آينده و اقتصاد جهانی چه خواهد بود. با توجه به اينكه سهم هر كشور يا بنگاه در زمان شكل‌گيری يك بازار تثبيت میشود، زمان سرمايه‌گذاری برای رسيدن به جايگاه مناسب، همين امروز است.