فناوری نانو یا نانو تکنولوژی یک علم نوظهور است که انتظار می رود در آینده پیشرفت های سریع و قوی داشته باشد. پیش بینی می شود که در دهه های آینده به رشد اقتصادی و ایجاد شغل در سراسر دنیا کمک قابل توجهی کند. به گفته دانشمندان، این فناوری، چهار نسل متفاوت از پیشرفت را پیش بینی خواهد کرد. ما در حال حاضر اولین یا شاید نسل دوم نانومواد را در آینده فناوری نانو تجربه می کنیم.
نسل اول، همه چیز در مورد علم مواد و نانو تکنولوژی با افزایش خواصی است که با ترکیب “نانو ساختارهای غیر فعال” به دست می آید. این می تواند به شکل پوشش و یا استفاده از نانولوله های کربنی برای تقویت پلاستیک در گرفته شود.
نسل دوم از نانوساختارهای فعال استفاده می کند، به عنوان مثال، با زیست فعال بودن برای تهیه دارو در یک سلول یا اندام هدف خاص. این امر می تواند با پوشش دادن نانوذره با پروتئین های خاص انجام شود. پیچیدگی در نسل های سوم و چهارم فناوری نانو بیشتر می شود.
شروع کار در آینده نانو فناوری و هوش مصنوعی، با یک نانو سیستم پیشرفته خواهد بود. برای مثال نانوروباتیک و حرکت به سمت یک نانو سیستم مولکولی برای کنترل رشد اندام های مصنوعی در نسل چهارم نانومواد همراه می شود.
توسعه مفهوم “ایمن با طراحی” برای نانو تکنولوژی در حال حاضر توسط دانشمندان تحت بررسی است. فرض اصلی این است که به جای آزمایش ایمنی نانومواد پس از عرضه به بازار، ارزیابی ایمنی باید در مرحله طراحی و نوآوری توسعه نانومواد گنجانده شود.
هوش مصنوعی (AI) و نانوتکنولوژی از جمله پرطرفدارترین فناوری های نوظهور امروزی هستند. اما از بسیاری جهات، آنها امروزه کمترین درک را نیز دارند. در حالی که موارد استفاده غیرمعمول از هر یک از این دو فناوری مانند توانایی جعل صدای خود با هوش مصنوعی، سرفصل اخبار را به خود اختصاص داده است، حقیقت این است که هم هوش مصنوعی و هم فناوری نانو در حال حاضر با ما هستند و در شرایط روزمره استفاده می شوند که از آن جمله می توان به موارد ذیل اشاره کرد:
میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) ممکن است مکانی محرمانه به نظر برسد، اما این یکی از واضح ترین نمونه هایی است که آینده نانو فناوری و هوش مصنوعی را توجیه می کند. به زبان ساده، AFM تکنیکی برای تصویربرداری از اجسام در مقیاس نانو است. این برای تضمین کیفیت هنگام ساخت ریزتراشه ها و مشاهده سلول های بدن انسان مفید است.
انقلاب مشابهی در دنیای مدل سازی شیمیایی رخ می دهد. مدل سازی شیمیایی نحوه تعامل مولکول ها با یکدیگر را شبیه سازی می‌کند. این فناوری نانو به طور گسترده در علوم زیستی و توسعه دارو استفاده می شود. با این حال، اخیراً دانشمندان شروع به استفاده از تکنیک های مدل سازی مشابه برای درک بهتر رفتار مواد در مقیاس نانو کرده‌اند و در نتیجه توانسته اند کارایی آنها را بهبود بخشند.
تعتبر تقنیه النانو علمًا ناشئًا ومن المتوقع أن یحقق تقدمًا سریعًا وقویًا فی المستقبل. ومن المتوقع أن یساهم بشکل کبیر فی النمو الاقتصادی وخلق فرص العمل فی جمیع أنحاء العالم فی العقود المقبله. وبحسب العلماء فإن هذه التکنولوجیا ستتنبأ بأربعه أجیال مختلفه من التقدم. نحن نشهد حالیًا الجیل الأول أو ربما الجیل الثانی من المواد النانویه فی مستقبل تکنولوجیا النانو.
یتعلق الجیل الأول بعلم المواد وتکنولوجیا النانو مع تعزیز الخصائص التی تم تحقیقها من خلال دمج “الهیاکل النانویه الخامله”. ویمکن أن یأخذ هذا شکل طلاء أو استخدام أنابیب الکربون النانویه لتقویه البلاستیک.
أما الجیل الثانی فیستخدم البنى النانویه النشطه، على سبیل المثال، من خلال کونها نشطه بیولوجیًا لتوصیل الدواء إلى خلیه أو عضو مستهدف محدد. ویمکن القیام بذلک عن طریق طلاء الجسیمات النانویه ببروتینات محدده. تزداد التعقیدات فی الجیلین الثالث والرابع من تکنولوجیا النانو.
سیبدأ مستقبل تکنولوجیا النانو والذکاء الاصطناعی بنظام نانوی متقدم. على سبیل المثال، یتم الجمع بین الروبوتات النانویه والتحرک نحو نظام نانوی جزیئی للتحکم فی نمو الأعضاء الاصطناعیه فی الجیل الرابع من المواد النانویه.
ویقوم العلماء حالیًا بدراسه تطویر مفهوم “الآمن من خلال التصمیم” لتکنولوجیا النانو. الافتراض الرئیسی هو أنه بدلاً من اختبار سلامه المواد النانویه بعد طرحها فی السوق، ینبغی دمج تقییم السلامه فی مرحله التصمیم والابتکار فی تطویر المواد النانویه.
یعد الذکاء الاصطناعی وتکنولوجیا النانو من بین التقنیات الناشئه الأکثر شعبیه الیوم. ولکن فی کثیر من النواحی، فهی أیضًا الأقل فهمًا الیوم. وفی حین أن الاستخدامات غیر المعتاده لکل من هذه التقنیات، مثل القدره على تزییف صوتک باستخدام الذکاء الاصطناعی، قد استحوذت على عناوین الأخبار، فإن الحقیقه هی أن الذکاء الاصطناعی وتکنولوجیا النانو موجودان بالفعل بیننا ویتم استخدامهما فی المواقف الیومیه، بما فی ذلک:
قد یبدو المجهر الذری للقوه (AFM) وکأنه مکان سری، لکنه أحد الأمثله الأکثر وضوحًا التی تنبئ بمستقبل تکنولوجیا النانو والذکاء الاصطناعی. ببساطه، AFM هی تقنیه لتصویر الأشیاء على نطاق النانو. وهذا مفید لضمان الجوده عند تصنیع الشرائح الدقیقه ومراقبه الخلایا فی جسم الإنسان.
وتحدث ثوره مماثله فی عالم النمذجه الکیمیائیه. النمذجه الکیمیائیه تحاکی کیفیه تفاعل الجزیئات مع بعضها البعض. تُستخدم هذه التقنیه النانویه على نطاق واسع فی علوم الحیاه وتطویر الأدویه. ومع ذلک، بدأ العلماء مؤخرًا فی استخدام تقنیات النمذجه المماثله لفهم سلوک المواد على المستوى النانوی بشکل أفضل، ونتیجه لذلک، تمکنوا من تحسین أدائها.
Nanotechnology is an emerging science that is expected to make rapid and strong advances in the future. It is predicted to contribute significantly to economic growth and job creation around the world in the coming decades. According to scientists, this technology will foresee four different generations of advancement. We are currently experiencing the first or perhaps the second generation of nanomaterials in the future of nanotechnology.
The first generation is all about materials science and nanotechnology with the enhancement of properties achieved by incorporating “passive nanostructures.” This can take the form of coatings or the use of carbon nanotubes to reinforce plastics.
The second generation uses functional nanostructures, for example, by being bioactive to deliver drugs to a specific target cell or organ. This can be done by coating the nanoparticle with specific proteins. The complexity increases in the third and fourth generations of nanotechnology.
The future of nanotechnology and artificial intelligence will begin with advanced nanosystems. For example, nanorobotics and the move towards a molecular nanosystem to control the growth of artificial organs will be accompanied by the fourth generation of nanomaterials.
The development of the concept of “safe by design” for nanotechnology is currently being explored by scientists. The main premise is that, rather than testing the safety of nanomaterials after they are released to the market, safety assessment should be incorporated into the design and innovation phase of nanomaterial development.
Artificial intelligence (AI) and nanotechnology are among the most exciting emerging technologies today. But in many ways, they are also the least understood today. While unusual use cases for each of these technologies, such as the ability to fake your own voice with an AI, have grabbed headlines, the truth is that both AI and nanotechnology are already with us and are being used in everyday situations, including:
Atomic force microscopy (AFM) may seem like a secretive place, but it is one of the clearest examples that foreshadows the future of nanotechnology and artificial intelligence. Simply put, AFM is a technique for imaging objects at the nanoscale. This is useful for quality assurance when building microchips and viewing cells in the human body.
A similar revolution is taking place in the world of chemical modeling. Chemical modeling simulates how molecules interact with each other. This nanotechnology is widely used in life sciences and drug development. However, recently, scientists have begun to use similar modeling techniques to better understand the behavior of materials at the nanoscale, and as a result, have been able to improve their efficiency.