حوزه های پذیرش
ساخت و ساز
افزایش جمعیت و محدودیت منابع تامین مصالح برای فعالیت‌های عمرانی نظیر ساخت‌وساز مسکن و سرپناه، راه‌سازی، سازه‌های صنعتی نظیر سدها و ... سبب شده‌است پژوهشگران به دنبال راه‌هایی بهینه‌تر در تولید مصالح ساخت‌وساز باشند. فناوری نانو با افزایش کیفیت، کارایی و طول عمر و دوام، افزایش مقاومت فشاری، پوشش‌های ضدحریق، کاهش وزن نهایی سازه نقش موثری در صرفه‌جویی، استفاده بهینه از منابع مالی، حفظ محیط‌زیست، کاهش مصرف انرژی و کاهش خوردگی ایفا می‌کند. فناوری نانو به طور خاص در تولید مصالح و موادی از جمله موارد زیر می‌تواند نقش موثری ایفا کند:
- سیمان و بتن
- نانو پوشش‌ها
- نانو شیشه‌ها
- رنگ‌های خود تمیز شونده
- رنگ‌های تصفیه‌کننده هوا
- سلول‌های فتوولتاتیک
- نانو تکنولوژی در بتن
- نانو پوشش‌های هوشمند
خودروسازی
صنعت خودروسازی یکی از صنایعی است که فناوری نانو از اصلی‌ترین بخش‌های آن یعنی تامین انرژی و سوخت و موتور تا جزئی‌ترین قطعاتش از جمله شیشه‌ها، آینه‌ها و رنگ پوشش کاربرد دارد. خودتمیزشوندگی، درخشندگی هوشمندی، کاهش وزن و ضخامت، افزایش مقاومت و سختی قطعات در کنار مواردی نظیر کاهش اصطکاک و خنک‌شوندگی موتور سبب شده است صنایع خودروسازی در همه سطوح به استفاده از فناوری نانو روی بیاورند. این فناوری به طور ویژه در خودروسازی در کاربردهای زیر موثر است:
- شفافیت دائمی آینه‌ها با پوشش UV و آب‌گریز
- خودتمیزشوندگی شیشه‌ها با پوشش نانو
- ضدخوردگی، ضخامت کم و سختی بالا با رنگ نانو
- باتری‌های نانویی سبک‌تر، نازک‌تر و با ظرفیت بیشتر برای خودروهای برقی
- نانو سیالات، خنک‌کننده رادیاتور با مزی کاهش مصرف سوخت و آلایندگی
- نانوفیلترها و عامل دوام بیشتر لاستیک
- امنیت بیشتر در گرو نانو کامپوزیت‌ها و سبکی قطعات داخلی خودرو
حمل و نقل ریلی، دریایی و هوایی
نانو در صنعت حمل و نقل کاهش هزینه‌هاى ساخت و خرابی، بهبود کارایی و عمر قطعات و رشد این صنایع را به دنبال دارد و از کاربردهای آن می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- نانوساختار در ساختار قوس ریل‌‌ها
- چرخ قطار مقاوم به سایش
- پوشش ضد غبار بدنه
- پوشش ضد حریق صندلی
- شیشه ضدآب، ضد حریق و چربی‌گریز
- پوشش‌های مقاوم در برابر اشعه ماوراءبنفش
- سازه‌های محافظ امواج الکترومغناطیس
- کاهش صدای پرنده‌ها
بهداشت، سلامت و درمان
فناوری نانو به طرق گوناگون نقش خود را در حوزه سلامت و درمان ایفا می‌کند؛ از تولید تجهیزات درمانی با متریال نانویی تا تولید انواع پانسمان‌ها و موارد درمانی دیگر. همچنین نانوداروها و نانومکمل‌‌ها طیف وسیعی از تولیدات نانویی در حوزه سلامت را تشکیل می‌دهند. نانو دارو که یکی از شاخه های نانوتکنولوژی است از طرفی به ساختارهای مواد و داروها ارتباط پیدا می‌کند و به طور ویژه این علم به نحوه تحویل دارو یا به بیان ساده‌تر پخش دارو در بدن می‌پردازد تا علاوه بر بهبود تاثیر و کارایی دارو، عوارض جانبی آن را نیز کاهش دهد. داروهای درمان سرطان (شیمی درمانی) یکی از مهم‌ترین حوزه‌های تحقیقاتی در این زمینه هستند. مواد سیستم‌های تحویل دارویی نانوذرات شامل دسته‌های زیر می‌شود:
- نانوذرات پلیمری
- نانوذرات معدنی
- تحویل لیپوزوم
- نانوذرات بیولوژیکی
پتروشیمی
گرچه تولید محصولات نهایی با بهره‌گیری از دانش نانو امری آشنا برای همگان است و فناوری نانو به دلیل هزینه‌های کمتر و حضور بخش خصوصی در صنایع پایین‌‌دست بیشتر مورد اقبال قرار گرفته است. با این حال این فناوری در صنایع بالادستی نظیر پتروشیمی نیز کاربردهای فراوانی دارد. این فناوری به طور ویژه در به‌سازی فرایندهای پتروشیمی و تولید مشتقات نفتی از نفت خام تاثیرگذار است و علاوه بر افزایش سرعت این فرایندها، از هدر رفت هزینه‌های سنگین اتلاف نیرو، انرژی و استهلاک تجهیزات جلوگیری می‌کند. به طور کلی نقش نانو در پتروشیمی را می‌توان ذیل این چهار عنوان نشان داد:
- نانوفیلترها
- نانوپوشش‌های آنتی‌فولینگ
- نانوکاتالیست‌ها
- نانوافزودنی‌های روانکار
نساجی
صنعت نساجی از صنایعی است که خیلی زود به قابلیت‌های فناوری نانو یعنی تغییرات بنیادین در ویژگی‌های مواد پی برد. فناوری نانو به طور کلی به شناخت، ایجاد تغییر و کنترل مواد برای بهبود ویژگی‌های فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی مواد، دستگاه‌ها و سیستم‌های مهندسی شده می‌پردازد و در صنعت نساجی ویژگی‌هایی نظیر استحکام کششی، منحصربه‌فرد بودن ساختار سطح، نرمی بافت، ماندگاری، دفع یا جذب آب، ضدحریق و غیرقابل اشتعال بودن، خصوصیات ضدمیکروبی و موارد دیگر به کمک نانو بهبود پیدا می‌کنند. به طور کلی کاربرد نانو در صنعت نساجی را می‌توان به سه مورد زیر تقسیم بندی کرد:
- کاربرد نانو د بخش‌های هوشمندانه
- کاربرد نانو در خواص مواد نساجی
- کاربرد نانو در صنعت پوشاک
مواد شیمیایی و متالوژی
صنعت کشاورزی نیز از جمله صنایع بالادستی است که نانو در حل چالش‌های امروز آن از جمله افزایش جمعیت جهان و تامین غذا، کمبود خاک حاصل‌خیز، تغییرات آب و هوایی، رها شدن آفت کش‌ها و کودها به آن کمک کند. کاربردهای نانو در کشاورزی شامل موارد متعددی از جمله موارد زیر می‌شود
- بالا بردن دقت کشاورزی
- بهبود طعم غذاها
- کاهش مصرف آفت کش ها
- افزايش بازارپسندی گیاهان
- ارتقای ژنتیکی
- بهبود بسته بندی محصولات كشاورزی
- توليد تركيبات شيميايی سازگار با محيط زيست
- افزايش عملكرد گياهان گلخانه و مزرعه
آب و محیط زیست
فناوری نانو در حل چالش‌های زیست محیطی از جمله آلودگی منابع آب، فرسایش خاک، آلودگی هوا و خسارت تنوع زیستی به دو گونه کاربرد دارد:
- پایش آلاینده‌های محیط زیست
- رفع آلودگی‌های محیط زیست
چاپ و بسته‌بندی
فرآیند چاپ شامل انتقال جرمی به صفحه چاپ و سپس از صفحه چاپی به مواد چاپی (کاغذ، لاستیک، فلز) است. نانو از جوهر چاپ تا فرآیند چاپ و بسته‌بندی کاربردهای متعددی دارد که از جمله آنها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- پوشش‌های چاپی مقاوم در برابر خراش
- بسته‌بندی‌های پلیمری، با قرارگیری نانوذرات به صورت زیگزاگی مانع از نفوذ اکسیژن می‌شود؛
- روکش‌دهی با کاغذهای آنتی‌باکتریال
لوازم خانگی
همانطور که تا اینجا گفتیم بسیاری از صنایع بزرگ در دنیا سرمایه‌گذاری های عظیمی برای بهره‌برداری از صنعت نانو انجام داده‌‌اند. صنعت لوازم خانگی هم یکی از صنایعی است که نانو در بهبود ویژگی‌های محصول نهایی آن که برای کاربر نهایی یا مشتری طراحی می‌شود، نقش دارد. نانو در صنعت لوازم خانگی کارکردهای متعددی از جمله موارد زیر را دارد:
- نانو ذرات نقره، نانو ذرات تیتانیا، ضد باکتری و ضد میکروب، در سیستم تهویه مطبوع و جاروبرقی
- نانو کره های کربنی، ضد بود و جاذب بوهای نامطبوع یخچال فریزر
- نانو ذرات حاوی پلاتین، مرطوب کننده های پوست، دستگاه بخور صورت
تجهیزات
نانو در صنعت پلیمر و تولید مواد شیمیایی و مشتقات پلیمری از جمله انواع چسب‌ها، رنگ و رزین کاربرد دارد و کیفیت و قدرت چسبندگی و مقاومتش در برابر حرارت را بهبود می‌بخشد.
پلیمر،رنگ و کامپوزیت
فناوری نانو در صنایع فلزی سبب بهبود خواص ظاهری، فیزیکی و شیمیایی فلزات می‌شود که می‌تواند آینده طراحی و ساخت سازه‌های فلزی را تغییر دهند.
انرژی و ذخیره سازی
نانو در هزینه باتری قابل شارژ و بازه دمایی کاربری باتری تاثیر گذار است. از دیگر کاربردهای نانو می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- استفاده از نانو فیبرهای پلی آنیلین به عنوان کاتد در باتری قابل شارژ روی-پلی آنیلین
- استفاده از کربن با ساختار نانو متخلخل به عنوان الکترود باتری قابل شارژ لیتیوم-هوا
- فرآوری نانو پودر اکسید سرب فوق ریــز جهت کاربرد در باتری های اسیدی
کشاورزی و صنایع غذایی
صنعت کشاورزی نیز از جمله صنایع بالادستی است که نانو در حل چالش‌های امروز آن از جمله افزایش جمعیت جهان و تامین غذا، کمبود خاک حاصل‌خیز، تغییرات آب و هوایی، رها شدن آفت کش‌ها و کودها به آن کمک کند. کاربردهای نانو در کشاورزی شامل موارد متعددی از جمله موارد زیر می‌شود
- بالا بردن دقت کشاورزی
- بهبود طعم غذاها
- کاهش مصرف آفت کش ها
- افزايش بازارپسندی گیاهان
- ارتقای ژنتیکی
- بهبود بسته بندي محصولات كشاورزی
- توليد تركيبات شيميايی سازگار با محيط زيست
- افزايش عملكرد گياهان گلخانه و مزرعه
