رشته‌های دانشگاهی مرتبط با نانو تکنولوژی

فناوری نانو رشته‌ای از دانش کاربردی و فناوری است که جستارهای گسترده‌ای را پوشش می‌دهد. موضوع اصلی آن نیز مهار ماده یا دستگاه‌های در ابعاد کمتر از یک میکرومتر، معمولاً حدود ۱ تا ۱۰۰ نانومتر است.



1- نانو شیمی 

2- نانو فیزیک 

3- مهندسی فوتونیک گرایش نانو فوتونیک

4- نانو فناوری

5- مهندسی پلیمر-نانو پلیمر 

6- مهندسی شیمی گرایش نانو 

7- نانو فناوری-نانو مواد

8- مهندسی مواد-نانو مواد 

9- مهندسی ساختار های نانو لیفی 



مهندسی مواد-نانو مواد :


یکي از مقوله‌هاي مهم در نانوفناوري توليد و کاربرد نانومواد مي باشد. نانومواد به موادي اطلاق مي شود که كه ابعاد خارجي و يا اندازه فازهاي تشكيل دهنده آن حداقل در يك بعد كمتر از 100 نانومتر باشد. نانو مواد به گروه‌هاي نانوذرات، نانولوله‌ها، نانولايه‌ها و نانوساختارها تقسيم‌بندي مي‌شوند. مهمترين ويژگي در همه انواع نانومواد اين است که فصل مشترک موجود در ساختار آنها سهم قابل ملاحظه‌اي از ساختار ماده را تشکيل مي‌دهد. به همين دليل رفتار ماده در مقياس نانومتري تفاوت بنيادي با رفتار آن در مقياس‌هاي بزرگ‌تر (ميکروني) دارد و کنترل اين رفتار با کمک ‌نانوفناوري موجب پديد آمدن خواص متنوع و مفيدي مي‌شود. بطور کلي نانومواد خواص فيزيکي، شيميايي و مکانيکي متفاوت و اغلب برتر نسبت به مواد متداول از خود بروز مي‌دهند. بکارگيري نانومواد کاهش وزن، افزايش مشخصه‌هاي مکانيکي و نوري را بدنبال دارد و به اين ترتيب کاربرد نانومواد مي‌تواند تحولات گسترده‌اي را در صنايع مختلف ايجاد کند.
در سال‌هاي اخير تحقيقات علمي در داخل کشور در زمينه مواد نانوساختار سهم بيشتري در مقايسه با ديگر انواع نانومواد را به خود اختصاص داده است که دليل عمده آن سهولت ساخت، امکان تجاري‌سازي و بکارگيري اين گروه از مواد در صنايع الويت‌دار کشور بويژه صنايع خودرو، هوا-فضا، نفت و صنايع دفاعي مي‌باشد. در اين راستا وجود گروه های پژوهشی منسجم حائز اهميت مي‌باشد و مي تواند در روند تحقيقات در اين بخش راه گشا باشد.

نانو شیمی و نانو مهندسی شیمی:


با توجه به صحبت های سرکار خانم مهندس پریوش حسین پور ، رئیس هسته تحقیقاتی نانو تکنولوژی دانشکده  مهندسی شیمی دانشگاه صنعتی امیرکبیر ،اگر از دیدگاه شیمی ومهندسی شیمی به فناوری نانو نگریسته شود، می توان گفت رشته نانو شیمی تقریباً درتمامی علوم و فنون به کار می رود.به  عبارت دیگر در زمینه های مختلفی از جمله سوخت، پلیمر ، رنگ ، ساخت و ساز ، پوشاک ، دارو ، غذا و به طور کلی هر آنچه که به شیمیو مهندسی شیمی مربوط می شود، می توان از مزایای این فناوری بهره جست. به طور کلیتوجه به کلیه علوم و فناوری های موجود در مقیاس نانو و کار و تولید در این مقیاسبرای دستیابی به فراورده های با کیفیت و کمیت بهتر به عبارتی ارزانتر ، محکمتر ،سبکتر و کارا تر می باشد.  یکی از مشخصه های علمشیمی و مهندسی شیمی ، شناخت علم مواد و مهندسی مواد است که در علوم محض ، مطالعه وپژوهش و در مهندسی، تولید انبوه مورد نظر است. از دیدگاه شیمی دانان ، گرایش هایاین رشته می تواند همان گرایش های شیمی آلی ، معدنی ، تجزیه و شیمی فیزیک باشد کهدر مقیاس نانو مطالعه و بررسی می گردد تا نتایج یافته های جدید خود را برای انبوهسازی در مورد خاص به مهندسان مربوطه ارائه کنند. از دیدگاه مهندسان شیمی ، اینگرایش ها بسته به نوع نیاز های جامعه و توانایی بر آوردن آن  نیاز ها می تواند بهطور متفاوت دسته بندی شود. . در کشور ما همان طور که اشاره شد ، پتانسیل های خوبی درزمینه مطالعه پلیمر و رنگ و غیره وجود دارد .دانشجویان فارغ التحصیلاین رشته می توانند در صنایع و مراکز به خصوص در بخش های تحقیق و توسعه ای که فارغالتحصیلان رشته شیمی و مهندسی شیمی را می پذیرند، مشغول به پژوهششوند.

مهندسی فوتونیک-نانو فوتونیک :


اصولاً به علوم و فناوری‌های مربوط وبه کار گیرنده نور و فوتون (ذره بنیادی نور) که به برهم‌کنش‌های بین نور و ماهمی‌پردازند فوتونیک گفته می‌شود که لیزر، اپتیک،‌تصویری‌سازی نوری و الکترونیک نوریاز حوزه‌های اصلی آن هستند.
به طور بالقوه بسیار زیاد. بنابر گزارش منتشر شده در ژانویه ۲۰۰۵ به وسیله Business Communications (Norwalk)، بازار جهانی تجهیزات نانوفوتونیک از ۴۲۱ میلیوندلار در سال ۲۰۰۴به ۳/۹ میلیارد دلار در سال ۲۰۰۹ خواهد رسید که کاربردهایی کلیدی،بین دیودهای نورافشان و نور میدان- نزدیک متغیر خواهد بود. 
یکی از گزارش‌هایی که امسال توسط شرکت Strategies با مسئولیتنامحدود درmountainview کانادا منتشر شده است، اشاره می‌کند که کاربردهای کوتاهمدت نانوفوتونیک به چهار دسته اصلی نمایشگرها، دیودها، نورافشان، سلول‌های خورشیدی(دریافت کننده‌های انرژی خورشیدی) و حسگرهای زیست شیمیایی تقسیم خواهد شد و بازارنهایی آن از مسائل مربوط به امنیت و پزشکی تا هوش کنترل شده و فناوری اطلاعات وارتباطات گسترده خواهد بود. 
در حوزه فناوری‌های تواناساز سه فناوری که رشدبیشتری نسبت به دیگر فناوری‌های نانوفوتونیک داشته‌اند نقاط کوانتومی، نانولوله‌هایکربنی و بلور‌های فوتونیکی بوده‌اند. 
نقاط کوانتومی در حجم وسیعی برایکاربردهایی چون زیست پزشکی تولید می‌شوند. همین طور نانولوله‌های کربنی کاربردهایجدیدی در خودرو، پزشکی، نمایشگرها و محاسبات می‌یابند. بلور‌های فوتونیکی نیز بهجهان نانو هجوم آورده‌اند. به طور مثال درIBM محققان از بلور‌های فوتونیک برایساخت مدارهای نانوفوتونیک استفاده می‌کنند ‌(که هم‌اکنون ۲۰۰تا ۳۰۰ نانومتر هستند) که هدف نهایی آنها به وجود آوردن ‌نانوفوتونیک با قابلیت تطبیق‌پذیری بانیمه‌رساناهای اکسید فلزی یا همان CMOSها برای دستیابی به تولید انبوه مدارمجتمع‌های فوتونیکی و به طور تدریجی مدارهای نانوئی۱۰۰ نانومتری و کوچکتر است.

مهندسی پلیمر-نانو پلیمر :


رشته مهندسي پليمر نسبت به رشته‌هاي مهندسي ديگر تقريباً رشته جواني است و شكوفايي آن از زمان جنگ جهاني دوم آغاز شده است. اما به دليل كاربرد روزافزون پليمر در صنايع مختلف، اين رشته به سرعت رشد كرده و امروزه جزء يكي از رشته‌هاي مهم كشورهاي صنعتي و پيشرفته است. در كل مهندسي پليمر يك رشته مهندسي است كه طراحي، آناليز و يا اصلاح پليمرها را انجام مي‌دهد. مهندسي پليمر صنعت پتروشيمي، پليمريزاسيون، ساختار و شناسايي پليمرها، خواص پليمرها، تركيب و فرايند پليمرها و توصيف پليمرهاي اصلي و روابط خواص ساختاري و كاربردها را دربرمي‌گيرد.

- مهندسي علوم و تكنولوژي پليمر :


در كل مهندسي پليمردر دوره كارشناس ارشد به دو گرايش مهندسي علوم و تكنولوژي پليمر و مهندسي صنايعپليمر تقسيم مي شود 
علم پليمر يا علم ماكرو مولكول‌ها زير شاخه‌اي از علم مواد است كه با پليمرها سر و كار دارد. رشته علوم پليمر داراي محققاني است كه به سه رشته‌ شيمي، فيزيك و مهندسي، سمت و سو مي‌دهد. در مقطع كارشناسي ارشد، مهندسين علوم  پليمر در زمينه شناسايي، سنتز و بهبود خواص انواع مواد پليمري پيشرفته، پليمرهاي زيست سازگار، سامانه‌هاي دارو رساني، سروكار دارند. 
اين رشته شامل سه زير شاخه است:
اشيمي پليمر يا شيمي ماكرومولكول، كه با سنتز شيميايي و خواص شيميايي پليمرها سروكار دارد.
فيزيك پليمر، كه با خواص توده مواد پليمري و كاربردهاي مهندسي آن‌ها سروكار دارد.
شناسايي (تعيين هويت پليمرها)، كه با آناليز ساختار شيميايي و مورفولوژي و تعيين خواص فيزيكي مرتبط با پارامترهاي تركيب اجزاء و ساختار، سروكار دارد.

- مهندسي صنايع پليمر


مهندسي صنايع پليمرخود، داراي سه گرايش‌ صنايع پليمر، فرآيند پليمريزاسيون و نانوفناوري است.

- مهندسي صنايع پليمر-صنايع پليمر :

هدف رشته توليد محصولات پليمري از لاستيكي، پلاستيكي، كامپوزيتي، چسب، رنگ، رزين، روكش‌هاي سطح و ساير مواد مورد نياز صنعت است. براي مثال طراحي و توليد تاير ماشين در صنايع لاستيك، لوله‌هاي پلي‌اتيلن در صنايع پلاستيك و انواع فايبرگلاسها در كامپوزيت به ياري متخصصان مهندسي صنايع پليمر انجام مي‌گيرد يا حتي در اين رشته شكل‌دهي رزين‌ها نيز مطرح است كه براي مثال مي‌توان به ساخت ملامين اشاره كرد.حتي كيسه‌هاي پلاستيكي و روكش ظروف نچسب (تفلون) از مواد پليمري مي باشند. در واقع در رشته مهندسي صنايع پليمر هر آنچه كه به اين مواد بر مي‌گردد، مورد مطالعه و بررسي قرار مي گيرد. فعاليتهاي عمده اين رشته، براساس فرايندهاي اختلاط، آميزه‌سازي، اصلاح سازي، آلياژسازي، شكل دهي پليمرها و نهايتاً ساخت محصولات پليمري از پليمرهاي مصنوعي و طبيعي مي‌باشد. جهت انجام اين امور لزوماً خواص و رفتارهاي فرايندي پليمرها قبل از ساخت محصول يا نمونه مورد آزمون با مطالعات رئولوژيكي، مورفولوژيكي و غيره كنترل مي‌گردد و بعلاوه خواص فيزيكي، مكانيكي، حرارتي، ديناميكي، الكتريكي، مورفولوژي، زمانمندي و كاربردي نمونه مورد آزمون يا محصول طبق روشهاي استاندارد معمول مورد مطالعه و كنترل قرار مي‌گيرد.


- مهندسي صنايع پليمر - فرآيند پليمريزاسيون :

 تحقيق و مطالعه در زمينه انواع كاتاليست‌هاي پليمريزاسيون و بررسي‌هاي سينيتيكي و ترموديناميكي واكنش‌هاي پليمريزاسيون و همچنين توسعه فن‌آوري توليد پليمرها در مقياس نيمه‌صنعتي، با استفاده از روش‌هاي مدل‌سازي، شبيه‌سازي و طراحي فرايند‌هاي پليمر شدن و ساير فرايندهاي مرتبط در اين رشته انجام مي‌گيرد.

- مهندسي صنايع پليمر- نانو فناوري :

با توجه به رشد روز افزون نانو مواد، رشته هاي مرتبط با نانو مواد نيز در كشور ما به سرعت در حال گسترش است. مهندسين پليمر گرايش نانو، در تمامي گرايش‌هاي پليمري، كه در زمينه نانوفناوري پيشرفت كرده‌اند، فعاليت دارد. كه در زير به تعدادي از آن‌ها اشاره مي‌شود:

نانو كامپوزيت‌ها
نانو روكش‌ها
نانو الياف پليمري
نانو كاتاليزورها
نانو گويچه‌هاي پليمري
نانو امولسيون‌هاي پليمري


 
- مهندسی ساختارهای نانو لیفی :

 
مهندسی ساختار های نانولیفی یکی از 5 گرایش مهندسی نساجی است.
مهندسی نساجی در حال حاضر در دانشگاه‌های ایران دارای گرایشهای مهندسی تکنولوژی نساجی ، مهندسی شيمی نساجی و علوم الياف، مهندسی پوشاک، مديريت نساجی و ساختارهای نانو لیفی(نانو الیاف) می باشد.

منبع :