مقدمه
توصيف نانوتكنولوژي كار ساده و آساني نيست ولي مي‌توان به‌صورت کلي بدين‌صورت آن
را تعريف كرد: سروكار داشتن با ابزار و مواد كه حداقل در يكي از ابعاد طول، عرض،
ارتفاع (ضخامت)كمتر از nm100 يا ۹ـ۱۰ × ۱۰۰ متر باشد. واقعيت آن است كه در اين
مقياس بسياري از قوانين فيزيك كلاسيك از درجه اعتبار ساقط مي‌شود و ماهيت فيزيك
كوآنتمي محقق مي گردد. عليرغم آنكه در سال‌هاي اخير به نانوتكنولوژي توجه زيادي شده
اما نانوتكنولوژي يك علم نوظهور نيست بلكه مبحثي كاملاً متداول در بين محققان، رسانه‌هاي
خبري، جامعة سرمايه‌گذاري و … مي‌باشد و تنها در سال‌هاي اخير توجه بيشتري به اين واژه
شده است. هر چند برخي اظهارنظرها در مورد نانوتكنولوژي با مبالغه همراه است، اما
مبالغه نيست اگر بگوييم نانوتكنولوژي موجب تغيير ماهيت در بيشتر صنايع مي‌شود.
نانوتكنولوژي توانمندي توليد مواد، ابزارها و سيستم‌هاي جديد با در دست گرفتن كنترل در
سطوح مولكولي و اتمي و استفاده از خواصي است كه در آن سطوح ظاهر مي‌شود. از همين
تعريف ساده برمي‌آيد كه نانوتكنولوژي يك رشته نيست، بلكه رويكردي جديد در تمام رشته‌ها
است. هنگامي‌كه در سال ۱۹۵۹ ريچارد فاينمن گفت: “تا آنجائي كه من مي‌دانم قوانين
فيزيكي هيچ تناقضي با امكان آرايش اتم به اتم مواد ندارد. ما بايد اين مفهوم را كه تأثيراتش
در مقياسي ميكروسكوپي به اثبات رسيده است در مقياس مولكولي نيز به‌كار بريم. توليد
قطعات به جايي مي‌رود كه ما مي‌خواهيم. البته با قرار دادن آنها در جايي كه مي‌خواهيم!”
نمي‌دانست كه اولين سنگ بناي نانوتكنولوژي را پايه‌گذاري مي‌كند . براي نانوتكنولوژي,
كاربردهايي را در حوزه‌هاي مختلف از غذا، دارو، تشخيص پزشكي، بيوتكنولوژي،
الكترونيك، كامپيوتر، ارتباطات، حمل‌و نقل، انرژي، محيط زيست، مواد، هوافضا و امنيت
ملي بر شمرده‌اند. كاربردهاي وسيع اين عرصه به همراه اثرات اجتماعي، سياسي و حقوقي
آن، اين فناوري را به عنوان يك زمينه فرارشته‌اي و فرابخشي مطرح نموده است. به
طوريکه به نظر مي آيد هر صنعتي كه در امر سرمايه‌گذاري در نانوتكنولوژي كوتاهي كند،
خود را در معرض خطر قرار خواهد داد.

فصل اول

نانوتكنولوژي

:۱-۱ نانو تكنولوژي (Nanotechnology) چيست؟

“نانو تكنولوژي” در ترجمه لفظ به لفظ، به معني تكنولوژي بسيار كوچك ( “نانو” به معني بسيار بسيار كوچك، مقياس۱۰ به توان ۹- بار كوچك تر) مي باشد.

اين تعريف نمي تواند معني واژه Nanotechnology را به صورت كامل بيان نمايد. زيرا از اين ترجمه لفظ به لفظ چنين بر مي آيد كه ما مي توانيم چيز هاي بسيار بسيار كوچك در مقياس ۱۰ به توان ۹- بسازيم. شايد “نانو تكنولوژي” اينكار را به راحتي ميسر نمايد، اما اين تنها يك يكي از توانايي هاي نانو در عصر حاضر است. اگر معني اين كلمه را چنين برداشت كنيم، خواهيم ديد كه بسياري از وسايل قبلا نيز در مقياس بسار كوچك تر بدست بشر توليد شده بودند، اما نام اين كار تكنولوژي نانو نيست. اينكه ما بخواهيم وسايلي بسازيم كه مقياس آنها نسبت به نمونه فعلي آنها ميليارد ها بار كوچك تر باشد، تنها يكي از ابعاد نانو تكنولوژي به شمار مي رود. ( شكل۱-۱)

 

اما ترجمه علمي “نانو تكنولوژي” ، كه در بين دانشمندان اين فن آوري بسيار مورد استفاده قرار مي گيرد، دريچه هاي مرموز Nanotechnology را براي شما آشكارتر خواهد ساخت.
“Nanotechnology” تازه ترين فن آوري است كه بشر به آن دست يافته، و در آن سعي مي شود تا با استفاده از خواص مولكولي مواد موجود در طبيعت، وسايلي ساخته شود تا

مشكلات اين وسايل را كه در حال حاضر گريبان گير بشر است مرتفع ساخته و همچنين كارايي آنها را نيز بالاتر ببرد. شايد يك مثال درك اين موضوع را آسانتر نمايد. در نظر بگيريد لباسي را كه هر يك از ما به تن دارد كثيف مي شود، بايد شسته شود، نياز به اتو كردن دارد، بايد خنك باشد، يا اينكه گرم باشد، اصلا جالب تر اينكه لباس بتواند در هر فصل سال بنا به خصوصيات فصلي كه آنرا مي پوشيم گرم يا سرد باشد. آيا چنين لباسي وجود دارد؟ بله! با استفاده از فن آوري نوين نانو بشر قادر شده پارچه هايي را توليد نمايد كه هيچوقت كثيف نمي شوند، يعني هيچ نوع آلودگي بر روي آنها نمي نشيند. جالب تر اينكه پارچه اين لباس اگر چروك شود، فقط با يك بار تكان دادن، تمام چين و چروك هاي آن از بين مي رود.

دانشمندان براي توليد اين چنين پارچه هايي از تكنولوژي نانو استفاده نموده اند. اين بدان معني نيست كه ما پارچه هايي در مقياس بسيار كوچك توليد كرده ايم، بلكه به وسيله فن آوري نانو، تغييراتي در خواص مولكول هاي تشكيل دهنده اين پارچه صورت پذيرفته است، كه مولكولهاي تشكيل دهنده اين پارچه هيچگاه كثيف نمي شوند و در نتيجه پارچه اي كه از اين مولكولها تشكيل شده تمام خواص اين مولكول ها را خواهد داشت.

اميدواريم تعريف Nanotechnology”” به خوبي بيان شده باشد. نانو تكنولوژي، فن آوري تغيير در خواص مولكولهاي تشكيل دهنده مواد است و به همين دليل مقياس نانو بهترين تعريف براي اين تكنولوژي مي باشد. بشر سعي دارد تا با استفاده از نانو خواص مولكول ها را تغيير دهد تا وقتي جسمي از اين مولكول ها درست شد تمام خواص اين مولكول ها را در خود داشته باشد.

:۲-۱تاريخچه نانو

در طول تاريخ بشر از زمان يونان باستان، مردم و به‌خصوص دانشمندان آن دوره بر اين باور بودند كه مواد را مي‌توان آنقدر به اجزاء كوچك تقسيم كرد تا به ذراتي رسيد كه خردناشدني هستند و اين ذرات بنيان مواد را تشكيل مي‌دهند، شايد بتوان دموكريتوس فيلسوف يوناني را پدر فناوري و علوم نانو دانست چرا که در حدود ۴۰۰ سال قبل از ميلاد مسيح او اولين كسي بود كه واژة اتم را كه به معني تقسيم‌نشدني در زبان يوناني است براي توصيف ذرات سازنده مواد به كار برد.
با تحقيقات و آزمايش‌هاي بسيار، دانشمندان تاکنون ۱۰۸ نوع اتم و تعداد زيادي ايزوتوپ كشف كرده‌اند. آنها همچنين پي برده اند كه اتم‌ها از ذرات كوچكتري مانند كوارك‌ها و لپتون‌ها تشكيل شده‌اند. با اين حال اين كشف‌ها در تاريخ پيدايش اين فناوري پيچيده زياد مهم نيست.

نقطه شروع و توسعه اوليه فناوري نانو به طور دقيق مشخص نيست. شايد بتوان گفت كه اولين نانوتكنولوژيست‌ها شيشه‌گران قرون وسطايي بوده‌اند كه از قالب‌هاي قديمي(Medieal forges) براي شكل‌دادن شيشه‌هايشان استفاده مي‌كرده‌اند. البته اين شيشه‌گران نمي‌دانستند كه چرا با اضافه‌كردن طلا به شيشه رنگ آن تغيير مي‌كند. در آن زمان براي ساخت شيشه‌هاي كليساهاي قرون وسطايي از ذرات نانومتري طلا استفاده مي‌‌شده است و با اين كار شيشه‌هاي رنگي بسيار جذابي بدست مي‌آمده است. اين قبيل شيشه‌ها هم‌اكنون در بين شيشه‌هاي بسيار قديمي يافت مي‌شوند. رنگ به‌وجودآمده در اين شيشه‌ها برپايه اين حقيقت استوار است كه مواد با ابعاد نانو داراي همان خواص مواد با ابعاد ميكرو نمي‌باشند.

در واقع يافتن مثالهايي براي استفاده از نانو ذرات فلزي چندان سخت نيست.رنگدانه‌هاي تزييني جام مشهور ليکرگوس در روم باستان ( قرن چهارم بعد از ميلاد) نمونه‌اي از آنهاست. اين جام هنوز در موزه بريتانيا قرار دارد و بسته به جهت نور تابيده به آن رنگهاي متفاوتي دارد. نور انعکاس يافته از آن سبز است ولي اگر نوري از درون آن بتابد، به رنگ قرمز ديده مي‌شود. آناليز اين شيشه حکايت از وجود مقادير بسيار اندکي از بلورهاي فلزي ريز۷۰۰ (nm) دارد ، که حاوي نقره و طلا با نسبت مولي تقريبا ۱۴ به ۱ است حضور اين نانوبلورها باعث رنگ ويژه جام ليکرگوس گشته است.

در سال۱۹۵۹ ريچارد فاينمن مقاله‌اي را دربارة قابليت‌هاي فناوري نانو در آينده منتشر ساخت. باوجود موقعيت‌هايي كه توسط بسياري تا آن زمان كسب‌شده بود، ريچارد. پي. فاينمن را به عنوان پايه گذار اين علم مي‌شناسند. فاينمن كه بعدها جايزه نوبل را در فيزيك دريافت كرد درآن سال در يک مهماني شام كه توسط انجمن فيزيک آمريكا برگزار شده بود، سخنراني كرد و ايده فناوري نانو را براي عموم مردم آشكار ساخت.

عنوان سخنراني وي «فضاي زيادي در سطوح پايين وجود دارد» بود.
سخنراني او شامل اين مطلب بود كه مي‌توان تمام دايره‌المعارف بريتانيكا را بر روي يك سنجاق نگارش كرد.يعني ابعاد آن به اندازه۲۵۰۰۰/۱ابعاد واقعيش كوچك مي شود. او همچنين از دوتايي‌كردن اتم‌ها براي كاهش ابعاد كامپيوترها سخن گفت (در آن زمان ابعاد كامپيوترها بسيار بزرگتر از ابعاد كنوني بودند اما او احتمال مي‌داد كه ابعاد آنها را بتوان حتي از ابعاد كامپيوترهاي كنوني نيز كوچكتر كرد. او همچنين در آن سخنراني توسعه بيشتر فناوري نانو را پيش‌بيني نمود.

 

بعد از دهه نود كه فن آوري اطلاعات هياهوي بسياري در جهان بپا نمود، در آغاز قرن بيست و يكم دانشمندان تمركز خود را بر روي فن آوري نويني معطوف كرده اند كه به عقيده عده اي نه تنها قسمتي از آينده بشري مي باشد، بلكه اين فن آوري تمامي آينده بشر را متحول خواهد ساخت. نانو تكنولوژي داراي سابقه زيادي نمي باشد. اين موضوع براي اولين بار حدود ۴۰ سال پيش مطرح شد.

در سال ۱۹۵۹ Richard Feynman‌ دانشمند كوانتوم نظري و دارنده جايزه نوبل مطرح نمود كه اگر دانشمندان ترانزيستور ها را ساخته اند، ما با علم اتمي مي توانيم همين ترانزيستور ها را با مقياس بسيار كوچك بسازيم. او قصد داشت تا با قرار دادن اتم ها در كنار يكديگر كوچكترين مصنوعات بشري را بسازد.

همانطور كه گفته شد نظريه كار بر روي سيستم ها در سطح نانو براي اولين بار توسط Feynman استاد كوانتم بيان گرديد. بعدها يك دانشجو رشته كامپيوتر براي انجام پروژه فارغ التحصيلي خود، دانشمند بزرگ هوش مصنوعي دكتر Minsky كه پدر علم هوش مصنوعي نيز شناخته مي شود را به عنوان استاد راهنماي پروژه فارغ التحصيلي خود برگزيد. اين دانشجو آقاي Eric Drexler نام داشت.Drexler كه علاقه زيادي به نظريه هاي Feynman‌ (‌ساخت سيستم ها در ابعاد نانو)‌ داشت، سعي در شكوفايي اين فرضيا ت نمود. وي بعد از اخذ درجه

استادي علوم كامپيوتر، با جمع آوري جوانان جويا و كوشا، نظريه نانو تكنولوژي را بنا نهاد. اولين مقاله وي در زمينه نانو تكنولوژي در سال ۱۹۸۱ و با موضوع نانو تكنولوژي مولكولي به چاپ رسيد. Drexler‌ اولين كس بود كه در سال ۱۹۹۱ از دانشگاه MIT‌ مدرك دكتري نانو تكنولوژي را دريافت نمود. وي هم اكنون رئيس انيستيتو Foresight و Research Fellow مي باشد.
بعدها كشورهاي توسعه يافته، برنامه ريزي هاي گسترده اي را براي فعاليت هاي تحقيقاتي و صنعتي در زمينه نانو تكنولوژي تدوين نموده اند. به روشني مي توان ديد كه آينده بشر در اختيار نانو تكنولوژي مي باشد.

:۳-۱مشاهير در حيطه توسعه فناوري نانو

ريچارد. پي. فاينمن (Richard. P. Feynman )
ريچارد. پي. فاينمن فيزيكدان آمريكايي و استاد فيزيك انستيتو كالتك در سال۱۹۵۹ مقاله‌اي را دربارة قابليت‌هاي فناوري نانو در آينده منتشر ساخت. باوجود موقعيت‌هايي كه توسط بسياري تا آن زمان كسب‌شده بود، ريچارد. ريچارد. پي. فاينمن را به عنوان پايه گذار اين علم مي‌شناسند. . فاينمن كه بعدها در سال ۱۹۶۵جايزه نوبل را در فيزيك دريافت كرد در يک مهماني شام كه توسط انجمن فيزيک آمريكا برگزار شده بود، سخنراني كرد و ايده فناوري نانو براي عموم مردم آشكار ساخت .

ريچارد ارت اسمالي (Richard Errett Smalley)
ريچارد ارت اسمالي استاد شيمي دانشگاه رايس در هوستون ايالت تگزاس ايالات متحده مي باشد ايشان به همراه دو نفر ديگر از همکارانش بنامهاي روبرت كورل استاد شيمي دانشگاه رايس و هارولد كروتو استاد دانشگاه ساسكس موفق به کسب جايزه نوبل شيمي در سال ۱۹۹۶ براي کشف فلورين شدند. ايشان هم اکنون بر روي نانو لوله هاي کربني مشغول کار است و به عنوان يک فرد خبره بر روي ايده نانو تکنولوژي مولکولي مطرح مي باشد.

روبرت اي فريتاس (Robert A.Freitas Jr)
روبرت اي فريتاس مدير تحقيقات موسسه ساخت مولکولي است. وي در رشته‌هاي فيزيك، روانشناسي و حقوق تحصيل كرده است و بيش از ۱۵۰ مقاله‌ فني و عمومي با موضوعات مختلف علمي، مهندسي و حقوقي نوشته است. ايشان نويسنده کتب مختلفي است . يکي از اين کتابهاکه تحت عنوان نانو پزشکي منتشر شده است درباره قابليت‌هاي نانوفناوري مولكولي و نانوروبات‌هاي پزشكي در كاربردهاي پزشكي و دارويي است.

رالف مركل (Ralph Merkle)
رالف سي مركل يکي از پيشگامان در عرصه طراحي و بازگشايي كليدهاي رمز نويس عمومي است . با اين حال الان مي‌توان وي را به عنوان يك محقق و يك سخنران در
عرصه فناوري نانو و علم کريونيک (cryonics) بر شمرد. ايشان جزو محققين و طرفداران بنيادي است که افراد بيمار لاعلاج را براي درمان در زمان مناسب منجمد ميکند، مي باشد. ايشان معتقد است فناوري نانو پتانسيل بسيار زيادي براي درمان بيماري هاي صعب العلاج دارد. از اين رو ايشان فعاليتهاي خود را در زمينه کاربردهاي اين فناوري در پزشکي متمرکز نموده است.

كي اريك دركسلر(K.Eric Drixler)
كي. اريك دركسلر دانشمند و نويسنده مشهوري است كه نسبت به ساير دانشمندان علوم و فناوري نانو فعاليت‌هاي موثر بيشتري در جهت افزايش سطح آگاهي و دانش عمومي در اين زمينه انجام داده است. او كه هم‌اكنون رئيس پژوهشگاه فورسايت مي‌باشد،‌ سخنراني‌هاي زيادي در زمينه فناوري‌نانو انجام داده و سه كتاب مهم در اين زمينه نوشته است.

فصل دوم
فناوري نانو
۲-۱: نانو يك علم است يا تكنولوژي؟

همانطور كه در تعريف نانو بيان كرديم، نانو تكنولوژيي است كه به وسيله آن ما در خواص مولكولهاي تشكيل دهنده مواد تغيير ايجاد مي نماييم تا بتوانيم از اين مواد بهتر استفاده كنيم.

در نگاه اول اينطور به نظر مي رسد كه نانو يك علم باشد، اينكه ما در خواص مولكولي مواد تغييرات ايجاد مي نماييم ما را بر اين ميدارد تا نانو را به عنوان يك علم نوين در كنار علوم ديگر، همچون علم شيمي بپذيريم. اما آيا اين نظريه درست است كه نانو يك علم نوين مي باشد كه در قرن بيست و يكم موجب پيشرفت بسيار سريع بشر در شناخت اسرار هستي شده است؟
شايد در چند سال گذشته اين مطلب را شنيده باشيد كه هنر مندان عصر جديد بر اين عقيده اند كه دوره خلق آثار تازه به پايان رسيده است و بايد با نگاهي مجدد به آثار هنري كه ديگر هنرمندان خلق نموده اند، هنر ايشان را از زاويه اي ديگر به مردم نشان داد. فكر مي كنم شما نيز برخي از اين آثار هنري مدرن را كه بسيار عجيب هم به نظر مي رسند مشاهده كرده باشيد. دانشمندان نيز به تازگي بر اين باورند كه دوره كشف علوم جديد به پايان رسيده است.
شايد موقع آن فرا رسيده، تا از زاويه اي ديگر به علوم مختلف نگاه كنيم. آنها معتقدند ما مي توانيم با تغيير در خواص مولكولي مواد كاراييشان را بهبود دهيم. به همين دليل از نانو بعنوان يك تكنولوژي و يا يك فن آوري نوين نام برده مي شود، نه علمي كه تازه بشر آنرا كشف كرده است. نانو تكنولوژي با نگاهي مجدد به وسايل، سيستم ها و موادي كه تاكنون ساخته شده اند، سعي در برطرف كردن عيوب آنها دارد.

با توجه به مطالب بالا مي توان گفت كه نانو تكنولوژي مهمترين دغدغه بشر در قرن بيست و يكم خواهد بود. نانو تكنولوژي نگاهي تازه به علوم از زواياي مرموز طبيعت مي باشد. اين نگاه تازه به جهان هستي، تمدن بشر را متحول خواهد ساخت به طوريكه شايد بتوان
“راه هزار ساله را يك شبه پيمود”.

(شكل۲-۱)
۲-۲: فناوري نانو چيست؟

فناوري‌نانو واژه‌اي است كلي كه به تمام فناوري‌هاي پيشرفته در عرصه كار با مقياس نانو اطلاق مي‌شود. معمولاً منظور از مقياس نانوابعادي در حدود ۱nm تا ۱۰۰nm مي‌باشد.(۱ نانومتر يک ميليارديم متر است.(
اولين جرقه فناوري نانو (البته در آن زمان هنوز به اين نام شناخته نشده بود) در سال ۱۹۵۹ زده شد. در اين سال ريچارد فاينمن طي يك سخنراني با عنوان «فضاي زيادي در سطوح پايين وجود دارد» ايده فناوري نانو را مطرح ساخت. وي اين نظريه را ارائه داد كه در آينده‌اي نزديك مي‌توانيم مولكول‌ها و اتم‌ها را به صورت مسقيم دستكاري كنيم.
واژه فناوري نانو اولين بار توسط نوريوتاينگوچي استاد دانشگاه علوم توكيو در سال ۱۹۷۴ بر زبانها جاري شد. او اين واژه را براي توصيف ساخت مواد (وسايل) دقيقي كه تلورانس ابعادي آنها در حد نانومتر مي‌باشد، به كار برد. در سال ۱۹۸۶ اين واژه توسط كي اريك دركسلر در کتابي تحت عنوان : «موتور آفرينش: آغاز دوران فناوري‌نانو»بازآفريني و تعريف مجدد شد. وي اين واژه را به شكل عميق‌تري در رساله دكتراي خود مورد بررسي قرار داده و بعدها آنرا در کتابي تحت عنوان «نانوسيستم‌ها ماشين‌هاي مولكولي چگونگي ساخت ومحاسبات آن توسعه داد.

۲-۲-۱: تعريف فناوري نانو از منابع مختلف

يك نانومتر يك هزارم ميكرون است و اگر بخواهيم احساس فيزيكي نسبت به آن داشته باشيم مي‌توان گفت كه يك نانومتر ۸۰۰۰۰/۱قطر موي انسان مي‌باشد اما اين تعريف مقياس نانو، نمي تواند مقايسه درستي باشد چرا که ضخامت موي انسان با توجه خصوصيات فردي هرانسان از چند ده ميكرومتر تا چند صدميكرومتر متغير مي‌باشد.
بنابراين نياز به يك استاندارد براي بيان مفهوم مقياس نانو وجود دارد. با ايجاد ارتباط ميان اندازه اتم‌ها و مقياس نانو مي‌توان يك نانومتر را راحت‌ترتصوركرد. يك نانومتر برابر قطر ۱۰ اتم هيدروژن و يا ۵ اتم سيلسيم مي‌باشد. درك اين موضوع براي افراد معمولي نيز راحت‌تر مي‌باشد. علي‌رغم اينكه درك اندازه يك اتم براي افراد غيرعلمي ساده نمي‌باشد، با اينحال اندازه دقيق اتم براي فهماندن اين مقياس زياد اهميت ندارد. چيزي كه با اين تشابه مشخص مي‌شود، اين است كه نانوفناوري عبارت است از:
دستكاري كوچكترين اجزاء ماده يا اتم‌ها
۱٫ Merriam-Webster’s Collegiate Dictionary
2. Engines of Creation
3. The About.com
4. Webopedia’s definition of nanotechnology
5. Whatisit.com
6. NNI)nano.gov)

Merriam-Webster’s Collegiate Dictionary
nano•tech•nol•o•gy
Pronunciation: “na-nO-tek-‘nä-l&-jE
Function: noun
Date: 1987

: the art of manipulating materials on an atomic or molecular scale especially to build microscopic devices (as robots).
فناوري نانو عبارت است از هنر دستكاري مواد در مقياس اتمي يا مولكولي و به خصوص ساخت قطعات و لوازم ميكروسكوپي (مانند روبات‌هاي ميكروسكپي)
Engines of Creation Glossary

Nanotechnology – technology based on the manipulation of individual atoms and molecules to build structures to complex, atomic specifications.
فناري نانو فناوري است كه بر پايه دستكاري تك‌تك اتم‌ها و مولكول‌ها استوار است بدين منظور كه بتوان ساختاري پيچيده را با خصوصيات اتمي توليد كرد.
The About.com definition at the physics portal:

Nanotechnology Definition: The development and use of devices that have a size of only a few nanometres. Research has been carried out into very small components, which depend on electronic effects and may involve movement of a countable number of electrons in their action. Such devices would act faster than larger components. Considerable interest has been shown in the production of structures on a molecular level by suitable sequences of chemical reactions. It is also possible to manipulate individual atoms on surfaces using a variant of the atomic force microscope.

تعريف فناوري نانو: توسعه و استفاده از ادوات و قطعاتي كه اندازه آنها تنها چند نانومتر است. تحقيق بر روي قطعات و ادوات بسيار كوچك كه خواصشان به خواص الكترونيكي مي‌كنند. مسأله قابل توجه اين است كه مي‌توان چنين ساختارهاي در ابعاد مولكولي را به كمك انتخاب مناسب مراحل واكنش‌هاي شيميايي توليد كرد. همچنين مي‌توان چنين ساختارهايي را از طريق دستكاري اتم‌ها روي سطح به وسيله ميكروسكوپ‌هاي نيروي اتمي بدست آورد.

Webopedia’s definition of nanotechnology A field of science whose goal is to control individual atoms and molecules to create computer chips and other devices that are thousands of times smaller than current technologies permit. Current manufacturing processes use lithography to imprint circuits on semiconductor materials. While lithography has improved dramatically over the last two decades — to the point where some manufacturing plants can produce circuits smaller than one micron (1,000 nanometers) — it still deals with aggregates of millions of atoms. It is widely believed that lithography is quickly approaching its physical limits. To

continue reducing the size of semiconductors, new technologies that juggle individual atoms will be necessary. This is the realm of nanotechnology.Although research in this field dates back to Richard P. Feynman’s classic talk in 1959, the term nanotechnology was first coined by K. Eric Drexler in 1986 in the book Engines of Creation.In the popular press, the term nanotechnology is sometimes used to refer to any sub-micron process, including lithography. Because of this, many scientists are beginning to use the term molecular nanotechnology when talking about true nanotechnology at the molecular level.

شاخه اي از علوم كه هدف نهايي آن كنترل بر روي تك‌تك اتم‌ها و مولكول‌ها مي‌باشد تا بتوان به كمك آن تراشه‌هاي كامپيوتري و ساير ادواتي توليد كرد كه هزاران بار كوچكتر از ادوات فعلي باشند كه فناوري امروز امكان ساخت آنها را براي ما فراهم آورده است. در فناوري فعلي توليد مدارات نيمه هادي از روش ليتوگرافي براي ايجاد طرح مدار بر روي مواد نيمه هادي استفاده مي‌شود. پيشرفت شگرفي كه در ليتوگرافي طي ۲ دهه اخير رخ داده است به ما اين امكان را مي‌دهد كه با بهره‌گيري از دستگاه‌هاي جديد بتوانيم مداراتي كوچكتر از ۱ ميكرون (۱۰۰۰ نانومتر) را توليد كنيم. البته بايد توجه داشت كه اين مدارات هنوز از ميليون‌ها اتم تشكيل شده‌اند. بيشتر دانشمندان بر اين باور هستند كه ليتوگرافي به مرزهاي

محدودكننده فيزيكي خود نزديك شده است. بنابر اين براي كوچكتر كردن اندازه نيمه‌هادي‌ها مي‌بايست از فناوري‌هاي جديدي كه مي‌توانند تك‌تك اتم‌ها را سازماندهي كنند، استفاده كرد و طبعاً چنين فناوري جزء محدوده فناوري نانو محسوب مي‌شود. اگر چه تحقيق در زمينه فناوري نانو به زماني باز مي‌گردد كه ريچاردپي فاينمن به هر فرآيند كوچكتر از اندازه‌هاي ميكرون اطلاق مي‌گردد كه مي‌تواند فرآيند ليتوگرافي را نيز شامل شود. به خاطر همين بسياري از دانشمندان هنگامي كه مي‌خواهند درباره فناوري نانو به معني واقعي و علمي كلمه صحبت كنند از آن به عنوان فناوري نانومولكولي ياد مي‌كنند كه به معني فناوري نانو در ابعاد مولكولي مي‌باشد.

Whatisit.com definition: Nanotechnology, or, as it is sometimes called, molecular manufacturing, is a branch of engineering that deals with the design and manufacture of extremely small electronic circuits and mechanical devices built at the molecular level of matter. The Institute of Nanotechnology in the U.K. expresses it as “science and technology where dimensions and tolerances in the range of 0.1 nanometer (nm) to 100 nm play a critical role.” Nanotechnology is often discussed together with micro-electromechanical systems (MEMS), a subject that usually includes nanotechnology but may also include technologies higher than the molecular level. (click the link for entire definition)

فناوري نانو كه گاه به آن فناوري ساخت مولكولي نيز گفته مي‌شود، شاخه‌اي از مهندسي است كه با طراحي و ساخت مدارات الكترونيكي و اداوات مكانيكي بسيار كوچك (در ابعاد مولكولي) سر و كار دارد. پژوهشگاه فناوري نانو انگلستان تعريف فناوري نانو را بدين گونه بيان مي‌كند: قلمروي از علم و فناوري كه به ابعاد و تلورانس‌هاي ۱/۰ تا ۱۰۰ نانو مترمي‌پردازد در جايي كه اين ابعاد و يا تلورانس‌ها بتوانند نقش مهمي در خواص قطعه ايفاء كنند. بحث فناوري نانو اغلب مشابه بحث سيستم‌هاي ميكرو مكانيكي- الكترونيكي مي‌باشد(MEMS) . در واقع فناوري نانو زير مجموعه MEMS است و MEMS به فناوري‌هاي بزرگتر از ابعاد مولكولي (ابعاد نانو) نيز مي‌پردازد.

NNI definition
National Nanotechnology Initiative (nano.gov)

What is Nanotechnology?
While many definitions for nanotechnology exist, the NNI calls it “nanotechnology” only if it involves all of the following:

۱٫ Research and technology development at the atomic, molecular or macromolecular levels, in the length scale of approximately 1 – 100 nanometer range.
2. Creating and using structures, devices and systems that have novel properties and functions because of their small and/or intermediate size.
3. Ability to control or manipulate on the atomic scale.
نانوتکنولوژي چيست ؟

در حالي که تعاريف زيادي براي فناوري نانو وجود دارد، NNI تعريفي را براي فناوري نانو ارائه مي دهد که در برگيرنده هر سه تعريف ذيل باشد.
۱- توسعه فناوري و تحقيقات در سطوح اتمي ، مولکولي و يا ماکرومولکولي در مقياس اندازه اي ۱ تا ۱۰۰ نانومتر.
۲- خلق و استفاده از ساختارها و ابزار و سيستمهايي که به خاطر اندازه کوچک يا حد ميانه آنها، خواص و عملکرد نويني دارند .
۳- توانايي کنترل يا دستکاري در سطوح اتمي .

۲-۳: کاربردهاي فناوري نانو
در حقيقت کاربرد فناوري نانو از کاربرد عناصر پايه نشأت مي‌گيرد. هر کدام از اين عناصر پايه، ويژگي‌هاي خاصي دارند که استفاده از آنها در زمينه‌هاي مختلف، موجب ايجاد خواص جالبي مي‌گردد. مثلاً از جمله کاربردهاي نانوذرات مي‌توان به دارورساني هدفمند و ساده، بانداژهاي بي‌نياز از تجديد، شناسايي زود هنگام و بي‌ضرر سلول‌هاي سرطاني، و تجزيه آلاينده‌هاي محيط زيست اشاره کرد. همچنين نانولوله‌هاي کربني داراي کاربردهاي متنوعي مي‌باشند که موارد زير را مي‌توان ذکر کرد:
• تصوير برداري زيستي دقيق
• حسگرهاي شيميايي و زيستي قابل اطمينان و داراي عمر طولاني
• شناسايي و جداسازي كاملاً اختصاصي DNA
• ژن‌درماني كه از طريق انتقال ژن به درون سلول توسط نانولوله‌ها صورت مي‌پذيرد.
• از بين بردن باكتري‌ها
اينها تنها مواردي از کاربردهاي بسيار زيادي هستند که براي عناصر پايه قابل تصور مي‌باشند. کاربرد اين عناصر پايه در صنايع مختلف، در درخت ديگري به نام «درخت صنعت» آورده شده است که با مراجعه به گروه مطالعاتي آينده‌انديشي، بخش درخت صنعت، مي‌توانيد آن را مشاهده کنيد.
در نهايت «درخت فناوري نانو» معرفي مي‌گردد که فناوري نانو را به شکل يک زنجيره از رويکرد ساخت عناصر پايه تا کاربرد آنها، در يک درخت چهار سطحي نمايش مي‌دهد. با مراجعه به گروه مطالعاتي آينده‌انديشي، بخش درخت فناوري، مي‌توانيد آن را مشاهده کنيد.

۲-۴:عناصر پايه در فناوري نانو
تفاوت اصلي فناوري نانو با فناوري‌هاي ديگر در مقياس مواد و ساختارهايي است كه در اين فناوري مورد استفاده قرار مي‌گيرند. البته تنها كوچك بودن اندازه مد نظر نيست؛ بلكه زماني كه اندازه مواد دراين مقياس قرار مي‌گيرد، خصوصيات ذاتي آنها از جمله رنگ، استحكام، مقاومت خوردگي و … تغيير مي‌يابد. در حقيقت اگر بخواهيم تفاوت اين فناوري را با (شكل۲-۲)
فناوري‌هاي ديگر به صورت قابل ارزيابي بيان نماييم، مي‌توانيم وجود “عناصر پايه” را به عنوان يك معيار ذكر كنيم. عناصر پايه در حقيقت همان عناصر نانومقياسي هستند كه خواص آنها در حالت نانومقياس با خواص‌شان در مقياس بزرگتر فرق مي‌كند.
اولين و مهمترين عنصر پايه، نانوذره است. منظور از نانوذره، همانگونه که از نام آن مشخص است، ذراتي با ابعاد نانومتري در هر سه بعد مي‌باشد. نانوذرات مي‌توانند از مواد مختلفي تشکيل شوند، مانند نانوذرات فلزي، سراميکي، … .

دومين عنصر پايه، نانوكپسول است. همان طوري كه از اسم آن مشخص است، كپسول‌هاي هستند كه قطر نانومتري دارند و مي‌توان مواد مورد نظر را درون آنها قرار داد و كپسوله كرد. سال‌هاست كه نانوكپسول‌ها در طبيعت توليد مي‌شوند؛ مولكول‌هاي موسوم به فسفوليپيدها كه يك سر آنها آبگريز و سر ديگر آنها آبدوست است، وقتي در محيط آبي قرار مي‌گيرند، خود به خود كپسول‌هايي را تشكيل مي‌دهند كه قسمت‌هاي آبگريز مولكول در درون آنها واقع مي‌شود و از تماس با آب محافظت مي‌شود. حالت برعكس نيز قابل تصور است.

(شكل۲-۳:نانوكپسول)

عنصر پايه بعدي نانولوله کربني است. اين عنصر پايه در سال ۱۹۹۱ در شركت NEC كشف شدند و در حقيقت لوله‌هايي از گرافيت مي‌باشند. اگر صفحات گرافيت را پيچيده و به شكل لوله در بياوريم، به نانولوله‌هاي كربني مي‌رسيم. اين نانولوله‌ها داراي اشكال و اندازه‌هاي مختلفي هستند و مي‌توانند تك ديواره يا چند ديواره باشند. اين لوله‌ها خواص بسيار جالبي دارند که منجر به ايجاد کاربردهاي جالب توجهي از آنها مي‌شود.

(شكل۲-۴:نانولوله كربني)

۲-۵: برخي از رويدادهاي مهم تاريخي در شکل گيري فناوري و علوم نانو

تاريخ رويدادهاي مهم در زمينه فناوري نانو
۱۸۵۷ مايکل فارادي محلول کلوئيدي طلا را کشف کرد

۱۹۰۵ تشريح رفتار محلول‌هاي کلوئيدي توسط آلبرت انيشتين
۱۹۳۲ ايجاد لايه‌هاي اتمي به ضخامت يک مولکول توسط لنگموير (Langmuir)

۱۹۵۹ فاينمن ايده ” فضاي زياد در سطوح پايين ” را براي کار با مواد در مقياس نانو مطرح کرد
۱۹۷۴ براي اولين بار واژه فناوري نانو توسط نوريو تانيگوچي بر زبانها جاري شد
۱۹۸۱ IBM دستگاهي اختراع کرد که به کمک آن مي‌توان اتم‌ها را تک تک جا‌به‌جا کرد.
۱۹۸۵ کشف ساختار جديدي از کربن C60

۱۹۹۰ شرکت IBM توانايي کنترل نحوه قرارگيري اتم‌ها را نمايش گذاشت
۱۹۹۱ کشف نانو لوله‌هاي کربني
۱۹۹۳ توليد اولين نقاط کوانتومي با کيفيت بالا
۱۹۹۷ ساخت اولين نانو ترانزيستور
۲۰۰۰ ساخت اولين موتور DNA

۲۰۰۱ ساخت يک مدل آزمايشگاهي سلول سوخت با استفاده از نانو لوله
۲۰۰۲ شلوارهاي ضدلك به بازار آمد
۲۰۰۳ توليد نمونه‌هاي آزمايشگاهي نانوسلول‌هاي خورشيدي
۲۰۰۴ تحقيق و توسعه براي پيشرفت در عرصه فناوري‌نانو ادامه دارد
(جدول۲-۱: رويدادهاي مهم تاريخي در شکل گيري علوم نانو)

فصل سوم
نانوتكنولوژي و جهان

۳-۱: جامعه چه تصوري از فناوري نانو دارد؟

در مطالعه‌اي که طي دو سال گذشته در آمريکا صورت گرفت، نظرات حدود ۲۰۰۰ بزرگسال وکودک، بررسي و اين نتيجه حاصل شد که هر ‏چند کلمات نانو و فناوري‌نانو در جامعة علمي به وفور يافت مي‌شود امّا عموم مردم هنوز نسبت به اين کلمات و معناي آنها ناآگاه هستند. وقتي ‏پرسيده مي‌شود، کوچک‌ترين چيزي که مي‌توانيد ببينيد چيست؟ همه، به طور قابل توجهي به اشياء ماکروسکوپي اشاره و اغلب چيزي در محيط ‏اطرافشان را انتخاب مي‌کنند. در اين گزارش، نتايج آماري اين بررسي و توزيع پاسخ ها در رده هاي سني مختلف ارائه شده است. ‏

کوچک‌ترين چيزي که مي‌توانيد تصور کنيد چيست؟
پاسخ اين سؤال براي دانشمندان واضح و روشن است؛ اما پاسخ خيلي از افراد جامعه، يک شيء قابل ديدن است. اين سؤال چالش درک عمومي از فناوري‌نانو را نشان مي‌دهد.
در مطالعه‌اي که طي دو سال گذشته در آمريکا صورت گرفت، نظرات حدود ۲۰۰۰ بزرگسال وکودک، بررسي و اين نتيجه حاصل شد که هر چند کلمات نانو و فناوري‌نانو در جامعه علمي به وفور يافت مي‌شود امّا عموم مردم هنوز نسبت به اين کلمات و معناي آنها ناآگاه هستند. وقتي پرسيده مي‌شود، کوچک‌ترين چيزي که مي‌توانيد ببينيد چيست؟ همه، به طور قابل توجهي به اشياء ماکروسکوپي اشاره و اغلب چيزي در محيط اطرافشان را انتخاب مي‌کنند.

يکي از مجريان اين مطالعه مي‌گويد: ”ما دريافتيم که دنياي واقعي و خيالي کودکان تا ۱۰ سالگي يکسان است. يعني کوچک‌ترين چيزي که آنها مي‌توانند ببينند، همان چيزي است که مي‌توانند به آن فکر کنند. با شروع سن ۱۱سالگي، درصد بيشتري (۵۲ درصد) از کودکان به بيان اشياي ذره بيني به عنوان کوچکترين چيزي که مي‌توانند به آن فکر کنند مي‌پردازند. درک بيشتر درباره مقياس‌هاي اتمي و مولکولي در ۱۴ تا ۱۷ سالگي پديدار مي‌شود. در بررسي‌هاي ما بيش از ۴۰ درصد اين فاصله سني جواب‌هايي غير طبيعي‌ مي‌دهند که بيانگر اطلاعاتي از دنياي مقياس نانو است؛ مانند: اتم، پروتون و نوترون که دنياي مقياس نانو را منعکس مي‌کنند. اين مطلب تعجب‌آور نيست چرا که حالت‌هاي ماده و ساختمان مولکول و اتم به صورت کلي در برنامه درسي کلاس‌هاي اول تا سوم راهنمايي گنجانده شده است.

بزرگسالان هم تقريباً همان پاسخ‌هاي کودکان را دادند، بجز افراد ۱۸ تا ۲۲ ساله، که بيشترين درصد (بيش از ۵۰ درصد) از اشياء در اندازه‌هاي نانو را برشمردند. اين روند مي‌تواند نتيجه فراگيري ماهيت دقيق مواد در دوران دبيرستان و دانشگاه باشد.“

اين مطالعه در ادامه به بررسي ميزان آگاهي افراد درباره کلمات نانو و فناوري‌نانو پرداخته است. واژه نانو براي حدود ۶۰ درصد از افراد ۱۴ تا ۵۹ ساله بيشتر شناخته شده و براي کودکان زير ۱۴ سال و افراد بالاي ۶۰ سال کمتر آشنا بود.

واژه نانو براي اغلب مردم شناخته شده‌تر از فناوري‌نانو است، که احتمالاً در رسانه‌هاي عمومي يا در استقبال از محصولاتي مانند iPodnano يا Eddie Bauers nano pants با آن برخورد داشته‌اند.
اين محصولات مي‌توانند به بالا بردن آگاهي کمک کنند، اما تأثير ناچيزي در افزايش درک پايه‌اي و اساسي از نانو دارند. يک نوجوان به ما گفت که فناوري‌نانوساختن iPod است و ديگري اظهار داشت که آن درiPod من است! ولي هيچ کدام نتوانستند درباره وابستگي iPod و نانو توضيح دهند.

افراد ۱۴ تا ۲۸ ساله بيشترين آشنايي را با کلمه فناوري‌نانو داشتند. اين افراد مي‌توانستند توضيح صحيحي در اين باره بدهند. پاسخ افراد ۲۹ ساله و بزرگ‌تر متنوع بود. اکثريت (۹۰ درصد) واژه فناوري‌نانو را نمي‌شناختند و کساني که پاسخ صحيح و يا حدوداً صحيح مي‌دادند بيان مي‌‌کردند ‌که علاقه فراواني به مطالعه در اين زمينه دارند، علوم را بسيار دوست دارند، و يا از سرمايه‌گذاران مي‌باشند. تنها يک درصد مي‌توانستند کلمات نانو و فناوري‌نانو را به درستي تعريف نمايند و پاسخ‌هاي تقريباً صحيح هم بسيارکم بود. خيلي از افراد فکر مي‌کردند که نانو يک کلمه مخفف، يک لفظ اسپانيايي و يا واژه‌اي براي مادر بزرگ‌هاست! فناوري‌نانو همچنين به عنوان ساختن مواد کوچک و فناوري رايانه‌اي تصور مي‌شد. افراد زيادي از اين واژه به عنوان يک کلمه مناسب براي روبات، نانوبوت (روباتي در اندازه نانو) و يا يک دوربين بسيار کوچک که به داخل بدن مي‌رود، ياد مي‌کردند. در واقع بسياري از کساني که واژه فناوري‌نانو را شنيده‌اند، اما نمي‌توانند معناي آن را بيان کنند اطلاعاتشان را از رسانه‌هاي عمومي به دست آورده‌اند.

 

روشن است که با کمبود اطلاعات و درک نسبت به فناوري‌نانو روبه‌رو هستيم. هر چند بخش اندکي از بزرگسالان به‌طور تقريبي با فناوري‌نانو آشنا بودند، اما هنوز راه زيادي تا شناخته شدن آن باقي است. فهميدن تأثير بالقوه اين فناوري بر جامعه، براي توسعه و پيشرفت منابعي که به درک عمومي از فناوري‌نانو کمک مي‌کنند، بسيار حائز اهميت است. در اين صورت است که اجتماع مي‌تواند قضاوت آگاهانه‌اي از پيشرفت اين فناوري داشته باشد.

در Main Street Science (که برنامه‌اي براي آموزش علوم، فناوري، مهندسي و رياضيات به دانش‌آموزان دبيرستان است) يک موزه نمايشي سيار به نام بسيار کوچک‌تر از تصور؛ تمرکز بر فناوري‌نانو (Too Small to (See: Zoom Into Nanotechnology در حال ايجاد است. اين موزه در جست‌وجوي مباني فناوري‌نانو است و عموم مردم را به يادگيري بيشتر درباره چگونگي گسترش و کاربردهاي بالقوه آن تشويق مي‌کند. از ميان جست‌وجوهاي انجام شده، موضوعات با محبوبيت ويژه در عموم مردم، شامل تأثير فناوري برگسترش داروهاي جديد، توانا ساختن فناوري رايانه، درمان سرطان و بيماري‌هاي ديگر مشخص شد.

در شکاف بين علم و اجتماع، توان بالقوه‌اي براي جذب جامعه نهفته است. مي‌توان در اين فرصت، سرمايه‌گذاري کرد و کالاهاي آموزشي، برنامه‌ها و منابع ديگر را فراهم‌آورد تا به فهم و درک عموم از اين فناوري و منافع بالقوه و خطرات آن کمک کرد.

جامعه و فناوري‌نانو؛ درک عامه مردم از فناوري‌هاي نوظهور چگونه است؟
اين گزارش به يافته‌هاي يک مطالعة تلفني براي سنجش آگاهي و نگرش مردم آمريکا در مورد فناوري‌نانو مي‌پردازد. اين آمارگيري نحوة تصميم‌گيري مردم دربارة فناوري‌هاي نوظهور را نشان مي‌دهد. در حقيقت داده‌ها نشان مي‌دهد که در حال حاضر ميان‌برهاي ذهني و شناختي، که معمولاً از طريق رسانه‌هاي گروهي ايجاد مي‌شوند، عامل مهم و مؤثر در نوع نگرش مردم دربارة فناوري‌نانو، خطرات و فوايد، همچنين ميزان حمايت جامعه از بودجة آينده تحقيقات در اين حوزه است.

۱) مباني علمي مطالعه
بُعد اجتماعي فناوري‌نانو از زمان برپايي برنامه پيشگامي ملي فناوري‌نانو مورد توجه بوده است. در ميان توده تفکرات و نظرات، گروهي از مفسران، پذيرش اجتماعي را به عنوان موردي بحراني براي پيشرفت‌هاي آتي اين علم معرفي کرده اند (Roco&Bainbridge, 2001) ، جالب آن که پذيرش مردم و درک عمومي از فناوري‌نانو به عنوان يك موضوع علمي نوظهور، در گذشته نيز مطرح بوده است (Roco,2003)؛ اما محققان علوم طبيعي و اجتماعي به تازگي شروع به بررسي اهميت شناخت کامل جامعه از فناوري‌نانو کرده‌اند. در حقيقت بسياري از تحقيقات پيشين بيشتر بر روي رسانه‌ها يا آگاهي از خطرات و فوايد فناوري‌نانو متمركز بوده و کمتر به بررسي تأثيرات پيچيده بسياري از اين عوامل بر نگرش جامعه در حوزه فناوري‌نانو و بودجه آن نظر دارد.
به دليل پايين بودن سطح آگاهي جامعه از مباحث مرتبط با علوم نانو، ارزيابي اصولي درباره نوع برخورد جامعه با اين فناوري‌ و سوابق آن ممکن نيست. در طول دهه‌ها تحقيقاتي درباره نگرش جامعه مورد بحث بوده؛ امّا اين سؤال مطرح است که چگونه مي‌توان درباره نگاه جامعه‌اي که به طورگسترده‌ در مورد موضوع موردنظر ناآگاه است، سنجش اصولي داشت. اين مشکل نه تنها درباره موضوعات علمي بلکه در مورد بيشتر مباحث و مسائل مرتبط با سياست و وقايع جاري وجود دارد.
مهم‌تر آن که، تمرکز فقط بر روي دانش علمي در زمان سنجش نگاه جامعه درباره فناوري‌نانو، ما را به سمت درکي محدود و غيرواقعي از نظرات و عقايد مردم درباره اين علم نوظهور سوق مي‌دهد.

۱-۱) مدل دانش علمي در مقابل مدل شناختي مايزر
با تصديق کمبودهاي موجود در مدل‌هاي منحصراً شناختي در پردازش اطلاعات، تحقيقات روانشناسي اجتماعي
(Fiske & Taylor, 1991) و علـــــــــوم سياسي (Poplcin , 1999) نشان مي‌دهد که مردم در مدل شناختي مايزر (Cognitive Miser model)، کساني هستند که اطلا عات کم يا زيادي درباره موضوعي که فکر مي‌کنند تصميم‌گيري در مورد آن مهم است جمع‌آوري مي‌کنند، و در بيشتر موارد با اطلاعات کم و ناکافي تصميم‌گيري خواهند کرد (kunreuthor 2001) . در مقابل، مدل‌هاي دانش علمي قديمي‌تري موجود است كه در آنها اكثراً کمبود اطلاعات يک شکل تلقي مي شود(Bauer & School, 1993, Miller, 1998). اما مدل شناختي مايزر فرض مي‌کند که تصميم‌گيري مبتني بر کمبود دانش يا اطلاعات نه تنها بخشي از طبيعت بشر است، بلکه شايد حس منطقي را هم به وجود آورد

(Fiske & Taylor, 1991) . پاپ‌کين (Popkin) در سال ۱٩٩۴ وضع مشابه‌اي را با واژه عقلانيت اطلاعات اندک شرح مي‌دهد. او توضيح مي‌دهد که شهروندان، مصرف کنندگان عام بوده و تلاش‌هاي سرمايه‌گذاري وقتي نتيجه مي‌دهد که اين مصرف‌کنندگان نتيجه نهايي مقعولي را ببينند. براي موضوعاتي مانند فناوري‌نانو که درک عميقآن نياز به تلاش‌هاي مهمي در بخش شهروندان عادي دارد، نتيجه مطلوب، با آگاهي دادن درباره خط‌مشي نظرات و سياست‌ها واقعاً کافي نخواهد بود. در نتيجه حس عالي براي شهروندان وقتي به وجود مي‌آيد که به نظرات افراد نظارت ‌کننده، گروه‌هاي موردعلاقه و تصورات رسانه‌ها درباره يک موضوع خاص اعتماد کنند.

به هر حال، آنچه ما به عنوان مدل شناختي مايزر براي پردازش اطلاعات مطرح کرديم مبتني بر دو فرضيه مهم است. اول آنکه مردم براي تصميم‌گيري درباره موضوعاتي همچون فناوري‌ها يا کشف‌هاي علمي، از تمامي اطلاعات موجود استفاده نمي‌کنند. آنها به ميان‌برهاي شناختي يا ذهني مانند پيش علائق آرماني، اعتقادات ديني يا تعاريف رسانه‌اي براي قضاوت درباره اين موضوعات اتکا مي‌کنند.
دوم آنکه سنجش عقيده مردم از راه مدل شناختي مايزر يک نمونه است که تمامي الگوهاي اجتماعي را شامل نمي‌شود. منظور اين است که برخي گروه‌ها همچون افراد بسيار علاقمند به موضوعات علمي، تصميم گيرندگان علمي، اعضاي گروه‌هاي علمي علاقمند، و گرو‌ه‌هاي متفرقه ديگر در مدل شناختي مايزر جاي نمي‌گيرند. براي اکثريت مردم عادي جامعه مدل شناختي مايزر، مدل توصيفي عالي براي تصميم‌گيري سطح معلومات است.
۱-۲) چارچوب رسانه‌اي
مخصوصاً در حوزه فناوري‌هاي نوظهور، جايي که شهروندان هيچ تجربه مستقيمي ندارند، پوشش رسانه‌اي اين فناوري‌ها عامل ذهني مهمي را ايجاد مي‌کند (Nisbet et al,2003;Nisbet & Lewenstein 2002) . تحقيقات اخير نشان داده است که برخي از خبرهاي منتشره مبتني بر اطلاعات با ارزش علمي نيست، به عنوان مثال خبرنگاران درباره فناوري‌هاي عمده مواضع صريح موافق و مخالفي مي‌گيرند؛ ولي به تفاوت‌هاي دقيق و همچنين طرز ارائه محتويات خبرها كمتر توجه مي‌کنند.

چارچوب رسانه‌اي، مبتني بر اين عقيده است که بينندگان چگونه اخبار را تفسير مي‌کنند؛ اين مورد بستگي زيادي به طرز ارائه اخبار از سوي خبرنگاران دارد
(Scheufele 1999) . به بيان ديگر دو داستان خبري که محتويات کاملاً يکساني دارند، ممکن است دو برداشت متفاوت در بينندگان ايجاد کنند که اين به سادگي مربوط به تفاوت در طرز ارائه خبر است. مخصوصاً، طرح خبر بستگي به ابزارهاي خبري يا اصطلاحات علمي و فني دارد.

به عنوان مثال يک داستان جنايي در روزنامه محلي با چاپ عکس مضنون آمريکايي – آفريقايي تفسير بسيار متفاوتي در مقايسه با چاپ همين خبر اما بدون عکس از ديد خوانندگان خواهد داشت. همچنين طرح خبر بستگي به ابزارهاي علمي و فني مانند لقب‌هاي متفاوت براي يک وضعيت مشابه دارد؛ به عنوان نمونه نزاع اخير در صحنه سياسي آمريکا با استفاده از برچسب‌هايي مانند ماليات مرده در مقابل طبقه‌بندي ماليات يا تخفيف ماليات در مقابل فراغت از ماليات مثال‌هاي خوبي براي اين مورد هستند. با اين چارچوب‌هاي متفات عملکردها و عکس‌العمل‌هاي متفاوتي از مردم نشان داده شد (Prices Tewksbury, 1997) . خلاصه آنکه چارچوب‌هاي خبري، ميان‌برهاي شناختي و ذهني را به منظور پردازش مؤثر اطلاعات جديد، مخصوصاً موضوعاتي که بينندگان با آن خيلي آشنا نيستند، براي مستمعين فراهم مي‌آورند.

تحقيقات گذشته درباره آراي عمومي در حوزه فناوري‌نانو دو واقعيت مهم را در ارتباط با شکل دادن نظرات پررنگ‌تر مي‌کند. اول آنکه به نظر مي‌رسد پوشش رسانه‌اي آمريکا درباره فناوري‌نانو تا اين لحظه خيلي مثبت‌تر از انگليس بوده است؛ به عنوان مثال در آمريکا تأکيد بيشتري بر روي فوايد اين فناوري جديد شده است. دوم اين كه ماهيت پوشش‌رسانه‌اي نگرش عمومي را در مورد اين موضوع تغيير مي‌دهد.

در بررسي‌هاي جداگانه، بينبريج (Bainbridge,2002) و کوب و مکوبري (,۲۰۰۴ Cobb) نشان دادند که مشاهده فوايد فناوري‌نانو، در اين مرحله از چرخه انتشار علم بسيار مهم‌تر از مشاهده خطرات است و نگرش عموم مردم را نسبت به اين فناوري جديد بسيار مثبت خواهد کرد.

بنابراين، فناوري‌نانو موضوع مناسبي براي مطالعه درک عمومي درباره مباحث علمي نوظهور و عوامل مختلف مؤثر بر آن است. همان‌طور که پس از اين خواهيم گفت، سطوح آگاهي از فناوري‌نانو به عنوان يک موضوع و درجات درک دانش آن هنوز بسيار پايين است. واقعيت اين است که شهروندان خودشان درک مشخصي درباره فناوري نانو ندارند، امّا اين جمله بدين معنا نيست که آنها درباره فناوري‌نانو تصميم نمي‌گيرند يا حکم نمي‌دهند. مهم‌تر آنکه نظرات آنها بيشتر تحت تأثير عواملي مانند پيش‌زمينه‌هاي دروني (Coaverse,2006) ، روشي که رسانه‌هاي جمعي موضوعات را مي‌پرورند، (Scheufele,1999,2000) و سطح دانش علمي عمومي (Miller,1998) خواهد بود تا اطلاعات صحيح علمي. هدف از ارائه اين تحقيق کاوش بيشتر اين مراحل بود. مخصوصاً ما به دو سؤال تحقيقاتي مهم علاقمند هستيم:

سؤال اول: هنگامي که قضاوت‌ درباره فناوري‌نانو به عنوان فناوري نوظهور موردنظر است، مردم در قالب مدل دانش علمي جاي مي‌گيرند يا مدل شناختي مايزر؟
سوال دوم: رسانه‌هاي گروهي در جهت‌گيري نگرش مردم درباره فناوري‌نانو چه نقشي را بازي مي‌کنند؟
ما همزمان با پاسخ‌گويي به اين پرسش، خلاصه‌اي از آراي کلي مناظره عمومي درباره فناوري‌نانو و عوامل مؤثر بر نظرات کلي دراين باره (در طولاني مدت) را نيز نشان خواهيم داد.

۲) روش‌ مطالعه
در پاييز سال ۲۰۰۴ ما يک مطالعه آماري تلفني‌ را با اندازه نمونه۷۰۶= N را اجرا کرديم. ميزان همکاري (مبتني بر تعاريف استاندارد ارائه شده از سوي مؤسسه آمريکايي تحقيقات درباره نظرات اجتماعي) ۴۳ درصد بود. اين آمار مبتني بر نمونه‌اي کاملاً احتمالي بود. در اين آمارگيري مشخصاً به پاسخ‌هاي منفي اصولي که به دليل هويت علمي يا تازگي موضوع آمارگيري بود، اهميت داده‌ايم. به بيان ديگر، احتمالاً کساني که پاسخ‌گويي به آمارگيري ما را پذيرفتند، همگي به فناوري‌نانو و مباحث مرتبط به آن علاقه‌مند هستند و آنهايي که آگاهي و يا علاقه‌مندي کمتري نسبت به اين موضوع داشتند از شرکت در اين آمارگيري امتناع کردند. اين مورد نه تنها آمارهاي توصيفي ما را منحرف مي‌کند، بلکه به طور بالقوه‌اي گرايش‌هايي در نسبت‌هاي گزارش‌شده ايجاد مي‌کند. ما همچنين تعدادي منابع مشخص را براي رد کردن‌هاي اوليه و نداشتن تماس درنظر گرفتيم تا پاسخ‌هاي منفي را براي آمارگيري در اين مورد به حداقل برسانيم.

تجزيه و تحليل، شامل طرز برخورد عموم با فناوري‌نانو، تخمين خطرات و فوايد، دانش فناوري‌نانو و انواع گوناگوني از کاربردهاي رسانه‌اي علوم مي‌شود. عبارت‌هاي سؤالي مشخص براي مهمترين يافته‌هايي که در اينجا مطرح شد را مي‌توانيد در ضميمهيك بيابيد. ارزيابي آمارهاي مردمي نسبتاً واضح و به عبارات آماري استانداردي وابسته است. ما چهار نوع کنترل‌هاي آمارگيري مردمي را به حساب آورديم: سن (۷۲/۱۷ =S,SD=50, M) ، جنسيت (۵۸ درصد مؤنث) ، تحصيلات رسمي (كه ميانگين غالباً تحصيلات دانشگاهي است) و درآمد (ميانگين درآمد خانواده بين ۳۰ تا ۵۰ هزار دلار) .

سنجش ما درباره کارکرد رسانه‌ها، شامل ارزيابي‌هاي چندپارامتري درباره تکرار اخبار علمي در روزنامه‌ها، تلويزيون و اينترنت مي‌شود. تکرار خبرهاي علمي در روزنامه‌ها به صورت يک شاخص ترکيبي شش پارامتري (M=24/34 SD=16/95 Cronbach’s alpha=0/95) و تکرار اخبار علمي در تلويزيون به صورت يک شاخص ترکيبي چهار پارامتري (M=12/57, SD=7/94, Cronbach’s alpha =0/97) وتکرار اخبار علمي در اينترنت به صورت يک شاخص ترکيبي و چهار پارامتري (M=8/70, SD=9/46 , Cronbach’s alpha =0/93) درآمده است. آگاهي از ريسک‌ها و فوايد با هشت پارامتر اندازه‌گيري شد و هر اندازه‌گيري براساس مقياس ۱۰ نقطه‌اي ارزيابي شد. هر دو مورد مشاهده خطرات و فوايد به صورت شاخص‌هاي ترکيبي چهار پارامتري اندازه‌گيري شدند. براي سنجش فوايد، ميانه ۲۶/۲۶ (SD=8/75) و براي دريافت خطرات، ميانه ۹۰/۱۸ (SD=8/41) بود.

سواد فناوري‌نانو با شاخص شش پرسش واقعي علمي (M=3/90 SD=1/55 Cronbach’s alpha=0/56). و حمايت عمومي از فناوري‌نانو با مقياس ده نقطه‌اي
(M=5/ 98, SD=2/67) اندازه‌گيري شد.

۳) نتايج
نتايج آماري ما نشان مي‌دهد که در مجموع سطح آگاهي مردم درباره اين موضوع پايين است. حتي بعد از توضيح بيشتر موضوع از طريق گفتگو، حدود يک چهارم از پاسخ‌هاي دريافتي مبني بر اين بود که آنها هرگز راجع به اين بحث چيزي نشنيده‌اند.
جالب آنکه مردم بيشتر از حد تصورشان، به اين علم آگاهي داشتند. حال آنکه حدود ۱۶ درصد از پاسخ‌گويان احساس مي‌کردند که اطلاعات محدودي درباره فناوري‌نانويا حداقل تأثيرات اقتصادي آن دارند.

شکل (۱) درصد پاسخ‌گويي صحيح هر يک از شش سؤال علمي را نشان مي‌دهد. همان طور که در شکل نشان داده شده سطح آگاهي درباره مباحث اقتصادي فناوري‌نانو و پرسش‌هاي عمومي‌تر درباره ماهيت فناوري‌نانو، بالاترين نمودار را دارد. براي تمامي اين پرسش‌ها، ميانگين پاسخ ها در حدي است که نمي‌توان آنها را تصادفي دانست. جالب آنکه تفاوت محسوسي بين پاسخ‌ها درباره اندازه يک نانومتر و جزئيات علمي ديگر وجود ندارد!