این متن شامل 58 صفحه می باشد 

كامپيوترهااطلاعات را تقريبا" بدون صرف هيچ هزينهأي باز توليد مينمايند. اقداماتي در دستاجراست تا دستگاههايي ساخته شوند كه تقريبا" بدون هزينه - شبيه عمل بيتها دركامپيوتر - اتمها را به صورت مجزا بهم اضافه كنند ( كنار هم قرار دهند). اين امرساختن اتوماتيك محصولات را بدون نيروي كار سنتي همانند عمل كپي در ماشينهاي زيراكسميسر ميكند. صنعت الكترونيك با روند كوچك سازي احياء مي گردد وكار در ابعاد كوچكترمنجر به ساخت ابزاري ميشود كه قادر به دستكاري اتمهاي منفرد مثل پروتئينها در سيبزميني و همانندسازي اتمهاي خاك، هوا و آب از خودشان ميگردد.
پيوند علم مواد ،شيمي و علوم مهندسي كه نانوتكنولوژي ناميده ميشود عرصه أي را بوجود ميآورد كه ماشينآلات خود تكثيركننده و محصولات خود اسمبل از اتمهاي اوليه ارزان ساخته شوند.
نانوتكنولوژي توليد مولكولي يا به زبان ساده‌تر ، ساخت اشياء اتم به اتم،مولكول به مولكول توسط بازوهاي روبات برنامه‌ريزي شده در مقياس نانومتريك است ونانومتر يك ميلياردم متر است
( پهناي معادل با 3 تا 4 اتم). نانوتكنولوژي ساختابزارهاي نوين مولكولي منحصر به فرد با بكارگيري خواص شيميايي كاملا" شناخته‌شدهاتمها و مولكولها ( نحوه پيوند آنها به يكديگر) را ارائه مي‌دهد. مهارت مطرحه دراين تكنولوژي دستكاري اتمها بطور جداگانه و جاي دادن دقيق آنان در مكاني است كهبراي رسيدن به ساختار دلخواه و ايده‌آل موردنياز مي‌باشد. اين قابليت تقريبا" حاصلشده است.
بازده پيش‌بيني شده از تسلط بر اين تكنولوژي بسيار فراتر ازموفقيتهايي است كه تاكنون انسان بدانها نائل شده است.
قابليتهاي محتمل تكنيكينانوتكنولوژي عبارتند از :
1- محصولات خوداسمبل
2- كامپيوترهايي با سرعتميلياردها برابر كامپيوترهاي امروزي
3- اختراعات بسيار جديد ( كه امروزه ناممكناست)
4- سفرهاي فضايي امن و مقرون به صرفه
5- نانوتكنولوژي پزشكي كه درواقعباعث ختم تقريبي بيماريها، سالخوردگي و مرگ و مير خواهد شد.
6- دستيابي بهتحصيلات عالي براي همه بچه‌هاي دنيا
7- احياي مجدد بسياري از حيوانات و گياهانمنقرض‌شده
8- احياء و سازماندهي اراضي
دكترDrexler در همايش جهاني نظامعلمي در زمينه نانوتكنولوژي اظهار كرده است: “در جهان اطلاعات ، تكنولوژيهايديجيتالي كپي‌برداري را سريع، ارزان، كامل و عاري از هزينه‌بري يا پيچيدگي محتوايينموده‌اند. حال اگر همين وضعيت در جهان ماده اتفاق بيافتد چه مي‌شود. هزينه توليديك تن
‌تري بيت تراشه‌هاي RAM تقريبا" معادل با هزينه بري ناشي از توليد همانمقدار فولاد مي‌شود”.
دكترSmalley رئيس هيئت تحقيقاتي دانشگاه رايس و كاشف Buckyballs مي‌گويد:
" نانوتكنولوژي روند زيانبار ناشي از انقلاب صنعتي را معكوسخواهد كرد". در مقدمه مقاله نانوتكنولوژي كه توسط آقايان Peterson و Pergamit درسال 1993 نگاشته شده چنين آمده است :
" تصور كنيد قادريد با نوشيدن دارو كه درآب ميوه مورد علاقه‌تان حل شده است سرطان را معالجه كنيد . يك ابر كامپيوتر را كهبه اندازه يك سلول انسان است در نظر بگيريد. يك سفينه فضايي 4 نفره كه به دور مدارزمين مي‌گردد با هزينه‌اي در حدود يك خودروي خانوادگي تجسم كنيد" .
موارد فوق،فقط تعداد محدودي از محصولات انتظار رفته از نانوتكنولوژي هستند. انسان در معرض يكانقلاب اجتماعي تسريع شده و قدرتمند است كه ناشي از علم نانوتكنولوژي است. در آيندهنزديك گروهي از دانشمندان قادر به ساخت اولين آدم آهني با مقياس نانومتري مي‌گردندكه قادر به همانندسازي است. طي چند سال با توليد پنج ميليارد تريليون نانوروبات ،تقريبا" تمامي فرايندهاي صنعتي و نيروي كار كنوني از رده خارج خواهند شد. كالاهايمصرفي به وفور يافت‌شده ، ارزان، شيك و با دوام خواهند شد. دارو يك جهش سريع وكوانتومي را به جلو تجربه خواهد نمود. سفرهاي فضايي و همانندسازي امن و مقرون بهصرفه خواهند شد. به اين دلايل و دلائلي ديگر، سبكهاي زندگي روزمره در جهان بطورزيربنايي متحول خواهد شد و الگوي رفتاري انسانها تحت‌الشعاع اين روند قرار خواهدگرفت

مطالعةنانوتكنولوژی

دانشجويانمتمايل به نانوتكنولوژي، اغلب در مورد آنچه بايد بخوانند، سؤال مي‌كنند. اين صفحةوب، پاسخي جزئي به اين پرسش مي‌دهد. سايتForesight نيز مختصري از اريك دركسلر دارد.

نانوسيستم‌ها :

متن استاندارداين رشته، كتاب دكتر اريك دركسلر با نام "نانوسيستمها: ماشين‌آلات ساخت، توليد ومحاسبة مولكولي" است. شما مي‌توانيد يك نسخه از آن را خريده، و مطالعه كنيد.

مكانيك مولكولي:

هر فنّاوريتوليدي بايد بتواند اتمها را از جايي كه هستند، به جايي كه ما مي‌خواهيم باشند،حركتدهد. بنابراين، چگونه حركت اتمها و نيروهاي اثرگذار روي آنها در طول حركت،رشته‌ا‌ي حياتي در مطالعة نانوتكنولوژي محسوب مي شود. اين رشته، مكانيك مولكوليناميده مي‌شود. يك بحث خيلي خلاصه در مورد مكانيك مولكولي و اهميتش براينانوتكنولوژي در وب در "نانوتكنولوژي محاسباتي" موجود است، كه شامل مراجعي برايمطالعات بيشتر است.

يك مقدّمةكلاسيك به مكانيك مولكولي، كتاب مكانيك مولكولي نوشتة اولريخ بوركرت و نورمنآلينجر، چاپ انتشارات American Chemical Society در سال 1982 است، كه هرچند چاپنمي‌شود، ولي در كتابخانه‌هاي دانشگاهي موجود است.

كتابنانوسيستمها مفهوم پاية مكانيك مولكولي را در فصل 3 خود شروع كرده‌است. مزيت بزرگاين كار دركسلر، پذيرش واحدهاي سازگار SI است. مطالعة آهسته و دقيق اين فصل شايستةانجام است.

پيش‌درآمدهايبسيار ديگري به مكانيك مولكولي موجود است. بسته‌هاي نرم‌افزاري كه مداخل ورودي خاصيبه اين زمينه دارند، موجود بوده و براي درك مفاهيم آن، بسيار مفيد هستند.

كنترل مكاني،سختي و انعطاف‌پذيري :

يك ايدة اساسيدر نانوتكنولوژي، كنترل مكاني است؛ كه با ابزارهاي رباتيك كاملا" استاندارد قابلحصول است. تفاوت عمدة ابزارهاي رباتيك مرسوم با انواع مولكولي، مسألة نويز حرارتياست. در مقياس مولكولي، ذرّات به دليل حركت براوني درحال جست‌وخيز هستند. برايكنترل اين مسأله، ذرّات را بايستي محكم نگهداشت، يعني يك نيروي برگرداننده بايدوجود داشته‌باشد كه براي بازگرداندن ذرّات به موقعيت تعادلي، در صورت انحراف عملكند (تعريف موجزي از "كنترل مكاني"، همين وجود نيروي برگرداننده است). نيرويبرگرداننده معمولا" به صورت تابع خطي جابجايي فرض مي‌شود :

نيرويبرگرداننده = جابجايي× Ks

ثابت Ks معيارياز سختي سيستم است. هرچه سختي بيشتر باشد، نيروي برگرداننده بزرگتر و انحراف سيستماز موقعيت تعادلي، كوچكتر مي‌شود. رابطة بنياد‌ي سختي و بي‌ثباتي مكاني عبارتست از :

б2 = kT / Ks

اين رابطة 4-5فصل 5 كتاب نانوسيستمها است، كه بايد به‌خاطر سپرده و كاربردهاي اصلي آن را شناخت. براي استفاده از آن، لازم است سختي (Ks) مشخص شود. سختي يك ساختار را از هندسه وخواص مواد آن مي‌توان تعيين كرد. اين مفاهيم پايه در فصول 38 و 39 دروس فيزيك فينمننوشتة فينمن، ليتون و سندز، چاپ انتشارات Addison-Wesley سال 1964 موجود است. لذاخواندن اين فصل پيشنهاد مي‌شود.

كاربرد اينمعادلات در بعضي ابزارهاي رباتيك (ازجمله سكّوي استوارت كه به علت سختي بالايش برايمصارف رباتيك مولكولي) مورد توجه است)، در خانوادة جديدي از ابزارهاي مكاني با 6درجة آزادي، توضيح داده شده‌است. اين كاربردها همچنين در فصل 5 نانوسيستمها و بخش 4-13 آن، كه يك بازوي رباتيك را مورد بحث قرار داده، بيان شده‌است.

خودهمانندسازي :

انديشة اساسيدوم در نانوتكنولوژي، خودهمانندسازي است. دانشجو بايد صفحة وبي را بعنوان مقدمةخودهمانندسازي خوانده و چند مرجع موجود در آن را براي مطالعة بيشتر انتخاب كند. تئوري دور و تكرار (recursion theorem) مبناي سيستمهاي خودهمانندساز است. فهم اينتئوري، الزامي است. بعنوان تمرين برنامه‌ا‌ي بنويسيد كه خودش را دقيقا" چاپ كند. نسخه‌اي از مطالعات 1980NASA را مي‌توانيد بخريد، كه داراي بخش باشكوهي در موردسيستمهاي خودهمانندساز است.

مطالعات بيشتر :

البته موضوعاتزياد ديگري نيز در زمينة پيشرفت نانوتكنولوژي وجود دارد. به‌نظر مي‌رسد مفيدتر باشدكه ليست كوتاه و فشرده‌ا‌ي از موضوعات اساسي ارائه شود كه بتوان با يك تلاش معقولبر آنها تسلط يافت، تا اينكه ليست آنچنان بلند و سنگين باشد كه هر موضوعي با هردرجة اهميتي را پوشش دهد. دانشجو مي‌تواند مطمئن باشد كه هيچ كمبودي از نظر مفادمطالعاتي در مورد اين رشتة جديد تحقيقاتي وجود ندارد.