نقش فناوری نانو در توسعة صنعت مغناطیس

یکی از حوزه هایی که انتظار می رود فناوری نانو اثر فراوانی بر پیشرفت آن داشته باشد، مغناطیس ها و مواد مغناطیسی است. با ورود نانوفناوری به علم و صنعت مغناطیس، بهبود زیادی درکیفیت مغناطیس ها ایجاد شده است و مغناطیس هایی با ابعاد کوچک و نیروی مغناطیسی بزرگ ساخته شده اند.

مغناطیس‌های کوچک و مثال موتور ساعت مچی

نانوفناوری با قابلیت ها و توانایی هایی که دارد، نقش مهمی را در توسعه و پیشرفت علوم و صنایع ایفا خواهد کرد و کارهایی را انجام خواهد داد که قبلاً انجام آن ممکن نبوده است؛ به عنوان مثال، شما می‌خواهید موتوری را برای یک ساعت مچی طراحی نمایید، طبعاً این موتور کوچک خواهد بود و اندازة اجزای آن نیز کوچک‌تر خواهد شد و نمی‌توان از مغناطیس‌های معمولی و بزرگ برای ساخت آن استفاده کرد. برای ساخت این موتور باید از مغناطیس‌های قوی و کوچک استفاده نمود. اما ساختن این مغناطیس‌های کوچک با فناوری معمولی ممکن نیست و احتیاج به فناوری پیشرفته‌تری دارد. یکی از توانایی‌هایی که نانوفناوری ایجاد می‌نماید، قابلیت ساختن مغناطیس‌های کوچک است. در بعضی از پودرهای مغناطیسی، کیفیت مغناطیسی با کاهش ابعاد ذره‌های پودر بهبود می‌یابد. فریت‌های مغناطیسی که مواد مغناطیسی سرامیکی هستند از این دسته‌اند. این فریت‌ها شامل مغناطیس‌های سخت (مغناطیس‌های دایمی) و مغناطیس‌های نرم (مغناطیس‌های موقتی) هستند. در این فریت‌ها، با کاهش ابعاد ذره‌های پودر تا ابعاد 500 تا 100 نانومتر، می‌توان به مغناطیس‌هایی با کیفیت بسیار خوب دست یافت.

در بعضی از پودرهای مغناطیسی، کیفیت مغناطیسی با کاهش ابعاد ذره‌های پودر بهبود می‌یابد. فریت‌های مغناطیسی که مواد مغناطیسی سرامیکی هستند از ین دسته‌اند. ین فریت‌ها شامل مغناطیس‌های سخت (مغناطیس‌های دیمی) و مغناطیس‌های نرم (مغناطیس‌های موقتی) هستند. در ین فریت‌ها، با کاهش ابعاد ذره‌های پودر تا ابعاد 500 تا 100 نانومتر، می‌توان به مغناطیس‌های با کیفیت بسیار خوب دست یافت.

کاربردهای نانومغناطیس‌ها

امروزه نانومغناطیس‌‌ها همچون سایر مغناطیس‌ها گسترة کاربرد وسیعی دارند. یکی از کاربردهای اصلی نانومغناطیس‌ها، استفاده از آنها در محیط‌های ذخیره‌سازی اطلاعات (Recording media) است. صفحه‌های مغناطیسی ذخیره‌سازی اطلاعات، مثالی از این محیط‌ها هستند. سطح این صفحه‌ها از جنس ذره‌های مغناطیسی است. این ذره‌ها باید بسیار ریز و دارای دانه‌بندی یکنواخت باشند. با استفاده از نانوفناوری امکان ساخت این ذره‌‌ها فراهم شده است.کاربرد دیگر نانو مغناطیس‌ها در ساخت موتورهای الکتریکی کوچک است. هنگامی که این موتورها کاربردهایی ظریف و حساس دارند، مغناطیس‌های استفاده شده در آنها با فناوری نانو ساخته می‌شود.

نانومغناطیس‌ها در صنایع الکتروفتوکپی نیز استفاده می‌شود. جوهرهای استفاده شده در این صنایع، دارای پودرهای نانومغناطیس هستند.

از زمینه‌های جدید برای کاربرد نانوذره‌های مغناطیسی، تولید مایع‌ها و سیال‌های مغناطیسی است. این مواد در براده‌برداری از سطوح و تصفیه آب مطرح هستند. صنایع پزشکی و بیولوژی یکی از زمینه‌های بزرگ برای استفاده از نانومغناطیس‌ها هستند که در آنها نانوفناوری و زیست‌فناوری با هم تلاقی پیدا می‌کنند. علاوه بر این موارد، نانومغناطیس‌‌ها در صنایع نظامی، رایانه،‌ برق و خودرو نیز کاربرد دارند.

در بسیاری از کاربردهایی که ذکر گردید،‌ محصولات نانومغناطیس‌ها وارد بازار شده‌اند.‌ متأسفانه در کشور ما به علت ضعف صنعت مغناطیس و عدم آشنایی تولیدکننده‌ها با فناوری نانو،‌ تولید نانومغناطیس‌ها مطرح نیست.

انقلاب نانوفناوری در صنعت مغناطیس

امروزه بیشترین استفاده از نانومغناطیس‌ها به تولید نانوپودرهای مغناطیسی مربوط می‌شود. البته در کنار این پودرها،‌ قطعه‌های مغناطیسی هم مورد استفاده هستند،‌ اما چون با کاهش ابعاد ذره‌های پودر، کیفیت قطعه‌های مغناطیسی هم بهبود می‌یابد، بیشتر روی پودرها تکیه می‌شود. ساخته‌شدن پودرهای مغناطیسی در ابعاد نانو می‌تواند انقلابی در صنعت مغناطیس ایجاد نماید.

راهکارهای توسعه تحقیقات نانو مغناطیس در کشور

برای توسعة صنعت نانومغناطیس در کشور باید مشکلات توسعة فناوری نانو حل شود. برای برطرف‌کردن برخی از این مشکلات، باید تعریف مناسبی از جایگاه تحقیقات در دانشگاه‌ها ارایه شود. در حال حاضر بودجه‌های تحقیقاتی بین وزرات‌خانه‌های مختلف توزیع می‌شود و دانشگاه‌ها برای کسب بودجه برای تحقیقات مجبور به مراجعه به این وزارت‌خانه‌ها هستند. مبحث نانوفناوری، مبحثی است که در چند سال اخیر مطرح شده است و حتی در کشورهای پیشرفته هم موضوعی نو شمرده می‌شود؛ برای پیشرفت در این فناوری باید به دانشگاه ها مراجعه نمود چون دانشگاه‌ها در صف مقدم علمی کشور هستند و برای پرداختن به مباحث علمی روز دنیا بیشترین صلاحیت علمی را دارند.

از طرف دیگر فعالیت های ستاد نانوفناوری باید پایدار و هدفمند باشد. تصمیم های این ستاد باید به صورت متمرکز باشد و از اعمال سلیقه در آنها و تعدد مراکز تصمیم‌گیری دوری شود. اولویت‌ها در این مرکز مشخص شود و بودجه‌ها و کمک‌های تعیین‌شده از جانب این مرکز به طور مناسبی توزیع گردد. به این شکل متخصصان و پژوهشگران دلگرم می‌شوند و در نتیجه نانوفناوری در کشور پیشرفت می‌نماید.

علاوه بر آنچه گفته شد برای پیشبرد صحیح فناوری نانو باید تمامی اطلاعات مربوط به آن را تا حد ممکن گردآوری کرده و در اختیار افراد توانایی قرار داد که بتوانند آینده را ترسیم و برنامه‌ای مشخص برای آینده فناوری نانو در کشور ارایه نمایند.