نانو مس؛ یک گام به سوی آینده
آشنایی با نانو مس
نانو مس متشکل از ذرات مس با اندازه نانومتری است. این مواد نانوساختار معمولا خواصی دارند که باعث شده‌‌‌اند برای کاربردهای مختلفی مورداستفاده قرار بگیرند. از جمله خواص مهم نانومواد مسی می‌توان به هدایت الکتریکی بالا، هم‌‌‌بستری قابل‌‌‌توجه، ویژگی‌‌‌های مغناطیسی قابل‌‌‌تنظیم، خواص ضدباکتری، خواص حسگری و خواص بیولوژیکی اشاره کرد. نانومواد مسی به دلیل ویژگی‌‌‌های جذب نور، قابلیت پراکندگی نور و توانایی همکاری در رشته‌های مختلف مانند صنعت الکترونیک، طب سنتی، کاتالیزگرها، انرژی‌‌‌های تجدیدپذیر، ضدعفونیکنندهها و حتی در پوشش نانوکامپوزیت‌‌‌ها استفاده می‌شوند. برای سنتز نانومواد مسی از روش‌های مختلفی استفاده می‌شود.
رایج‌‌‌ترین روش‌ها روش هیدروترمال، روش الکتروشیمیایی، روش احتراق و روش متراکم‌‌‌‌‌‌سازی مکانوشیمیایی هستند. در روش هیدروترمال، محلولی که حاوی پیش‌‌‌سازی‌‌‌های مس است، به همراه عوامل شیمیایی و فیزیکی مانند دما و pH اعمال می‌شود. این روش یکی از روش‌های ساده و کارآمد برای ساخت نانومواد مسی است. روش احتراق نیز با بهره‌‌‌گیری از حرارت بالا، نانوذرات مس تولید می‌‌‌کند. در این روش، سوختگی با ترکیبات مس انجام می‌شود و در نهایت نانوذرات مس تشکیل می‌شوند. روش الکتروشیمیایی نیز با استفاده از واکنش‌‌‌های الکتروشیمیایی، نانومواد مسی تولید می‌‌‌کند. در این فرآیند، یک الکترود مسی در محلولی که حاوی پیش‌‌‌سازی مس است، قرار می‌گیرد و تحت‌‌‌تاثیر جریان الکتریکی، نانوذرات مس شکل می‌گیرند. روش متراکم‌‌‌‌‌‌سازی مکانوشیمیایی، روش دیگری است که با استفاده از ترکیب مکانیکی و فرآیند‌‌‌های شیمیایی، نانومواد مسی تولید می‌شود. در این روش، جریان بالا در یک سنتز مکانیکی که اغلب با استفاده از آسیاب توپی یا آسیاب پیستونی صورت می‌گیرد، استفاده می‌شود.
نانو مس یک ماده بسیار جذاب در حوزه علم و فناوری نانو است که در بسیاری از صنایع مورد استفاده قرار می‌گیرد. باتوجه‌‌‌به اندازه نانومتری ذرات مس، ویژگی‌‌‌های فیزیکی و شیمیایی آن به‌طور قابل‌‌‌توجهی تغییر می‌‌‌کند و خواص جدیدی به آن اضافه می‌شود. کاربردهای نانو مس در بسیاری از صنایع به‌‌‌خصوص در حوزه‌های الکترونیک، مصرف انرژی، بیوتکنولوژی و طب پیشرفت چشمگیری داشته است که جزئیاتشان به شرح زیر است:
۱- الکترونیک نانومتری: نانو مس به عنوان یک ماده هدایت‌کننده برای استفاده در تراشه‌های الکترونیکی استفاده می‌شود. ذرات نانومتری مس، این قابلیت را دارند که جریان الکتریکی را به بهترین شکل منتقل کنند و در نتیجه باعث افزایش کارآیی سیستم‌‌‌های الکترونیکی شود. همچنین اندازه نانومتری ذرات مس می‌تواند بهبود قابل توجهی در رابطه‌های بینایی و خواص دیگر تراشه‌های الکترونیکی داشته باشد.
۲-مصرف انرژی: نانو مس، برای بهبود راندمان و کارآیی سیستم‌‌‌های انتقال و ذخیره انرژی مورد استفاده قرار می‌گیرد. مثلا در سیستم‌‌‌های باتری که می‌تواند باعث افزایش ظرفیت و عمر باتری شود. همچنین بررسی‌ها نشان داده است که نانو مس قابلیت کاتالیزوری بسیار بالایی دارد.
۳- بیوتکنولوژی و طب: نانو مس در حوزه‌های بیوتکنولوژی و طب نیز کاربردهای مهمی دارد. به عنوان مثال، از آن در ساخت سنسورهای بیولوژیک، ضدعفونیکنندهها، رنگ‌‌‌ها و در پوشش‌‌‌دهی برای افزایش سمیت پروتئین‌‌‌های آنتی‌‌‌میکروبی استفاده می‌شود. همچنین به دلیل ویژگی‌‌‌های ضد‌‌‌باکتریایی نانو مس، آنتی‌‌‌بیوتیک‌‌‌های مس برای درمان عفونت‌‌‌ها که مقاوم به آنتی‌‌‌بیوتیک‌‌‌های معمولی هستند، استفاده می‌شود.
تاثیرات اقتصادی ورود به حوزه نانو مس
حال اگر بخواهیم به تاثیری که نانو مس می‌تواند بر اقتصاد کشورهای درحال‌‌‌توسعه بگذارد صحبت کنیم، باید بگوییم ضمن اینکه این تاثیر به‌‌‌طورقطع مثبت است، نه‌‌‌تنها از طریق مزایای فناوری نانو مس بر صنایع و بخش‌های مختلف اقتصادی به دست می‌‌‌آید، بلکه به عنوان یک فرصت برای پیشرفت فناوری و رشد اقتصادی توسعه‌‌‌دهندگان نیز مطرح است. این ۴ مورد، تنها بخشی از تاثیر این فناوری شگرف بر اقتصادهای در حال توسعه هستند:
۱- ایجاد فرصت‌‌‌های شغلی: رشد و توسعه صنایع مرتبط با نانو مس، از جمله الکترونیک، مصرف انرژی و بیوتکنولوژی، باعث ایجاد فرصت‌‌‌های شغلی در کشورهای در حال توسعه می‌شود. ایجاد شغل و تعمیق زمینه‌های فعالیت اقتصادی، باعث کاهش بیکاری و افزایش درآمد و سطح زندگی افراد می‌شود.
۲-رشد صنایع مرتبط: تکنولوژی نانو مس در حوزه‌های مختلف اقتصادی قابل استفاده است، از جمله الکترونیک، انرژی و بیوتکنولوژی. توسعه این صنایع، باعث افزایش تولید و فروش محصولات نانو مس می‌شود و در نتیجه گسترش اقتصاد کشورهای در حال توسعه را تسهیل می‌‌‌کند.
۳- افزایش صادرات: با توجه به قدرت صنعت و تولید نانو مس در کشورهای در حال توسعه، می‌توان آن را به عنوان یک کالای صادراتی تبلیغ کرد. صادرات نانو مس به کشورهای دیگر، منجر به افزایش درآمد ارزی و تعادل تجاری می‌شود و در سطح بین‌المللی نقش مهمی در تقویت موقعیت اقتصادی کشورهای در حال توسعه ایفا می‌‌‌کند.
۴- ارتقای تکنولوژی محلی: تمرکز و سرمایه‌‌‌گذاری در توسعه تکنولوژی نانو مس در کشورهای در حال توسعه، امکان ارتقای تکنولوژی محلی را فراهم می‌‌‌کند. این ارتقای تکنولوژی، از طریق انتقال دانش فنی و تجربیات مربوط به نانو مس، به توسعه صنایع مربوطه در کشورهای در حال توسعه کمک می‌‌‌کند و بهبود رقابت‌‌‌پذیری آنها را تسریع می‌‌‌کند. سیاستگذاران باید به این نکات توجه داشته باشند که استفاده از نانومتری مس به عنوان یک فرصت صنعتی و فناورانه در کشورهای درحال‌‌‌توسعه، تاثیرات مثبتی را در اقتصاد آنها به همراه دارد. توسعه فعالیت‌‌‌های مرتبط با نانومتری مس، امکان بهبود عملکرد صنعتی، رشد اقتصادی و ایجاد فرصت‌‌‌های جدید در این کشورها را فراهم می‌‌‌کند.
