آلبرت اینشتین

آلبرت اینشتین، دانشمند معروف جهان، به رئیس جمهور امریکا چنین نوشت: «آقای رئیس جمهور، از مطالعه نتیجه تحقیقات اخیر دانشمندانی چون فرمی و زیلارد بر این عقیده شدم که عنصر اورانیوم ممکن است در آینده نزدیک به یک منبع عظیم انرژی تبدیل شود. هرگاه بمبی از اورانیوم در بندری منفجر شود تمام نواحی اطراف آن ناحیه را ویران خواهد کرد.»
این نامه در پاییز 1939 به فرانکلین روزولت، رئیس جمهور امریکا، نوشته شد. شش سال بعد در ششم اوت 1945 بمبی از این نوع به شهر هیروشیما در ژاپن انداخته شد. شصت هزار نفر کشته شدند و یک صدهزار نفر زخمی گردیدند و دویست هزار نفر بی خانمان گشتند. در اثر انفجار، قریب ششصد ساختمان بزرگ ویران گردید. چند روز بعد بمبی نظیر همان به شهر ناگاساکی انداخته شد و با تسلیم شدن دولت ژاپن جنگ جهانی دوم پایان یافت.
این بمب اتمی اساساً بر مبنای محاسبات اینشتین ساخته شده بود. او در سال 1905 ثابت کرد که ماده قابل تبدیل به انرژی است و نیز انرژی می تواند به ماده تبدیل شود. تئوری سابق این بود که ماده نه به وجود می آید و نه از بین می رود. اینشتین نتیجه مطالعات خود را به صورت فرمول ریاضی زیر درآورد:
یعنی انرژی مساوی است با حاصل ضرب جرم (ماده) در مجذور سرعت نور، چون سرعت نور خیلی زیاد و برابر 300،000 کیلومتر در ثانیه یا 18،000،000،000کیلومتر در ثانیه است پس انرژی حاصل از مقدار کمی ماده بسیار عظیم خواهد بود. در حقیقت هرگاه 45 /0 کیلوگرم ماده مثلاً زغال بتواند به انرژی تبدیل شود تولید ده میلیارد کیلو وات ساعت انرژی خواهد کرد. 5/ 4 کیلوگرم زغال می تواند برای سراسر جهان به مدت یک ماه الکتریسیته تأمین کند.
آلبرت اینشتین در 14 مارس 1879 در شهر جنوبی اولم در آلمان، به دنیا آمد. یک سال بعد از تولد او خانواده اش به حومه شهر مونیخ رفتند. پدر آلبرت صاحب یک کارخانه الکتروشیمیایی بود. عموی مجرد آلبرت، که مهندس ماهری بود، در کارخانه به پدر آلبرت کمک می کرد و با آن ها زندگی می کرد. مادر اینشتین به موسیقی، مخصوصاً به آثار بتهوون، علاقه فراوان داشت.
مادرش همان علاقه به موسیقی را هنگامی که در شش سالگی به اینشتین درس ویلون می داد در وی ایجاد کرد. در ابتدا پسر نمی خواست آن درس ها را یاد بگیرد اما بعدها در موسیقی مهارتی کسب کرد و دوست داشت که سونات های موتسارت را بنوازد. این تربیت موسیقی در روحیه او اثر کرد و تا آخر عمرش هنگام فراغ به موسیقی روی می آورد و با لذت آن از خستگی خود می کاست.
در دوران بچگی علایم نبوغ در آلبرت مشاهده نمی شد و حتی سخن گفتن را به قدری دیر یاد گرفت که والدینش می ترسیدند او لال و کودن بشود. از اوان کودکی از بچه های همسالش دور می شد و بدون این که کاری انجام دهد در گوشه ای به تفکر می پرداخت. از انجام کارهای بدنی و فعالیت های جسمانی دوری می جست و از بازی نیز متنفر بود.
خیابان های آلمان هر روز شاهد رژه سربازان آلمانی بود. بچه ها از دیدن آن ها خوشحال می شدند و ادایشان را درمی آوردند ولی آلبرت از آن بیزار بود و اصلاً دوست نداشت انسان ها را به ماشین بدون احساس تبدیل کنند و بی اراده به حرکت درآورند.
مونیخ در آن زمان سیستم تعلیم و تربیت همگانی نداشت. مدارس ابتدایی زیر نظر گروه مذهبی اداره می شد. با این که پدر و مادر اینشتین یهودی بودند، بدون توجه به دین و مذهب خودشان، آلبرت را به نزدیک ترین مدرسه فرستادند که زیر نظر کاتولیک ها اداره می شد. او در ده سالگی به دبیرستانی رفت که گیمنازیوم نام داشت و در آن جا دانش آموزان را برای ورود به دانشگاه آماده می کردند. آلبرت در آن مدرسه چندان موفقیتی کسب نکرد و در آن جا به او خوش نگذشت. دانش آموزان را عادت داده بودند که طوطی وار مطالب را بیاموزند و گفت و گوها و بحث های مختلف که آن ها را به تفکر مهم وادارد وجود نداشت.
در همان مدرسه اینشتین با دین یهود آشنا شد. در مدرسه ابتدایی درباره مذهب کاتولیک چیزهایی یاد گرفته بود. درنتیجه با ارزش های اخلاقی مذاهب آشنا شد و تا آخر عمر به آن ها احترام می گذاشت.
او پس از اتمام دبیرستان از عضویت در گروه مذهبی امتناع ورزید. اما در زمان هیتلر، که رژیم نازی یهودیان را زیر شکنجه قرار داد و به قتل عام آن ها پرداخت، به جامعه یهودی روی آورد.
عموی مهندس اینشتین او را به مطالعه ریاضیات ترغیب کرد. او به آلبرت نشان داد که چگونه می شود از جبر در حل مسائل استفاده کرد. او برای این که توجه او را جلب کند می گفت: «جبر علم شیرینی است. مثلاً تا موقعی که حیوانی را برای شکار دنبال می کنیم اسمش را X می گذاریم و آن قدر ادامه می دهیم تا آن را به دام اندازیم.» مطالعه هندسه مورد توجه اینشتین جوان واقع شد. مخصوصاً او به روش ها و اثبات هر قضیه از راه دلیل و توالی فکری علاقه مند شد. اینشتین گفته است که دو اتفاق مهم در او تأثیر زیادی گذاشته بود. یکی در پنج سالگی بود که قطب نمای مغناطیسی برایش هدیه آوردند و دیگری مطالعه کتاب هندسه اقلیدس در دوازده سالگی بود. او می گوید: «هرکسی که در جوانی این کتاب را دقیق مطالعه نکرده باشد نمی تواند یک محقق صاحب نظر بشود.»
هنگامی که اینشتین پانزده سال داشت پدرش از کار در زمینه الکتریک در مونیخ دست کشید و به میلان در ایتالیا رفت تا کار جدیدی را آغاز کند. آلبرت هنوز در گیمنازیوم تحصیل می کرد. او مجبور بود در مونیخ بماند و دیپلم خود را بگیرد. مدرسه به تدریج برای اینشتین خسته کننده می شد؛ او در ریاضیات خیلی پیشرفت کرده بود ولی در سایر دروس که مداوم و به طور یکنواخت تدریس می شد ضعیف بود. او را به علت عدم اطاعت کورکورانه از معلمان از مدرسه اخراج کردند؛ او به ایتالیا نزد پدرش رفت.
پس از مدتی اقامت در ایتالیا و اندیشه درباره آینده اش تصمیم گرفت که زندگانی اش را وقف مطالعه و تحقیق در فیزیک و ریاضی کند. بدین قصد در امتحان ورودی پلی تکنیک فدرال سوئیس در شهر زوریخ شرکت کرد. استعداد ریاضی او خیلی خوب بود ولی چون در دروس زبان و زیست شناسی ضعیف بود در امتحان مردود شد. رئیس پلی تکنیک که از استعداد ریاضی او دچار حیرت شده بود ترتیبی داد که در سوئیس بماند و معلومات خود را برای گذراندن امتحان ورودی تکمیل نماید. در این جا اینشتین خوشحال بود که می دید وضع اداره ی مدارس با مونیخ کاملاً متفاوت بود. دیگر از تمرین یکنواخت خبری نبود و دانش آموزان را وادار به تفکر می کردند و معلمان آماده بودند که با دانش آموزان بحث و گفت و گو کنند. اینشتین برای نخستین بار در زندگی اش مدرسه مورد علاقه خود را پیدا کرد. او مطالعاتش را تکمیل کرد و در پلی تکنیک فدرال در زوریخ پذیرفته شد.
موقعی که در زوریخ بود تصمیم گرفت معلم فیزیک بشود و رشته مربوط به آن را تحصیل کرد و به همین سبب تبعه سوئیس شد. از نظر مادی زندگی او در زوریخ چندان خوب نبود. پدرش، به علت عدم توفیق در شغل جدید، اصلاً نمی توانست به آلبرت کمک کند. خوشبختانه یکی از اقوام ثروتمندش او را هنگام تحصیل در دانشگاه یاری کرد.
با وجود این که او دانشجوی ممتازی بود و معرفی نامه های تقدیرآمیز از استادانش داشت ولی نتوانست شغل معلمی به دست آورد. به علت ضرورت تأمین معاش مجبور شد به عنوان بازرس در اداره ثبت علایم شهر برن در سوئیس استخدام شود.
در سال 1905، هنگامی که اینشتین در اداره ثبت علایم مشغول خدمت بود، تئوری نسبیت مخصوصی را به صورت فرمول درآورد که سرانجام با استفاده از آن بمب اتمی ساخته شد. تا آن زمان مبنای تمام اصول و قوانین فیزیک بر اساس قوانین نیوتن استوار بود که در حدود دویست سال قبل تنظیم شده بود و پاسخگوی بیشتر مسائل فیزیکی بود. اما مشکلاتی پیش آمد که قوانین نیوتن از عهده حل آن ها برنیامد. مثلاً اگر موشکی از یک هواپیما در جهت حرکت پرتاب شود سرعت آن برابر خواهد بود با مجموع سرعت موشک و هواپیما. اگر قوانین نیوتن در مورد نور به کار رود هرگاه منبع نور به ناظر نزدیک شود سرعت نور زیاد خواهد شد و برعکس، هرگاه منبع نور از ناظر فاصله بگیرد سرعت نور کم می شود. اما مایکلسن، دانشمند امریکایی و استاد دانشکده دریاداری آناپولیس، با آزمایش هایی ثابت کرد که سرعت نور از قوانین نیوتن پیروی نمی کند.
اینشتین نتایج تحقیقات مایکلسن را مبنای اندیشه خود قرار داد و چنین بیان داشت: «بدون توجه به سرعت منبع نور و نحوه حرکت ناظر، نور نسبت به تمام ناظران دارای یک سرعت مساوی است.» این فرضیه به نام اصل ثبات سرعت نور نامیده می شود.
این فرضیه اگرچه به ظاهر زیاد مهم به نظر نمی رسد، ولی نشانه ای است از نبوغ اینشتین که به یاری آن افکار و عقاید جالب و باورنکردنی به جهان عرضه داشته که صحت همه آن ها تا امروز مورد قبول است. یکی از آن نظرها این است که ساعتی که حرکت می کند از ساعت ثابت کندتر کار می کند و این کار ربطی به دستگاه ساعت ندارد. این نظر به تجربه هم ثابت شده است. هنگامی که مسئله مسافرت به کرات آسمانی حل شود ممکن است مسافری بعد از یک ماه (مطابق ساعت کشتی فضایی) از سفر برگردد و مشاهده کند که فرزند کوچک سال او بیست سال بزرگ تر از پدرش است!
اینشتین از روی اصل ثبات سرعت نور، قانون معروف تبدیل ماده به انرژی را به وجود آورد که بعدها منجر به ساختن بمب اتمی گردید. این قانون نخستین بار در مورد منبع انرژی خورشید بیان شد. اگر حرارت خورشید در اثر سوختن ماده احتراقی بود می بایست سال ها قبل خورشید خاموش و سرد می شد ولی طبق فرمول معروف E=?mc?^2 ینشتین در اثر تبدیل ماده به انرژی اشعه خورشید سال های سال بر زمین تابیده و میلیون ها سال دیگر نیز دارای درخشش و حرارت خواهد بود.
چندی بعد از انتشار این فرضیه ها و اثبات و تأیید آن ها از طرف آزمایشگاه ها و رصدخانه ها، شهرت اینشتین عالم گیر شد. او در سال 1909 استاد ممتاز دانشگاه زوریخ بود و بعد به دانشگاه پراگ رفت و پس از بازگشت از زوریخ به برلین رفت و وارد مؤسسه کایزر ویلهلم شد.
او استاد دانشگاه برلین بود ولی خوشبختانه در سال 1933 که نازی ها بر سر کار آمدند او در حال سفر و ایراد سخنرانی در انگلستان و امریکا بود. نازی های وحشی او را از مقام استادی معزول کردند و اموالش را غارت نمودند و تابعیت افتخاری ای را که جمهوری آلمان به او داده بود از وی گرفتند. او به امریکا آمد و در مؤسسه تحقیقات عالی پرینستن، واقع در نیوجرزی، رئیس دانشکده ریاضیات شد. او از طرفداران دولت اسرائیل و حکومت واحد جهانی بود و هنگامی که از او دعوت کردند که رئیس جمهور اسرائیل بشود، در رد این تقاضا گفت: «من به مسائل علمی آشنایی دارم ولی استعداد طبیعی و تجربه لازم را برای اداره انسان ها ندارم.»
اینشتین به خاطر تحقیقاتی که روی فوتون ها و تئوری کوانتوم انجام داد جایزه نوبل گرفت. در سال 1950 نظریه میدان واحد را چاپ کرد و در 24 صفحه مطلب ریاضی، قوانین فیزیکی جاذبه و الکترومغناطیس را یکجا فراهم آورد.
اینشتین از موضوع ساختن بمب اتمی ناراحت و متأثر شد. او امیدوار بود که قدرت تخریبی آن را دولت امریکا به نمایندگان دولت ژاپن نشان دهد و آنان را از ادامه جنگ برحذر دارد نه این که بمب اتمی را بر سر ملت ژاپن فرو ریزد و آنان را نابود کند. او آرزو داشت که نیروی اتم برای بهبود وضع زندگانی بشر به کار رود.
اینشتین روز 18 آوریل 1955 درگذشت و تا دم مرگ می کوشید که از قوانین حاکم بر طبیعت به نفع توجیه قوانین ریاضی استفاده کند؛ چنان که می گفت: «خدا در طاس نرد جهان که در معرض دید ما است نقشی ندارد.»
منبع: کان، فیلیپ؛ (1389) دانشمندان بزرگ، ترجمه سید مهدی امین و عباسعلی رضایی، تهران: شرکت انتشارات علمی و فرهنگی

درگذشته رسم بر آن بود که کارخانه‌های داروسازی از ترکیبی که در طبیعت وجود داشت و مردم به طور سنتی از اثر دارویی آن استفاده می‌کردند، کار طراحی داروی تازه‌ای را آغاز می‌کردند تا سرانجام موفق به کشف طرحی شوند که الگوی شیمیایی آن ماده‌ی طبیعی باشد. ولی اینک نخست طرح‌های گوناگون شیمیایی ریخته می‌شود و سپس اثرات دارویی آن‌ها آزمایش می‌شود تا روشن گردد که کدام یک اثر نیکوی درمانی دارند. آن گاه بهترین ترکیب‌ها را انتخاب می‌کنند و چندان آن‌ها را اصلاح می‌کنند تا نه تنها بر میزان فعالیت زیستی و دارویی آن‌ها افزوده شود، بلکه خاصه‌های سودمند دیگری که یک داروی خوب باید داشته باشد نیز بر آن‌ها اضافه شود. برای مثال، اثر دارو را طولانی‌تر می‌کنند یا بر پایداری آن می‌افزایند تا بتوان آن را به طور خوراکی تجویز کرد و یا ممکن است اثرهای جانبی زیان آور آن را حذف کنند. داروشناسان از این راه تاکنون داروهای مفید بسیاری طراحی کرده‌اند، اما باید خاطر نشان ساخت که برای دست یافتن به هر داروی مفید، مجبور به ساختن و آزمایش هزاران ترکیب هستند که این کار بسیار وقت گیر و پرهزینه است و معمولاً میلیون‌ها دلار خرج برمی‌دارد.
برخی پژوهش‌گران راهی تازه برای اصلاح این روش پیشنهاد کرده‌اند. شیوه‌ی آن‌ها متکی بر آخرین پیش‌رفت‌ها در زمینه‌ی زیست شیمی، زیست شناسی مولکولی، و ژنتیک است. در این شیوه، به جای جستجوی کورکورانه به امید یافتن دارویی مفید و سودمند، نخست هدفی را که دارو پس از ورود به بدن باید بیابد و به اصطلاح به آن اصابت کند به دقت و با شرح جزئیات مشخص می‌کنند، آن گاه دست به کار طراحی دارویی می‌شوند که بتواند از عهده‌ی هدف بر آید، و برای این کار ممکن است لازم آید که ساختار دارویی را دگرگون کنند و به بررسی چگونگی واکنش هدف به دارو بپردازند. استفاده از این روش که چرخه‌های طراحی نامیده می‌شود در صنعت داروسازی در طی دهه‌های گذشته پیش‌رفتی مهم و چشم‌گیر بوده است.
هدف داروها معمولاً یک مولکول بزرگ و اغلب یک پروتئین است. اخیراً با پیش‌رفت‌های صورت گرفته در زیست شیمی و زیست شناسی مولکولی، شناخت ما از زیست شناسی و شیمی چنین هدف‌هایی بهتر شده است. برخی از هدف‌ها آنزیم‌هایی هستند که گام‌های مهم فرایندهای زیست شناختی را سرعت می‌بخشند. اگر دارویی به یک آنزیم پیوند یابد، دارو آنزیم را از فعالیت باز می‌دارد و بدین ترتیب فرایند زیست شناختی وابسته به آن آنزیم متوقف می‌شود. برای مثال از آنزیمی به نام رنین می‌توان یاد کرد که در افزایش فشار خون نقش عمده دارد. اگر بتوان ترکیبی یافت که جانشین ماده‌ای گردد که به طور طبیعی با رنین پیوند می‌یابد، می‌توان رنین را از کار بازداشت. چنین ماده‌ای دست‌مایه‌ی مناسبی برای ساختن دارویی است که از فزونی فشار خون پیش‌گیری کند.
از هدف‌های دیگر، می‌توان از مولکول پروتئینی نام برد که بر سطح برخی یاخته‌ها قرار دارد. طبیعت، این پروتئین یا گیرنده‌ها را برای اتصال به هورمون به وجود آورده است. هورمون‌ها، مولکول‌های پیچیده و مهمی هستند که به منزله‌ی پیام‌برهای شیمیایی بین بافت‌های مختلف بدن عمل می‌کنند. برای مثال، هورمون آدرنالین که از غده‌ی فوق کلیه ترشح می‌شود همراه با گردش خون به قلب می‌رسد و بر شمار ضربان قلب می‌افزاید. در طی دهه‌های گذشته، پژوهش‌گران، توالی‌های قرار گرفتن اسیدهای آمینه‌ی بسیاری از پروتئین‌های پیچیده‌ای را که گیرنده‌های مولکول‌هایی مانند آدرنالین، استیل کولین، و انسولین هستند، پیدا کرده‌اند. در این جا باید خاطر نشان ساخت که شناخت ساختار یک گیرنده به تنهایی کافی نیست، بلکه باید بدانیم گیرنده‌ها چگونه هورمون‌ها را می‌شناسند و آن‌ها را می‌گیرند، و یا اگر هدف دارویی آنزیم باشد، آن آنزیم چگونه به پایه‌ی خود وصل می‌شود. پس از این شناخت است که می‌توان چگونگی دخالت یک مولکول دارو در این فرایند را فهمید. پیش‌رفت‌هایی که اخیراً در شیوه‌های آنالیز پرتو ایکس، سیستم کامپیوتر و به خصوص گرافیک حاصل شده است به شیمی‌دان‌ها این فرصت را داده است تا در این زمینه به پیش‌رفت‌های مهم و عملی دست یابند. با کمک گرفتن از این شیوه‌هاست که شیمی‌دان‌ها می‌توانند اشکال مختلف مولکول‌های پیچیده‌ی دارویی را شرح دهند و از آن‌ها تصویرهای سه بعدی تهیه کنند.
بیش از چهل و پنج سال پیش، دیوید فیلیپ و همکارانش در انستیتو سلطنتی لندن کشف کردند که آنزیم لیزوزیم دارای شکاف یا چنگالی است که امروزه پیوندگاه نامیده می‌شود. در این شکاف است که سوبسترهای این آنزیم جفت یا سوار می‌گردد. سپس معلوم شد که آنزیم‌ها و گیرنده‌های دیگر نیز دارای چنین شکافی هستند. اما آیا دانستن ساختار پیوندگاه‌ها، شیمی‌دان‌ها را قادر به طراحی داروهای مناسب خواهد کرد؟ برای این که دارو مؤثر واقع شود، باید به طور اختصاصی و محکم به جای سوبسترهای طبیعی پیوند یابد.
اما متأسفانه باید گفت که حتی با بهترین شیوه‌های بلورنگاری پرتو ایکس، هنوز زیست شیمی‌دانان اطلاعات چندانی راجع به شکل‌های سه بعدی اغلب هدف‌های دارویی ندارند. می‌توان گفت که روی هم رفته، پژوهش‌گران خیلی چیزها در باره‌ی ساختار آنزیم‌های نسبتاً ساده‌ای مثل رنین می‌دانند، ولی اطلاعات زیادی در باره‌ی ساختار گیرنده‌های هورمون‌ها و مولکول‌های پروتئینی پیچیده‌ای که علائم دستگاه عصبی را منتقل می‌کنند ندارند. این گیرنده‌ها اغلب به غشای یاخته متصل هستند و همین امر، جداسازی آن‌ها را مشکل و بلوری شدن آن‌ها را تقریباً غیر ممکن ساخته است. اما اگر بتوان ساختار سه بعدی هدف دارویی را به دقت مشخص کرد و نمونه‌ای از چگونگی واکنش متقابل دارو با هدف را معین کرد می‌توان بر اثربخشیِ دارو افزود. برای مثال، می‌توانیم مولکول دارو را چنان تغییر دهیم که بهتر با هدف خود جفت شود. این تغییر را ممکن است با تغییر بار الکترونی مولکول، روغنی شدن آن و یا شکل آن به وجود آورد. به این ترتیب می‌توان مولکول دارویی تازه‌ای ساخت که همه‌ی این اصلاحات در آن اعمال شده باشد و سپس به آزمون چگونگی پیوند آن به هدف پرداخت. البته این کار به همین سادگی که ما از آن صحبت می‌کنیم نیست. ما هنوز در طراحی مولکول‌های تازه مجرب نیستیم و هنوز باید ساختار پیچیده‌ی آمیزه‌ی تازه را که از پیوند با هدف پدید آمده است مطالعه و بررسی کنیم. از این مطالعات و بررسی‌ها چنین برمی‌آید که باز هم باید اصلاحات بیش‌تری در ساختار مولکول‌های تازه صورت بگیرد. بنا بر این روز از نو و روزی از نو، باید مولکول تازه‌ای با تغییراتی که ضروری به نظر می‌رسد یسازیم، پیوند آن را آزمایش کنیم و باز هم به بررسی ساختار این آمیزه‌ی نو بپردازیم.
برای ساختن یک داروی تازه باید بارها و بارها چرخه‌ی طراحی را پیمود تا در هر بار بتوان اصلاحی جزئی اعمال کرد. چرخه‌ی طراحی دارو بسته به فرایندی که شیمی‌دان‌ها برای اصلاح دارو انتخاب می‌کنند متفاوت است. برای مثال، اگر دارو پروتئین باشد، چرخه‌ی طراحی با مهندسی پروتئین سر و کار دارد و طراحان دارو از شیوه‌ی مهندسی ژنتیک برای اصلاح پروتئین بهره می‌گیرند. پژوهش‌گران، چرخه‌ی مهندسی پروتئین را برای ساختن هورمون انسولین به کار گرفته‌اند. در حدود هفتاد سال پیش، فِرِد سانگر، که در آزمایش‌گاه شورای پژوهش‌های پزشکی در زمینه‌ی زیست شناسی مولکولی در کیمبریج کار می‌کرد، کشف کرد که انسولین پروتئین کوچکی است که از پنجاه و یک اسید آمینه در دو زنجیره درست شده است. امروزه بسیاری از مبتلایان به دیابت از انسولین برای کاستن از میزان قند خونشان استفاده می‌کنند، زیرا بدن آنان به قدر کافی انسولین تولید نمی‌کند و باید یکی دو بار در روز انسولین تزریق کنند. از سالیان پیش، دانشمندان با جدا ساختن انسولین از لوزالمعده‌ی انسان، گاو، خوک، و سایر حیوانات، در باره‌ی این هورمون به پژوهش پرداخته‌اند و چگونگی پیوند انسولین طبیعی را به گیرنده‌های آن یاخته‌ها مطالعه کرده‌اند. سپس این مولکول‌های طبیعی را به راه‌های گوناگون تغییر دادند، به طوری که متوجه شدند که چه قطعاتی از اسیدهای آمینه‌ی آن قبل از پیوند به گیرنده‌های خود باید حتماً حضور داشته باشند. از سال 1969 میلادی، امکان تهیه‌ی تصویر سه بعدی از هورمون با پرتو ایکس میسر شد. به این ترتیب توانستند وضعیت اسیدهای آمینه‌ی اصلی و اساسی انسولین را به تصویر درآورند. ولی باز هم حل مشکل آسان نشد، زیرا مولکول‌های انسولین نه تنها به گیرنده‌های خود پیوند می‌یابند، بلکه به هم‌دیگر نیز می‌چسبند. چسبیدن مولکول‌های انسولین مشکل جدیدی به بار می‌آورد و آن کُندی جذب آن است. این مشکل با کمک گرفتن از نمودارهای کامپیوتری مولکول انسولین که در عین پیوند به گیرنده‌ها به یک‌دیگر نمی‌چسبیدند حل شد.
کار بعدی عبارت بود از جداسازی ژن – DNA یا دزاکسی ریبونوکلئیک اسید – که حامل فرمان رمز برای ساختن پروتئین انسولین است. و پس از آن، انتقال این ژن به باکتریی مانند اشریشیاکولی تا ژن را به ظهور برسانند و انسولین بسازند. در بسیاری از موارد، این کار بدون هیچ اشکالی و مستقیماً با گرفتن ژن طبیعی انجام می‌گیرد. اخیراً پژوهش‌گران توانسته‌اند جایگاه اخنصاصی گیرنده را در این پروتئین با دگرگون ساختن ژنی که حامل رمز آن پروتئین است تغییر دهند. تیم تحقیقات صنعتی و علمی دانشگاه یورک و نوو به آزمایش انسولین‌هایی پرداختند که چند سال پیش بر مبتلایان دیابت مهندسی شده‌اند. علاوه بر این، با استفاده از طراحی داروها، عوامل عفونی مثل ویروس را نیز می‌توان از بین برد. پژوهش‌گران انستیتوی ملی سرطان در واشینگتن ساختار دقیق سه بعدی آنزیمی که پروتئیناز است و HIV (ویروس ایدز) را به حد رسیدگی و تکامل نهایی خود می‌رساند مشخص کرده‌اند. این آنزیم، پیش‌تازان غیر فعال را به انواع کوچک‌تر و فعال تجزیه می‌کند. دانستن ساختار این پروتئیناز کمک مهمی به طراحی دارویی که این آنزیم را از فعالیت باز دارد می‌کند و بدین ترتیب سلاح مفیدی در جنگ علیه ایدز خواهیم داشت.
با به کارگیری چرخه‌ی طراحی، می‌توان واکسن‌های بهتری نیز ساخت. در روش مرسومِ تهیه‌ی واکسن، از عامل عفونی کشته یا ضعیف شده برای تهیه‌ی واکسن استفاده می‌شود که گاه افراد در اثر همین واکسن به آن بیماریِ خاص مبتلا می‌شوند، زیرا عامل عفونی کاملاً ضعیف و غیر فعال نشده است. پس باید برای حل این‌چنین اشکال‌هایی از شیوه‌های دقیق و تازه استفاده کرد. اولین قدم در این راه، شناسایی پروتئین‌هایی (پادگن‌هایی) است که در سطح باکتری یا یک ویروس وجود دارند تا بتوان از خواص پادگنی آن‌ها برای تهیه‌ی واکسن استفاده کرد. این روش درباره‌ی باکتری‌ها عملی است ولی راجع به بیماری‌های ویروسی مثل ویروس سرماخوردگی و ویروس ایدز نمی‌تواند کاربرد داشته باشد زیرا این ویروس‌ها به سرعت پوشش پروتئینی خود را تغییر می‌دهند و از تیررس پادتن‌های ضد خود فرار می‌کنند.
روش چرخه‌ی طراحی، بدون شک نقشی مهم در طراحی پروتئین‌ها، داروها و واکسن‌های تازه در آینده خواهد داشت. اما در عین حال باید گفت که بهترین راه برای داروسازان، استفاده از مخلوطی از روش‌های جدید و قدیم است، یعنی پیدا کردن یک مولکول راهبر به روش انتخاب تصادفی و سپس مطالعه در باره‌ی چگونگی عمل متقابل آن با گیرنده‌های موجود در بدن و بعد از آن اصلاح آن مولکول با چرخه‌ی طراحی.
منبع: راسخون

از میان تمام صنعت‌هایی که تکنولوژی چاپ سه بعدی ناظر بر تحول آنهاست، همه‌ی آنها نتوانسته‌اند تاثیر عمیقی که رشته پزشکی از فناوری چاپ سه بعدی داشته را تجربه کنند.
دانشمندان و محققان در سرتاسر این کره هنوز در مرحله ی زودرسی از نوآوری بر روی توسعه و چاپ سه بعدی مواد زیست سازگار برای بهبود وضعیت جسمانی بشر هستند. به نظر می‌رسد فناوری بیوپرینت با یک پیوند بیوفیشال غده‌ی تیرویید به یک طبل گوش پرینت شده سه‌بعدی عملکردی گام بلندی به سمت زیرساخت‌های استوار برداشته است.یک تیم تحقیقاتی به تازگی موفق به ابداع آنچه که یکی از بزرگترین ابداعات در زمینه‌ی زیست‌پرینت خواهد بود یعنی یک چاپگر سه بعدی که قادر است بافت‌های جایگزین کاربردی تولید کند.
هرچند این ضرورتا اولین باری نیست که که یک بافت زنده چاپ می‌شود، اما اولین باری است که دانشمندان موفق به تولید مصالح بافت با اندازه و قدرت مناسب و موردنیاز یک پیوند شدند. اینکه بیوپرینتر قادر به پرینت ساختارهای ظریف و کوچک نظیر رگ‌های خونی و آوندی یک راه‌ حل برای این تجربه بود ولی امکان فراهم کردن این بافت چاپ شده را با مواد مغذی و اکسیژن بعد از پیوند خواهد داد. این سیستم بیوپرینت جدید توسط تیم محققی که نزدیک به ده سال طول کشید تا توسعه پیدا کند، طراحی شد و به نظر می‌رسد که این ایده را که بیوپرینت سه بعدی برای مدتی در زمان حال مختل شده بود را به زانو درآورده است.
به گفته دکتر آتلا سلول‌ها نمی‌توانند بدون ملزومات رگه‌های خونی که از 200 میکرون کوچک‌تر است (0.07 میکرون). که رقم بسیار ناچیزی است. و این حداکثر فاصله است. نه فقط برای فرایند چاپ بلکه این طبیعت آنهاست.
با استفاده از مواد پلیمری بافت چفت‌بندی چاپ و سپس در سلول‌های زنده توسط ژل آبی غیر سمی کار گذاشته می‌شود. کانال‌های ریز میکروسکوپی نیز طراحی شده اند که بسیار ریزاند و از نظر ساختمانی به اندازه‌ای محکم هستند که اجازه عبور موادغذایی و اکسیژن را از طریق این ساختارهای سلولی می‌دهند. تاکنون بافت بیوفیشال فقط روی حیوانات آزمایش شده است، پیوند یک گوش به اندازه گوش انسان به پوست یک موش آزمایشگاهی. هرچند نمی‌توان تصور کرد که این موش آزمایشگاهی بیچاره چقدر شکل طبیعی خود را از دست داده، تیم تحقیقاتی ثابت کرده است که بعد از دو ماه گوش پیوند زده شده، هنگامی که بافت غضروفی و رگه‌های خونی به شکل موفقیت‌امیز در درون پیوند قرار گرفته باشند، هنوز شکل طبیعی خود را حفظ کرده است.
یک تیم تحقیقاتی دیگر همچنین از ریشه سلول‌ها برای بیوپرینت کردن اجزا استخوان فک استفاده می‌کند، که آنها هم روی موش‌های آزمایشگاهی پیوند زده شدند. پنج ماه بعد از پیوند روی موش‌ها ساتمان ریشه این سلول‌های چاپ شده توسط سیستم چاپ سه بعدی، شروع به شکل دادن بافت آوندی استخوانی کردند که استعداد بالقوه این فناوری را برای بازسازی‌ها و پیوندهای مربوط به چهره در آدمی را تایید می‌کند.
با استفاده از توانایی شکل دادن و بیوپرینت بافت ساختاری سالم دکتر آتلا و تیم تحقیقاتش بافت چاپ‌شده‌ای را طراحی کردند که به نظر می رسد اندازه وقدرت کاملا مناسب و کاربرد لازم برای استفاده در بشر را دارد.
با آنکه این تحقیق دست کمی از یک کشف بزرگ ندارد دکتر آتلا اعتراف می‌کند که این تیم راه درازی در پیش دارد تا اعضا تولید شده توسط بیوپرینت برای استفاده انسان مورد استفاده قرار گیرد. دکتر آتلا افزود ما هم‌اکنون به دنبال امنیت این موارد هستیم و باید تست‌های زیادی روی آن انجام دهیم.

گفته می شود که نانوتکنولوژی نیروی محرکه برای انقلاب صنعتی جدید است. میزان سرمایه گذاری بخش های خصوصی و عمومی در این زمینه، در حال افزایش است. سرمایه گذاری ها بر روی تحقیقات عمومی در این زمینه به 3 میلیارد یورو رسیده است اما میزان سرمایه گذاری در بخش خصوصی بیشتر است و سرعت سرمایه گذاری نیز قابل توجه می باشد. نانوتکنولوژی از سویی همگرایی مربوط به علوم می باشد و از سوی دیگر، رشد تنوع در کاربردهای این زمینه، منجر به افزایش پتانسیل نانوتکنولوژی شده است. در حقیقت، بزرگترین اثر این علم ممکن است به واسطه ی ترکیب غیر منتظره ی جوانب علمی مجزا، حاصل شود دقیقا مشابه با اینترنت و کاربردهای بی شمار آن که در حقیقت به دلیل همگرایی تلفن و کامپیوتر ایجاد شده است. نانوتکنولوژی نیروی محرکه ی اصلی برای تغییر در شکل محیط های تجاری مربوط به تمام بخش های صنعتی می باشد. اندازه ی بازار برای محصولات مربوط به نانوتکنولوژی هم اکنون با محصولات بیوتکنولوژی قابل مقایسه می باشد. این در حالی است که نرخ رشد مورد انتظار در طی سال های آینده، بیشتر می باشد. در همین زمان، محققین دغدغه هایی در زمینه ی بلوک های ساختاری اساسی مربوط به نانوتکنولوژی دارند. در حقیقت ذرات کوچکتر از یک میلیاردیم متر، موجب افزایش ریسک سلامتی و خطرات محیط زیستی، می شود. به منظور کاهش این ریسک ها، باید روش های پیشگیرانه ای را بر اساس تحقیقات ریسک و مدیریت ریسک انجام دهیم و بدین صورت میزان آسیب ها و خطرات حاصله را به حداقل برسانیم.
این مقاله آنالیزهایی در مورد فرصت ها و ریسک های مربوط به نانوتکنولوژی را مطرح می کند. تفاوت مواد در مقیاس ابعادی چیست؟ در حقیقت مواد نانومتری به دلیل داشتن مساحت سطح بالاتر نسبت به جرم، می توانند به صورت شیمیایی فعال تر باشند. بدین صورت استحکام این مواد و سایر خواص آنها نسبت به مواد بالک، متفاوت می باشد. علاوه بر این، در زیر 50 نانومتر، قوانین مربوط به فیزیک کلاسیک تحت تأثیر اثرات کوانتمی قرار می گیرد. این مسئله موجب ایجاد خواص نوری، الکتریکی و مغناطیسی متفاوت، در ماده می شود.
مواد نانومقیاس دهه های متمادی است که در کاربردهایی از جمله، شیشه ی پنجه، نورگیر و آفتاب گیر ماشین و رنگ ها، استفاده می شوند. امروزه، به هر حال، همگرایی مربوط به اصول علمی (شیمی، بیولوژی، الکترونیک، فیزیک، مهندسی و ...) منجر به افزایش کاربردهای این مواد در فرایندهای تولید، چیپ های کامپیوتری، تشخیص های پزشی و مرافبت های سلامت، انرژی ، بیوتکنولوژی، کاوش های فضایی، امنیت و ... شده است. بنابراین، به دلیل اینکه نانوتکنولوژی در طی سال های اخیر، اثر قابل توجهی بر روی اقتصاد و اجتماع ایجاد کرده است، رشد اهمیت این مسئله در دراز مدت، قابل توجه بوده است.
نانوتکنولوژی از سویی همگرایی مربوط به علوم می باشد و از سوی دیگر، رشد تنوع در کاربردهای این زمینه، منجر به افزایش پتانسیل نانوتکنولوژی شده است. در حقیقت، بزرگترین اثر این علم ممکن است به واسطه ی ترکیب غیر منتظره ی جوانب علمی مجزا، حاصل شود دقیقا مشابه با اینترنت و کاربردهای بی شمار آن که در حقیقت به دلیل همگرایی تلفن و کامپیوتر ایجاد شده است.
میزان فروش محصولات نانوتکنولوژی جدید در طی یک دهه از میزان 0.1 % به بیش از 15 % در سال 2014 رسیده است. این ارقام اشاره به محصولاتی دارند که با مشارکت نانوتکنولوژی تولید می شوند. در بسیاری از موارد، نانوتکنولوژی تنها یک مورد اصلی است اما برخی اوقات، محصولاتی وجود دارد که در بخش خاصی از آنها، نانوتکنولوژی نمود دارد.
اولین برنده در صنعت نانوتکنولوژی، احتمالا تولید کننده ی ابزارهایی هستند که اجازه ی کار در مقیاس نانو را فراهم می آورند. با توجه به محققین این زمینه، ابزارهای نانوتکنولوژی سالانه رشد 30 % را دارند.
سه مرحله ی رشد زیر ممکن است ایجاد شود:
• در فاز کنونی، نانوتکنولوژی به صورت انتخابی در محصولات با کیفیت بالا مخصوصاً در کاربردهای اتومبیل و هوافضا استفاده می شود.
• تا سال 2009، پیشرفت های تجاری موجب می شود تا بازار با اختراع های مربوط به زمینه ی نانوتکنولوژی، پر شود. کاربردهای الکترونیک و IT از جلمه تولید میکروپروسسورها و حافظه های کامپیوتری، با استفاده از فرایندهای نانومقیاس تولید می شوند.
• از سال 2010 به بعد، نانوتکنولوژی به عنوان یک تکنولوژی معمولی در تولید بسیاری از محصولات، مورد استفاده قرار گرفت.
بخش سلامت و علوم زیستی در نهایت بر پایه ی تکنولوژی نانو تغییر می یابند و وسایل پزشکی بر پایه ی این تکنولوژی ها، تولید و عرضه خواهد شد.

سرمایه گذاری در نانوتکنولوژی

بخش مالی مربوط به نانوتکنولوژی نقش کلیدی در انتقال دانش تکنولوژی از مراکز تحقیقاتی به صنعت و بازار دارد. برای توسعه ی محصولات و فرایندهای جدید و همچنین نفوذ به بازارهای جدید، سرمایه گذاری های قابل ملاحظه نیاز است مخصوصاً در مورد فاز اولیه ی کار. یک مشارکت نزدیک تر میان جوامع مالی و شرکت های پیشرو در زمینه ی نانوتکنولوژی می تواند موجب شود تا این موانع تسهیل شود.
با به پایان رسید سال 2004، سرمایه گذاران ریسک پذیر، یک میلیارد دلار در زمینه ی نانوتکنولوژی سرمایه گذاری کردند. این میزان رشد قابل توجهی نسبت به سال های قبل دارد. این انتظار می رود که بیشتر شرکت های نانوتکنولوژی از طریق فرایند فروش تجاری، به فروش برسند.
برای سرمایه گذاری های موفق، دو جنبه باید در نظر گرفته شود. یکی از آنها زمان بندی و دیگری، انتخاب هدف، می باشد.
اعمال فرایند "دقت فنی" (technical due diligence) نیز برای جذب بازار ضروری می باشد.
مشکلات و هزینه های مربوط به زیرساخت ها در شرکت های نانوتکنولوژی نیز پیشنهاد می دهد که برندگان آینده ی این بخش، شرکت هایی هستند که به خوبی در آنها سرمایه گذاری شده باشد. در واقع در این شرکت ها، نیاز است تا محققین فنی و تخصصی بتوانند مشکلات و چالش های پیش رو را تشخیص دهند و به نحو خوب، حل کنند. علاوه بر این، زمان طولانی تجاری سازی باید به حداقل برسد تا بدین صورت، بتوان پروژه های این شرکت ها، در زمان های مناسب، تحویل و آماده شوند.

بیشتر بخوانید: درباره نانوتکنولوژی بیشتر بدانیم

 

مسائل ایمنی، محیط زیستی و سلامت در زمینه ی نانوذرات

علاوه بر مشکلات فنی و اقتصادی قابل توجه در این زمینه، یک شک و شبهه در زمینه ی ریسک های جدید و خاص مربوط به استفاده از نانوتکنولوژی نیز شروع شده است.
عبارت کلی "نانوتکنولوژی" در واقع بسیار گسترده تر از آن چیزی است که بتوان بوسیله ی آن مسائل مربوط به مدیریت ریسک و مسائل بیمه ای را حل نمود.
یک روش متمایزتر برای در نظر گرفتن تمام جوانب مدیریت ریسک مربوطه، مورد نیاز می باشد.
با توجه به جنبه ی سلامت، محیط زیست و ریسک های مربوط به ایمنی، تقریباً تمام جوانبی که در این مورد مطرح می شود، مربوط به رها شدن نانوذرات تولید شده در محیط می باشد و به نانوذرات تثبیت شده، مرتبط نمی باشد.
ریسک و مباحث ایمنی مربوط به نانوذرات رهایش یافته تنها برای یک بخش خاص از کاربردهای گسترده ی نانوتکنولوژی مطرح می شود.
مطالعه های اپیدمولوژی در مورد ذرات ریز و بسیار ریز که به صورت اتفاقی در فرایندهای صنعتی تولید می شوند، نشاندهنده ی وجود یک رابطه میان غلظت های متعارف و غلظت های کشنده، می باشد. اثرات سلامتی نانوذرات بسیار ریز بر روی مشکلات تنفسی و قلبی و عروقی، نشاندهنده ی این است که نیاز است تا تحقیقات گسترده ای بر روی نانوذرات تولیدی و اثر آنها بر روی سلامت، انجام شود.
در مطالعه های اولیه، نانوذرات تولیدی، خاصیت سمیت از خود نشان دادند. آنها می توانند به شیوه های مختلف وارد بدن انسان ها شوند و با رسیدن به اندام های حیاتی بدن، موجب تخریب آنها شوند. به دلیل اندازه ی کوچک آنها، خواص نانوذرات نه تنها از مواد بالک مشابه، متفاوت استف بلکه همچنین الگوهای برهمکنش آنها با بدن نیز متفاوت است.
یک ارزیابی ریسک برای مواد بالک، نمی تواند برای شناسایی ریسک های مربوط به نانوذرات مورد استفاده قرار گیرد.
پیچیدگی های مربوط به خواص خاص نانوذرات با توجه به سلامت و ایمنی هنوز بوسیله ی مقررات کشورها در نظر گرفته نشده است. اثر اندازه نیز در چارچوب سیاست های REACH مربوط به اتحادیه ی اروپا، در نظر گرفته نشده است. نانوذرات یک سری از موضوعات ایمنی و مشکلات قانونی را پدید می آورند که دولت ها امروزه در حال مقابله با آنها می باشند. در حقیقت این مواد نیز نیازمند قوانین محدود کننده و ارزیابی کننده می باشند.
در حال حاضر، میزان تولید نانوذرات بوسیله ی صنایع دیگر، بسیار اندک است. برخورد نانوذرات تولید شده با کارگران، موجب افزایش غلظت این مواد در بدن کارگران این بخش ها، می شود. در طی چند سال گذشته، این فهمیده شده است که مشتری های بیشتری از محصولات حاوی مواد نانومتری، استفاده کرده اند. برچسب مربوط به موادی که حاوی نانوذرات می باشند، هنوز مشخص و تدوین نشده است. این غیر قابل اجتناب است که در آینده، نانوذرات تولید شده به صورت تدریجی در محیط رها می شوند. مطالعه های انجام شده بر روی مقاومت این مواد در محیط زیست، سمیت و همچنین تجمع بیولوژیکی آنها تنها در آغاز کار است.

نانوتکنولوژی چیست و چه چیزی موجب می شود تا نانوتکنولوژی متفاوت باشد؟

یک نانومتر (nm) در واقع یک میلیاردیم یک متر است. یک تار موی انسان در حدود 80000 نانومتر عرض دارد. یک سلول قرمز خون، تقریباً 7000 نانومتر عرض دارد. یک مولکول DNA حدود 2 تا 2.5 نانومتر و یک مولکول آب تنها 0.3 نانومتر است. واژه ی نانوتکنولوژی بوسیله ی Norio Taniguchi از دانشگاه توکیو و در سال 1974 پیشنهاد شد. این فرد این نام را به منظور توصیف تولید دقیق مواد با ابعاد نانومتری، پیشنهاد کرد اما سر منشأ این مواد به سخنرانی ریچارد فایمن در سال 1959 باز می گردد. بر اساس گفته ی ریچارد فایمن، "فضاهای قابل توجهی در ابعاد کوچک وجود دارد". بر اساس سخرانی این فرد، او پیشنهاد کرد که دستکاری مستقیم اتم های منفرد به عنوان شکلی قوی تر از سنتز شیمیایی مواد، تلقی می شود. Eric Drexler از دانشگاه MIT تعریف Taniguchi از نانوتکنولوژی را نانوتکنولوژی را توسعه داد و در کتاب معروف خود با نام "موتورهای خلقت" ، ورود به عصر نانوتکنولوژی را نوید می دهد. در یک مقیاس نانویی یعنی در ابعاد کمتر از 100 نانومتر، خواص ماده می تواند به طور قابل توجهی تغییر کند. علم نانو در حقیقت مطالعه ی پدیده ها و دستکاری مواد در مقیاس اتمی، مولکولی و ماکرومولکولی، به منظور فهم و بررسی ویژگی هایی است که به طور قابل توجهی از خواص در مقیاس بزرگ، متفاوت است. نانوتکنولوژی در واقع طراحی، تشخیص، تولید و استفاده از ساختارها، وسایل و سیستم ها بوسیله ی کنترل شکل و اندازه در مقیاس نانومتر، می باشد.
نانوتکنولوژی صنعتی مدرن از دهه ی 1930 شروع شده است. در واقع در این زمان، از فرایندهایی برای تولید پوشش های نقره در تولید فیلم های عکاسی استفاده شد. در این زمان، شیمیدان ها پلیمرهایی تولید کردند که دارای مولکل های بسیار بزرگ و دارای واحدهای نانومقیاس بود. به هر حال، اولین استفاده ی شناخته شده از نانوذرات به قرن 19 و در طی سلسله ی عباسی باز می گردد. کوزه گران عرب در این زمان از نانوذرات در لعاب های خود استفاده می کردند به نحوی که اجسام تولیدی با این روش ها، دارای رنگ های متفاوتی نسبت به زاویه ی دید بودند. این مواد لوسترهای پلی کرومی نامیده می شوند. نانوتکنولوژی امروزی یعنی دستکاری برنامه ریزی شده ی مواد و خواص آنها در مقیاس نانومتری، در واقع از برهمکنش سه جریان فنی، مشتق شده است:
1. کنترل بهبود یافته و جدید بر روی اندازه و دستکاری بلوک های ساختاری در مقیاس نانومتری
2. شناسایی بهبود یافته و جدید بر روی مواد در مقیاس نانومتری
3. آگاهی یافته بهبود یافته و جدید از رابطه ی میان ساختار نانومتری و خواص و نحوه ی مهندسی این ویژگی ها.
خواص مواد در مقیاس نانومتری، به دو دلیل اصلی، متفاوت است. اول آنکه، نانومواد دارای مساحت سطح بزرگتری نسبت به مواد توده ای هستند. این مسئله موجب می شود تا ماده از لحاظ شیمیایی فعالیت بیشتری داشته باشد و استحکام و خواص الکتریکی ماده نیز تحت تأثیر قرار گیرد. دوم آنکه، در زیر اندازه ی 50 نانومتری، قوانین فیزیک کلاسیک تغییر کرده و خواص کوانتمی نمود بیشتری دارند. این مسئله موجب تغییر خواص نوری، الکتریکی و مغناطیسی می شود. این اثرات می تواند خواص فیزیکی جالب توجهی در ماده ایجاد کند و یا قابلیت ذخیره سازی و انتقال ماده را تحت تأثیر قرار دهد. همچنین این اثرات می توانند خواص بیولوژیکی ماده را تحت تأثیر قرار دهند؛ مثلا نقره در مقیاس نانومتری، یک ماده ی آنتی باکتری می شود. به هر حال، این خواص می تواند به سختی کنترل شوند. برای مثال، اگر نانومواد همدیگر را لمس کنند، به هم جوش می خورند و شکل و خواص ویژه ی آنها از بین می رود. این مسئله در مورد خواص مغناطیسی مربوط به وسایل و سنسورهای میکروالکترونیکی، صدق می کند.
در مقیاس نانومتری، شیمی، بیولوژی، الکترونیک، فیزیک، علم مواد و مهندسی شروع به همگرایی می کنند به نحوی که دیگر اصول یک علم به تنهایی قابلیت استفاده ندارد. تمام این الزامات در یادگیری و بررسی فرصت های ایجاد شده بوسیله ی نانوتکنولوژی، مشارکت دارند اما اگر علم پایه حالت همگرا داشته باشد، کاربردهای بالقوه در اصل تغییر می کند. این مسئله شامل راکت های تنیس تا پزشکی و سیستم های انرژی جدید، می شود.
این پویایی علم همگرا و کاربردهای چندگانه، بدین معناست که بزرگترین اثرات نانوتکنولوژی ممکن است از ترکیب غیر منتظره ی جوانبی ایجاد شود که قبلا مجزا بوده اند. همانگونه که اینترنت موجب همگرایی تلفن و کامپیوتر شده است.
استفاده از مطالب این مقاله، با ذکر منبع راسخون، بلامانع می باشد.
منبع مقاله :
Opportunities and risks of nanotechnologies/ Report in co-operation with the OECD international futures programme