هوا ­ و ­ فضا

محدوديت‌هاى شديد سوخت براى حمل بار به مدار زمين وماوراى آن، و علاقه به فرستادن فضاپيما براى مأموريتهاى طولانى به مناطق دور ازخورشيد ، کاهش مداوم اندازه، وزن و توان مصرفى را اجتناب‌ناپذير مى‌سازد. مواد وابزارآلات نانوساختارى، اميد حل اين مشکل را بوجود آورده‌است.

"نانوساختن" ( Nanofabrication ) همچنين در طرّاحى وساخت مواد سبک‌وزن، پرقدرت و مقاوم در برابر حرارت، موردنياز براى هواپيماها،راکت‌ها، ايستگاههاى فضايى و سکّوهاى اکتشافى سيّاره‌ا‌ى يا خورشيدى، تعيين‌کنندهاست. همچنين استفادة روزافزون از سيستمهاى کوچک‌شدة تمام خودکار، منجر به پيشرفتهاىشگرفى در فنّاورى ساخت و توليد خواهدشد. اين مسأله با توجه به اينکه محيط فضا،نيروى جاذبة کم و خلأ بالا دارد، موجب توسعة نانوساختارها و سيستمهاى نانو – کهساخت آنها در زمين ممکن نيست- در فضا خواهدشد.

امنيت ملّى

برخى کاربردهاى دفاعى نانوتکنولوژى عبارتند از: تسلطاطّلاعاتى از طريق نانوالکترونيک پيشرفته بعنوان يک قابليت مهم نظامى ، امکان آموزشمؤثّرتر نيرو، به کمک سيستمهاى واقعيت مجازى پيچيده‌تر حاصله از الکترونيکنانوساختارى ، استفادة بيشتر از اتوماسيون و رباتيک پيشرفته براى جبران کاهش نيروىانسانى نظامى، کاهش خطر براى سربازان و بهبود کارآيى خودروهاى نظامى ، دستيابى بهکارآيى بالاتر (وزن کمتر و قدرت بيشتر) موردنياز در صحنه‌هاى نظامى و در عين‌حالتعداد دفعات نقص فنّى کمتر و ه ز ينة کمتر در عمر کارى تجهيزات نظامى ، پيشرفت درامر شناسايى و در نتيجه مراقبت عوامل شيميايى، زيستى و هسته‌ا‌ى ، بهبود طرّاحى درسيستمهاى مورد استفاده در کنترل و مديريت عدم تکثير سلاحهاى هسته‌ا‌ى ، تلفيقابزارهاى نانو و ميکرومکانيکى جهت کنترل سيستمهاى دفاع هسته‌ا‌ى . در بسيارى موارد،فرصتهاى اقتصادى و نظامى مکمّل هم هستند. کاربردهاى درازمدت نانوتکنولوژى درزمينه‌هاى ديگر، پشتيبانى کننده امنيت ملّى است و بالعکس

محیط زیست

مطالعه و بررسی بر روی تاثیرگذاری مواد نانو بر مواد آلوده کننده خاک و آبهای زیرزمینی و خنثی کردن تاثیرات مخرب آنها، نمونه ای از پژوهشهای میان مدت است. هم چنین تلاش برای ساخت موادی که سرب و جیوه موجود در محیط زیست را به صورت غیرفعال در آورد، ادامه دارد. اگر این تحقیقات به صورت کامل انجام شود، می توان از آلودگی سرب هوا که از سوخت ماشین های درون سوز بوجود می آید جلوگیری کرد.

پزشکى و بدن انسان

رفتار مولکولى درمقياس نانومتر، سيستمهاى زنده را اداره مى‌کند. يعنى مقياسى که شيمى، فيزيک،زيست‌شناسى و شبيه‌سازى کامپيوترى، همگى به آن سمت درحال گرايش هستند.

v فراتر از سهل‌شدن استفادة بهينه از دارو،نانوتکنولوژى مى‌تواند فرمولاسيون و مسيرهايى براى رهايش دارو ( Drug Delivery ) تهيه کند، که به‌نحو حيرت‌انگيزى توان درمانى داروها را افزايش مى‌دهد.

v مواد زيست‌سازگار با کارآيى بالا، از توانايى بشردر کنترل نانوساختارها حاصل خواهدشد. نانومواد سنتزى معدنى و آلى را مثل اجزاىفعّال، مى‌توان براى اعمال نقش تشخيصى (مثل ذرات کوانتومى که براى مرئى‌سازى بکارمى‌رود) درون سلولها وارد نمود.

v افزايش توان محاسباتى بوسيلة نانوتکنولوژى، ترسيموضعيت شبکه‌هاى ماکرومولکولى را در محيط‌هاى واقعى ممکن مى‌سازد. اينگونهشبيه‌سازى‌ها براى بهبود قطعات کاشته‌شدة زيست‌سازگار در بدن و جهت فرآيند کشفدارو، الزامى خواهدبود

وسایل پزشکی

به طور معمول اعضا قابل کاشت در بدن، مانند دریچه های قلب، ساخت اندام های مورد نیاز در ترمیم های ارتوپدی ساخته شده از تیتانیوم و فولادهای ضد زنگ با سایر اعضای بدن سازگاری دارند ولی متاسفانه ممکن است در طول عمر بیماران دچار خوردگی شده و کارآیی خود را از دست بدهند.استفاده از نانو کریستالهای اکسید زیر کریستالهای سیلیکون کربید به علت وزن کم، مقاومت بسیار عالی و سازگاری با اعضای بدن برای ساخت دریچه های مصنوعی قلب در آینده بکار خواهد رفت. ساخت رباط هایی با کاربردهای بسیار متفاوت در بدن در اندازه های کوچک بخش مهمی از کاربردهای وسیع اینگونه مواد را شامل می شود.

نانو تکنولوژى در بدنه اتومبيل

نانو تکنولوژى امروزه به شدت ، فن آورى پوشش اجسام را تحت تأثير قرار داده است. در اين فناورى موادى در مقياس نانو بر روى اجسام به صورت پوشش قرار مى گيرد که بسيارى از خواص منفى اجسام را خنثى مى نمايد. هدف اصلى اين تکنولوژى کاهش آلودگى هاى زيست محيطى، جلوگيرى از اتلاف انرژى و افزايش مقاومت در برابر خوردگى مى باشد. يکى از انواع پوشش هاى نانوتکنولوژى (نانو ذرات طلا) مى باشند. موارد استفاده از اين مواد در اپتيک، الکترونيک، کاتاليست ها و نيز ماده رنگزا در صنعت رنگ مى باشد. يکى از موارد مهم استفاده از اين پوشش هاى نانو تکنولوژى در صنعت «خودرو سازى» است. با پوشش دادن بدنه اتومبيل بوسيله نانو ذرات طلا مى توان براقيت بدنه اتومبيل را دوام بخشيد. اين خاصيت، باعث مى شود تا ناحيه روشن به دليل بازتاب نور از ذرات آلومينيوم، قرمز روشن ديده شود و چون در ناحيه سايه تقريبا بازتاب نداريم به همين دليل تيره رنگ به نظر مى رسد. با کمک اين فناورى در نانو تکنولوژى، نواحى زاويه دار بدنه اتومبيل مدور به نظر مى رسند. ضخامت اين ترکيب نانو حدود 10 تا 30 نانومتر است. اين ماده خميرى شکل است و از دولايه تشکيل شده است. لايه اول شامل ذرات برگچه اى شکل آلومينيوم که به عنوان آسترى بر روى فلز به کار برده مى شود. لايه دوم که همان نانو ذرات طلا هستند که بر روى آسترى اعمال مى شود. با نانو تکنولوژى بدون آنکه جنس بدنه اتومبيل و قالب هاى آن را تغيير دهيم تنها با پوشاندن سطح اتومبيل با مواد نانو ذرات طلا با هزينه اى بسيار اندک جلوه، زيبايى و دوام رنگ اتومبيل را افزايش مى دهيم.

رنگها و محلولها

استفاده از رنگها در اندازه نانو می تواند قابلیت هاو توانایی های بسیار خوبی را به رنگ بدهد. برای مثال ساختن رنگهای سبک می تواند وزن هواپیماها را کاهش داده و باعث صرفه جویی در سوخت آنها شود. کاهش حلال ها مورد دیگریست که از آلودگی محیط زیست جلوگیری می کند. محلول های ضد باکتری موارد استفاده بسیاری در تاسیسات تصفیه آب دارد و دیگر نیازی به استفاده از ضد باکتری مانند کلر نخواهد بود. نانو تکنولوژی در مبدل های حرارتی با جذب امواج قرمز باعث صرفه جویی در انرژی شده و با تغییرات دما و یا محیط شیمیایی اطراف آن، موجب تغییر رنگ می شود. عمده ترین هدف از اجرای این پژوهشها در مورد رنگها اهداف زیست محیطی است.

سلولهای سوختی

سطح سلولی سوختها از نظر مهندسی تاثیر مستقیمی بر عملکرد درونی آن دارد. استفاده از هیدروژن به عنوان یک سوخت میانی ممکن است با تغییرات بنیادی هیدروکربورها در کاتالیستهای یک راکتور به دست آید. استفاده از علوم نانو برای شدت بخشیدن به عملکرد کاتالیزورها می تواند به بازدهی بیشتر و تولید سوختهایی با ذرات کوچکتر کمک کند. این عامل می تواند در افزایش تولید انرژی برق موثر باشد و در نتیجه برای تولید هیدروژن به جای استفاده از هیدروکربورها از مواد فراوانتر و سازگارتر با محیط زیست استفاده کرد. امروزه هیدروژن به عنوان جانشین سوخت هیدروکربورها در جهان بسیار مورد توجه قرار گرفته است.