زمان ظهور نانوسراميک‌ها را مي‌توان دهه ۹۰ ميلادي دانست. در اين زمان بود که با توجه به خواص بسيار مطلوب پودرهاي نانوسراميکي، توجهاتي به سمت آنها جلب شد، اما روشهاي فرآوري آنها چندان آسان و مقرون به‌صرفه نبود. با پيدايش نانوتکنولوژي، نانوسراميک‌ها هرچه بيشتر اهميت خود را نشان دادند. در حقيقت نانوتکنولوژي با ديدگاهي که ارائه مي‌کند، تحليل بهتر پديده‌ها و دست‌يافتن به روشهاي بهتري براي توليد مواد را امکان‌پذير مي‌سازد. شکل‌گرفتن علم و مهندسي نانو، منجر به درک بي‌سابقه اجزاي اوليه پايه تمام اجسام فيزيکي و کنترل آنها شده‌است و اين پديده به‌زودي روشي را که اغلب اجسام توسط آنها طراحي و ساخته مي‌شده‌اند، دگرگون مي‌سازد. نانوتکنولوژي توانايي کار در سطح مولکولي و اتمي براي ايجاد ساختارهاي بزرگ مي‌باشد که ماهيت سازماندهي مولکولي جديدي خواهندداشت و داراي خواص فيزيکي، شيميايي و بيولوژيکي جديد و بهتري هستند.
هدف، بهره‌برداري از اين خواص با کنترل ساختارها و دستگاهها در سطوح اتمي، مولکولي و سوپرمولکولي و دستيابي به روش کارآمد ساخت و استفاده از اين دستگاهها مي‌باشد. هدف ديگر، حفظ پايداري واسط‌ها و مجتمع‌نمودن نانوساختارها در مقياس ميکروني و ماکروسکوپي مي‌باشد. هميشه با استفاده از رفتارهاي مشاهده‌شده در اندازه‌هاي بزرگ، نمي‌توان رفتارهاي جديد در مقياس نانو را پيش‌بيني کرد و تغييرات مهم رفتاري صرفا” به‌خاطر کاهش درجه بزرگي اتفاق نمي‌افتند، بلکه به دليل پديده‌هاي ذاتي و جديد آنها و تسلط‌يافتن در مقياس نانو بر محدوديتهايي نظير اندازه، پديده‌هاي واسطه‌ا‌ي و مکانيک کوانتومي مي‌باشند.
 

◄   نانوسراميک‌ها :
نانوسراميک‌ها، سراميک‌هايي هستند که در ساخت آنها از اجزاي اوليه در مقياس نانو (مانند نانوذرات، نانوتيوپ‌ها و نانولايه‌ها) استفاده شده‌باشد، که هرکدام از اين اجزاي اوليه، خود از اتمها و مولکولها بدست آمده‌اند. بعنوان مثال، نانوتيوپ يکي از اجزاي اوليه‌ا‌ي است که ساختار اوليه کربن c60 را تشکيل مي‌دهد. به‌طور کلي فلوچارت سازماندهي نانوسراميک به شکل زير مي‌باشد :
بنابراين مسير تکامل نانوسراميک‌ها را مي‌توان در سه مرحله خلاصه کرد :
مرحله ۱ : سنتز اجراي اوليه
مرحله ۲ : ساخت ساختارهاي نانو با استفاده از اين اجزاء و کنترل خواص
مرحله ۳ : ساخت محصول نهايي با استفاده از نانوسراميک بدست‌آمده از مرحله دوم
 

◄   ويژگيها :
ويژگيهاي نانوسراميک‌ها را مي‌توان از دو ديدگاه بررسي کرد. يکي ويژگي نانوساختارهاي سراميکي، و ديگري ويژگي محصولات بدست‌آمده است.
ويژگيهاي نانوساختارهاي سراميکي :
کوچک، سبک، داراي خواص جديد، چندکارکردي، هوشمند و داراي سازماندهي مرتبه‌ا‌ي.
ويژگيهاي محصولات نانوسراميکي :
خواص مکانيکي بهتر: سختي و استحکام بالاتر و انعطاف‌پذيري که ويژگي منحصربه‌فردي براي سراميک‌هاست.
داشتن نسبت سطح به حجم بالا که باعث کنترل دقيق بر سطح مي‌شود.
دماي زينتر پايين‌تر که باعث توليد اقتصادي و کاهش هزينه‌ها مي‌گردد.
خواص الکتريکي، مغناطيسي و نوري مطلوب‌تر: قابليت ابررسانايي در دماهاي بالاتر و قابليت عبور نور بهتر.
خواص بايويي بهتر (سازگار با بدن).
 

◄   کاربردها :
نانوتکنولوژي باعث ايجاد تحول چشمگيري در صنعت سراميک گشته‌است. در اين ميان نانوسراميک‌ها، خود باعث ايجاد تحول عظيمي در تکنولوژي‌هاي امروزي مانند الکترونيک، کامپيوتر، ارتباطات، صنايع حمل‌ونقل، صنايع هواپيمايي و نظامي و … خواهندشد. برخي کاربردهاي حال و اينده نانوسراميک‌ها در جدول زير آمده‌است.اينده حال زمان نانوساختارها
نانوروکش‌هاي چندکارکردي رنگ‌دانه‌ها پوليش‌هاي مکانيکي-شيميايي حايل‌هاي حرارتي حايل‌هاي اپتيکي (UV و قابل رؤيت) تقويت Imaging مواد جوهرافشان دوغاب‌هاي روکش ساينده لايه‌هاي ضبط اطلاعات پوشش‌ها و ديسپرژن‌ها
 

◄   سنسورهاي ويژه مولکولي ذخيره انرژي :
(پيل‌هاي خورشيدي و باطري‌ها) غربال‌هاي مولکولي مواد جاذب و غيرجاذب داروسازي کاتاليست‌هاي ويژه پرکننده‌ها سراميک‌هاي داراي سطح ويژه بالا
نوارهاي ضبط مغناطيسي قطعات اتومبيل فعال‌کننده‌هاي پيزوالکتريک نيمه‌هادي‌ها ليزرهاي کم‌ پارازيت نانوتيوپها براي صفحه نمايشهاي وضوح بالا هدهاي ضبط GMR
 

◄   نانوابزارهاي عملگر:
شکل‌دهي سوپرپلاستيک سراميکها مواد ساختاري فوق‌العاده سخت و مستحکم سرماسازهاي مغناطيسي سيمان‌هاي انعطاف‌پذير مواد مغناطيسي نرم با اتلاف کم ابزارهاي برش WC/Co با سختي بالا سيمان‌هاي نانوکامپوزيت سراميک‌هاي تقويت‌شده
 

◄   «الگوريتم ها» و «تراشه» هاي کوانتومي:
محاسبات کوانتومي يک زمينه جديد و اميدوارکننده با قابليت بالقوه بالاي محاسباتي است، اگر در مقياس بزرگ ساخته شود. چندين چالش عمده در ساخت رايانه کوانتومي بزرگ مقياس، وجود دارد: بررسي و تصديق محاسبات و معماري سيستم آن. قدرت محاسبات کوانتومي در قابليت ذخيره‌سازي يک حالت پيچيده در قالب يک “بيت” ساده نهفته است.
روش‌هاي نويني به منظور ساخت مدارهاي منطقي سطح پائين، سوئيچ‌کننده‌ها، سيم‌ها، دروازه‌هاي اطلاعاتي، تحت پژوهش و توسعه قرار گرفته‌اند که کاملاً متفاوت از تکنيک‌هاي حاضرند و به طور عميقي ساخت مدارهاي منطقي پيشرفته‌ را تحت تأثير قرار مي‌دهند. از برخي از ديدگاه‌ها، در اينده‌اي نزديک، در حدود ۲۰ سال اينده، طراحان مدارهاي منطقي ممکن است به مدارهائي دسترسي پيدا کنند که يک بيليون بار از مدارهاي حال حاضر سريعترند.
مسائلي نظير طراحي، بکارگيري،‌ تعمير و نگهداري و کنترل اين ابرسيستم‌ها به گونه‌اي که پيچيدگي بيشتر به کارآئي بالاتري منتهي شود، زماني که سيستم‌هاي منطقي شامل ۱۰۷، سوئيچ باشد،مهم است. به سختي ممکن است که آنها را به طور کامل و بي‌نقص،‌ بسازيم، بنابر اين رسيدگي و اصلاح عملگرهاي شامل بررسي هزاران منبع خواهد بود.

از اين رو طراحي يک سيستم با فضاي حداقل، حداقل هزينه در زمان و منابع، يک ارزش است. چنين سيستمي مي‌تواند در قالب “توزيع يافته”، “موازي” ويا در يک چهارچوب “سلسله مراتبي” قرار گيرد. سخت‌افزارها و مدارهاي منطقي راه درازي را پيموده‌اند. ترانزيستورهاي استفاده شده در يک مدار ساده CPU چندين ميليون بار کوچکتر از ترانزيستور اصلي ساخته شده درسال ۱۹۴۷ است.

اگر يک ترانزيستور حال حاضر با تکنولوژي ۱۹۴۷ ساخته شود نيازمند يک کيلومتر مربع سطح مي‌باشد (قانون مور)، در حالي که در ۱۰ الي ۲۰ سال اينده تکنولوژي موفق به گشودن راهي جهت توليد مدارهاي منطقي ۳ بعدي خواهد شد.
در اين ميان، چندين پرسش سخت و پژوهشي که در آکادمي‌ها وصنعت به آن پرداخته مي‌شود وجود دارد:
گرفتن پيچيدگي‌ها در تحليل روش‌هاي توليد SWITCH ،در روش‌هاي متولد شده به منظور مدل‌سازي چگونگي کارآئي آنها، در مدارهاي منطقي مورد نياز مهندسان، و امتيازات روش‌هاي نوين فناورانه بر روش هاي کلاسيک.
لحاظ کردن ملاحظاتي مبني بر تعداد سوئيچ‌ها در واحد سطح و حجم در درون ابزار (گنجايش)، تعداد نهائي سوئيچ‌ها در درون ابزار (حجم)، شرايط حدي عملگرها، سرعت عملگرها، توان مورد نياز، هزينه توليد و قابليت اعتماد به توليد و دوره زماني چرخه عمر آن.
پاسخ اين تحليل ها جهت پژوهش‌ها را به سمت روش‌هاي بهتر توليد سوييچ، هدايت خواهد کرد. ودر نهايت يافتن اين که چگونه يک روش ويژه در بهترين شکلش مورد استفاده قرار خواهد گرفت و نيز تحليل و تباين روش‌هاي مختلف توليد.
حرکت به سمت طراحي ظرفيت ابزار، جهت استفاده مؤثر از ۱۰۱۷ ترانزيستور يا سوئيچ است. چنين طراحي‌هائي در مقياس‌هاي مطلوب ، حتي بي‌شباهت در مقايسه با افزايش ظرفيت ابزارها خواهد بود.
طراحي‌هاي قويتر و ابزارهاي بررسي قوي‌تر به منظور طراحي “مدارهاي منطقي” با چندين مرتبه مغناطيسي بزرگتر و پيچيده‌تر.
طراحي پروسه‌هاي انعطاف‌پذيرتر جهت مسير توليد از مرحله طراحي منطقي،‌ آزمايش و بررسي، تا بکارگيري در سخت‌افزار.
پروسه‌ها مي‌بايستي به قدري انعطاف‌پذير باشند که:

الف) توسعه اشتراکي درطراحي، آزمايش و ساخت ،به گونه‌اي که هيچ يک از اين گام‌ها تثبيت شده نباشد.
ب) توسعه طراحي، و بررسي به منظور کاوش يک روش نوين ساخت با هدف تقويت نقاط قوت و کم کردن نقاط ضعف.هر نوع از سيستم نانويي که توسط طراحان ساخته مي‌شود مي‌بايستي صحت عملکرد آن تضمين شود.
شاخص مقياس حقيقي و لايه‌هاي افزوده شده نامعين در سيستم‌هاي نانوئي،‌ نيازمند انقلاب در طراحي سيستم‌ها و الگوريتم‌ها است. روش‌هائي که در زير معرفي مي‌شود، الگوريتم‌هائي هستند که به صورت بالقوه قادرند مسأله پيچيدگي محاسبات را کاهش دهند.
 

۱) بررسي مقياسي سيستم‌هاي نانوئي:
مانع بزرگي به نام« بررسي چند ميليون ابزار نانومقياس»، نياز به روش‌هاي انقلابي به منظور بررسي سيستم‌هائي که ذاتاً بزرگتر، پيچيده‌تر و داراي درجات نامعيني پيچيده‌تري هستند، را روشن مي‌کند. در ابتدا مروري کوتاه خواهيم داشت بر ضرورت “آزمايش مدل.”[۱]
آزمايش مدل از روش‌هاي پذيرفته شده و رسمي در حوزه بررسي روش‌هاي ساخت است. اين حوزه شامل کاوش فضاي طراحي است به منظور ديدن اين نکته که خواص مطلوب در مدل طراحي شده حفظ شده باشد، به گونه اي که اگر يکي ازاين خواص، مختل شده باشد،‌ يک”"Counter Example توليد شود. Model Checking Symbolic بر مبناي [۲]ROBDDها يک نمونه از اين روش‌ها است.
بهرحال، BDDها به منظور حل مسائل ناشي از خطاي حافظه بکار گرفته مي‌شوند و براي مدارات بزرگتر با تعداد حالات بزرگتر و متغيرتر مقياس پذير نمي‌باشند.
دو روش عمده براي حل اين مسأله وجود دارد:
يک روش حل مبتني بر محدود کردن آزمايش کننده مدل[۳] به يک مدار unbounded، است که به نام “unbounded model checking” يا UMC ناميده مي‌شود،‌ به گونه‌اي که خواص آزمايش شده به تعداد دلخواه از Time-Frame” “ها وابستگي ندارد.
روش ديگر مبتني بر مدل “مدار محدود[۴]” استوار است که به نام[۵] BMC ناميده مي‌شود در اين روش بررسي مدل با تعداد ويژه و محدودي از Time-Frame” “ها صورت مي‌گيرد.
ابتدا در مورد فرمولاسيون UMC که مبتني بر “رسيدن به سرعت در مراتب مغناطيسي” است و به وسيله تکنيک‌هاي مقياس پذير”BMC” پيروي مي‌شود،‌ بحث مي‌کنيم و بالاخره اين که چهارچوبي را براي بررسي و لحاظ کردن درجات نامعيني به سيستم، معرفي مي‌کنيم.
 

۲- “UMC” مقياس‌پذير:
مزيت”UMC” بر “BMC” در کامل بودن آن است. روش “UMC” مي‌تواند خواص مدل را همانگونه که هست لحاظ کند زيرا اين روش مبتني بر قابليت آزمايش به کمک نقاط ثابت است. عيب اين روش در اين است که”"ROBDD کاملاً به مرتبه متغيرها حساس است. ابعاد BDD مي‌تواند غيرمنطقي باشد اگر مرتبه متغيرها بد انتخاب شود. در پاره‌اي از موارد (نظير يک واحد” ضرب”) هيچ مرتبه متغيري به منظور رسيدن به يک ROBDD کامل که نمايشگر عملکرد مدار باشد،‌ وجود ندارد. به علاوه، براي خيلي از شواهد مسأله،‌ حتي اگر ROBDD براي روابط انتقال ساخته شود،‌ حافظه مي‌تواند هنوز در خلال عمل کميت‌گذاري، بترکد.
پژوهش‌هاي اخير بر بهبود الگوريتم‌هاي BDD جهت کاهش انفجار حافظه استوار و استفاده از خلاصه نگاري و تکنيک‌هاي کاهش، جهت کاهش اندازه مدل، تمرکز يافته‌اند.
“SAT Solver”ها ضميمه BDD ها مي‌شوند. روابط انتقال يک سيستم در قالب K، Time-Frame”" باز مي‌شود. “SAT” هابه ابعاد مسأله کمتر حساسند. اما به هر حال، SATها داراي يک محدوديت هستند و آن اين که خواص يک مدار را با تعداد محدودي (K)، مي‌سنجند.
اگر هيچ Countervecample در K، Time-Frame يافت نشد، هيچ تضميني براي همگرائي حل مسأله وجود ندارد.
BMC”" در مقايسه با UMC”" مبتني بر”BDD” ،کامل نمي‌باشد. اين روش مي‌تواند فقط “Counter Example”ها را بيابد و قادر به محاسبه خواص نمي‌باشد مگر آن که يک حد بر روي حداکثر اندازه Counter Example”" تعيين شود.
روشي براي ترکيب SAT-Solver و BDD به صورت فرمول CNF به کار گرفته شده است.