ريچادر فاينمن اولين کسي بود که اعتقاد داشت روزي مواد و اشياء با ويژگيهاي اتمي ساخته خواهند شد. او مي‌گفت قوانين فيزيکي هيچگاه بر غير ممکن بودن ساخت اشياء با مدل اتمي و با دقت زياد دلالت نمي‌کنند. ريزچيست؟ فناوري از فناوريهاي جديدي است که از آن به عنوان عامل تغيير در روش توليد مواد ياد مي‌شود. اين فناوري ، مواد را در مقياس يک ميليونيم متر (يعين مساوي 109-) کنترل و توليد مي‌کند. توانمندي ساخت اجزاي با مقياسهاي کنترل شده و ترکيب آنها براي توليد ساختارهاي بزرگتر با خواص بسيار عجيب و البته مفيد از ويژگيهايي است که اين فناوري را در سطح اول بيشتر مباحث به روز علمي جهان قرار داده است.

مواد جديد و اشياي پيشرفته ساخته شده بوسيله اين فناوري ، داراي ويژگيهاي منحصر به فردي هستند که قابليت حل بسياري از مشکلات و مباحث جهان فناوري را دارند. توليد مواد سبکتر ، قوي‌تر ، که داراي عمر مفيد طولاني‌تر ستند حاصل اين فناوري است. با وجود ريز فناوري ، مي‌توان پيش بيني کرد مسائل غير قابل حل بيشتري بزودي حل شود. اين دانش عظيم روز به رز در حال پيشرفت است و هر چند وقت يکبار پديده‌اي جديد با ويگيهاي منحصر به فردي را به جهان فناوري تقديم مي‌کند. برخي معتقد هستند ريز فناوري علم فهم و کنترل مواد در ابعاد تقريبي 11 تا 100 نانومتر است، ولي برخي ديگر به ابعاد کوچکتر نيز فکر مي‌کنند يک نانومتر در حدود يک صد هزارم ضخامت يک برگ کاغذ معمولي است و اين معادل 10 برابر طول يک اتم هيدروژن است.

◄   استفاده ازريزفناوري در صنعت هوا-فضا:
رفع مشکلات موجود در اين صنعت خواهد شد. دانش هوا - فضا يکي از دانشهايي است که از سامانه‌هاي سريعتر و فشرده‌تر و سامانه‌هاي خودکار استقبال مي‌کند. وسيله‌هاي نقليه هوايي و فضريزفناوري توان زيادي براي افزايش اعتبار و کارايي سخت افزارهاي هوا - فضايي دارد. نيروي زياد ، وزن کم ، عمر طولاني و موادي با کاربردهاي بيشتر و هزينه کمتر ، ويژگيهايي هستند که عامل پيشرفت هر چه سريعتر علم هوا - فضا وايي ، وسيله‌هاي اکتشاف فضايي و هواپيماهاي جاسوسي ، نمونه‌هايي هستند که به چنين سامانه‌هايي نياز دارند. با جا دادن سامانه‌هاي الکترومغناطيسي در ساختاري به ابعاد نانو ، براي ماهواره‌هايي که در اطراف زمين در حال گردش هستند و با جستجوگران سياره‌ها در فضا با هزينه‌هاي کمتر کاربرد بيشتر از نتايج بکار گيري اين فناوري است.

بسياري از کشورهاي پيشرفته و برخي از کشورهاي در حال توسعه ، سرمايه گذاريهاي زيادي در کاربرد ريز فناوري در صنعت هوا - فضا انجام داده‌اند. در آمريکا در سالهاي گذشته ، سرمايه‌هاي چند صد ميليون دلاري تحت عنوان ابتکار ملي ريز فناوري انجام شده است. البته ريز فناوري اهميت بسيار زيادي نيز براي کشورهاي اروپايي داشته است. ريز فناوري کاربردهاي بيشتري نيز دارد. مي‌دانيم که محيط فضا به دليل فعل و انفعالات خاصي که در آن صورت مي‌پذيرد، شرايط ويژه‌اي را ايجاد مي‌کند که نگرانيهايي نيز بوجود مي‌آورد. فعاليتهايي که در سطح خورشيد و ار سياره‌ها و ستاره‌ها انجام مي‌پذيرد موجب آن مي‌شود که سطح بالايي از تشعشعها در فضا توليد شوند. اين تشعشعها در مخابره امواج راديويي و شبکه‌هاي برق کره زمين اختلال بوجود مي‌آورند. حتي در برخي موارد موجب واپاشي مدار ماهواره‌ها مي‌گردد.

اين تشعشعها براي فضانوردان و تجهيزات فضايي نيز مشکلاتي بوجود مي‌آورد. به ويژه آن دسته از فضانورداني که مدتهاي طولاني در فضا مي‌مانند، در معرض بيماري گوناگون قرار مي‌گيرند. با استفاده از ريز فناوري امکاناتي بوجود آمده که قادر است اکثر اين مشکلات را حل کند. ريز فناوري پزشکي و درماني نيز براي فضانوردان تسهيلات ويژه‌اي فراهم نموده است. شناسايي منظومه شمسي به کمک ريز فناوري بسياري از مجهولهاي جهان علم را کشف خواهد کرد و اين در صورتي قابل اجراست که تعداد بيشتري فضاپيماي کم هزينه ، با وزن سبک و امکانات بيشتر توليد و به فضا پرتاب شوند.

در اينده نه چندان دور ، حسگرهايي به اندازه مولکول ساخته خواهند شد. به محض مشاهده کوچکترين علائم بيماري ، حتي قبل از بروز علائم ظاهري ، سلولهاي بدن فضانوردان توسط همين ريز حسگرها برانگيخته خواهند شد. ريز فناوري پزشکي و درماني نيز براي فضانوردان تسهيلات ويژه‌اي فراهم نموده است. يکي از هدفهاي مهم و اصلي ، افزايش امکانات فضا هواپيماها و کاهش وزن سامانه‌هاي فضايي است. ساخت فضاپيماهاي سبک ، قوي و مقاوم در برابر تشعشعات فضايي با چنين موادي امکان پذير شده است.

◄   پژوهش ريزفناوري درفضا:
در سالهاي اخير مرکزهاي پژوهشي فراواني در موضوع بکار گيري ريز فناوري در صنعت هوا - فضا به ويژه در ناسا بوجود آمده است. بخشهاي پژوهشي ريز ناوري ناسا و سرمايه‌هاي مربوط به آن شامل موارد زير است:
      ●   تحقيقات در زمينه ي مواد توسط آزمايشگاهي لانگلي با سرمايه گذاري 11 ميليون دلار
      ●   تحقيقات ر زمينه ي الکترونيکو داده پردازي توسط آزمايشگاه ايمز با سرمايه گذاري 15 ميليون دلار
      ●   تحقيقات در زمينه ي حسگرها و اجزا توسط آزمايشگاه رانش جت با سرمايه گذاري 10 ميليون دلار
 

 

بسياري از مطالعات ريز فناوري ناسا داراي هدف بلند مدت مي‌باشد. يکي از هدفهاي مهم و اصلي ، افزايش امکانات فضاپيما و کاهش وزن سامانه‌هاي فضايي است. در صورتي که کارايي اين دستگاهها با کاربرد ريزفناوري بالاتر رود، مشکلات بيشتري در زمينه فضا حل خواهد شد. دسترسي بلند مدت پژوهشهاي ريز فناوري ناسا حتي بيشتر از اين است. ناسا سعي کرده است که با راهبردي موسوم به پايين به بالا روي اين پايه‌اي سرمايه گذاري کند. به پژوهش در زمينه ساختارها و سازه‌هايي با ابعاد مولکولي پژوهشهاي ريز فناوري مولکولي گفته مي‌شود که ناسا سرمايه گذاري زياد بر روي آن کرده است. پژوهش در زمينه ريز فناوري در ناسا -که آزمايشگاههاي گوناگوني براي آن ايجاد شده- داراي بخشهاي ويژه‌اي است که مهمترين آنها عبارتند از:

      ●   ريز مواد: موادي با قدرت بسيار بالا و قابل برنامه ريزي.
      ●   ريز الکترونيکها ، داده پردازي ، سامانه‌هاي ارتباطي با مصرف انرژي کم.
      ●   ريز ابزارها براي کوچک سازي سامانه‌هاي فضايي و ... .
      ●   ريز فناوري زيست مولکولي ، سامانه‌هاي لب آن چيپ ، براي زيست درماني و درمان فضانوردان بهصورت خود درماني و ... .

از فعاليت ساير کشورها نيز مي‌توان کشورهاي ارو1ايي و ژاپن را نام برد که به عنوان مال پروژه ريز ماهواره قرص سيلسيومي از پروژه‌هاي کشور ژاپن است.
 

◄   نمونه هاي به کارگيري ريزفناوري در هوا-فضا:
با کمک ريز فناوري ، سامانه‌هاي ويژه اي ايجاد شده و دستگاههاي جديدي ساخته شده‌اند که هر کدام به عنوان راه حلي يا چند مشکل ديرينه موجود در صنعت هوافضا به حساب مي‌ايند. براي شناخت بيشتر دستگاهها و فناوريهاي بکار رفته در آنها به بررسي چند مورد مي‌پردازيم:

◄   پيل هاي سوختي:
پيلهاي سوختي سامانه‌هايي هستند که به علت دارا بودن توانايي ذاتي خاص و فشردگي و کم حجم به عنوان يکي از روشهاي کار آمد براي تبادلهاي انرژي شيميايي در فضا مطرح مي‌باشند. به علت عملکرد پاک اين پيلها ، سرمايه گذاريهاي زياد براي توليد آنها انجام شده است. البته اين پيلها کاربردهاي ديگري نيز در وسايل نقليه فضايي مثل توليد الکتروشيميايي اکسيژن در ايستگاههاي فضايي دارند.

◄   ريزماهواره ها:
همانطور که پيش از اين توضيح داده شد محيط فضا به گونه‌اي است که تشعشعهاي صادر شده از آن ، به ويژه براي دستگاهها و انسانهايي که براي مدت طولاني در فضا مي‌مانند زيان بار است. حتي مشکلات بيش تري هم وجود دارد که ريزفناوري ماهواره در حل اين مشکلات نقشم مهمي بازي مي‌کند. ماهواره ژنست-1 يک ريز ماهوره است که وزني حدود 10 کيلوگرم دارد و از سه ماهواره مکعبي کوچکتر متصل به هم ساخته شده است. اين ماهواره بسيار کوچک ، سريع و ارزان کارش مقابله با اثرات زيستي فضا است. ريزماهوره ژنست-1 در حال ساخت است و به زودي پرتاب خواهد شد. ناسا براي توليد اين ريز ماهواره در 2.5 سال گذشته حدود 6 ميليون دلار هزينه کرده است.

◄   ريزحسگرها:
که فعاليت ويدر اينده نه چندان دور ، حسگرهايي به اندازه مولکول ساخته خواهند شد. اين ريز حسگرها داخل سلولهاي بدن فضانوردان قرار مي‌گيرند تا به محض احساس ضربات تشعشعهاي فضايي ، هشدارهاي لازم را جهت حفظ سلامت فضانوردان ارسال کنند. البته اين فناوري هنوز هم جاي پبشرفت دارد و دانشمندان و محققان ناسا براي پيشرفت آن در حال کوشش هستند. وجود چنين حسگرهايي موجب افزايش ايمني بدن فضانوردان خواهد شد، به گونه‌اي که به محض مشاهده کوچکترين علايم بيماري زا ، حتي قبل از بروز علائم ظاهري ، سلولهاي بدن فضانوردان توسط همين ريز حسگرها برانگيخته خواهند شد.

براي مثال وقتي که يک موتور بسيار کوچک ، ولي زيان بار ، در حال رشد در بدن فضانورد باشد، بلافاصله شناسايي و علائم لازم توسط ريز حسگرها ارسال خواهد شد. توانايي يافتن تغييرات ميکروسکوپي داخل سلولها يک لطف بزرگ و پزشکي فضايي است. دانشمندان مي خواهند هنگامي که بدن يک فضانورد در وضعيت بدي قرار گرفته، يا وقتي روس مهاجم در مراحل اوليه فعاليت است ريز حسگرها علايم لازم را ارسال کنند تا پيشگيريهاي لازم صورت پذيرد. شايد وجود چنين امکاناتي گره گشاي بسياري از مشکلات فضانورداني باشد که براي مدتهاي طولاني در مريخ ، ماه و يا ساير سيارات ماندگار خواهندبود.

◄   ريزلوله هاي کربني:
لوله هاي کربني ريز لوله‌هاي کربني نيز از دستاوردهاي ريز فناوري هستند. اين مواد بسيار سبک ، داراي قابليتهاي زيادي از جمله ذخيره انرژي زياد و مقاوم به تشعشعات گوناگون هستند. يکي از محققان موفق به توليد ورقه‌هاي شفافي از ريز لوله کربني شده‌اند که از ورقه‌هاي فولادي هم وزن بسيار مستحکم‌تر مي‌باشند. ريز لوله‌هاي کربني ذرات بسيار کوچکي هم مانند رشته‌هاي نامرئي هستند. ميليونها قطعه از اين رشته‌هاي نامرئي باهم ترکيب مي‌شوند و مواد مفيد و قابل مشاهده‌اي بوجود مي‌آورند. خواص مفيد مکانيکي و الکتريي زيادي در اين مواد نهفته است که در صنعت فضا بسيار کاربرد دارند. به عنوان مثال ساخت فضاپيماي سبک ، قوي و مقاوم در برابر تشعشعهاي فضايي با چنين موادي امکان پذير شده است.

 


◄   پرنده هاي جاسوسي کوچک (ريزپرنده ها)
براي توليد پرنده‌هاي جاسوسي ، سرمايه گذاريهاي زيادي انجام شده است. دانشمندان با الگو برداري از حرکات انواع پرندگان و حشرات در صدد توليد پرنده‌هاي جاسوسي کوچک موسوم به ريز پرنده هستند. ريز فناوري در توليد چنين موجودات ريز بسيار کاربرد دارد. محققان دانشگاه فلوريدا در پژوهشي که انجام داده‌اند، موفق به ساخت يک هواپيماي جاسوسي شده‌اند که از حرکات يک نوع پرنده دريايي تقليد مي‌کند. اين هواپيماي جاسوسي بدون سرنشين ، فقط 50 گرم وزن دارد و سازندگان اين پرنده ترجيح مي‌دهند براي کامل کردن آن از تجهيزاتي متشکل از ريز مواد ، ريز حسگرها و ديگر محصولات ريز فناوري استفاده کنند. اين ريزپرنده قابليت پرواز در مناطق تنگ را داشته و مي‌تواند با توجه به وضعيتهاي گوناگون ، حالت بالهايش را تغيير دهد. براي اعزام اين پرنده چابک به مأموريتهاي داخل شهر ، مجموعه کاملي از دوربينهاي مجهز و کوچک نيز روي آن کار گذاشته خواهد شد.