نانومترولوژی و نقش آن در توسعه فناوری نانو (1)

نانومترولوژی را می‌توان به معنای علم اندازه‌گیری در مقیاس نانو تعریف کرد. این علم در حوزه علم و فناوری نانو از اهمیت بسیاری برخوردار است و اساساً فعالیت در حوزه فناوری نانو بدون بهره‌مندی از خدمات نانومترولوژی امکان‌پذیر نیست. نانومترولوژی دارای نقشی اساسی در تولید نانو‌مواد و دستگاه‏‌های اندازه‌گیری قابل اطمینان با عدم قطعیت‌های معین در صنعت نانو است و به دلیل اهمیت آن در استانداردسازی و تجاری کردن محصولات نانو، از طرف کشورهای فعال در حوزه فناوری نانو، بسیار مورد توجه قرار می‌گیرد. در این مقاله به معرفی اندازه‌شناسی در مقیاس نانو، حوزه‌های فعالیتی مختلف آن و ارکان اساسی هر یک از حوزه‌ها پرداخته شده است.

مقدمه

مترولوژی به معنای علم اندازه‌شناسی است. اندازه‌شناسی شاخه‌‏ای از علم است که به شناخت و بررسی روش‌های مختلف اندازه‌گیری [Measurement] کمیت‌های فیزیکی و استانداردسازی [Standardization] آن‌ها می‌پردازد. در جهان پرشتاب کنونی و با تحولات بزرگی که در عرصه‌های اقتصادی، اجتماعی و فرهنگی جهان روی داده است و به خصوص، با ایجاد سازمان جهانی تجارت و عضویت بیش از 150 کشور در آن، شالوده رقابت در بازارهای جهانی به صورت بنیادی تغییر کرده است. قیمت که دیر زمانی به عنوان مهم‌ترین عامل تعیین‌کننده سطح رقابت‌پذیری محسوب می‌شد اکنون تنها یکی از عوامل به حساب می‌آید و عوامل متعدد دیگری در سطح رقابت‌پذیری بنگاه‌ها و صنایع کشورها مؤثر هستند. کیفیت در حال تبدیل شدن به یکی از مهم‌ترین این عوامل و تعیین‌کننده سطح رقابت پذیری است. کاربرد فن‏اوری‏‌های جدید در کلیه اجزاء زنجیره ارزش محصولات، ارتقاء کیفیت همزمان با قیمت‌های مناسب را فراهم ساخته است و با ورود رقبای جدید قدرتمند و با ظرفیت‌های تولیدی عملیاتی بسیار بالا، بازارهای جهانی صحنه رقابت نفس‌گیری شده است. بنابراین اندازه‌گیری به بخش حیاتی از زندگی بشر تبدیل شده است و در همین راستا، اقتصادهای بزرگ دنیا رشد خود را وابسته به بهره‌مندی از نظام‌های اندازه گیری معتبر می‌دانند و این خود بیانگر اهمیت علم اندازه‌شناسی یا مترولوژی است [1].

پیشرفت روزافزون نانوتکنولوژی به عنوان صنعت پیشرو در قرن جدید موجب توسعه اندازه‌شناسی در مقیاس نانو شده است. نانومترولوژی را می‌توان به معنای علم اندازه‌گیری در مقیاس نانو تعریف کرد. این علم در حوزه علم و فناوری نانو از اهمیت بسیاری برخوردار است و اساساً فعالیت در حوزه فناوری نانو بدون نانومترولوژی امکان‌پذیر نیست چرا که نانومترولوژی اساس تدوین استانداردهای محصولات فناوری نانو بوده و کشورها بدون فعالیت در این حوزه نمی‌توانند در زمینه تدوین استانداردهای ملی، مشارکت در تدوین استانداردهای بین‌المللی، تولید و صادرات محصولات در حوزه فناوری نانو قدم جدی بردارند [2].

نانومترولوژی

نانومترولوژی زیرمجموعه‏‌ای از مترولوژی بوده و بیانگر علم اندازه‌‏گیری در مقیاس نانو است. نانومترولوژی دارای نقشی اساسی در تولید نانو مواد و دستگاه‏‌های اندازه‌گیری قابل اطمینان با عدم قطعیت‌های معین در صنعت نانو است. کشورهای فعال در حوزه نانوفناوری در سال‌های اخیر، تحقیق پیرامون دستگاه‏‌ها، مترولوژی و استانداردها در زمینه نانوفناوری را به علت نقش اساسی آن در تجاری کردن محصولات نانو، یکی از فعالیت‌های اصلی خود قرار داده‌اند.

مسئله مهم در این زمینه اختراع و گسترش تکنیک‏‌های جدید اندازه‏‌گیری و استانداردهای مربوطه برای رسیدن به تولیدات پیشرفته در فناوری نانو است. بنابراین پیشرفت‏‌های صنایع در حال ظهور مبتنی بر فناوری نانو، نیازمند بهره‌مندی از خدمات مترولوژی با حد تفکیک و دقت بالای مورد نیاز در این فناوری است.

ابعاد نمونه در نانوسیستم‌ها از زیر 10 نانومتر تا چند صد نانومتر متفاوت بوده و این در حالی است که ساخت سیستم‏‌های اندازه گیری تا 0/1 نانومتر مورد نیاز است [2]. 

منابع: 

1- Hengstberger, F., ECONOMIC IMPACT OF METROLOGY, International Committee of Weights and Measures

2- Miles, D.J., Nanometrology: The Critical Role of Measurement in Supporting Australian Nanotechnology, N.M. Institute, Editor. 2006, Australian Government

نویسنده: رعنا سلیمانی، کارشناس ارشد شیمی کاربردی: کارشناس متخصص واحد شیمی.