تبیان، دستیار زندگی

 

نانو فناوری و شاخه های آن

هنگامي که درباره نانوفناوري شروع به جستجو و مطالعه کنيد، به موضوعات و مواد مختلفي بر مي خوريد مانند: نانولوله ها، شبيه سازي مولکولي، نانوداروها، سلول هاي سوختي، کاتاليزورها، نانوذرات و... . بنابراين ممکن است نانوفناوري رشته اي کاملا گسترده به نظر آيد که موضوعات آن ربط چنداني به هم ندارند. به طور کلي مطالعات نانوفناوري را مي توان به سه دسته تقسيم کرد. اگرچه روشهاي تحقيقاتي در آن ها بايکديگر متفاوت است، اما اين سه شاخه کاملا به يکديگر مرتبط هستند و پيشرفت در يکي از شاخه ها مي تواند در شاخه هاي ديگر نيز کاملا موثر باشد.

اين سه شاخه عبارتند از:

1. نانوتکنولوژي مرطوب: اين شاخه به مطالعه سيستم هاي زنده اي مي پردازد که اساسا در محيط هاي آبي وجود دارند. در اين شاخه ساختمان مواد ژنتيکي، غشاءها و ساير ترکيبات سلولي در مقياس نانومتر( m^9-10) مورد مطالعه قرار مي گيرد. پژوهشگران موفق شده اند ساختارهاي زيستي فراواني توليد کنند که نحوه عملکرد آنها در مقياس نانويي کنترل مي شود. اين شاخه دربرگيرنده علوم پزشکي،دارويي و به طور کلي علوم و روشهاي مرتبط با زيست فناوري است.

2. نانوتکنولوژي خشک: اين شاخه از علوم پايه شيمي و فيزيک مشتق مي شود و به مطالعه تشکيل ساختارهاي کربني، سيليکون و مواد غير آلي و فلزي مي پردازد. نکته قابل توجه اينست که الکترونهاي آزاد که در فناوري مرطوب موجب انتقال مواد و انجام واکنشها مي گردند، در فناوري خشک خصوصيات فيزيکي ماده را پديد مي آورند. در نانوتکنولوژي خشک کاربرد مواد نانويي در الکترونيک، مغناطيس و ابزارهاي نوري مورد مطالعه قرار مي گيرد.

براي مثال طراحي و ساختن ميکروسکوپ هايي که بتوان با استفاده از آنها مواد را در ابعاد نانومتر ديد.

3. نانوتکنولوژي محاسبه اي: بسياري از مواقع ابزار آزمايشگاهي موجود براي انجام برخي از آزمايشها در مقياس نانومتر مناسب نيستند و يا آنکه انجام اين آزمايشها بسيار گران تمام مي شود. در اين حالت از رايانه ها براي شبيه سازي فرآيندها و واکنش هاي اتم ها و مولکول ها استفاده مي شود. شناختي که به وسيله محاسبه به دست مي آيد، باعث مي شود که زمان لازم براي پيشرفت نانوتکنولوژي خشك بطور محسوسي کاهش يابد و البته تأثير مهمي در نانوتکنولوژي مرطوب نيز خواهد داشت.

مقدمه ای بر نانو پزشکی

به جز پيشرفت‌هايي كه در علم پزشكي مدرن، در قرن اخير صورت گرفت، پزشكي جديدتري ظهور کرده است که بيش از اينكه يک علم باشد، يك هنر وابسته به ابزار است. در پنجاه سال اخير، دانش پزشكي بررسي بيماري‌ها را در ابعاد مولكولي به پيش برده است. از ديدگاه مولكولي، پزشكي مدرن هنوز در ابتداي راه خود قرار دارد. مثلاً امروزه از داروهايي استفاده مي‌کنيم كه شامل ساختار محدودي از مولكول‌ها هستند. اين ملکولها براي درمان يک بيماري خاص به کار مي‌روند. به كمك نانوپزشكي، محصولات دارويي مي‌توانند مثل ماشين‌هاي هوشمند برنامه‌ريزي شوند. آنها به حسگرهايي مجهزند که مي‌توانند قدرت تصميم‌گيري و تأثيرپذيري از محيط را براي ماشين فراهم کنند. اين ماشين‌ها مي‌توانند جلو عوارض جانبي و واكنش‌هاي حساسيت‌زا را بگيرند. داروهاي جديد خود را با بدن سازگار مي‌كنند و تنها با رسيدن به مقصد نهايي عمل اختصاصي خود را (که در واقع همان درمان است) انجام مي‌دهند. آنها مي‌توانند قبل از فعال ‌شدن دارو از آزاد شدن مقدار بيشتر از حد آن جلوگيري كنند و مانع بروز مسموميت‌ شوند.

نانوپزشكي چيست؟

نانوروبات‌ها، جراحان کوچک داخل بدن

درمان و پيشگيري بيماري‌ها از قابليت‌هاي خوب فناوري نانو به شمار مي‌رود. اين فناوري با استفاده از نانوابزارها و نانوساختارهاي مهندسي‌شده، اعمالِ ساخت، كنترل، ديدن و ترميم سيستم زيستي انسان در مقياس مولكولي را انجام مي‌دهد. ابزارهاي بسيار ابتدايي نانوپزشكي مي‌توانند براي شناسايي بيماري‌ و توزيع دارو، و همچنين توزيع هورمون در بيماري‌هاي مزمن و نقص‌هاي سيستم بدن به کار روند. ابزارهاي بسيار پيشرفته‌تر، از قبيل نانوروبات‌ها هستند که به عنوان جراحان کوچک داخل بدن عمل مي‌کنند. نانوروبات‌ها، روبات‌هايي هستند که اندازه‌ي آنها در حد نانومتر باشد. چنين ماشين‌هايي مي‌توانند با ورود به داخل سلول‌ها ساختار آسيب‌ديده آنها را تغيير دهند و درصدد تعمير آنها برآيند. آنها قادرند خود را تكثير كنند

 

يا نواقص ژنتيكي را با جابه‌جا كردن يا دستكاري مولكول‌هاي DNA برطرف    سازند. DNA ماده‌ي اصلي سازنده ی هسته ی سلول و وارث ژنتيكي موجود زنده شناخته مي‌شود.

توانمندي هاي نانوپزشكي

دانشمندان معتقدند با پيشرفت‌هايي كه در مهندسي ژنتيك، فناوري نانو و پزشكي ايجاد شده و درك عميقي كه از اعمال سلولي حاصل گرديده است، مي‌توان ماشين‌هاي ميكروسكوپي نيرومند و متخصص را براي مبارزه با بيماري‌ها طراحي كرد و توسط آنها در ابعاد سلولي به تعميرات فيزيولوژيكي پرداخت. در تشخيص بيماري‌ها نمي‌توان به نتايج آزمون‌هاي آزمايشگاهي و تاريخچه‌ي بيماري متكي بود. اما با جا دادن نقشه‌ي ژنتيكي انواع عوامل بيماري زا در بانك اطلاعاتي نانوروبات، مي‌توان حملات باكتريايي را نابود كرد. بدين ترتيب، با انجام عمليات ترميميِ قابل برنامه‌ريزي براي اصلاح بيماري‌هاي سلولي ناشي از افزايش سن، جلوگيري از پيري و درمان آن به يك واقعيت علمي تبديل مي‌شود.

اولين شركت تخصصي نانوتكنولوژي، شرکت Zyvex است كه در سال 1997 با هدف ساخت ابزارهاي كليديِ ايجاد فناوري نانومولكولي آغاز به كاركرد. محصولات اين شرکت، با تلاش‌ گسترده‌ي گروه‌هاي مختلف تا ده سال آينده قابل استفاده خواهد شد؛ اگرچه ممكن است اين پيشرفت، بعد از تجاري شدن نانوروبات‌هاي پزشكي صورت بگيرد.

کاربرد نانوفناوري در پزشکي

در زیر نمونه هایی از کاربرد نانو تکنولوژی در پزشکی آورده شده است:
1. هدف‌گيري و ارسال دارو به نقاط غير قابل دسترس بدن با تجهيزات نانومتري.

2. توليد بافت‌هاي مصنوعي سازگار با بدن.

3. توليد سيستم‌هاي هوشمندبراي شناسايي بيماري‌هاي درحال ايجاد در بدن.

4. درمان برخي از بيماري‌هاي صعب‌العلاج مانند سـرطان، ايـدز و هـپاتيت.

5. مراقـبت بهداشـتي بهتر با استـفاده از تجهيـزات نـانومتري در داخل بدن.

 

آینده اندیشی درمورد نـانو پزشکی

مطمئناً رشته‌ي نانوپزشكي براي توسعه به چندين دهه زمان نياز دارد. شايد پيش از اينكه ما به تخيلمان اجازه دهيم تا آزادانه در مورد قول‌هاي داده‌شده توسط نانوپزشکي خيالپردازي کند، بهتر است توانايي‌هايي را در نظر بگيريم كه حقيقتاً قابل اجرا هستند. وقتي به نحوة حل مسائل مختلف توجه كنيم، متوجه مي‌شويم بسياري از مسائلي كه امروزه دشوار به نظر مي‌آيند راحت خواهند شد. چه بسا مسائلي كه ساده‌تر جلوه مي‌كنند، اما سخت‌تر از حد انتظار ظهور مي‌يابند. زماني فلج، واگيردار و علاج‌ناپذير بود و امروزه به‌سادگي قابل پيشگيري است. سيفليس زماني انسان را تا حدّ ديوانگي و مرگ پيش مي‌برد و اكنون با يك تزريق، خوب مي‌شود و به نظر مي‌رسد در آينده، قصة نانوفناوري در پزشكي، به قصة توسعة كنترل جراحي در ابعاد مولكولي تبديل شود.

الكترونيك بيو ملكولي

ور فناوري‌هاي نانو در هر يك از رشته‌هاي علمي و فني هم مي‌تواند تغييرات گسترده‌اي را ايجاد كند. يكي از اين عرصه‌ها الكترونيك است. تقريباّ از چهل سال پيش تا كنون، شاهد رشد شتاباني در رايانه‌هاي الكترونيكي بوده‌ايم. قدرت رايانه‌ها با گذشت زمان نسبت به حالت‌هاي اوليه زيادتر و در عين حال حجم ترانزيستورهاي آنها كمتر شده است. البته بايد توجه کرد که كاهش حجم ترانزيستور تا اندازه‌اي مشخص امكان‌پذير است و با روش‌هاي فعلي به آخرين حد کوچک کردن نزديک مي‌شويم و به‌زودي به بن‌بست مي‌رسيم. اصول علم الكترونيك امروزي بر اساس حركت آماري الكترون‌ها و اتم‌هاست. اين اصول به ما اجازه نمي‌دهند تا هر اندازه که بخواهيم فرايند کوچک‌سازي حجم ترانزيستورها را ادامه دهيم. در عصر نانوفناوري، بررسي اصول الكترونيك در اندازة کوچک‌تر از 30 نانومتر امکان‌پذير نيست، زيرا در اين مقياس، ديگر پديده‌هاي آماري جوابگو نخواهند بود. براي رسيدن به اين حدّ کوچک‌سازي، بايد از علم و تكنيك‌هاي جديد براي ادامة رشد الكترونيك استفاده كرد. يكي از روش‌هاي جديد، الكترونيك بيوملكولي است.

در حقيقت، الكترونيك بيوملكولي بر اين اصل استوار است كه امكان ايجاد سيستم‌ها و رايانه‌هاي مختلف در اثر اختلاط مباني فيزيك و رياضي با دانستني‌هاي زيست‌شناسي وجود دارد. براي مثال مي توان به ساختن اعصاب مصنوعي اشاره كرد.

نانو فناوری و محیط زیست

فناوري نانو، مانند هر فناوري نوين ديگري، مي تواند تغييرات شگرفي در زندگي بشر به وجود آورد؛ از جمله‌ در محيط زيست او. تأثيرات مستقيم و غيرمستقيم فناوري نانو بر محيط زيست، از جنبه‌هاي مختلف قابل بررسي است. در حال حاضر، مي‌توان موارد متعددي از كاربرد موادّ نانوساختاري در حفظ محيط زيست، از قبيل نانوفيلترها (براي تصفيه‌ي پساب‌هاي صنعتي)، نانوپودرها(براي تصفيه‌ي گازهاي آلاينده‌ی خروجي ازخودروها و واحدهاي صنعتي) و نانوتيوب‌ها (براي ذخيره‌سازي سوخت كاملاً تميز هيدروژن) را برشمرد، اما دورنماي استفاده از اين فناوري نوين بسيار گسترده‌تر از اين‌گونه كاربردهاي جزئي و مقطعي است.

يكي از مهم‌ترين اهداف متوليان و طرفداران محيط زيست، حذف موادّ سمي و خطرناك از چرخه‌ي طبيعت است. موادّ سمي معمولاً از اتم‌هايي تشكيل شده‌اند كه خودبه‌خود مضر نيستند، بلكه نحوه‌ي اتصال اين اتم‌ها به يكديگر موادّ سمي را به وجود مي‌آورد. اگر بتوان وسيله‌اي ساخت كه مشابه ريزجانداراني مانند ويروس‌ها در مقياس اتمي قادر به تغيير اتصالات اتم‌ها در مولكول باشد، مي‌توان به‌سهولت و با قيمت ارزان موادّ سمي را خنثي کرد، يا حتي با اندکي تغيير، از آنها محصولات مفيد به دست آورد. برخي موادّ سمي، حاوي عناصر مضري از قبيل جيوه(Hg)، سرب(Pb)، آرسنيك(As) و كادميوم(Cd) هستند. اين عناصر معمولاً حين استخراج موادّ معدنيِ مختلف توليدمي‌شوند. با بهره‌گیري از دانش و فناوري نانو در فرآيند استخراج، مي‌توان از خروج اين عناصر از محيط طبيعي آنها(خاك)جلوگيري کرد.

فناوري نانو از دانش‌ها و فناوري‌هاي گوناگوني مانند فيزيك،‌ شيمي، بيولوژي و مهندسي بهره مي‌گيرد. علي‌رغم اينكه فناوري نانو تاكنون در زمينه‌ي محيط زيست كاربرد صنعتي نداشته است، اما بسياري معتقدند كه اين فناوري مي‌تواند راه‌هاي جديدي براي بهبود و ارتقاي فناوري‌هاي زيست‌‌محيطي ارائه کند. از سوي ديگر، برخي عقيده دارند كه استفاده از فناوري نانو خود مي‌تواند منجر به مشكلات جديد زيست‌‌محيطي از قبيل موادّ سميِ جديد و خطرات زيستي مربوط به آن شود.

برخي کاربردهاي فناوري نانو در محيط زيست به قرار زیر است:

1. نانوحسگرها: يك نانوحسگر وسيله‌اي است بسيار ريز كه قادر به شناسايي و ارائه‌ي پاسخ به محرك‌هاي فيزيكي در مقياس يك نانومتر باشد.

نانو حسگرها دو دسته اند:

الف: موادّ نانوساختاري: مانند سيليكونِ متخلخل.نانوحسگرهاي ساخته‌شده از اين مواد به منظور شناساييِ واكنش‌هاي شيميايي و زيستي به كار گرفته مي‌شوند.

ب: نانوذرات: مانند موادّ كرويِ نانومقياس كه به عنوان گيرنده‌هاي نوري-  زيستي،‌ نوري ـ شيميايي و حسگرهاي تصويريِ فضايي كاربرد دارند.

نانوحسگرها كاربردهاي متعددي در علوم مختلف از قبيل بيوپزشكي، محيط زيست، ارتباطات و توليد موادّ هوشمند يافته‌اند، که در زیر به توضیح آنها پرداخته ایم:

الف: غبارهاي هوشمند: يکی از نيازهاي مهم و اساسي در ارتباط با كنترل آلودگي محيط زيست، پايشِ مستمرّ آلودگي هواست. با استفاده از نانوحسگرها پيشرفت مؤثري در زمينه‌ي کنترل آلودگي هوا صورت گرفت. با اختراع اولين نمونه‌هاي غبار هوشمند، توليد اين‌گونه حسگرها به مرحله‌ي كاربرد عملي نزديك شد. هدف اصلي از ساخت غبارهاي هوشمند، توليد مجموعه‌اي از حسگرهاي پيشرفته به صورت نانورايانه‌هاي بسيار سبك است. اين نانوحسگرها به‌راحتي ساعت‌ها در هوا معلق باقي مي‌‌مانند. این ذرات بسيار ريز از سيليكون ساخته مي‌شوند و مي‌توانند از طريق بي‌سيمِ موجود در خود، اطلاعات جمع‌‌آوري‌‌شده را به يك پايگاه مركزي ارسال کنند. سرعت انتقال اطلاعات درنمونه‌هاي اوليه حدوديك كيلوبايت درثانيه(1 kbps) است.

ب: نانوحسگرهاي گازي: نشت گازهاي مهلك يكي از خطرات روزمرّه‌ي زندگي صنعتي است. متأسفانه هشداردهنده‌هاي موجود در صنعت اغلب بسيار دير موفق به شناسايي اين‌گونه گازهاي نشتي مي‌شوند. اين نوع نانو حسگرها از نانوتيوب‌هاي تك‌لايه به ضخامت حدود يك نانومتر ساخته شده‌اند و مي‌توانند مولکول‌هاي گازهاي سمي را جذب کنند. آنها همچنين قادر به شناسايي تعداد معدودي از مولكول‌هاي گازهاي مهلك در محيط هستند. اين‌گونه حسگرهاي گازي براي شناسايي گازهاي آمونياك و دي‌‌اكسيد نيتروژن كه ازجمله گازهاي سمي به شمار میروند،‌ باموفقيت آزمايش شده‌اند. نمونه‌ي آزمايشي اين حسگرها قادر به شناسايي آني مولكول‌هاي آمونياك و دي‌اكسيد نيتروژن در غلظتppm 20(يعني 20 قسمت در يک ميليون قسمت) شده است. محققان مدعي‌اند كه اين حسگرها براي شناساييِ به‌موقعِ گازهايِ بيوشيمياييِ جنگي،آلاينده‌هاي هوا و حتي مولكول‌هاي آليِ موجود در فضا كاربرد خواهند داشت.

2. نانوفيلترها: يكي ديگر از كاربردهاي مهمّ فناوري نانو در محيط زيست، استفاده از نانوفيلترهاست. لازم به ذکر است که فيلتر هاي معمولي توانايي فيلتر کردن ذرات 100 تا 1000 نانومتر را دارند. اين در حالي است که جداره‌ي روزنه‌هاي غشاهاي نانو معمولاً بين 1 تا 10 نانومتر است. غشاهاي مورد استفاده در فرآيند نانوفيلتراسيون معمولاً مولكول‌هاي بزرگ را دفع مي‌کنند و در مقايسه با فرآيند اسمز معكوس¹، قادرند با صرف انرژي كمتر آب چاه‌ها يا آب‌هاي سطحي را نيز به‌خوبي تصفيه کنند.

( 1= اسمز عبارت است از گرايش آب ازسطح رقيق‌تر به غليظ‌تر.به عنوان مثال، وقتي شما برگه‌ي زردآلو را خيس ميكنيد،آب از سطح رقيق‌تر كه همان لايه‌ ی بيروني پوسته است،به طرف داخل زردآلو حركت میکند.حال اگر زردآلوي خيس‌شده را فشار دهيد، آب از غشاي آن به بيرون هدايت مي‌شود. در واقع، اين عمل همان «اسمز معكوس» است؛ يعني فرايندي که در آن آب را تحت فشار در يك ظرف كه جداره‌ي آن يك غشاي نيمه‌تراواست قرار مي‌دهيم تا مولكول‌هاي آب شيرين كه كوچكتر از املاح معلق در آب هستند از غشاي نيمه‌تراوا بگذرند و آب شيرين از آب شور جدا شود.)

اين نوع آبها معمولاً سرشار از نمك‌هاي دوظرفيتي‌اند و مي‌توان نمک موجود در آنها را با استفاده از فرايند نانوفيلتراسيون تا 90 درصد جدا کرد. از آنجا كه فرآيند نانوفيلتراسيون نمي‌تواند نمک طعام را به طور مؤثر از آب جدا کند، بنابراين درتمام موارد برتر از اسمز معكوس نخواهد بود. اين فرآيند مانند اسمز معكوس قادر است انواع باكتري‌ها، ويروس‌ها،آفت‌كش‌ها، آلاينده‌هاي با منشأ آلي و املاح كلسيم و منيزيم را از آب جدا کند.نظر به اينكه در فرآيند نانوفيلتراسيون ازهيچ ماده‌ي شيميايي براي سختي‌گيري آب² استفاده نمي‌شود، بنابراين، اثرات منفي زيست‌ محيطي آن به ‌مراتب كمتر از روش‌هاي شيميايي معمول است. ß

(2 =سختي آب به مقدار يون‌هاي کلسيم و منيزيم محلول در آن بستگي دارد. سختي آب معمولاً به صورت محلي تغيير مي‌کند. شايان ذکر است که افزايش سختي مي‌تواند اثرات مخربي بر روي ماشين‌آلات صنعتي، آبزيان و افرادي که از اين آب استفاده مي‌کنند داشته باشد.)

برخي از كاربردهاي فرآيند نانوفيلتراسيون در به‌سازي محيط زيست مي‌توان به موترد زیر اشاره کرد:

تصفيه‌ي پساب‌هاي اسيدي واحدهاي صنعتي و دیگر پساب ها، رنگ‌زدايي از آب آشاميدني، تصفيه‌ي آب پنير، جداسازي روغن از آب، خالص‌سازي الكل‌هاي سبك.

3. كاتاليست‌هاي زيست‌‌محيطي: از زمينه‌هاي ديگر كاربردهاي موادّ نانوساختاري، استفاده از آنها به عنوان كاتاليزورهاي زيست‌‌محيطي براي تصفيه‌ي خروجي اگزوز اتومبيل‌ها و پالايش آب و هواست. از اين رو، نياز به كاتاليزورهاي پيشرفته بيش از پيش احساس مي‌شود. كاتاليزورهاي رايج كه اغلب پايه‌ي پلاتين دارند، اگرچه راندمانشان كافي است، اما بسيار گران‌قيمت‌اند. به همين جهت، كاتاليزورهاي نانوساختاري به عنوان جايگزين ارزان‌‌قيمت كاتاليزورهاي يادشده مورد توجه قرار گرفته‌اند. از اين رو، نياز به كاتاليزورهاي پيشرفته بيش از پيش احساس مي‌شود. كاتاليزورهاي رايج كه اغلب پايه‌ي پلاتين دارند، اگرچه راندمانشان كافي است، اما بسيار گران‌قيمت‌اند. به همين جهت، كاتاليزورهاي نانوساختاري به عنوان جايگزين ارزان‌‌قيمت كاتاليزورهاي يادشده مورد توجه قرار گرفته‌اند.

4. نانوپوشش ها: ‌پوشش هاي نانوساختاري پيشرفته به‌خوبي بر سطوح مختلف از قبيل فلزات، شيشه،‌ سراميك و پلاستيك مي‌چسبند و تنها چندميكرون ضخامت دارند. ويژگي بارز اين نانوپوششگرها، خاصيت ضدّ خوردگي آنهاست كه کاربرد پوششي آنها را در فلزات سبك از قبيل آلومينيوم و منيزيم افزايش داده است. پوشش‌هاي يادشده، در مقابل حرارت بسيار مقاوم‌اند و مي‌توانند دما را تا 700 درجة سانتي‌گراد تحمل کنند. استفاده از اين نوع پوششگرها منجر به كاهش خوردگي فلزات³ مي‌شود و در نهايت، محيط زيست را با كاهش ميزان مصرف مواد خام حفظ خواهد کرد.

(3= از بين رفتن تدريجي يك فلز را كه در معرض آب و هوا، رطوبت و مواد شيميايي قرار گرفته باشد، «خوردگي فلز» گويند.)

كاربرد ديگر پوششگرهاي نانوساختاري، در حذف گرد و غبار از روي سطوح مختلف و كاهش مصرف پاك‌كننده‌هاست. اين نانوذرات را به صورت يك‌ لاية بسيار نازك براي روكش کردن سطوح مختلف از قبيل شيشة اتومبيل‌ها به كار مي‌برند.كشش سطحيِ یک سطح نانویی نسبت به محلول‌هاي آبدار به‌شدت كاهش مي‌يابد. در نتيجه، مايع مذكور سطح پوشش‌داده‌شده را خيس نمي‌کند و به صورت قطراتي بر روي آن باقي مي‌ماند و به‌سرعت زدوده مي‌شود. اين عمل فرآيند خشك ‌شدن را سرعت مي‌دهد. بديهي است كه مصرف مواد شوينده به‌شدت كاهش مي‌يابد و از آلودگي محيط زيست جلوگيري به عمل مي‌آيد.

5. نانوپودرها: پودر‌ها ذرات ريزي هستند كه از خُرد کردن قطعات جامد و بزرگ، يا ته‌نشين شدن ذرات جامدِ معلق در محلول‌ها به دست مي‌آيند. بنابراين، نانوپودرها را می‌توان مجموعه‌ي از ذرات دانست که اندازه‌ي آنها کمتر از 100 نانومتر است. پودرها در دو حالت نانوپودر به شمار می‌آيند:

حالت اول: ساختار ذرات تشكيل‌دهنده‌ي پودر، در حد نانومتر باشد. يعني اگر ساختار ذرات تشكيل‌دهنده‌ي يک پودر را به صورت يکي از اشكال منظم هندسي در نظر بگيريم، ميانگين اندازه‌ي اضلاع آن بين 1 تا 100 نانومتر باشد. مهمترين اشكال هندسي، كره و مكعب‌اند. اگر ساختار ذرات تشكيل‌دهنده‌ي پودر را كره فرض كنيم، بايد قطر كره کمتر از 100 نانومتر باشد و چنانچه ساختار آنها مكعب فرض شود، ميانگين اضلاع مكعب بايد در محدوده‌ي 1 تا 100 نانومتر قرار گيرد.همچنین اگر بيشترِ ذرات تشکيل‌دهندة پودر، ابعادي ميان 1 تا 100 نانومتر داشته باشند، آن پودر، نانوپودر محسوب می‌شود.

حالت دوم: ذرات نانوپودر و ذرات پودر معمولي ترکيب شوند. در اين حالت، پودر را «نانوپودر کامپوزيتي» می‌نامند. کامپوزيت که از کلمه‌ي انگليسي composition گرفته شده، به معني ترکيب دو يا چند چيز است.

ذرات با قطر نانومتري در زمينه غیر نانومتری پراکنده شده‌اند.

 ملموس‌ترين مثال براي كامپوزيت، كاه‌گِل است. در كاه‌گل رشته‌هاي كاه در زمينه‌ي گِل پراكنده شده‌اند. در نانوپودرهاي كامپوزيتي نيز ذرات نانومتري در زمينه‌ي ذرات بزرگترِ غيرنانومتري پراكنده شده‌اند. علت ترکيب شدن آنها اختلاف خواص اين دو ماده است. در کامپوزيت معمولاً زمينه از يک ماده‌ي نرم و افزودني از ماده‌ي سخت انتخاب مي‌شود. در اين صورت، هنگامي‌ که به ماده نيرو وارد مي‌شود، زمينه نيرو را به رشته يا پودرِ اضافه‌شده منتقل مي‌كند تا بتواند در برابر نيروي واردشده‌ مقاومت بيشتري داشته باشد.

نانوپودرها موادي به‌شدت فعال‌اند كه در دماي پايين ذوب يا آلياژ مي‌شوند. اين پودرها در فرآيندهاي قالب‌گيريِ تزريقي و پوشش ‌دادن سطوح مختلف مورد استفاده قرار مي‌گيرند. نوعي از پودرهاي نانوساختاري كه حاوي ذرات ريز آلومينيوم است، در صورت افزوده ‌شدن به سوخت‌هاي جامد موشك‌ها شدت سوختن آنها را تا دو برابر و سرعت آنها را نیز افزايش مي‌دهد. اضافه ‌كردن اين پودر به نفت سفيد باعث تسريع در احتراق آن و در نتيجه كاهش توليد آلاينده‌هاي مختلف مي‌شود.

کاربرد نانو پودرها: در زیر به برخی از کاربرد های نانو پودر ها را ذکر میکنیم: الف)پوشش‌دهي: يكي از مهمترين كاربرد نانوپودرها «پوشش‌دهي» است. وقتي مقداري پودر روي يك سطح ريخته مي‌شود، مي‌تواند تمام سطح را بپوشاند. پودرها را به سطح مي‌پاشند و بعد توسط يك عامل اضافه‌شونده که عمدتاً گازهاي اكسيژن يا آرگون و حرارت است، اين ذرات را به هم مي‌چسبانند تا يك پوشش يكپارچه بر روي سطح ايجاد شود. پوشش روي داشبورد ماشين دقيقاً به اين روش توليد مي‌شود.

ب) ساخت قطعات: ذراتِ پودر ميل زيادي دارند که مانند بُراده‌هاي آهنربا به هم بچسبند. از طرفي اين ميل با اِعمال فشار به پودر و حرارت بالا به‌شدت افزايش مي‌يابد، و بنابراين، با اِعمال فشار و افزايش درجه‌ي حرارت مي‌توان پودرها را آن‌قدر به هم فشرد تا به هم بچسبند و يك قطعه را توليد كنند. اين روش عمدتاً براي توليد قطعات با شكل‌هاي پيچيده به كار مي‌رود. (اين پديده به طور طبيعي در نمك طعام اتفاق مي‌افتد. اگر مقداري نمك طعام در داخل يك نمكدان باقي بماند، بعد از مدتي ذرات نمك به هم مي‌چسبند و نمكدان ديگر نمك نمیپاشد. بنابراين، بايد به نمكدان چند ضربه وارد كنيم تا ذرات از همديگر جدا شوند .)

ج) استفاده در كِرِم‌ها: همان‌طور كه مي‌دانيم، نانوپودرها ذراتي با قطر يك تا 100 نانومتر هستند. وقتي از اين ذرات در ساخت كرم استفاده مي‌شود، چون قطر آنها كوچك است، اشعه‌هاي مُضرّ نور خورشيد را كه طول موج‌هاي بزرگتر از صد نانومتر دارند از خود عبور نمي‌دهند. اين در حالي است كه اشعه‌هاي نور مریي را كه موجب ديده شدن قطعات‌اند از خود عبور مي‌دهند. بنابراين، به صورت شفاف ديده مي‌شوند. در اين حالت ما كرمي داريم كه شفاف است و اشعه‌هاي مُضرّ را از خود عبور نمي‌دهد!

د) شناسايي آلودگي ها: ذراتي كه نانوپودرها را تشکيل مي‌دهند، با استفاده از خواصّ سطحي خود، وقتي به يك محلول حاوي آلودگي (مثل باكتري، سلول سرطان زا و...) اضافه مي‌شوند، روي آلودگي‌ها مي‌چسبند و در اثر واكنش با آنها تغيير رنگ مي‌دهند و باعث شناسايي آنها مي‌شوند. البته هر ذره كوچكتر از آن است كه تغيير رنگِ حاصل از آن ديده شود، اما تغيير رنگِ مجموعه‌ي اين ذرات، آلودگي‌ها را قابل تشخيص و شناسايي مي‌كند.

6. نانولوله‌ها: طبق تحقيقات وسيع انجام‌گرفته، نانولوله‌هاي كربني مناسب‌ترين وسيله براي جذب آلاينده‌هاي سمي از قبيل ديوكسين‌ها و ديگر آلاينده‌ها به شمار مي‌روند. مواد سمي از نوع ديوكسين‌ عموماً محصول جانبي بسياري از فرآيندهاي صنعتي‌اند كه ضمن پايداري فراوان، باعث آلودگي بلندمدت هوا، خاك،‌ آب و در نهايت زنجيرة غذايي موجودات زنده مي‌شوند. برخي از ديوكسين‌ها سرطان‌زا هستند و بسياري از آنها باعث اختلال در سيستم ايمني بدن انسان‌ها مي‌شوند. اگرچه در سال‌هاي اخير بسياري از كشورها توليد اين مواد را به‌شدت تحت كنترل قرار داده‌اند، ولی هنوز خطرات زيست‌محيطي آن تهديدكننده به شمار مي‌آيد. اگرچه نانولوله‌هاي كربني مناسب‌ترين وسيله براي جذب آلاينده‌هاي سمي مانند ديوكسينها هستند، ولي در حال حاضر قيمت بسيار زيادي دارند. تحقيقات براي توليد ارزان نانولوله‌‌ها در جريان است. هريك ازنانولوله ها، به خاطر آرايش اتمي خاص خود،‌ داراي خواصي مي‌باشند كه در اينجا به چند ويژگي مشترك بين آنها اشاره مي‌كنيم:

1. خواص مكانيكي: نانولوله‌ها داراي پيوندهاي محكمي در بين اتم‌هايشان ميباشند وبه همين علت در برابر نيروهاي کششي مقاومت واستحکام زيادي از خود نشان مي دهند. به عنوان مثال نيروي لازم براي شکستن يک نانولوله ي کربني چند برابر نيرويي است که براي شکستن يک قطعه فولاد ـ با ضخامتي معادل يک نانو لوله ـ احتياج داريم. اما جالب است که بدانيم پيوندهاي بين اتمي در نانولوله‌ها علاوه بر ايجاد استحكام بالا، شكل‌پذيري آسان و حتي پيچش را درآنها ميسر مي سازد! در حالي که فولاد تنها دربرابر نيروهاي كششي داراي مقاومت است و براي پيچش انعطاف پذيري لازم را ندارد. نانولوله ها چون استحكام و شكل‌پذيري خوبي دارند، ‌در مواد مركب با زمينه‌هاي فلزي، پليمري و سراميكي استفاده مي‌شوند. اما مهم‌ترين فاكتوري که باعث برگزيدن نانولوله به عنوان رشته در مواد مركب (كامپوزيت) شده است، وزن كم آن است ، در حالي که استحكام آن بالاست. از مهم‌ترين موارد استفاده ی چنين مواد مركبي مي‌توان به موارد زير اشاره كرد: بدنه ی هواپيما و هليكوپتر، زه راكت‌هاي تنيس و ... .

2. خواص فيزيكي: مهم‌ترين خاصيت فيزيكي نانولوله‌ها،«هدايت الكتريكي» آنهاست. هدايت الكتريكي نانولوله‌ها بسته به زاويه و نوع پيوندها، از دسته‌اي به دستة ديگر كاملاً متفاوت است؛ هر اتم در جايگاه خود در حال ارتعاش‌ است، وقتي كه يك الكترون(يا بار الكتريكي)وارد مجموعه اي از اتم ها مي‌شود، ارتعاش اتم‌ها بيشتر شده و در اثر برخورد با يکديگر بار الكتريكي وارد شده را انتقال مي‌دهند. هرچه نظم اتم‌ها بيشتر باشد، هدايت الكتريكي آن دسته از نانولوله‌ها بيشتر خواهد بود. براي مثال نانولوله نوع صندلي 1000 بار از مس رساناتر است، در حالي که نوع زيگزاگ و نوع نامتقارن نيمه رسانا هستند. خاصيت نيمه رسانايي نانولوله ها بسته به نوع آنها تغيير مي کند.

خواص فوق‌العاده ی نانولوله‌ها و روش هاي پيچيده توليد آنها باعث شده است که قيمت هرگرم از اين مواد چندصد دلار باشد.

نانو فناوری و کشاورزی

فناوري نانو هيچ زمينه علمي را به حال خود رها نکرده است . علوم کشاورزي نيز از اين قاعده جدا نيستند .تا به حال کاربردهاي متعددي از فناوري نانو در کشاورزي ، صنايع غذايي و علوم دامي مطرح شده است. رابطه ميان فناوري نانو وعلوم کشاورزي در زمينه هاي زير قابل بررسي است :

1- نياز به امنيت در کشاورزي و سيستم هاي تغذيه اي.

2- ايجاد سيستم هاي هوشمند براي پيشگيري و درمان بيماريهاي گياهي.

3- خلق وسايل جديد براي پيشرفت در تحقيقات بيولوژي و سلولي.

4- بازيافت ضايعات حاصل از محصولات کشاورزي.

از بين تدابير موجود در مديريت آفات کشاورزي استفاده از آفت کش ها و سموم سريعترين و ارزان ترين روش براي واکنش به يک وضعيت اضطراري است . روش هاي کنترل زيستي در حال حاضر بسيار هزينه بر هستند . در اين روشها کنترل آفت از طريق يکي از دشمنان طبيعي آن آفت صورت میگيرد. امروزه مصرف بي رويه آفت کش ها مشکلات زيادي را ايجاد کرده اند اين مشکلات شامل اثرات سوء بر سلامت انسان ( ايجاد مسموميت هاي حاد يا بيماري هاي مزمن )، تاثير اين مواد بر حشرات گرده افشان و حيوانات اهلي مزارع      و همچنين ورود اين مواد به آب و خاک و تاثير مستقيم وغير مستقيم آن در اين نظام هاي زيستي مي باشد .استفاده از داروهاي (سموم) هوشمند در ابعاد نانو مي تواند راه حل مناسبي باشد . اين داروها که قابليت حرکت در گياه را دارند در بسته هايي که حاوي نشاني خاصي هستند قرار ميگيرند .برچسب نشاني يک کد مولکولي است که بر روي بسته نصب شده و به بسته اجازه ميدهد که به بخشي از گياه که مورد حملة عامل بيماري يا آفت قرار گرفته تحويل داده شود . اين ناقلين در ابعاد نانو همچنين داراي خود تنظيمي نيز مي باشند به اين معني که دارو فقط به ميزان لازم به بافت گياهي تحويل داده مي شود. دقت در رديابي بافت هدف و ميزان اندک اما موثر دارو باعث مي شود استفاده از سموم در کشاورزي به حداقل برسد . همه ما ميدانيم که پيشگيري بر درمان مقدم است . بيماري هاي گياهي نيز از روي علائمي مانند تغيير رنگ يا تغيير شکل اندام ها شناسايي مي شوند ولي مسئله اينجاست که اين علائم مدتها پس از ورود عامل بيماري به بافت گياه بروز پيدا مي کنند به همين خاطر با سريعترين اقدام ها براي جلوگيري از شيوع بيماري باز هم مقداري از محصول از بين مي رود . در نتيجه نياز به ابزاري که به کمک آن بتوان در همان مراحل ابتدايي ورود عامل بيماري، آن را کنترل و مهار کرد بسيار ضروري به نظر ميرسد. نانو حسگرهاي زيستي ابزارهايي هستند که از تلفيق ابزارهاي شيميايي ، فيزيکي و زيستي بدست آمده اند. اين حسگرها شامل ترکيبات زيستي مانند يک سلول ، آنزيم و يا آنتي بادي متصل به يک مبدل انرژي هستند و قادرند که تغييرات ايجاد شده در مولکول هاي اطراف خود را گزارش دهند . اين گزارش ها توسط سيگنالهايي که مبدل انرژي به تناسب با مقدار آلودگي توليد ميکند دريافت مي شوند. بنابراين اگر تجمع زيادي از عامل بيماري در اطراف اين حسگرها وجود داشته باشد سيگنال هاي قوي فرستاده مي شوند . ارزيابي حضور آلاينده ها در محيط توسط حسگرها در چند دقيقه ميسر است اما با استفاده از روش هاي رايج حداقل 48 ساعت زمان براي تشخيص نياز است. استفاده از نانوحسگرهاي زيستي در بسته هاي غذايي نيز کاربرد دارد که در صورت شروع فساد مواد غذايي مي توانند هشدار دهنده باشند. از ديگر کاربردهاي فناوري نانو در صنايع غذايي ايجاد پلاستيک هاي جديد در صنعت بسته بندي مواد غذايي است . در توليد اين پلاستيک ها از فناوري نانو ذرات استفاده شده است . اکسيژن مسئله سازترين عامل در بسته بندي مواد غذايي است زيرا اين عنصر باعث فساد چربي مواد غذايي و همچنين تغيير رنگ آنها ميشود . در اين پلاستيک جديد نانوذرات به صورت زيگزاگ قرار گرفته اند و مانند سدي مانع از نفوذ اکسيژن مي شوند .

به بيان ديگر مسيري که گاز بايد براي ورود به بسته طي کند طولاني مي شود، به همين خاطر مواد غذايي در اين بسته ها تازگي خود را بيشتر حفظ ميکنند.

فناوري نانو با استفاده از فرايندهاي طبيعي زيستي ، شيميايي و فيزيکي در بازيافت مواد باقيمانده از محصولات کشاورزي و تبديل آنها به انرژي و يا مواد شيميايي صنعتي نيز نقش دارد . به طور مثال از زمان برداشت پنبه تا توليد پارچه بيش از 25 % الياف به ضايعات تبديل مي شوند . در دانشگاه کرنل در آمريکا روشي تحت عنوان «ريسندگي الکتريکي» ابداع شده که با استفاده از اين روش از ضايعات پنبه محصولاتي مانند کلافهاي پنبه و نخ البته با کيفيت پايين تر توليد ميکنند . دانشمندان علوم پليمر از اين روش براي توليد نانو فيبرها از سلولز( که 90% الياف پنبه را تشکيل مي دهد) استفاده کرده اند و اليافي کمتر از 100 نانومتر توليد کرده اند که 1000 بار کوچکتر از الياف فعلي است.

کلوييدها، نانوذرات قديمي

اگر در يک لوله‌ي آزمايش تا يک‌سوم گنجايش آن الکل معمولي بريزيم و به آن نصف قاشق چايخوري گَرد گوگرد اضافه کنيم و سپس مخلوط حاصل را به‌ملايمت داخل يک بِشِر آب داغ ریخته، گرما بدهيم و هم بزنيم، مي‌بينيم که گوگرد در الکل حل مي‌شود. اما اگر چنين محلولي را در يک ظرف سرد خالي کنيم، مي‌بينيم که پديد‌ه‌ي ديگري به وجود مي‌آيد. در مخلوط جديد، گوگرد به صورت ذرات ريزي درمي‌آيد و هر ذره با آن‌که خيلي ريز است، از صدها و گاه هزاران اتم تشکيل شده است. اين ذرات را «کلوييد» مي‌نامند.

در سال 1861، توماس گراهام، عبور موادّ مختلف را از درون غشاي تراوا آزمايش کرد. او دريافت که گروهي از اجسام به‌آساني از درون غشا عبور مي‌کنند و گروه ديگر به هيچ وجه از آن نمي‌گذرند. اين دانشمند، اجسام گروه اول را کريستالوئيد (شبه بلور) وگروه دوم را کلوييد (شبه چسب) ناميد.

کلوييدها ظاهري محلول‌مانند دارند. يعني به‌ظاهر همگن و شفاف‌اند و مانند محلول‌ها از سوراخ‌هاي کاغذ صافي مي‌گذرند.برخی از تفاوت های کلوییدها و محلول ها:

1. درکلوييدها، اندازه‌ي ذراتِ پخش‌شده، از اندازه‌ي ذرات حل‌شده در محلول‌ها، يعني مولکول‌ها و يون‌ها، بزرگتر و بين ^7-10 و ^8-10 ‌متر است؛ در حالي که اندازه‌ي ذرات حل‌شده در محلولها در حدود ^9-10 متر (نانومتر) است.

2. اگرچه معمولاً اندازه‌ي ذرات سازنده‌ي کلوييدها آن‌ اندازه کوچک است که از سوراخ‌هاي کاغذ مي‌گذرند، اما آن اندازه بزرگ‌ هم هست که وقتي در مسير نور قرار ‌گيرند، بتوانند نور را به اطراف بپراکنند. اگر در يک جاي تاريک، دو ظرف، يکي شامل محلولي مانند آب نمک و ديگري شامل کلوييدي مانند ₃FeCl در آب جوش را در کنار يکديگر قرار دهيد و باريکه‌ي نوري به آن بتابانيد و از پهلو به آن دو نگاه کنيد، مي‌بينيد که مسير عبور نور در داخل محلول مشخص نيست، ولي ‌در داخل کلوييد کاملاً مشخص است.

3. کلوييدها برخلاف محلول‌ها حالت پايدار ندارند، بلکه با گذشت زمان تغيير مي‌کنند.

4. ذرات سازنده‌ي کلوييدها بر خلاف ذرات سازنده‌ي محلول‌ها، در شرايط معين، مثلاً بر اثر سرد کردن يا گرم کردن يا در مجاورت با برخي ذرات ديگر، به يکديگر متصل مي‌شوند و ذرات بسيار بزرگتري را تشکيل مي‌دهند. در اين ‌صورت، کلوييد حالت «نيمه‌جامد» يا «ژله» به خود مي‌گيرد، يا اينکه لخته مي‌شود. در جدول زیر برخی از خواص محلول ها و کلویید ها مقایسه شده است :

در جدول زیر نیز اندازه و دوام محلول ها و کلویید ها مقایسه شده است: ß

 

چند نکته:

الف) اگر يک قطره شير را با ميکروسکوپ نوري به‌دقت نگاه کنيد، ذرات تشکيل‌دهنده‌ي آن را در حال حرکت دائم مي‌بينيد. اين ذرات پيوسته و به طور نامنظم تغيير جهت مي‌دهند. ذرات کلوييدي هنگامي‌که به هم مي‌رسند، در برخورد با يکديگر تغيير مسير مي‌دهند. به اين حرکت دائمي و نامنظم ذرات کلوييدي «حرکت براوني» مي‌گويند.

ب) دستگاهي که براي مطالعه‌ي حرکت ذرات کلوييدي در ميدان الکتريکي مورد استفاده قرار مي‌گيرد، «الکتروفورِز» نامیده میشود.

ج) فرايند جدا کردن يون‌ها از ذرات کلوييدي «دياليز» ناميده مي‌شود. اين کار معمولاً به کمک يک غشاي مناسب صورت مي‌گيرد. امروزه از دياليز به طور گسترده براي تصفيه‌ي خون استفاده مي‌شود.

میکروسکپ نیروی اتمی

متن زیر اطلاعات مفید و قابل فهمی از میکروسکپ نیروی اتمی می دهد:

تاريخچه: نانومتر واحد بسيار بسيار کوچکي براي اندازه‌گيري طول است كه در ابعاد اتمي و مولكولي كاربرد دارد. 1 نانومتر فاصلة بسيار كوچكي است و به عنوان مثال مولكول آب با آن سنجيده مي‌شود. براي درك ميزان كوچكي اين واحد طول خوب است بدانيم كه تار موي انسان حدوداً 80 هزار نانومتر قطر دارد، بنابراين براي مشاهده پديده‌ها و درك اثراتي كه در اين اندازه بسيار كوچك وجود دارد نه‌تنها به چشم غيرمسلح نمي‌توان تكيه كرد بلكه حتي از ميكروسكوپ‌هاي معمولي كه در آزمايشگاه‌ها وجود دارند نيز، نمي‌توانند استفاده کنند چراکه با اين ميکروسکوپ‌ها فقط تا ابعاد ميکرومتر را می‌توان دید. به همين دليل دانشمندان با پيشرفت علم و فنون به فكر ساختن وسايلي افتادند كه بتوانند ابعاد اتمي را هم اندازه‌گيري كنند. وسايل زيادي با روش‌هاي مختلف براي اين منظور ساخته شده است كه خيلي از آنها كامل شده نمونه‌هاي قبلي است. اما ميكروسكوپ نيروي اتمي جزو جديدترين دستاوردهاي دانشمندان در زمينه اندازه‌گيري در ابعاد و مقياس نانو است كه در پاييز سال هزار و سيصد و شصت و سه يعني حدود بيست سال پيش توسط جرد بينينگ، كريستوف جربر و كوايت ساخته شد. دستگاهي كه بينينگ و همكارانش ساخته بودند از نظر عملكرد كاملاً مشابه ميكروسكوپ‌هاي نيروي اتمي امروزي بود و در طي اين بيست سال تنها دقت و روش فهم نهايي اندازه‌ها پيشرفت كرده است. با اين دستگاه مي‌شد طولهايي تا حدود سيصد آنگستروم يا سي نانومتر را اندازه گرفت. با گذشت زمان اين دستگاه کاملتر شد و امروزه مي‌توان با دقتي بيش از پانصد برابر دقت ميكروسكوپ بينينگ سطوح مواد را مشاهده نمود.

روش كار: مي‌دانيم كه تمامي اجسام هراندازه هم كه به ظاهر صاف و صيقلي باشند، باز هم در سطح خود داراي پستي و بلندي و ناصافي‌هايي هستند. به عنوان مثال سطح شيشه بسيار بسيار صاف و صيقلي به نظر مي‌رسد، اما اگر در مقياس خيلي کوچک به آن نگاه کنيم، خواهيم ديد که سطح شيشه پر از ناصافي‌ها يا به عبارتي دست انداز است. كار ميكروسكوپ نيروي اتمي نشان‌دادن اين ناصافي‌ها و اندازه‌گيري عمق آنهاست. ثبت چگونگي قرارگيري و نشان دادن عمق و ارتفاعِ پستي و بلندي‌ها در يك سطح خاص از ماده را «توپوگرافي» مي‌نامند.

مي دانيم که نيروهاي بسيار کوچکي بصورت جاذبه و دافعه بين اتمهاي باردار وجود دارند، (درست مثل دو سر ناهمنام آهنربا که باعث دفع و جذب مي شوند.) چنين نيروهايي بين نوک ميکروسکوپ و اتمهاي سطح ايجاد مي گردد. با اندازه گيري نيروي بين اتمها در نقاط مختلف سطح، مي توان محل اتمها روي آن را مشخص کرد. ميكروسكوپ نيروي اتمي از اجزاء و قطعات مختلفي تشكيل شده است كه مهم‌ترين بخش آن مجموعه "انبرك و نوك" مي‌باشد و در واقع قسمت اصلي براي شناخت سطوح به شمار مي‌آيد. جنس انبرك معمولاً از سيليسيم و نوك از يک تک اتم (معمولا اتم الماس) تشکيل شده است. براي برای اينکه ميکروسکوپ نيروي اتمي بتواند برجستگي ها و فرورفتگي ها را در ابعاد نانومتر حس کند لازم است نوک تيز انبرک ظرافت اتمي داشته باشد ازآنجا كه تصاوير مربوط به اندازه‌هاي اتمي روي يك سطح با چشم غيرمسلح يا حتي مسلح به قوي‌ترين عدسي‌ها قابل مشاهده نيست، به کمک ابزارهاي پيشرفته، حرکات عرضي لمس شده توسط انبرک و نوک ويژه ميکروسکوپ را به تصاوير ويدئويي تبديل مي‌‌‌‌کنند تا امکان مشاهده آرايش اتم‌هاي سطح، در صفحة رايانه امکانپذير باشد.

درواقع كل فرآيندجاروكردن سطح به وسيله همان انبرك نوك‌دار صورت مي‌گيرد. انبرك به راحتي در پستي و بلندي‌‌‌‌ها بالا و پايين مي‌رود و انتهاي آن هم به قسمتي متصل است كه به جابجايي عرض انبرك بسيار حساس است و اين تغيير فاصله‌ها را ثبت كرده و به علائمي تبديل مي‌كند که براي رايانه قابل فهم باشد. علائم گفته شده که « سيگنال» نام دارد توسط رايانه پردازش مي‌‌‌‌شود تا نحوه قرار گيري اتم‌ها در کنارهم، بر روي صفحه نمايشگر، نشان داده ‌شود. دو روش كلي براي جاروكردن سطح وجود دارد كه عبارتند از روش تماسي و روش غيرتماسي: در روش تماسي كه براي بيشتر سطوح كارايي دارد، نوك انبرك در فاصله‌اي بسيار بسيار کم از سطح قرار مي‌گيرد و به محض رسيدن به پستي يا بلندي به دليل جابجايي كه در انبرك ايجاد مي‌شود، امکان نمايش توپوگرافي براي رايانه فراهم مي‌گردد. درواقع نيرويي كه بين سطح و نوك انبرك وجود دارد، با نزديك‌شدن اين دو به هم زياد شده و با دورشدنشان از هم، كم مي‌شود، اين مسئاله باعث مشاهده غيرمستقيم آرايش اتم‌ها مي‌گردد.

روش غيرتماسي بيشتر براي سطوح كثيف و آلوده مورد استفاده قرار مي‌گيرد، در اين شيوه ابتدا انبرك را با نوساني دقيق به تحرك درمي‌آوريم و آن را روي سطح هدايت مي‌كنيم. انبرك خاصيت ارتجاعي و فنري دارد و به راحتي در عرض بالا و پايين مي‌شود. در اين حالت نيرويي كه بين سطح و نوك انبرك وجود دارد، در نوسان انبرك تأثير مي‌گذارد و به اين وسيله آرايش اتمي سطح مشخص مي‌شود.البته اندازه‌گيري ساختارهاي بسيار ريز که موجب جابجايي بسيار کوچکي در انبرك مي‌‌‌‌شود، روي مي‌دهد خود بحث مفصلي است كه اين كار امروزه به وسيلة تغيير جهت انعكاس نوري كه از يك منبع بالاي انبرك روي آن مي‌تابانند، مشاهده مي‌شود. به اين معني كه سطح انبرك به گونه‌اي صيقل داده مي‌شود كه توانايي بازتابش نور را به خوبي داشته باشد. منبع نوري اشعة مرئي را به قسمت صيقل‌داده شده مي‌تاباند و گيرنده آن را دريافت مي‌كند. به محض جابجايي عرضي انبرك، اشعه كمي منحرف مي‌شود كه باتوجه به ميزان انحراف ثبت‌شده در دستگاه، دانشمندان نقشه پستي و بلندي(توپوگرافي) را دقيقتر ترسيم مي‌‌‌‌کنند. نكتة ديگري كه در مورد كاركرد ميكروسكوپ نيروي اتمي بايد بدانيم آن است كه پستي‌ها و بلندي‌ها در هر سه محور طول و عرض و ارتفاع توسط اين دستگاه گزارش مي‌شود. در نمونه‌هاي ابتدايي چون امكان نشان‌دادن بعد ارتفاع در رايانه نبود، اين كار با رنگ‌ها انجام مي‌شد. به اين صورت كه رنگ‌هاي تيره براي عمق‌هاي كم و رنگ‌هاي روشن براي عمق‌هاي زياد به كار مي‌رفتند. اما امروزه با استفاده از نرم‌افزارهاي سه‌بعدي ديداري مي‌توان توپوگرافي سطح را در هر سه بعد نشان داد.

 

مقدمه

كلمه دوپينگ از واژه بين المللي Dope گرفته شده است كه هم به عنوان فعل و هم به عنوان اسم به كار مي رود . فرهنگ آكسفورد اين كلمه را به واژه  هلندي Doop نسبت مي دهد كه به معني « آيين غسل تهيدستي » مي باشد . شباهت اين دو واژه به علت آنست كه كساني دوپينگ مي كنند كه با اين كار مي خواهند كاستي ها و عيوب خود را بپوشانند .

بعضي معتقدند كه مصرف مواد ويژه براي كسب برتري در يك مسابقه ورزشي به 2000 سال قبل از ميلاد مسيح برمي گردد، يعني زماني كه ورزشكارهاي يوناني دسته اي از قارچ ها را به عنوان منبعي غني از پروتئين مصرف مي كرده اند. عده اي ديگر بر آنند كه اين واژه از آفريقاي جنوب شرقي منشأ گرفته است، جائي كه فرقه اي در آنجا نوعي نوشيدني محلي را كه به اصطلاح دوپ ناميده مي شد ، در رقص هاي مذهبي خود به عنوان محرك استفاده مي كردند . بعدها اين كلمه تحت عنوان dope به نوشابه اي الكلي Brandy اطلاق  شد كه از پوست نوعي انگور در افريقاي جنوبي تهيه مي شود . در نوشته هاي دانشمندان يوناني نظير جالينوس و فيلوستراتوس نظريه هايي در خصوص رعايت اصول اخلاقي توسط رقابت كننده هاي بازي هاي المپيك باستاني به چشم مي خورد . در همان زمان گلادياتورهاي رومي را مجبور به خوردن داروهاي خاصي ميكرده اند ، تا اينكه نبرد بين آنان سنگين تر و خونين تر ادامه يابد و تماشاگرها را بيشتر ارضاء نمايد. در قرن 19 ، ورزشكارهاي فرانسوي مخلوطي از برگهاي كوكا و شراب را به نام وين ماريام مي خوردند كه معتقد بودند احساس خستگي و گرسنگي حاصل از تمرين هاي دراز مدت را كاهش مي دهد .

تعریف:

دوپينگ عبارت است از بالا بردن غير طبيعي سطح عملكرد ورزشكاران با استفاده از يك دارو يا توسل به روش هاي مختلف غير مجاز مانند دوپینگ خون . ( البته این یکی از ساده ترین تعاریف دوپینگ است . )

بر اساس مقاله ی کمینه ی بین المللی دوپینگ استفاده كنندگان از دوپينگ در كشورهاي پيشرفته همواره چندين گام از همتايان خود در كشورهاي در حال توسعه پيش هستند .

تاریخچه :

لغت دو پينگ كمتر از 100 سال است كه در بين ورزشكاران مرسوم شده است. اما در سال 1865 ميلادي گزارش هائي از شناگرهاي كانال ها در آمستردام هلند مبني بر استفاده مواد نيروزا وجود دارد. همچنين گزارش هايي مربوط به مصرف مواد كمكي توسط شركت كنندگان مسابقه 6 روزه دوچرخه سواري هلند در سال 1869 ميلادي وجود دارد . نخستين مورد مرگ ناشي از دوپينگ ، در سال 1886 در يك مسابقه  محلي دوچرخه سواري مشاهده شد كه دليل آن مصرف مواد كمكي بيش از حد ماده  شيميايي تري متيل گزارش گرديد. هم زمان با آن رويدادها ، مواردي از پارادوپينگ ديده شده است ، كه عبارتست از : خوراندن يك دارو به حريف توسط يك ورزشكار جهت كاستن كارآيي ورزش وي .

دوپينگ براي اولين بار در سال 1910 به طور رسمي جنبه آزمايشي و قانوني پيدا كرد . در آن زمان ، طي آزمايش هائي ، وجود دسته اي از مواد شيميايي با ساختمان آلكالوئيدي در بزاق يك اسب مسابقه اي ثابت شد.

از حدود نيم قرن پيش، آزمايش هايي براي كنترل روند دوپينگ به جهان ورزش معرفي شد. در ابتدا اين آزمايشها صرفا براي تشخيص بعضي از مواد آن هم به صورت محدود به كار برده مي شد. اما امروزه تقريبا تمام فهرست بلند بالاي آژانس جهاني ضد دوپينگ را مي توان آزمايش كرد. حتي امروزه براي تشخيص وجود هورمون صناعي اريتروپوتيين روشي ابداع شده كه با استفاده از نمونه خون تشخيص اين ماده را ميسر مي كند.

آمارهای ایران :

بررسي آمارهاي موجود نشان مي دهد: ايران بيشترين موارد مثبت دوپينگ در سالهاي گذشته مربوط به نسل هاي اوليه استروئيدهاي آنابوليك، افدرين و موادي از اين قبيل است و تا كنون گزارشي از دوپينگ با موادي همچون فرمترول يا rEPO در ايران مشاهده نشده است.

اين دارو با هدف افزايش توده عضلاني بدن مورد استفاده قرار مي گيرد كه منجر به ايجاد عوارضي نظير سرطان كبد، افزايش ميزان بيماريهاي قلبي - عروقي، ريزش موي سر، تشديد جوش هاي غرور، نازايي و ناباروري، تغييرات صدا، تغييرات روحي و رواني مانند افزايش حالت تهاجمي مشخص مي شود .

رخدادهای مهم در تاریخ :

 اولین مورد مرگ ورزشکاران در سال1886 رخ داد که یک دوچرخه سوار به نام لینتون در اثر استفاده بیش از حد داروی تری متیل درگذشت .

در مسابقات المپیک یک دونده ماراتن به نام توماس هیکس در اثر مصرف برندی و استریکلین در شرف مرگ قرار گرفت.

دهه 1950-روس  ها از هورمون های مردانه برای افزایش قدرت و نیرو استفاده نمود و آمریکایی ها نیز استروییدها را به این منظور استفاده نمودند.

1960-دوچرخه سوار دانمارکی در المپیک رم به علت مصرف بیش از حد آمفتامین ها فوت کرد.

1964-افزایش قابل توجهی در ظاهر عضلان ورزشکاران در المپیک دیده شد که شک در مصرف داروها را برانگیخت.

1967-کمیته بین المللی المپیک بعد از مرگ تامی سیمپسون به علت مصرف غیر از آمفتامین ها واکنش نشان داد.

1968-این کمیته با تعریفی از دوپینگ لیست داروهای غیرمجاز را ارایه داد و بدین ترتیب انجام آزمایش در بازیهای المپیک شروع شد.

1988-در المپیک سئول،تست بن جانسون از نظر مصرف استروئید های آنابولیزان خلع و از ورزش محروم گردید. همچنین دو وزنه بردار بلغاری که به مقام نخست المپیک دست یافته بودند به علت دوپینگ محروم شدند.

1994-دیه گو مارادونا فوق ستاره فوتبال آرژانتین در مسابقات جام جهانی 1994 آمریکا به علت مصرف داروهای محرک از همراهی با تیمش محروم گردید و بدین ترتیب آرژانتین بدون مارادونا از آن دوره مسابقات حذف گردید.

2000-برای مبارزه هر چه شدیدتر با این پدیده شوم،کمیته مبارزه با دوپینگ تشکیل شده و آماده برخورد جدی با متخلفین در مسابقات المپیک 2000 سیدنی می باشد.

علل مخالفت با دوپینگ :

با دوپينگ مبارزه مى شود چون كاربرد داروهاى نيروزا اثرات جانبى و ناخواسته زيانبار در بدن فرد به جدى مى گذارد كه در پاره اى از موارد برگشت ناپذير است و صدمات جبران ناپذيرى به سلامتى ورزشكار وارد مى كند.

دوپينگ را ضد ارزش مى دانيم چون با اهداف عالى ورزش كه سالم بازى جسم و روح است منافات دارد از طرف ديگر اين پديده زمينه اى براى گرايش ورزشكاران به سوى بلاى اعتياد است و قانون دوپينگ را منع مى كند زيرا به دليل ايجاد برترى غيرمنصفانه در صحنه ورزش جرم محسوب مى شود.

براى ارايه راهكار مبارزه با اين ضد ارزش فراگير ابتدا بايد بدانيم كه دوپينگ چيست و به چه دليل ورزشكاران به آن روى مى آورند.

برخلاف آنچه عموم مردم مى پندارند دوپينگ فقط مصرف دارو نيست، بلكه وجود ماده ممنوعه، مواد حاصل از سوخت و ساز آن، نشانگرهاى آن در نمونه گرفته شده از ورزشكار، مصرف و يا تلاش براى مصرف يك ماده ممنوع و يا روش ممنوعه، امتناع از شركت در نمونه گيرى، غيبت و طفره رفتن از شركت در نمونه گيرى بدون دلايل قانع كننده، در اختيار قرار ندادن اطلاعات لازم درباره محل حضور ورزشكار براى نمونه گيرى خارج از مسابقات، دستكارى يا تلاش براى دخالت در هر يك از مراحل دوپينگ، مالكيت مواد و روش هاى ممنوعه، داد و ستد هرگونه ماده و روش ممنوعه به ورزشكاران، همكارى، تشويق، حمايت، كمك رسانى، اجراى مديريت، همدستى، مخفى كردن و تلاش براى تخلف از قوانين مبارزه با دوپينگ، همه و همه دوپينگ محسوب مى شود.

دوپينگ از يك سو نوعى تقلب است و از طرفى رها ورد پيشرفت دانش پزشكى و داروسازى و همچون علوم ديگر براى همه جالب و جذاب است. هنگامى كه اين مواد ارزان و در دسترس باشد، با تغييرات فيزيولوژيك احساس نشاط ايجاد مى كند و جامعه نيز اطلاعات كافى در مورد عوارض اين داروها در اختيار ورزشكار قرار ندهد، گرايش به سمت آن افزايش مى يابد.
به طور کلی مبارزه بر علیه دوپینگ بر سه اصل استوار است:

·      احترام به اخلاق پزشکی و ورزشی

·      محافظت از سلامت ورزشکاران

·      فراهم آوردن محیطی برابر برای تمامي ورزشکاران

داروهای دوپینگی :

چه طبقاتی از داروها جزو موارد دوپینگ محسوب میشوند؟

این داروها معمولاً در پنج گروه دارویی طبقه بندی می شوند:

1.داروهای محرک سیستم عصبی مرکزی:از این رده میتوان آمفتامین،کوکائین،افدرین،پسودو افدرین،فلیل پروپانولامین و ...را نام برد.

2.استروئیدهای آنابولیک:داروهایی نظیر ناندرولون،تستوسترون،اکسی متولون،استانوزولول و ... در این گروه جای میگیرند.

3.داروهای ادرارآور:در این گروه میتوان از فوروسماید،تیازید،اسپیرونالاکتون و ... نام برد.

4.هورمونهای پپتیدی وگلیکوپروتئینی و آنالوگهای آنها:داروهایی مثل هورمون رشد اریتروپویتین و ... در این دسته جای میگیرند.

5.داروهای مخدر:از این داروها میتوان از هروئین،مورفین،متادون و ... نام برد.

با این حال برخی از داروها نیز موجودند که مصرف آنها تا حد خاصی بلامانع است ولی استفاده بیش از حد مجاز آنها دوپینگ تلقی می شود.از این میان می توان از الکل،ماری جوآنا(حشیش)،داروهای بیحس کننده موضعی،کورتیکوستروئیدها و بتابلوکرها نام برد.

قوانین و مجازات ها :

در صورت استفاده از استروئیدهای آنابولیک،داروهای ادرارآور، هورمونهای پپتیدی وگلیکوپروتئینی و آنالوگهای آنها یا دستکاری فیزیکی،شیمیایی یا دارویی ادرار محرومیت های زیر اعمال میگردد:

در اولین ارتکاب جرم:4-2 سال تعلیق

در دومین ارتکاب جرم:تعلیق مادام العمر

 

در صورت استفاده از مواد و روشهای غیر مجاز بجز مواردی که در بالا ذکر شد:

در اولین ارتکاب جرم به مدت3-6 ماه

در دومین بار به مدت 2سال

در سومین ارتکاب به صورت مادام العمر محروم میشود.

 

به هنگام استفاده از مواد محدود شده حکم محرومیت بر حسب مورد صادر خواهد شد.در نهایت فدراسیون ملی هر کشور مسوول شرکت سالم و عاری از دوپینگ ورزشکاران در مسابقات است.به همین جهت در صورت احراز دوپینگ توسط ورزشکار مجازاتها و جریمه هایی نیز برای فدراسیون مربوطه در نظر گرفته می شود.

در دوران محرومیت ورزشکار:

صلاحیت انتخاب برای مسابقه در هیچکدام از مسابقات

 بین لمللی به رسمیت شناخته شده و یا هر مسابقه ای که تحت نظارت فدراسیون ملی باشد را ندارد.

محروم از شرکت در سمینار یا همایش است.

صلاحیت انتخاب بازی یا هر موقعیت شغلی نظیر داوری،مربیگری،مسئولیت،ریاست،مشاوره و... را ندارد.

هرگونه ترفیع،مدال،عناوین و مقامهایی که در هنگام یا پس از تاریخ دوپینگ کسب کرده است از وی سلب خواهد شد.

هر ورزشکار،مربی،داور،رئیس،مشاور یا هر شخصی که در رابطه با مواد ممنوعه یا روشهای ممنوعه مجرم شناخته شود،در همان اولین ارتکاب جرم به طور مادام العمر محروم میگردد.

روش انتخاب ورزشکاران برای آزمایش :

در مسابقات بین المللی بر چه مبنایی جهت آزمایش دوپینگ انتخاب می شوند؟

 

روش انتخاب ورزشکاران برای انجام آزمایش،مطابق با قوانین جاری کنترل دوپینگ در هر رویداد ورزشی است.در بازیهای المپیک،بطور معمول مقامهای اول تا چهارم  در هر رشته،به علاوه یک یا چند نفر که به صورت اتفاقی انتخاب میگردند،برای تست در نظر گرفته می شوند.دررشته های ورزشی رکوردی نظیر دو ومیدانی،وزنه برداری،شنا،نتیجه منفی آزمون برای ثبت رکورد ورزشکاران الزامی است.بنابراین در هر مکان و در هر زمانی این احتمال وجود دارد که هر ورزشکار برای آزمایش دوپینگ انتخاب شود.هر چند که در آن مسابقه موفقیتی کسب نکرده باشد.

 

 

عوارض :

از عواض جانبی استروئیدهای آنابولیک (نظیر تستوسترون،ناندرولون و ...)که گاهی توسط ورزشکاران مورد سوءاستفاده قرار میگیرد چه میدانید؟

این داروها دارای عوارض جانبی بسیاری هستند که برخی از آنها برگشت پذیر و بعضی دیگر غیرقابل برگشت می باشند از جمله میتوان موارد ذیل را نام برد :

1.عوارض قلبی و عروقی:احتباس آب و نمک،افزایش حجم خون،ازدیاد فشار خون،افزایش چربی های خون،بی نظمی ریتم قلب،تغییر ابعاد قلب،انفارکتوس فلبی و سکته مغزی

2. عوارض کبدی:اختلال کبدی،اختلال در عملکرد کبدی،افزایش آنزیم های کبدی،یرقان و سرطان کبد.

3. عوارض جانبی خاص مردان:کاهش تعداد اسپرم ها،تحلیل رفتن بیضه ها،عقیمی،بزرگ شدن پستان ها،احساس دفع فوری و مکرر ادرار،کاهش توانایی جنسی.

4. عوارض جانبی خاص زنان:اختلال در قاعدگی،هیرسوتیسم(رشد زیاد مو در نواحی غیر طبیعی مثلاً در صورت خانم ها)،تاسی،کلفت شدن صدا،تحلیل پستانها،سرکوب شیردهی،پوست چرب و آکنه.

5. عوارض جانبی در پسران نابالغ:بسته شدن زودرس غضروف های رشد و توقف رشد قدی،رشد غیرطبیعی مو،تیرگی پوست

6. عوارض روانی:افسردگی،هیجان بیش از حد،پرخاشگری،بی ثباتی عاطفی،حالت تهاجمی و خشونت،بی خوابی،اضطراب،اختلالات شخصیت و وابستگی روانی به دارو.

علل استفاده از دوپینگ در ورزشکاران :

متاسفانه در رسانه ها و مطبوعات  بر لحظات قهرمانى ورزشكاران و چهره سازى آنان تاكيد مى شود، ديگران نيز در آرزوى رسيدن به اين اوج به استفاده از مواد نيروزا روى مى آورند.

همچنين توجه به روح پهلوانى كمرنگ تر شده است ورزشكاران تنها به قهرمانى مى انديشند و از آنجا كه براى حضور در تيم هاى ملى از نظر اجتماعى، اخلاقى، فردى و رفتارى بررسى نمى کنند به هر وسيله اى براى رسيدن به تيم ملى متوسل مى شوند.

گاهى ورزشكار براى طولانى تر كردن عمر ورزشكارى و ماندن در اوج دست به دوپينگ مى زند. چرا كه مى داند به زودى با كناره گيرى از ورزش فراموش مى شود. بنابراين مى توان با قضاوت هاى عادلانه، حمايت هاى مناسب و كافى، فراهم كردن نيازهاى ورزشكاران، ايجاد امنيت بعد از دوره ورزش قهرمانى، تعريف خاص از ورزشكار، پهلوان و قهرمان، الگوسازى درست از ورزشكاران، فرهنگسازى در كنار تعيين مجازات شديد براى افراد خاطى حركت اين چرخ ويرانگر را كندتر كرد. از طرفى راهكارهاى مبارزه با دوپينگ را براساس دوپينگ آگاهانه يا ناآگاهانه بودن آن مى توان به دو بخش تقسيم كرد.

براى كسانى كه از عوارض داروهاى نيروزا آگاه نبوده و دوپينگ كرده اند مى توان از اعلام رسانى استفاده كرد و در مورد كسانى كه با آگاهى از تمام جوانب دوپينگ دست به اين كار مى زنند راهى جز برخورد قانونى نيست. هر چند در هر دو مورد مجازات هايى در نظر گرفته شده است.

دلایل استفاده از دارو های ادرار آور :

نخست آنکه این داروها ممکن است در کاهش سریع وزن و رسیدن به رده وزنی مورد نظر موثر باشند،این امر به ویژه در رشته های ورزشی مانند کشتی،وزنه برداری،بوکس که در رده های وزنی خاصی انجام میگیرند،صدق میکند.

 

ثانیاً دیورتیکها ممکن است برای رفع احتباس مایع ناشی از مصرف استروئیدهای آنابولیک بکار روند.این امر احتمالاً در ورزشکاران پرورش اندام که می خواهند هر چه بیشتر عضلانی بنظر برسند،سودمند است.

 

ثالثاً ورزشکاران ممکن است از دیورتیکها استفاده کنند تا میزان دفع ادرار را تغییر دهند و باعث تغییر غلظت داروهای غیرمجاز در ادرار شوند. بدین ترتیبورزشکاری که برای آزمون دارویی انتخاب شده سعی میکند تا حجم ادرارش را بالا برده و داروهای دوپینگ یا متابونیتهای آنها را در ادرار رقیق نماید.

البته نشان داده شده است که این تقلب احتمالاً موثر نیست.

دوپینگ خونی :

تزریق خون به یک فرد با سطح طبیعی گلبول قرمز در جهت افزایش هموگلوبین را دوپینگ خونی می گویند.هدف از این کار افزایش توانایی حمل اکسیژن در خون و بنابراین افزایش قدرت استقامتی آن شخص میشود.انتقال خون میتواند از یک دهنده  با گروه خونی مشابه و سازگار (انتقال همسان)انجام شود و یا تزریق مجدد خون فرد به خودش بعد از یک دوره ذخیره صورت گیرد(انتقال از خود)بدین ترتیب افزایش ناکهانی توده گلبولهای قرمز با انتقال گلبولها به فرد موجب افزایش توان هوازی حداکثر و آمادگی جسمانی هوازی می گردد.با توجه به اینکه دوپینگ خونی مقاومت را افزایش می دهد استفاده از آن در ورزشهای استقامتی مثل اسکی،دو ماراتن و دوچرخه سواری گزارش شده است.

دوپینگ با هروئین :

بحران دوپينگ ، از مرز داروهاي نيروزاي غيرمجاز گذشته و به استفاده از مواد مخدر آن هم از نوع خطرناك هروئين رسيده است. ستاد مبارزه ملي با دوپينگ، اين بار نسبت به وجود مواد مخدر، به خصوص هروئين در آمپول هاي نيروزا هشدار داد. دكتر علي طاهري سخنگوي اين ستاد اعلام كرد وجود مواد مخدر در آمپول هاي نيروزا، يك حقيقت تلخ است كه نمي توان آن را تكذيب كرد. دكتر طاهري معتقد است: در اين مورد هم وزارت بهداشت و درمان و هم سازمان تربيت بدني مسئوليت دارند و ستاد مبارزه ملي با دوپينگ از اين پس درصورت مشاهده هرنوع داروي غيرمجاز و هرگونه تخلف، اقدام به تعطيلي باشگاه متخلف مي كند. اين هشدار سخنگوي ستاد مبارزه با دوپينگ را بايد به عنوان هشدار جدي به جامعه ورزش تلقي كرد .

     سازمان تربيت بدني، كميته ملي المپيك، فدراسيون ها، باشگاه هاي ورزشي، مربيان و... وظيفه دارند با اين پديده شوم مبارزه كنند.

پيش از اين هم نمونه هايي از ورزشكاران معتاد به مواد مخدر كم و بيش ارايه شده بود، اما مقامات مسئول در دستگاه ورزش و فدراسيون ها اين خطر بزرگ و خانمانسوز را جدي نگرفتند. حتي درمورد مبارزه با دوپينگ و مصرف مواد نيروزاي غيرمجاز ازسوي برخي فدراسيون ها كوتاهي شده است. آمار و ارقامي كه در طول يكي دو سال اخير ازسوي ستاد مبارزه ملي با دوپينگ درمورد مثبت بودن نمونه آزمايش هاي ورزشكاران انتشار يافته، نشان دهنده اين حقيقت تلخ است كه تعداد دوپينگي هاي ورزش ايران روند روبه رشدي دارد!

دوپینگ و ایران

افزايش واردات و قاچاق داروهاي غير مجاز و انواع هورمونها به ايران و توزيع گسترده اين داروها در باشگاه هاي بدن سازي و ورزشي موجب گرديده جمعيت بيشتري از جوانان و ورزشكاران !! به آنها دسترسي داشته باشند.

اين در حالي است كه يكي از اهداف عمده ورزش، سالم زيستن و پرورش سلا‌مت در جامعه است .

در زمان صدور مجوز باشگاه هاي ورزشي نه تنها تاييدي از طرف معاونت سلا‌مت و فدراسيون بدن سازي صورت نمي گيرد بلكه سازمان هاي مسئول و سازمان تربيت بدني و فدراسيون بدن سازي ايران هيچ گونه نظارتي بر نحوه عملكرد باشگاه هاي ورزشي و بدن سازي نداشته و مربيان و سرمايه گذاران اين باشگاه ها با تشويق جوانان به مصرف داروهاي نيروزا و قرص هاي هورموني و قول خوش هيكل بودن به جوانان ساده لوح، خانواده ها و اولياء ايشان را با مشكلا‌تي مواجه ساخته اند.

در عين حال يك منبع آگاه سازمان تربيت بدني در گفت و گو با خبرنگار سايت « زندگي سالم » گفت: رقم قاچاق داروهاي غير استاندارد نيروزا و هورموني به ايران ظرف ماه هاي اخير افزايش چشمگيري داشته است و توزيع گسترده چنين داروهايي در سطح كشور و سهولت دسترسي جوانان و اعضاي تيم ملي به آنها باعث نگراني است. وي افزود: اخيرا هر كدام از اعضاي تيم ملي كه به مسابقات جهاني اعزام مي شوند چكي به مبلغ 20 ميليون تومان براي تضمين عدم دوپينگ به فدراسيون مي دهند.

در سال ۲۰۰۵ در مجموع از ۱۷۱ ورزشكار ايرانى و ۳۴ ورزشكار خارجى ۲۳ فدراسيون نمونه گيرى به عمل آمد كه ۱۷ درصد نتايج يا به عبارت ديگر ۲۹ آزمايش مثبت اعلام شد. در اين ميان سهم بدنسازى و پروش اندام با ۱۰ نمونه مثبت از همه بيشتر بود. در رتبه دوم كشتى، تيراندازى و جودو هر كدام با سه نمونه مثبت قرار گرفتند، تكواندو، ورزش هاى رزمى و جانبازان و معلولين با دو نمونه مثبت و دوچرخه سوارى، فوتبال، قايقرانى و ووشو با يك نمونه مثبت رده هاى بعدى را كسب كردند.

البته جالب توجه است كه از ۲۵ فدراسيون آزمايش به عمل نيامد در حالى كه ايران در اين سال ميزبان مسابقات بين المللى ورزش باستانى و مسابقات فيوچرزتنيس بود و در رشته تيراندازى با كمان چند اعزام برون مرزى انجام شد.

در هر حال آمارها حاكى از همه گير شدن معضل دوپينگ است. خطرى جدى كه نيازمند مبارزه اى نفس گير و عزم مسوولان، ورزشكاران و تمام آحاد جامعه اى است كه به نوعى با ورزش در ارتباط هستند.

مکمل ها :

اين مسئله احتمالاً يكي از داغترين و بحث انگيزترين جنبه ها از ديدگاه تغذيه است. استفاده از مكمل ها طرفداراني دارد كه در آستانه افراطي گري هستند و نيز مخالفيني دارد كه شغل بسياري از آنان حرفه پزشكي است. مكمل غذايي اينگونه تعريف شده است: يك ماده كمكي و نه يك جانشين براي تنظيم يك رژيم غذايي خوب.

 استفاده از مكملها در صورت مصرف غذاهاي متنوع كه از تعادل كافي همة مواد مغذي برخوردار باشد ضرورتي ندارد. اما بسياري از مردم جامعه به شيوة درست و صحيح غذا نمي خورند، بنابراين ممكن است مصرف مكمل ها تنها گزينه باشد.

تعداد زيادي از ورزشكاران از امتياز جواني برخوردارند. اين گروه از مردم شامل دانش آموزان نيز مي شوند، كه احتمالاً از غذاهاي خانگي گريزان هستند. اما به تدريج آنها به غذاهاي آماده، راحت و هله هوله به عنوان تنها منابع انرژي متكي ميشوند. تحقيقي كه در بين ورزشكاران دانش آموز درسال 1985انجام شد، زنگ خطرهايي را بخصوص در بين نوجوانان دختر به صدا درآورد. اكثر افراد اين گروه در طول هفته از سبزيهاي تازه استفاده نمي كردند اما در عوض علاقمندي زيادي به مصرف شكلات و ساندويچ تن ماهي داشتند. بديهي است اين گروه در معرض خطرات ناشي از رژيم غذايي ناكافي براي رفع نيازهايشان ميباشند.

خواندن فهرست موادغذايي توليد شده به وسيله اكثر شركتهاي غذايي بهداشتي تكاندهنده است. اگر مردم تمام محصولات را در مقادير توصيه شده مصرف كنند آنها مجبور خواهند بود بخش بسيار بزرگي از روز را صرف خوردن اين قرصهاي عوام پسند كنند.

ين محدودة وسيع محصولات به ترتيب از حروف الفبايي از alpha-alpha شروع شده و تقريباً تا حرف (z)zinc ادامه مييابد. البته كار نادرست شركتهاي غذايي بهداشتي تشويق مردم به استفاده از همه محصولات و در هر زماني است. بسياري از مردم در تجارت و داد وستد كاملاً قانوني و اخلاقي رفتار ميكنند، اما بايد تمايلات مصرف كنندگان را نيز مدنظر داشت.

مكملها نبايد جايگزين يك رژيم غذايي متنوع، سالم و خوب گردند. زماني از مكملها بايد استفاده نمود كه رژيم غذايي قادر به فراهم نمودن مواد مغذي ضروري نباشد. نكتة ديگر اينكه مكملهاي غذايي دريافتي ميبایست از هر شخص به شخص ديگر و از هر ورزش به ورزش ديگر تفاوت كند. لازم است ورزشكاران به نيازهاي خود توجه كنند و به اين مسئله دقت نمايند كه آيا رژيم غذايي آنها نيازشان را برآورده ميسازد يا خير، و سپس مكملها را در مقادير مناسب مصرف كنند. زماني كه درباره ميزان موادمغذي موجود در غذاها آزمايشاتي انجام ميشود ميبايست فرايندهاي انجام شده بر روي غذا نظير سرخ كردن، انجماد، پختن و روند توليد مدنظر قرار گيرد زيرا ميزان حاصله به اندازة نوع خام آنها نميباشد. تقريباً مسلم است كه اضافه نمودن 3 نوع ماده مغذي پايه به عنوان مكمل به غذاها غيرضروري خواهد بود، زيرا تقريباً هر رژيم غذايي اين سه نوع ماده مغذي را به طور مكفي دارد. در ورزشهاي پايه قدرتي من از مصرف آمينواسيدها به شكل خالص حمايت ميكنم. به جز اين مورد استفاده از ويتامينها، موادمعدني و تعدادي از ريزمغذيها ممكن است براي افراد خاصي ضروري باشد.

دوپینگ پنهانی :

آخرين كشف ها اين است كه دارويى همچون T.H.G مى توانسته است مورد استفاده خاطيان قرار گيرد بدون اين كه در آزمايش ها خودش را نشان بدهد. چند درصد مى توان احتمال داد كه حتى پس از كشف اين داروى پنهان و

 لو رفتن مصرف كنندگان آن عده اى از حالا داروى نهانى و نامرئى بعدى را تدارك ديده و دوپينگ پنهانى را استمرار بخشيده باشند؟

دستگاههاى آنان نتوانسته اند پابه پاى خاطيان بيايند. يك مقام آژانس جهانى ضددوپينگ (با نام اختصارى «وادا») گفته است اين روزها ور رفتن با داروها و پيداكردن تركيبى كه در تست ها پنهان بماند، آن قدرها هم براى پزشكان و متخصصان امر دوپينگ كارسختى نيست. ولى حتى شنيدن تمام اخبار مربوط به اين تخلف ها و پيگيرى خبرى قضيه، كار دشوارى است. بگذاريد چند نمونه را كه نشنيده ايد، برايتان بياورم. يك كشف تازه

وادا اين هفته مدعى شد روندى را كشف كرده است كه نشان مى دهد كدام افراد از داروهاى هورمونى براى تقويت خود سود جسته اند و درصد خطا در آن نزديك به صفر است. ديك پاوند رئيس كانادايى اين نهادگفته است: «ما بسيار مسروريم زيرا ماده اى را شناخته ايم و مانع ورودش به بدن ورزشكار مى شويم كه به خودى خود بسيار خطرناك است . "H.G.H" دارويى است كه از آن صحبت مى كنيم. اين دارو شايد در ابتدا توان ورزشكاران را بالا ببرد اما آثار جنبى زيان بارزيادى دارد و بايد از آن پرهيز كرد!! اما سؤال اين است كه آيا واقعاً كسى اين توصيه را مى پذيرد؟يك مشت خائن

وقتى ماجراى استفاده گسترده ورزشكاران آمريكايى از "T.H.G" طى هفته هاى اخير افشا شد، فدراسيون هاى بين المللى دو وميدانى و شنا در تضاد با آن چه در صحنه ورزش و اجتماع مرسوم بوده، كشفيات جديد خود را عطف به ماسبق كردند و دستور دادند تمام «نمونه»هاى گرفته شده در رقابتهاى جهانى امسال در اين دو رشته ورزشى از نو بررسى شوند تا خدمت كسانى برسند كه با استفاده احتمالى از ماده مورد بحث خود را تقويت كرده اند. شايد اين روزها فيفا هم با خود مى انديشد كه اى كاش نمونه هاى گرفته شده، طى جام جهانى ۲۰۰۲ را دور نمى ريخت

تا مى توانست با ارزيابى آنها يك مشت خائن و دوپينگى را در صحنه فوتبال معرفى كند. احضار نامداران

اما جامعه جهانى دووميدانى در روزهاى اخير بشدت تحت الشعاع ماجراى T.H.G قرارداشته است. به اعتراف خود آمريكايى ها، ۴۰ چهره زبده و برجسته دو و ميدانى آنان براى ارائه  توضيحاتى پيرامون مسائل T.H.G به دادستانى كشورشان فراخوانده شده اند. با اين كه كسى دوست ندارد رسماً و به صراحت نام خاطيان را اعلام كند ولى مسؤولان امر مطمئن اند كارشناسان و ورزشكاران فوق براى اين دعوت شده اند كه ابتدا از خودشان در قبال اتهام استفاده از موادنيروزا دفاع كنند و بزودى جزئيات امر افشا خواهدشد و در ميان آنها نامداران متعددى ديده مى شوند. اين بزرگترين رسوايى دوپينگ در جهان طى سالهاى اخير است و شايد از مسأله دوپينگ سال ۱۹۸۸ بن جانسون كانادايى در المپيك سئول نيز فراتر رود. ما شك داشتيم

ماجرا در انگليس نيز ريشه داشته است و اگر داروى T.H.G را در بر نمى گيرد، در عوض مشخص شده است كه يك دونده مشهور اين كشور سالها پيش دوپينگ

مى كرده است. او در «دو» هاى نيمه استقامت و استقامت دستاوردهاى جالبى داشت، اما اينك به نظر مى رسد كه فقط از گوشت و نشاسته و يا چيپس و ماهى و غذاهاى معمولى براى تقويت خود استفاده نمى كرده است. يك سخنگوى «وادا» گفته است: «ما مدتى بود كه به اين دونده شك داشتيم. زمانها و ركوردهاى او از زمانش جلوتر بود، اما حالا فهميده ايم كه وى از علم زمان نيز پيشى گرفته بود و راههايى را براى استفاده از داروهاى پنهان يافته بود.»

مقصر اصلى كيست؟

نام اين خاطى چيست؟ اصلاً مهم نيست و اين را «وادا» و اتحاديه دو و ميدانى انگليس بعداً اعلام خواهند كرد و مهم اين است كه راههايى يافت شده است كه مى توان مسؤولان را «دور» زد و دست به دوپينگ زد و به مدال و مقام رسيد، اما ايراد نه از خاطيان، بلكه از مسؤولانى است كه سالها است شايعات مربوط به اين دوپينگ پنهان در دور و برشان حركت مى كرده است و آن را مى شنيدند و تا قبل از ماجراى اخير "T.H.G" هيچگاه آن را جدى نمى گرفتند.

كدام تغيير؟

آمار و تحقيقات مى گويند آمريكايى ها در سالهاى اخير با استفاده از اين داروى نهانى مدالهاى متعددى را برده اند و آنچه در بريتانيا و ساير كشورها ديده شده، فقط دنباله و تقليدى از كار آمريكايي ها بوده است. كارل لوئيس دونده و پرنده (طول) مشهور آمريكايى كه سالها رقبايش را به دوپينگ متهم مى كرد، يكى از كسانى بوده است كه مكرراً و پيوسته از داروهاى نيروزا بهره مى گرفته است. كليفورد رابينسون، كريستى گينز و جروم يانگ ديگر دو و  ميدانى كارانى بوده اند كه اسمشان در هفته هاى اخير به عنوان خاطيان دوپينگى رو شده است. فايده اين افشاگريها رو شدن دست متقلبان است و مسؤولان امر مجبورند تغييراتى را در محيط اين ورزش بدهند. اما اگر اين تغييرات فقط در اجراى روشهاى تازه دوپينگ و براى يافتن ناشناخته هاى جديد در اين زمينه باشد، آنگاه چه ؟ ؟ ؟ ؟. . .

چای ، قهوه ، کوکاکولا

آيا مصرف چاي، قهوه يا كوكاكولا مي‌تواند باعث مثبت شدن تست دوپينگ شود؟

كافئين يك ماده دارويي فعال است كه در نوشيدني‌هاي مرسوم نظير چاي، قهوه و كوكاكولا وجود دارد كه بسته به نوع نوشيدني و نحوه‌ي تهيه آن متغير است. بر اساس يك پژوهش مصرف حدود ‌١٠٠٠ ميلي‌گرم كافئين مي‌تواند سطح آن را در ادرار به حد غيرمجاز برساند. غلظت متوسط كافئين در چاي و قهوه به ترتيب ‌٨٠-50 و ‌١٥٠-80 ميلي‌گرم مي‌باشد. بنابراين مي‌توان دريافت كه با مصرف مفرط و بيش از اندازه اين نوشيدني‌ها ممكن است تست دوپينگ مثبت شود. (هر چند كه در حالت طبيعي اين ميزان مصرف نمي‌گردد) علاوه براي كافئين يكي از محتويات برخي از داروها نظير داروهاي سرماخوردگي و ميگرن است كه البته ميزان آن در هر دور كمتر از ‌١٠٠ ميلي‌گرم مي‌باشد. كافئين داراي يك اثر تحريك مركزي مشابه با آمفتامين است كه خستگي را تقليل داده و تمركز و هوشياري را افزايش مي‌دهد ولي دورهاي بالاي آن مي‌تواند باعث لرزش اندام‌ها،‌ اضطراب، بي‌خوابي و حالت عصبانيت شود.