دانستنی درباره علم نانو و مخترعش چی می دونید؟

[seon-ho]

درباره علم نانو و مخترعش چی می دونید؟​

ریچارد فیلیپس فاینمن در نیویورک متولد شد خانواده اش یهودی بودند و پدر ریچارد قبل از به دنیا آمدنش، به همسرش می گفت این بچه به دنیا که آمد باید یک دانشمند بشود.

پدر فاینمن حدس درستی زده بود! بخاطر اینکه فاینمن کوچک از همان کودکی بازیگوش و کنجکاو بود. به طوری که حتی تفریحش هم تعمیر کردن رادیوهای درب و داغون و باز کردن در گاوصندوق بود! فاینمن برای خودش بزرگ مرد کوچکی بود و قبل از اینکه به مدرسه برود، در همان دوران هم خیلی در زمینه علوم و ریاضیسر در می آورد! ریچارد برای خودش یک آزمایشگاه کوچکی هم ساخته بود و با تعمیر وسایل خراب شده، از این راه برای خودش کاسبی ترتیب داده بود. بعد از آن هم در سن 15 سالگی به طور شگفت انگیزی توانسته بود که معادلات دیفرانسیل و حساب انتگرال را مثل آب خوردن یاد بگیرد! ضریب هوشی فاینمن را در آن سن، 125 اندازه گیری کردند!! و در سال آخر دبیرستانش توانست که برنده ی جایزه مسابقه ریاضی از دانشگاه نیویورک شود! آیکیوی فاینمن در حد یک دانشجوی ریاضی بود نه یک دبیرستانی! این هوش زیادش در ریاضی باعث شده بود که حتی دانش آموزان سال بالایی هم برای مسائل ریاضی شان از فاینمن کمک بگیرند. مشخص هست که وقتی فاینمن وارد دانشگاه شد، اطلاعاتش در حد یک دانشجو بوده است! فاینمن باهوش با اینکه در ریاضی و علوم استعداد زیادی داشت اما در درس هایی مثل تاریخ و زبان انگلیسی مخش کار نمی کرد! برای همین ضعفی که در این درسها داشت، دانشگاه کلمبیا فاینمن را به عنوان دانشجو قبول نکرد

ز آن جایی که فاینمن عاشق ریاضیات و سر و کله زدن با اعداد بود، توانست که در سال 1313 در دانشگاه ام آی تی ماساچوست پذیرفته شود. درسته که فاینمن در ریاضی یک سر و گردن بالاتر از بقیه بود و علم زیادی داشت اما برای ادامه تحصیل این رشته را انتخاب نکرد، شاید ریاضی را بسیار پیش پا افتاده و آسان تصور می کرد و اینکه به هیچ دردی نخورد! وقتی که فاینمن هنوز سال اول دانشگاه بود و با کاربرد ریاضی در نظریه نسبیت آشنا شد، خیلی مشتاق به یادگیری فیزیک بود. برای همین ترجیح داد که در رشته فیزیک ادامه تحصیل بدهد.

فاینمن در رشته فیزیک مثل جواهری درخشید و با استعداد فوق العاده اش، درس مکانیک کوانتومی را برای دانشجویان ارشد تدریس می کرد و همان وقت ها هم دو مقاله علمی به چاپ رساند. فاینمن با کارنامه علمی که از ام آی اتی داشت، توانست که مدرک لیسانسش را در سال 1317 از این دانشگاه بگیرد و برای ادامه تحصیلش به دانشگاه پرینستون رفت. فاینمن در این دانشگاه قرار بود که سمیناری ارائه بدهد که در آن غول های فیزیک مثل انیشتین، پاولی و نئومان شرکت داشتند، فاینمن بخاطر حضور این آدم های مشهور، در پوست خودش نمی گنجید! از طرفی هم ترس عجیبی از این هیولاهای متفکر داشت! اما دلش را به دریا زد و سمینارش را خیلی عالی برگزار کرد. در سال 1319 که سال آخر دوره دکترایش بود به فاینمن پیشنهاد داده شد که در ساختن بمب اتمی به ارتش کمک کند! فاینمن وقتی این خبر را برای بار اول شنید از اسم بمب هم جا خورد چه برسد به ساختن آن! برای همین این پیشنهاد را رد کرد اما بعد که دو دوتا چهارتا کرد و عقلش را روی هم گذاشت، تصمیم گرفت که قبول کند. یک سال بعد از آن پیشنهاد، فاینمن دوره دکترایش را تمام کرد. بعد از اینکه فاینمن از دوره دکترا فارغ التحصیل شد، تصمیم گرفت که سر و سامانی به زندگیش بدهد و بعد از مدتی با ارلن باوم ازدواج کرد. البته همسر فاینمن دچار بیماری سل بود. بعد از ازدواجش در سال های 1321 تا 1323 در پروژه منتهن در لوس آلاموس سر خودش را گرم می کرد که همان پروژه ساختن بمب اتمی بود. فاینمن جوان ترین فرد این پروژه بود که بخاطر تیزهوشی که داشت او را به عنوان سرپرست گروه انتخاب کردند. هم چنین فاینمن از اولین افرادی بود که توانست انفجار بمب اتمی را بدون استفاده از عینک محافظ از پشت شیشه کامیون ببیند. در یکی از روزهایی که فاینمن مشغول پروژه بمب اتمی بود، همسر خودش را بر اثر بیماری سل از دست داد. بعد از مرگ همسرش، فاینمن توی لاک خودش فرو رفت و تا مدتها دل و دماغ کار کردن روی پروژه را نداشت.
برای همین تصمیم گرفت برای مدتی تحقیقاتش را کنار بگذارد و در پاییز سال 1323 به عنوان استاد دانشگاه در دانشگاه کرنل مشغول به تدریس شد. فاینمن عاشق تدریس بود و فیزیک هم برایش یک فعالیت سرگرم کننده محسوب می شد و از این بازی لذت می برد.

تا اینکه پنج سال بعد توانست که از حالت دپرس بودن در بیاید و روحیه اش را به دست آورد و در سال 1328 در دانشگاه صنعتی کالیفرنیا مشغول به تحقیق و همچنین تدریس فیزیک نظری شد. در سال 1332 هم برنده جایزه آلبرت انیشتین از دانشگاه پرینستون شد.
فاینمن در سال 1337 در یک مهمانی شام دعوت شده بود که انجمن فیزیک آمریکا آن را برگزار کرده بود، در آن جمع فاینمن با زیرکی تمام، سخنرانی خودش را با عنوان ” اتاق های زیادی در آن پایین قرار دارند” مطرح کرد.
شاید در نظر بقیه خنده دار بود اما فاینمن ادعا داشت که تمام 24 جلد کتاب دایره المعارف بزرگ را می توان بر روی یک سنجاق کوچک نگارش کرد! یعنی ابعادش به اندازه 25000/1 ابعاد واقعی اش کوچک شود! کمی عجیب و دور از واقعیت به نظر می رسید، اما فاینمن توهم نمی زد بلکه مقاله ای هم در مورد آن منتشر کرد. از آن روز به بعد بود که کودکی با نام “نانو” زاده شد. در واقع می توان فاینمن را پدر علم نانو دانست، هر چند بعد از فاینمن دانشمندان زیادی در این زمینه قدم گذاشتند. از جمله آن ها نوریوتاینگوچی استاد دانشگاه علوم توکیو که واژه نانو را بر زبان ها جاری ساخت. حال سوال کلیدی و مهم این است که نانو به چه معناست و چه کاربردی می تواند داشته باشد؟ با دانستن این علم چه چیزی عایدمان می شود؟ کلمه نانو در زبان لاتین به معنی ” کوتوله” می باشد. نانو نه یک جسم است نه یک ماده! فقط یک مقیاس است. اگر قد شما یک متر باشد، حال اگر این یک متر قد را به یک میلیارد قسمت تقسیم کنید، یک نانومتر معادل می شود با یک میلیاردم متر ( 10 به توان 9-) !! یعنی ابعاد خیلی پایینتری را در نظر می گیرد. یا به عبارتی نانو یعنی 50000 بار نازک تر از یک تار مو است! ابعاد نانو به قدری کوچک است که دیده نمی شود اما تاثیری خیلی بزرگی در زندگی انسان دارد!

برای درک بهتر این که علم نانو چه اثری بر زندگی دارد، می توان به این موضوع اشاره کرد که آیا فکر می کنید، امکان دارد لباسی وجود داشته باشد که در هر فصل سال بنا به خصوصیات فصلی که گرم یا سرد است آن را بپوشیم؟ جواب بله است زیرا انسان با استفاده از علم نانو توانسته که پارچه هایی را تولید کند که هیچ وقت کثیف نمی شوند و یا اگر چین و چروکی دارد، با یک بار تکان دادن از بین می رود. کاری که روی این پارچه توسط علم نانو انجام شده این است که تغییراتی در خواص مولکول های تشکیل دهنده پارچه به وجود آمده که باعث شده مولکول های تشکیل دهنده این پارچه هیچ گاه کثیف نشود. این فقط مثالی جزئی از کاربرد نانو بود. حتی تولید کفش هایی که با حفظ گرمای بدن و تاثیر در گردش خون، باعث کاهش خستگی و راحتی می شوند، از نتایج سحرآمیز علم نانو است. تجربه نشان داده که در شرایط عادی، ویژگی های یک ماده تا حد قابل قبولی ثابت است و مواد را می توان از روی خواص شان شناسایی کرد. اما درمقیاس نانو، خواص فیزیکی و شیمیایی تک تک اتم ها، مولکول ها با خواص توده ماده متفاوت است. به همین دلیل هم جذابیت علم نانو به خواص موادش مربوط است. نانو در مولکول های ماده، انرژی معجزه آسایی را ایجاد می کند. نانوذرات در این مقیاس، مشخصه های اسرار آمیزی دارند. از جمله اینکه در مقیاس نانو شاهد تغییر رنگ، شفافیت، واکنش پذیری، رسانایی و بسیاری دیگر از ویژگی های آن هستیم. به عبارت دیگر، مقیاس نانومتر از چیدن 5 الی 10 اتم کنار همدیگر تعریف می شود.

فاینمن بخاطر مغز متفکری که داشت برای بار دوم در سال 1341 برنده جایزه آلبرت انیشتین از دانشگاه پزشکی و جایزه لورنتس شد. در همین ایام، فاینمن تصمیم به تجدید فراش گرفت و این بار با گوند هوارد ازدواج کرد که حاصل آن یک پسر و یک دختر بود. در سال 1343 فاینمن و دو فیزیک دان دیگر به اسم های شونگر و توموناگو به طور مشترک برنده جایزه نوبل شدند. این جایزه بخاطر حل مسائل الکترودینامیک کوانتومی بود. البته ایده حل این مساله در ذهن فاینمن از یک بشقاب چرخان در هوا شروع شده بود که نتیجه خوبی هم گرفت.

فاینمن در همه موارد زندگی اش خیلی ماجراجو بود و این ماجراجوهایش را از طریق دو کتاب به اسم های” حتما شوخی می کنید آقای فاینمن؟ ” و ” چه اهمیتی می دهید مردم چه فکر می کنند؟” منتشر کرد که خیلی معروفش کرده بود . فاینمن خیلی طبع شوخی داشت و یکی از شیرین کاری هایی که انجام می داد باز کردن در گاوصندوق ها بود و خیلی هم فرز و ماهرانه این کار را می کرد. فاینمن علاوه بر فیزیک، به موسیقی هم علاقه داشت و طبل زن ماهری هم بود. فاینمن از اینکه از حل یک معما به معمای دیگری برسد، لذت می برد و همه چیز را با دید بازی و سرگرمی نگاه می کرد و غرق در بازی با آن ها می شد. فاینمن فیزیکدان، در بعضی مواقع حس شعر سرودنش گل می کرده که در یکی از شعرهایش می گوید: کنار دریا ایستاده ام/ به شگفتی ها می اندیشم/ عالمی از اتم ها/ اتمی در عالم!

در سال 1357 فاینمن بر اثر سرطان معده مجبور به عمل جراحی شد اما روحیه اش را نباخت و دوباره به تحقیقاتش ادامه داد. آخرین مسئولیت که فاینمن بر عهده داشت، بررسی علت انفجار شاتل فضایی چلنجر در 8 بهمن 1364 بود. اما یک سال بعد از این تحقیق، بیماری فاینمن سر و کله اش پیدا شد و اینبار با شدت بیشتری آمده بود تا فاینمن را از پا درآورد که بالاخره هم در 15 فوریه سال 1366در سن 69 سالگی این اتفاق افتاد و در مرکز پزشکی لس آنجلس در گذشت. اما فاینمن حتی تا دو هفته قبل از مرگش خیلی قوی با مرگ دست و پنجه نرم می کرد و به تدریسش ادامه می داد.