في الولايات المتحدة الأمريكية ، والذي قضى ما يقرب من 600 مليون دولار على تكنولوجيا النانو الأموال العامة في العام 2002 في إطار مبادرة تقنية النانو الوطنية (ان ان اى) ، وتكنولوجيا النانو له أهمية أكبر بكثير مما لتكنولوجيا الفضاء في أوروبا . هذا ، على سبيل المثال ، يتجلى من خلال حقيقة أن وكالة ناسا قد ميزانيتها الخاصة لتكنولوجيا النانو 46 مليون دولار في عام 2002. يمكن تعيين أبحاث تكنولوجيا النانو من وكالة ناسا لأربعة اتجاهات رئيسية هي : · المواد (11 مليون دولار ، والتي تسيطر عليها وكالة ناسا لانغلي مختبر) · الإلكترونيات وتجهيز البيانات (15 مليون دولار ، والتي تسيطر عليها وكالة ناسا · أميس مختبر) · أجهزة الاستشعار ومكوناتها (10 مليون دولار ، والتي تسيطر عليها مختبر الدفع ناسا جيت) · البحوث الأساسية. | الشكل 1. توزيع الأموال المقررة تكنولوجيا النانو 46 مليون دولار من وكالة ناسا في عام 2002. |
كيف ناسا تخطط لاستخدام تقنية النانو في مشروعات الفضاء في العديد من الأهداف لتكنولوجيا النانو ناسا تهدف إلى أفق زمني طويل الأجل ، والبصيرة هي أكثر أو أقل في الوقت الحاضر. واحدة الهدف الرئيسي هو زيادة كبيرة في قدرات المركبة مع الحد الشامل المتزامن والتصغير ، والتي لا يمكن أن يتحقق مع التقنيات التقليدية. عهد جديد من الاستكشاف الآلية للنظام الشمسي هو أن يقترح من خلال تطبيق تكنولوجيا النانو ، وبين غيرها من التقنيات ، من خلال تطوير مركبة فضائية اقتصادية صغيرة مع الحكم الذاتي وتحسين قدرات عالية. وعلاوة على ذلك ، فإن التشخيص تقنية النانو وإجراءات العلاج وتحسين نظم دعم الحياة ، وإمدادات طبية مستقلة لرواد الفضاء والتي ستمهد الطريق لفترة طويلة الأجل وأكثر تعقيدا البعثات الفضائية المأهولة. خرائط طريق تقنية النانو لناسا تصل إلى 20 سنوات في المستقبل (انظر الشكل 2). | تقنية النانو ناسا الرقم 2. خارطة الطريق. |
أبحاث التابع لناسا يركز أساسا على تقنيات من الأسفل الى الأعلى "لتكنولوجيا النانو الجزيئية تستند أبحاث تكنولوجيا النانو على المدى الطويل من النهج وكالة ناسا ، ومعظمها في الوقت الحاضر لا يزال في نطاق البحوث الأساسية ، ويغلب على استراتيجيات "من أسفل إلى أعلى" للتكنولوجيا النانو الجزيئي. الذي ينبغي أن يؤخذ على المبنى من المواد الخاضعة للرقابة وهياكل من المكونات الجزيئية ، والتي ربط المبادئ الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية. استخدام التقنية للمراقبة والوظائف البيولوجية الجزيئية والظواهر التجميع الذاتي تلعب دورا هاما هنا. وتستند رؤية ذكية ، ونظم الفضاء على التكيف وعلى النحو الذي اقترحه evolvable علماء وكالة ناسا على التقارب من تقنية النانو ، التكنولوجيا الحيوية والمعلومات مجالات البحوث التكنولوجية (انظر الشكل 3). | الشكل 3. رؤية التطورات التكنولوجية من خلال التلاقي على تكنولوجيا النانو والتكنولوجيا الحيوية والمعلومات. |
تقنية النانو في القطاعات الرئيسية التي ناسا تستكشف المجالات الرئيسية للأبحاث تكنولوجيا النانو ناسا هي (انظر الجدول 1) : · المواد النانوية (المواد قوة عالية ، والمواد مع الاستشعار عن بعد ، والخصائص الجوهرية للبرمجة تعويض ، الخ) ؛ · النانو إلكترونيات (معالجة البيانات ونظم الاتصالات مع التقليل من استهلاك الطاقة ، الأجهزة النانوية المتكاملة للغاية لأنظمة الفضاء المنمنمة ، الخ) ؛ · تكنولوجيا النانو الجزيئية البيولوجية (المختبر على واحد في رقاقة نظم للكشف عن الوضع الطبيعي في الطب الحيوي والعلمية ، وأساليب تقنية النانو للعلاج ، والتشخيص ومناطق الحكم الذاتي التطبيب الذاتي من رواد الفضاء ، الخ). منتجات تكنولوجيا النانو الحرجة لناسا نانو هندسة المواد · ارتفاع قوة / الشامل والمواد الذكية للمركبات الفضائية وهياكل مساحة كبيرة ، · برمجة المواد مع الخصائص البصرية / حرارية / الميكانيكية / الأخرى ، · المواد اللازمة لتحويل الطاقة ذات الكفاءة العالية ودرجات الحرارة المنخفضة للمبردات ، · مع مواد الاستشعار المدمجة / نظم التعويض عن الاعتمادية والسلامة. النانو إلكترونيات · أجهزة لقدرة عالية جدا ومنخفضة القدرة الحاسوبية ونظم الاتصالات ، · الطاقة المنخفضة ، integratable الأجهزة النانوية لأنظمة الفضاء مصغرة ، · الحيوية مستوحاة للتكيف ، الشفاء الذاتي للبعثات نظم الموسعة ، · أجهزة الكم ونظم فائقة الحساسية الكشف والتحليل والاتصالات. تقنية النانو الجزيئية البيولوجية · الجغرافية الحيوية الكيميائي مختبر على رقاقة لفي الموضع العلم والكشف عن الحياة ، · الاستشعار النانوية ، وتقييم وتقديم العلاجات الطبية للحكم الذاتي ، · جزيء إلى كائن عملية النمذجة الحيوية والبشرية وcybermedicine الرقمية ، · أدوات لدراسة الفضاء المباشر الناجم عن الآثار الطبية والتدابير المضادة. الأنابيب النانومترية الكربونية هي مهمة لبحوث التابع لناسا ولها العديد من التطبيقات المحتملة الصناعة عنصرا هاما من أبحاث تكنولوجيا النانو التابع لناسا في استخدام المواد والمكونات ، والتي تقوم على الألياف الكربونية. لهذا ، فإنه يفترض تعدد التطبيقات المحتملة في بنية مجموعة من المواد والنانو إلكترونيات وتكنولوجيا الاستشعار والطب الحيوي. وكالة ناسا في بعض المناطق مع المنظمات الأخرى التعاون : · المواد (وزارة الدفاع) ، · الإشعاع الثابت الأجهزة والمواد (وزارة الدفاع) ، · أجهزة الاستشعار ، المختبر على واحد في رقاقة الأنظمة ، والرصد البيئي (وزارة الطاقة ، وزارة الدفاع ، NIH) ، · تسليم المخدرات وغير الغازية رصد صحة (المعاهد الوطنية للصحة) ، · النظم الفضائية المنمنمة (وزارة الدفاع) ، · كفاءة توليد الطاقة وتخزين (وزارة الطاقة). ناسا عمل الشراكة مع الصناعة والأعمال الصغيرة الابتكار والبحث (SBIR) مشروع أيضا ، بالتعاون مع المؤسسات وناسا توجيه التطورات في نطاق تكنولوجيا النانو. هنا ، على وجه الخصوص ، ينبغي ذكر الأعمال الصغيرة الابتكار والبحث (SBIR) التابع لناسا ، الذي يعزز التطورات التكنولوجية من خلال المشاريع الصغيرة. هذه المخاوف في الغالب التطبيق الموجه البحث عن أفق زمني قصير ومتوسط الأجل. هذا البحث يتناول ، على وجه الخصوص ، مع تطبيقات للمواد متناهية الصغر وnanolayers. أيضا ، في إطار برامج SBIR من الوكالات الأميركية الأخرى ، ولا سيما وزارة الدفاع ، ويجري تعزيز تطورات تقنية النانو مع أهميتها بالنسبة لقطاع الفضاء. |