پیشرفت های جدید در نانوتکنولوژی موجب طرح سوالات جدید در حوزه سیاست عمومی شده است

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 3

پیشرفت های جدید در نانوتکنولوژی موجب طرح سوالات جدید در حوزه سیاست عمومی شده است

چت اینترنتی وزارت امور خارجه با شرکت یکی از متخصصین مربوط به اجسام بسیار ریز

شریل پلریننویسنده فایل واشنگتنواشنگتن – با در نظر گرفتن این که نانوتکنولوژی (علمی مربوط به مقیاس های بسیار کوچک اتم ها و مولکل ها) هر روزه در حال کسب پیشرفت های مهم در زمینه فیزیک، زیست شناسی، و پزشکی، است، پژوهشگران و وضع کنندگان مقررات در سرتاسر دنیا در حال بررسی خطرات احتمالی آن هستند.نانوتکنولوژی شامل تصویرسازی، اندازه گیری، استفاده از، و تولید اجسام در مقیاس های بین 1 و 100 نانومتر است. یک نانومتر یک میلیاردم متر است؛ ضخامت یک برگ کاغذ 100.000 نانومتر است.ادوارد سامولسکی، شیمیدان فیزیکی دانشگاه کارولینای شمالی، در چت اینترنتی که به مدت یکهفته توسط وزارت امور خارجه از 6 الی 10 فوریه برگزار شد، اظهار داشت، "طبیعت انسان او را وامی دارد که در محیطش کاوش کند، از جمله چیزهای بسیار پرمخاطره مانند اصلاحات ژنتیکی، هم جوشی هسته ای، سلولهای ریشه ای، و موضوع صحبت ما در این مقاله – اجسام در مقیاس نانو."سامولسکی یک سال با وزارت امور خارجه به عنوان عضو هیات علمی جفرسون جهت ارائه تخصص در زمینه های مختلف علوم و فناوری ای که بر سیاست گذاری ایالات متحده تاثیر می گذارند، همکاری می نماید.او اضافه می کند، "الان ابزاری در اختیار داریم که می توانیم اتمها را به میل خود تغییر دهیم و ساختارهایی در مقیاس های نانو بسازیم. در عین حال، در مورد پیش بینی خطرات احتمالی نیز مهارت بهتری پیدا کرده ایم، و، در نهایت، بخاطر پیشرفت نوع بشر، باید توانایی مان را در کنترل عوارض جنبی تمام پدیده های جدیدا کشف شده، افزایش دهیم."نزدیک به80 محصول مصرفی که حاوی مواد تولید شده توسط نانوتکنولوژی می باشند اکنون در بازارها عرضه می شوند، از جمله پارچه های ضد لک، لوازم آرایش، کرم های ضد آفتاب، راکت و توپ تنیس، توپ گلف، مرهم های مختلف سوختگی و جراحت ها، فیلترهای آب، پوشش های محافظ و کاهش دهنده تشعشع روی شیشه عینک و شیشه ماشین، جوهر، و بسیاری مواد دیگر.بیش از 600 قطعه الکترونیکی، مواد خام، فناوری و تحقیقات مربوط به انتقال دارو، نرم افزارها و پردازش کننده ها در پژوهش های مربوط به نانوتکنولوژی، تغییر مواد در مقیاس نانو، و تولید مواد در مقیاس نانو مورد استفاده قرار می گیرند.تاریخچه پیدایش نانوتکنولوژینانوتکنولوژی به عنوان یک سوژه صحبت پس از شام توسط مرحوم ریچارد فاینمن، برنده جایزه نوبل فیزیک و نویسنده کتاب پرفروش و استاد انستیتو تکنولوژی کالیفرنیا، در سال 1959 آغاز شد. او ماشینهای مولکلی ای را توصیف کرد که می توانند با دقت بسیار بالا، در مقیاس اتم ها، مواد مختلف تولید کنند.تقریبا دو دهه بعد، طبق وب سایت موسسه نانوتک فورسایت، واژه "نانوتکنولوژی" برای اولین بار در یک مقاله علمی در سال 1974 به کار رفت، و مهندس و نویسنده، اریک درکسلر، مفاهیم نانوتکنولوژی مولکلی را در انستیتوی تکنولوژی ماساچوست در سال 1977 معرفی کرد.میکروسکوپ اسکن کننده-نقب زننده – که دانشمندان را قادر می سازد جزییات ساختار اتم ها را مشاهده و ساختارها را دستکاری کنند – در سال 1981 اختراع شد، "باکی بال" (کربن خالص کره ای شکل و توخالی) در سال 1985 اختراع شد، اولین درس دانشگاهی نانوتکنولوژی در سال 1988 عرضه شد، و "نانوتیوب" (اتم های کربن که لوله های توخالی بزرگتر را تشکیل می دهند) در سال 1991 اختراع شد.در ایالات متحده، اداره سیاست علوم و تکنولوژی کاخ سفید جمع آوری اطلاعات مربوط به نانوتکنولوژی مولکلی و محصولات مولکلی را در سال 1993 آغاز کرد، و اولین کنفرانس اروپایی نانوتکنولوژی در سال 1996 برگزار شد.بین سالهای 1997 و 2000، ناسا کار بر روی نانوتکنولوژی محاسبه ای را آغاز کرد، اولین کنفرانس NSF برگزار شد، اولین شرکت نانوتکنولوژی (زای وکس در تگزاس) تاسیس شد، اولین دستگاه نانومکانیک بر اساس DNA تولید شد، و سپس رئیس جمهور کلینتون طرح ملی نانوتکنولوژی ایالات متحده (NNI) را اعلام کرد -- هماهنگ کننده 25 اداره کشور در امر پژوهش و توسعه نانوتکنولوژی.سازماندهی فعالیت های گوناگون تحقیقاتی تحت نظارت NNI منجر به بزرگترین سرمایه گذاری دولت در زمینه تحقیقات علوم فیزیکی، از زمان برنامه فضایی کشور تا کنون، شده است.از سال 2001، بودجه تحقیقات و توسعه نانوتکنولوژی 175 درصد افزایش یافته و به 3/1 میلیارد دلار در سال 2007 رسیده است. کل سرمایه در نظر گرفته شده برای تحقیقات و توسعه نانوتکنولوژی در شش سال ریاست جمهوری بوش بالغ بر 5/6 میلیارد دلار بوده است.NSF پیش بینی می کند بازار جهانی کالاها و خدماتی که از نانوتکنولوژی استفاده می کنند به یک تریلیارد دلار در سال 2015 دلار افزایش خواهد یافت و 2 میلیون نفر در این زمینه شاغل خواهند شد.میهیل روکو، مشاور ارشد NSF و از اعضای کمیسیون فرعی شورای ملی علم و تکنولوژی ایالات متحده در امور علوم، مهندسی و فناوری در مقیاس نانو، می گوید، "تا سال 2015، نیمی از محصولات جدید با استفاده از علوم و مهندسی در مقیاس های نانو تولید خواهند شد."مقررات مربوط به نانوتکنولوژیدر اکتبر 2005، سازمان حفاظت محیط زیست ایالات متحده (EPA) تولید یک نوع از نانوتیوب کربنی را تحت مقررات "معافیت از انتشار و پرتودهی پایین" قانون کنترل مواد سمی (TSCA) تائید کرد.این اولین باری بود که این سازمان ماده شیمیایی را تائید می کرد که بطور مشخص "نانو" تعریف شده بود.تمام مقررات اصلی دولت در رابطه با محیط زیست، بهداشت، و ایمنی، مانند TSCA، پیش از بوجود آمدن مواد و محصولات "نانویی" وضع شده اند.این اهمیت دارد زیرا، در مقیاس های نانو، خواص فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی این مواد به گونه ای اساسی متفاوت از خواص اتم ها و مولکل های مستقل و مواد اولیه حجیم هستند.در نتیجه، برخی متخصصین شک دارند که مقررات فعلی جهت نظارت بر نانوتکنولوژی کافی و مناسب باشد – فناوری ای که دربرگیرنده طیف وسیعی از فناوری ها، فرایندها و محصولات است.یک گزارش، اسپانسر شده توسط مرکز پروژه بین المللی وودرو ویلسون در امور نانوتکنولوژی های نوظهور و نوشته شده توسط مشاور ارشد جی. کلارنس دیویس، به مسئله کنترل اثرات مضر احتمالی نانوتکنولوژی می پردازد.دیویس، یکی از مقامات سابق EPA که نسخه اصلی TSCA را نوشته است، در کتاب "کنترل اثرات نانوتکنولوژی"، به این نتیجه می رسد که پرداختن به مسئله نانوتکنولوژی با استفاده از مقررات کنونی کار دشواری است و ممکن است به قوانین جدید جهت کنترل خطرات احتمالی نانوتکنولوژی نیاز باشد.در این فاصله، طبق اطلاعیه رسمی EPA، این سازمان اینک طرح کننده اصلی دستورالعمل های تحقیقاتی جهت کاربردها و معانی محیط زیستی نانوتکنولوژی است.کمک های مالی بالغ بر 11 میلیون دلار برای 32 پروژه تحقیقاتی در رابطه با کاربرد نانوتکنولوژی جهت حفاظت از محیط زیست توسط EPA تامین شده است، و 12 پروژه تحقیقاتی بر مطالعه اثرات مضر احتمالی نانوتکنولوژی متمرکز هستند.در دسامبر 2005، این سازمان پیش نویس گزارش نانوتکنولوژی را تهیه کرد، که در آن سوالات اساسی ای که باید جهت تضمین مزایای بالقوه محیط زیستی، بهداشتی، و اقتصادی نانوتکنولوژی مورد بررسی قرار گیرند، مشخص شده اند.این گزارش مزایای پیش بینی شده و روشهای کنترل اثرات منفی احتمالی نانوتکنولوژی را ارائه کرده است. انتظار می رود گزارش نهایی در اوائل سال 2006 منتشر شود.از لحاظ بین المللی، جلسه افتتاحیه "سازمان بین المللی استاندارد (ISO – عمده ترین سازمان در تهیه استانداردهای جهانی)، کمیته فنی 229 – نانوتکنولوژی ها" در شهر لندن در ماه نوامبر برگزار شد.در این جلسه، شرکت کنندگان تصمیم گرفتند که 229ISO/TC استانداردهای بین المللی نانوتکنولوژی را توسط سه گروه کاری تهیه خواهد کرد: واژگان فنی و نام گذاری واژگان و اصطلاحات فنی (به ریاست کانادا)، مقیاس گذاری و توصیف خصوصیات (به ریاست ژاپن)، و بهداشت، ایمنی و محیط زیست (به ریاست ایالات متحده).اطلاعات بیشتر درباره نانوتکنولوژی در http://www.nano.gov موجود است.

مقایسه بودجة نانوتکنولوژی اروپا و آمریکا

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 18

مقایسه بودجة نانوتکنولوژی اروپا و آمریکا

بسمه‌تعالیدفتر همکاریهای فناوریکمیتة مطالعات سیاست نانوتکنولوژی مقایسه بودجة نانوتکنولوژی اروپا و آمریکاتحلیلی بر سرمایه‌گذاری اروپا در زمینة نانوتکنولوژی و کلیات ششمین برنامة تحقیقاتی این اتحادیه (FP6) تهیه شده توسط: انجمن کسب و کار نانو در اروپاhttp://www.nanoeurope.orgسوم اکتبر 2002آذر 1381فهرست مطالبخلاصــه 1پیشنهادها 2مقدمــه 5سرمایه‌گذاری جهانی در نانوتکنولوژی 6اروپا 6ایالات متحده آمریکا 7آسیا 7اتحادیة اروپا 8سناریوی اول: سرمایه‌گذاریهای مستقیم در نانوتکنولوژی 11سناریوی دوم: سرمایه‌گذاریهای کلی 12سناریوی سوم: مقایسة نسبی سرمایه‌گذاریها 13نتیجه‌گیری 15خلاصــهاگر چه مقایسة اولیة سرمایه‌گذاری‌ در زمینة نانوتکنولوژی حاکی از آن است که ایالات متحده به مراتب بیشتر از اتحادیة اروپا در این زمینة بسیار مهم، سرمایه‌گذاری می‌نماید؛ نگاهی دقیق‌تر به آمار و ارقامی که در قالب سه سناریو بیان گردیده است نشان می‌دهد که سرمایه‌گذاری اتحادیة اروپا در زمینة نانوتکنولوژی نه تنها با سرمایه‌گذاری ایالات متحده قابل مقایسه است، بلکه به احتمال زیاد در سال 2003 دو برابر یا فراتر از سرمایه‌گذاری آمریکا خواهد شد. همچنین به دلیل اینکه سرمایه‌گذاری‌های "پنهان" اروپا قابل مشاهده نمی‌باشد، انتظار سود بسیار بالایی برای سرمایه‌گذاری این اتحادیه می‌رود. هزینه‌های "پنهان" ششمین برنامة تحقیقاتی اتحادیة اروپا "FP6" به صورت "اولویت موضوعی" مصرف می‌گردد. این شیوة متعادل می‌تواند نتیجه و سود بیشتری در بر داشته باشد. بنابر تحلیل‌ها، سرمایه‌گذاری‌های انجام شده فقط توسط اتحادیة اروپا در زمینة نانوتکنولوژی بین 4 الی 20 درصد کل سرمایه‌گذاری‌های تحقیقاتی در اروپا می‌باشد که این مقدار فراتر از بودجه پیشنهادی سال 2003 ایالات متحده در زمینة نانوتکنولوژی خواهد بود. علاوه بر این، هزینه‌های صرف شده در اروپا شامل هزینه‌های زیرساختها و نیروی انسانی نمی‌باشد! در حالی که در آمریکا چنین نیست؛ زیرا در اروپا این هزینه‌ها توسط دولت‌ها و به صورت جداگانه تأمین می‌گردد. بنابراین هزینه‌های اعلام شده بخش اندکی از هزینه‌های واقعی می‌باشد. با این حساب اگر سرمایه‌گذاری تمام ملل اتحادیة اروپا به عنوان سرمایه‌گذاری‌های کلی اروپا در نانوتکنولوژی در سال 2003 منظور گردد، ممکن است حتی بیش از دو برابر سرمایه‌گذاری در ایالات متحده باشد. هر چند این تحلیل‌ها بیانگر تشخیص درست اروپا از پتانسیل‌های اقتصادی طولانی مدت در زمینة نانوتکنولوژی می‌باشد ولی کماکان زمینه‌هایی وجود دارد که به‌منظور افزایش توانایی‌های اروپا در هدایت تحقیقات در سطح جهان و تحقق اهداف اقتصادی آن، توجه زیادی را می‌طلبد. پیشنهادهابه‌منظور مطرح نمودن اروپا در رقابت‌های جهانی، باید به زمینه‌هایی که در برنامة FP6 کمتر اشاره شده است، توجه گردد. این کار هم باید در سطح ملی و هم در سطح اروپا، هم از طریق ساختارهای اروپایی موجود و هم از طریق سازمان‌هایی نظیر انجمن کسب و کار نانو در اروپا (ENA)، انجام پذیرد. تحقیق و توسعة پایه و علوم بنیادی: بنا به دلایل سیاسی و اقتصادی،( اتحادیة اروپا قادر به هماهنگی تحقیقات تمام کشورهایش نمی‌باشد. بنابراین ضروری است که تمام کشورهای اروپایی تلاش‌ خود را در زمینه سرمایه‌گذاری در تحقیقات پایه و کاربردی نانوتکنولوژی به کار گیرند. کشورها به طور جداگانه سریعتر از کل اروپا می‌توانند به تغییرات علوم و موقعیت‌های اقتصادی عکس‌العمل نشان داده و از این موقعیت‌ها به نفع خود استفاده کنند. اروپا می‌تواند با پیاده کردن معیارهای محلی متناسب با شرایط محلی و توانایی‌ها و نیازهای بازار، نقش راهبردی خود را در این زمینه حفظ کند. وضعیت شغلی: شرایط موجود برای ایجاد مشاغل مربوط به( نانوتکنولوژی در اروپا بسیار متنوع می‌باشد. این موضوع هم در مورد مناسبات دولت و هم در مورد سرمایه‌‌گذاری‌ها، چه در بخش خصوصی و چه بخش عمومی صادق می‌باشد. ( انتقال فناوری: تنوع زیاد در اروپا منجر به تقسیم فناوری در اروپا می‌گردد. تحقیقات دانشگاهی عموماً از استاندارد بسیار مناسبی در تمام قاره برخوردار می‌باشد ولی انتقال فناوری چنین نیست. این امر تأثیر زیادی بر روی سرمایه‌گذاری‌های مشترک دانشگاهی و حرکت‌های آنها دارد. مسیر موفقیت در زمینه انتقال فناوری در کشورهای مختلف، متنوع می‌باشد و ارائه راه‌حل مناسب در هر ناحیه برای دسترسی به موفقیت بسیار ضروری است. فهم عمومی: در میان انجمن‌های کسب‌وکار و عامة مردم، این( باور عمومی وجود دارد که نانوتکنولوژی هنوز افسانه است و این امر موجب کاهش تمایل بخش صنعت در راستای بهره‌بردن از آن می‌گردد. توجه به بها و ارزش نانوتکنولوژی در اروپا نسبت به سایر نقاط جهان کمتر جلوه می‌کند. اتحادیة اروپا و ENA

قابلیتهای محتمل تکنیکی نانوتکنولوژی

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 7

قابلیتهای محتمل تکنیکی نانوتکنولوژی

محصولات خود_اسمبل

کامپیوترهایی با سرعت میلیاردها برابر کامپیوترهای امروزی

اختراعات بسیار جدید (که امروزه ناممکن است)

سفرهای فضایی امن و مقرون به صرفه

نانوتکنولوژی پزشکی که در واقع باعث ختم تقریبی بیماریها ، سالخوردگی و مرگ و میر خواهد شد.

دستیابی به تحصیلات عالی برای همه بچه‌های دنیا

احیاء و سازماندهی اراضی

برخی کاربردها

مدلسازی مولکولی و نانوتکنولوژی

در سازمان دهی و دستکاری مواد در مقیاس نانو ، لازم است تمامی ابزار موجود جهت افزایش کارایی مواد و وسایل بکار گرفته شود. یکی از این ابزار ، شیمی تحلیلی ، خصوصا مدل ‌سازی مولکولی و شبیه ‌سازی است. امروزه ابزار تحقیقاتی فراگیری مانند روشهای شیمی تحلیلی مزیتهای فراوانی نسبت به روشهای تجربی دارند. میهیل یورکاز شرکتContinental Tire North America می‌گوید:"روشهای تجربی مستلزم بهره‌گیری از نیروی انسانی ، شیمیایی ، تجهیزات ، انرژی و زمان است. شیمی تحلیلی این امکان را برای هر فرد مهیا می‌سازد که فعالیتهای شیمیایی چندگانه‌ای را در 24 ساعت شبانه ‌روز انجام دهد. شیمیدانها می‌توانند با انجام آزمایشها توسط رایانه ‌، احتمال فعالیتهای غیرمؤثر را از بین ببرند و گستره احتمالی موفقیتهای آزمایشگاهی را وسعت دهند.نتیجه نهایی این امر ، کاهش اساسی در هزینه‌های آزمایشگاهی (مانند مواد ، انرژی ، تجهیزات) و زمان است." از طرف دیگر ، در شیمی تحلیلی سرمایه‌ گذاری اولیه جهت تهیه نرم‌افزار و هزینه‌های وابسته از جمله سخت‌افزار جدید ، آموزش و تغییرات پرسنل بسیار بالا خواهد بود. ولی با بکار گیری هوشمندانه این ابزار می‌توان هریک از هزینه‌های اولیه را نه تنها از طریق صرفه‌جویی در هزینه آزمایشگاه بلکه بوسیله فراهم نمودن دانشی که منجر به بهینه ‌سازی فرآیندها و عملکردها می‌شود، جبران ساخت.این موضوع برای شیمیدانها بسیار مناسب است، ولی روشهای شبیه‌سازی چطور می‌توانند برای نانوتکنولوژیستها مفید واقع شود؟ محدودیتهای آزمایشگر در مقیاس نانو ، زمانی آشکار می‌شود که شگفتی جهان دانشمندان نظری وارد عمل می‌شود. در اینجا هنگامی که دانشمندان قصد قرار دادن هر یک از اتمها را در محل مورد نظر دارند قوانین کوانتوم وارد صحنه می‌شود. پیش‌بینی رفتار و خواص در محدودهای از ابعاد برای نانوتکنولوژیستها حیاتی است.مدل‌سازی رایانه‌ای با بکارگیری قوانین اولیه مکانیک کوانتوم و یا شبیه‌سازیهای مقیاس میانی ، دانشمندان را به مشاهده و پیش‌بینی رفتار در مقیاس نانو و یا حدود آن قادر می‌سازد. مدلهای مقیاس میانی با بکارگیری واحدهای اصلی بزرگتر از مدلهای مولکولی که نیازمند جزئیات اتمی است، به ارائه خواص جامدات ، مایعات و گازها میپردازند. روشهای مقیاس میانی در مقیاسهای طولی و زمانی بزرگتری نسبت به شبیهسازی مولکولی عمل می‌کنند. می‌توان این روشها را برای مطالعه مایعات پیچیده ، مخلوطهای پلیمر و مواد ساخته‌شده در مقیاس نانو و میکرو بکار برد.

مدل ‌سازی خاک‌ رس

محققین دانشگاه لندن در انگلستان و دانشگاه Paris Sud در فرانسه ، شبیه‌سازیهایی بر اساس مکانیک کوانتوم برای مطالعه و کامپوزیتهای خاک ‌رس–پلیمر بکار برده‌اند. امروزه این ترکیبات یکی از موفق‌ترین مواد نانوتکنولوژی هستند، زیرا بطور همزمان مقاومت بالا و شکل‌پذیری از خود نشان می‌دهند؛ خواصی که معمولاً در یکجا جمع نمی‌شوند. نانو کامپوزیتهای پلیمر–خاک رس می‌توانند با پلیمریزاسیون در جا تهیه شوند؛ فرآیندی که شامل مخلوط کردن مکانیکی خاک معدنی با مونومر مورد نیاز است. بنابراین مونومر در لایه درونی جای‌گذاری می‌شود (خودش را در لایه‌های درون ورقه‌های سفال جای می‌دهد) و تورق کل ساختار را افزایش می‌دهد. پلیمریزاسیون ادامه می‌یابد تا سبب پیدایش مواد پلیمری خطی و همبسته گردد.

دانشمندان با بکارگیری Castep (یک برنامه مکانیک کوانتوم که نظریه کارکردی چگالی را بکار می‌گیرد) تحول کشف شده در این روش را که پلیمریزاسیون میان ‌گذار خود کاتالیست نامیده می‌شود مطالعه کردند. این پروژه ، دانشی نظری در زمینه ساز و کار این فرآیند جدید را بوسیله مشخص کردن نقش سفال در کامپوزیت فراهم نمود. ضروری است که دانش حاصل از شبیه‌سازیها ، جهت کنترل و مهندسی نمودن فعل و انفعالات پلیمر-سیلیکات به کمک دانشمندان آید.دانشمندان در شرکت BASF شبیه‌ سازیهای مقیاس میانی را برای بررسی علم و رفتار ریزواره‌ها بکاربردند. ریزواره‌ها ذراتی کروی شکل با ابعاد نانو هستند که به صورت خود به خود در محلولهای کوپلیمری ایجاد می‌شوند و در زمینه‌هایی مانند سنسورها وسایل آرایشی و دارو رسانی کاربرد دارند. دانشمندانBASF با بکار گیری esoDyn ، یک ابزار شبیه ‌سازی برای پیش‌بینی ساختارهای مقیاس میانی مواد متراکم محلولهای تغلیظ ‌شده کوپلیمرهای آمفی‌فیلیک را بررسی کردند.شبیه‌سازیها مشخص نمود که کدام شرایط مولکولی و فرمولی به شکل‌گیری "ریزواره‌های معکوس" مانند نانو ذرات آب در یک محیط فعال منتهی‌ میشود. چنین نتایجی برای درک رفتار عوامل فعال سطحی ضروری هستند. به کمک روشهایی مانند پرتاب محلول در آزمایشگاه می‌توان به نتایجی در این زمینه دست یافت، اما دستیابی به این نتایج ماهها به طول می‌انجامد، درحالی که آزمایشهای شبیه‌سازی شده تنها طی چند روز نتیجه می‌دهند.

محدودیتهای این روشها چیست؟

در حالیکه امروزه ابزار مدلسازی در سطح کوانتومی و مقیاس میانی به خوبی توسعه یافته‌اند، همچنان محدودیتهایی در این عرصه وجود دارد. برای مثال کاربردهایی در زمینه وسایل الکترونیک مستلزم انجام محاسبات مکانیک کوانتوم برای تعداد اتمهایی بیش از روشهای حاضر می‌باشد که بیش از توان عملیاتی منابع محاسبه‌گر فعلی است. همچنین مدلسازی کل وسایل امکان‌پذیر نیست، بویژه عملکردها و خواص آنها..

نانولوله‌های کربنی

نانولوله‌های کربنی با وزنی در حدود وزن فولاد ، صد برابر مستحکم‌تر از آن بوده ، دارای رسانش الکتریکی معادل با مس و رسانایی گرمایی هم‌ارز با الماس می‌باشند. نانوفیلترها می‌توانند به جداسازی مواد در میدان‌های نفتی کمک کنند و کاتالیست‌های نانو می‌توانند تأثیر چندین میلیارد دلاری در فرآیند پالایش بدنبال داشته باشند.از سایر مزایای نانولوله‌های کربنی می‌توان به کاربرد آن‌ها در تکنولوژی اطلاعات (‌ IT ) نظیر ساخت پوشش‌های مقاوم در مقابل