برای مدت طولانی، نانومواد دوبعدی با ضخامت تنها یک یا چند اتم، جهان علم را به خود مشغول نموده است. گرافن، نمونه بارزی از این مواد است. ماده‌ای که با یک لایه از اتم‌های کربنی، صدها برابر مقاوم‌تر از فولاد، با هدایت الکتریکی بالا و بسیار انعطاف‌پذیر می‌باشد. به نظر می‌رسد که اسکار وازکزمنا (Oscar Vazquez-Mena)، استاد مهندسی نانو دانشگاه «سن دیگو»، در حال توسعه این مواد به بعد جدیدی است. وی در حال کار بر روی ادغام مواد نانویی مختلف به صورت سه‌بعدی است که ایجاد نسل کاملاً جدیدی از دستگاه‌های پایش محیط، ذخیره‌سازی انرژی و کاربردهای پزشکی را ممکن می‌سازد.

وازکزمنا که اخیراً یک جایزه پنج ساله 500000 دلاری از بنیاد ملی علوم دریافت نموده، معتقد است که این ایده، برای کارهایی که می‌توانیم با ابزارهای مهندسی نانو انجام دهیم، فرصت‌های بیشتری فراهم می‌کند. پروژه مدنظر وی، شامل ترکیب گرافن با نانوذرات نیمه‌هادی به نام نقاط کوانتومی است. به‌کمک این کار، دستگاه‌هایی ایجاد شده که می‌توانند طیف گسترده‌ای از طول‌موج‌های مختلف نوری، مانند مادون‌قرمز و فرابنفش را رصد کنند، امواجی که توسط چشم انسان قابل مشاهده نیستند. این دستگاه‌ها که ردیاب‌های نوری چند طیفی نامیده می‌شوند، دوربین‌های نسل جدید را قادر به گرفتن عکس از عفونت‌ها، گازهای سمی و تشعشعات مضر نموده و در نتیجه، از آن‌ها می‌توان برای کاربردهای مختلف همچون بررسی کیفیت غذا و آلودگی‌های آن، کنترل کیفیت هوا و آب و یا دید در شب و هوای مه‌آلود استفاده نمود.

یکی از مزایای قابل توجه این فناوری، کوچک شدن بسیار زیاد دستگاه‌ها است. وازکزامنا در این خصوص می‌گوید: «از آنجا كه ما در حال كار با نانومواد هستیم، در اصل می‌توانیم آشكارسازهای نوری بسیار نازكی به اندازه یك میكرومتر تهیه كنیم كه به‌راحتی در تلفن‌های هوشمند و سایر دستگاه‌ها ادغام شده و امکان استفاده ساده در خارج از محیط‌های آزمایشگاهی را فراهم می‌کنند».

گفتنی است، وازکزمنا در پروژه‌ای موازی، در حال انباشت ساختارهای نانویی برای ساخت نوعی آرایه سه‌بعدی است که می‌تواند تصویربرداری از مغز با استفاده از ابزارهای سونوگرافی و حتی تحریک مغز با اهداف درمانی را ممکن سازد. این فناوری، بدون نیاز به باز کردن جمجمه یا قرار دادن سیم و ایمپلنت در مغز، شناسایی آسیب‌های ناشی از ضربه و درمان بیماری‌های مغزی را ممکن می‌سازد. همچنین، این فناوری به پزشکان اجازه می‌دهد تا بدون اسکن «MRI»، ضربه مغزی در بیماران را سریعاً تشخیص دهند. باید توجه داشت که اسکن جمجمه و داخل مغز، اصلاً کار ساده‌ای نیست، چرا که جمجمه انسان نسبتاً ضخیم و متراکم بوده و قبل از این‌که امواج به مغز برسند، منعکس یا جذب می‌شوند. برای عبور از این مانع، وازکزمنا نوع خاصی از مواد مهندسی شده به نام متاماده (Metamaterial) را بکار گرفته که متشکل از نانوساختارهایی است که می‌توانند بازتاب‌های ایجاد شده توسط جمجمه را دفع کرده و امواج را هدایت نمایند. این مواد، از غشاهای نازک نانومتری نیترید سیلیکون و حفره‌های میکرو مقیاس ساخته شده‌اند که این مؤلفه‌ها، مواد را قادر به دست‌کاری امواج صوتی به روش‌هایی متفاوت از مواد معمولی می‌کنند.

مرجع: «Nanowerk»