نانوشیمی (Nanochemistry) گرایشی جدید از علم شیمی محسوب می شود که به مطالعه و بررسی شیمی مواد، در مقیاس ذره ای نانومتر (ذراتی با ابعادي در حدود ۱ تا ۱۰۰ نانومتر) می پردازد. توجه داشته باشید که هر نانومتر معادل ۹–۱۰ متر می باشد. این رشته دانشگاهی را می توان ترکیبی از علوم شیمی و نانو در نظر گرفت. در مقالات پیشین نشریه جهان شیمی فیزیک، درباره رشته های دانشگاهی شیمی، شیمی محض، شیمی کاربردی، شیمی آلی، شیمی معدنی، شیمی فیزیک، شیمی تجزیه، فیتو شیمی و شیمی پلیمر مطالبی را مطرح کرده ایم. در این مقاله به معرفی گرایش نانوشیمی در دانشگاه پرداخته می شود. لطفا همراهی بفرمایید.
فهرست مطالب این مقاله
۱- مقدمه
۲- رشته نانوشیمی در دانشگاه
۳- دوره های کارشناسی ارشد و دکتری نانوشیمی
۱-۳- دوره کارشناسی ارشد گرایش نانوشیمی
۲-۳- دوره دکتری گرایش نانوشیمی
۴- گرایش نانو برای چه کسانی مناسب است
۵- بازار کار و آینده شغلی فارغ التحصیلان رشته نانوشیمی
مقدمه
فناوری نانو یا نانو تکنولوژی (Nanotechnology) واژه ای است كلی كه برای تمام فناوری هاي پيشرفته در عرصه كار با مقیاس نانو (۱ نانومتر يک ميليارديم متر می باشد) بکار می رود. این فناوری را در حقیقت به استفاده از مواد در ابعاد بسیار کوچک مانند ابعاد اتمی، مولکولی و فرامولکولی در کاربرد های صنعتی می گویند. به بیان دیگر می توان گفت که نانو فناوری علمی فرا رشته ای می باشد، بنابراین کلیه علوم و فنون از جمله علوم محض، پزشکی، فنی مهندسی، غذایی و غیره را شامل می شود.
توجه داشته باشید که فناوری نانو می تواند بسیاری از مواد و یا حتی دستگاه های جدید را با طیف وسیعی از کاربرد، مثلا در نانو الکترونیک، نانو پزشکی، تولید محصولات مصرفی و همچنین تولید، انتقال، مصرف و ذخیره سازی انرژی با کارایی بالاست ایجاد نماید.
همانطور که بیان شد، نانو فناوری توانایی ساخت، کنترل و استفاده ماده در ابعاد نانومتری را دارد. لازم به ذکر است که اندازه ذرات در این فناوری بسیار اهمیت دارد، زیرا در مقیاس و ابعاد نانویی، ابعاد ماده در خصوصیات آن بسیار موثر می باشد. از این رو خواص شیمیایی، فیزیکی و بیولوژی یک یک اتم ها یا مولکول ها با خواص مشابه در توده ماده متفاوت خواهد بود.
از جمله شاخه های بنیادی دانش فناوری نانو می توان به نانو مواد، نانو روکش، نانو ذره، نانو لوله، نانو صفحه، نانو ساختار، نانو کامپوزیت، نانو ماشین، نانو الکترونیک، نانو سیم، نانو حسگر، نانو ترانزیستور، نانو سیالات، نانو لیتو گرافی، نانو مکانیک و ….. اشاره کرد.
رشته نانوشیمی در دانشگاه
فارغ التحصیلان مقطع لیسانس رشته شیمی (تمامی گرایش ها)، می توانند چه در داخل و چه در خارج از کشور در دو مقطع ارشد و دکتری نانوشیمی ادامه تحصیل دهند. توجه داشته باشید که پذیرش در این گرایش در دانشگاه های دولتی (به صورت روزانه و شبانه)، پیام نور، پردیس و دانشگاه آزاد صورت می گیرد. نحوه پذیرش در این گرایش هم به شکل قبولی در آزمون و هم به صورت بدون آزمون و صرفا با سوابق تحصیلی (استعداد درخشان) انجام می شود.
این رشته دانشگاهی اهميت فوق العاده ای در صنعت و تکنولوژی دارد، به همین دلیل یکی از گرایش های محبوب شیمی محسوب می شود. این گرایش در صنایع مختلفی از جمله صنایع غذایی، دارویی، بهداشتی، آرایشی، ساخت و ساز، پوشاک، سوخت، رنگ و رزین، پلیمر و در واقع هر چیزی که به شکلی می تواند با شیمی، مهندسی شیمی و مهندسی مواد ارتباط داشته باشد، کاربرد دارد.
همانطور که بیان شد، گرایش نانوشیمی در یک محدوده وسیع از شبه رسانا ها تا پزشکی کاربرد دارد. این گرایش بیشتر برای طراحی و دستیابی به محصولاتی با کیفیت و همچنین کمیت بهتر و در نتیجه فرآورده هایی ارزان تر، سبک تر، محکم تر و کاراتر است. توجه داشته باشید که کارهای تحقیقاتی در این گرایش نیز می تواند به صورت تجربی (کار تحقیقاتی در آزمایشگاه) و هم به صورت نظری و محاسباتی (با استفاده از نرم افزار های محاسباتی از جمله گوسین) انجام شود.
دوره های کارشناسی ارشد و دکتری نانوشیمی
ضرورت و اهمیت رشته نانوشیمی، تربیت و پرورش محققانی با تفکری پویا، خلاق و کارآمد برای فعالیت در موسسات آموزشی، پژوهشی و صنایع مختلف شیمیایی کشور خواهد بود. فارغ التحصیلان این گرایش، در شیمی سطح، سنتز نانو مواد، شناسایی نانو مواد، نانو پلیمر ها و …. توانمند می باشند.
توجه داشته باشید که از دیدگاه شیمیدانان، گرایش های نانوشیمی در واقع همان گرایش های شیمی آلی، شیمی معدنی، شیمی تجزیه و شیمی فیزیک می باشد که فقط در مقیاس نانو به مطالعه و بررسی مواد شیمیایی می پردازد. بنابراین این گرایش را نمی توان به عنوان یک رشته جدید در نظر گرفت، زیرا در واقع رویکردی جدید (در مقیاس نانو) به تمامی علوم و فنون موجود می باشد. نانو شیمیست ها نتایج تحقیقات و یافته های جدید خود را جهت انبوه سازی در موارد خاص در اختیار مهندسان مربوط قرار می دهند.
دوره کارشناسی ارشد رشته نانوشیمی
طول دوره کارشناسی ارشد رشته نانوشیمی نیز ۴ نیم سال تحصیلی خواهد بود. در موارد خاص و با تصویب شورای تحصیلات تکمیلی دانشکده، می تواند تا یک نیم سال بیشتر نیز افزایش پیدا کند. دوره کارشناسی ارشد به صورت آموزشی – پژوهشی می باشد. در واقع دانشجو با گذراندن دروس نظری و تئوری، انتخــاب استـاد راهنما، انتخــاب موضوع پایان نامه و در نهایت دفاع از پایان نامه، این دوره را به پایان می رساند.
دروس دانشگاهی رشته نانوشیمی در مقطع ارشد
- تعداد کل واحد های درسی دوره کارشناسی ارشد گرایش نانو ۲۸ واحد خواهد بود.
- دروس الزامی تخصصی گرایش نانوشیمی ۹ واحد درسی است که عبارتند از شیمی نظری ساختار های نانو، روش های سنتز نانو مواد ۱ و شناسایی و تعیین ساختار نانو مواد .
- دروس انتخابی ۱۰ واحد می باشند. از جمله دروس تخصصی اختیاری مورد تدریس (به پیشنهاد استاد راهنما و تایید گروه آموزشی) در دوره ارشد نانوشیمی می توان به شیمی سطح و حالت جامد، شیمی سل – ژل، نانو فن آوری پلیمر ها، نانو مواد معدنی، کاربرد سونو شیمی در سنتز مواد نانو، کارگاه سنتز و شناسانی مواد نانو ساختار، شیمی سوپرامولکولی، محاسبات کوانتومی مواد نانو ساختار اشاره کرد.
- سمينار ۱ واحد درسی.
- پایان نامه ۸ واحد درسی.
دوره دکتری رشته نانوشیمی
فارغ التحصیلان دوره تحصیلی دکتری نانوشیمی می توانند علاوه بر فعالیت در تمام مراکز جذب فارغ التحصیلان مقطع ارشد، در فعالیت های پژوهشی – تحقیقاتی، مدیریت واحد های تحقیق و توسعه مراکز تولیدی و همچنین در تکمیل کادر هیات علمی دانشگاه ها، پژوهشگاه ها و مراکز آموزش عالی نقش مهمی ایفا کنند.
دوره تحصیلی دکتری نانوشیمی نیز ۸ نیم سال تحصیلی می باشد. در موارد خاص و با موافقت شورای تحصیلات تکمیلی – پژوهشی دانشکده، می تواند تا یک نیم سال بیشتر نیز افزایش یابد. توجه داشته باشید که افزایش بیش از این یک نیم سال بر طبق مقررات دانشگاه می باشد. دوره دکتری نیز همانند دوره فوق لیسانس به صورت آموزشی – پژوهشی است. رشته نانو شیمی در دوره تحصیلی دکتری دارای چهار گرایش نانو شیمی نظری، نانو مواد معدنی، نانو فناوری پلیمر و سوپرامولکول است.
دروس دانشگاهی رشته نانوشیمی در مقطع دکتری
- تعداد کل واحد های درسی دوره دکتری ۳۶ واحد درسی خواهد بود. لازم به ذکر است که دروس دوره دکتری با توجه به نوع گرایش دانشجو انتخاب می شود.
- دروس جبرانی در صورتی ارائه می شوند که دانشجوی دوره دکتری این دروس را در دوره کارشناسی ارشد خود نگذرانده باشد. این دروس عبارتند از : روش های سنتز نانو مواد و شناسایی و تعیین ساختار نانو مواد.
- دروس الزامی تخصصی مشترک بین گرایش های نانوشیمی ۳ واحد درسی است که عبارت است از : مباحثی در نانوشیمی و نانو فناوری.
- دروس الزامی تخصصی رشته نانوشیمی گرایش نانوپلیمر ۳ واحد درسی است که عبارتند از : شیمی فیزیک پیشرفته پلیمر ها، سنتز و سینتیک پیشرفته پلیمر ها و فناوری های پیشرفته پلیمر ها.
- دروس الزامی تخصصی رشته نانوشیمی گرایش سوپرامولکول ۳ واحد درسی است که عبارتند از : NMR پیشرفته، سنتز پیشرفته مواد آلی و حد واسط های فعال.
- دروس الزامی تخصصی رشته نانوشیمی گرایش نانو معدنی ۳ واحد درسی است که عبارتند از : ساختار و پیوند در ترکیبات معدنی، شیمی فلزات واسطه، کاتالیزگر های همگن و ناهمگن و تعیین ساختار با پراش پرتو X.
- دروس الزامی تخصصی رشته نانوشیمی گرایش نانو نظری ۳ واحد درسی است که عبارتند از : مکانیک کوانتومی پیشرفته، مکانیک آماری پیشرفته و ترمودینامیک و مکانیک آماری غیرتعادلی.
دروس انتخابی دوره دکتری نانوشیمی
- دروس انتخابی ۶ واحد درسی. از جمله دروس تخصصی اختیاری مورد تدریس (به پیشنهاد استاد راهنما و تایید گروه آموزشی) در دوره دکتری رشته نانوشیمی گرایش نانو پلیمر می توان به نانو فناوری پلیمر ها، نانوکامپوزیت های پلیمری، نانو فناوری غشا ها، مباحث پیشرفته در نانو پلیمر ها، پلیمر ها در سطح و لایه های مرزی و نانو دارو ها و سامانه های انتقال دارو اشاره کرد.
- دروس انتخابی ۶ واحد درسی. از جمله دروس تخصصی اختیاری مورد تدریس (به پیشنهاد استاد راهنما و تایید گروه آموزشی) در دوره دکتری رشته نانوشیمی گرایش سوپرامولکولی می توان به شیمی سوپرامولکولی پیشرفته، نانو ساختارهای خود آرا، نانو داروها و سامانه های انتقال دارو، نانو بیو فناوری پیشرفته و مباحثی در نانو شیمی اشاره کرد.
- دروس انتخابی ۶ واحد درسی. از جمله دروس تخصصی اختیاری مورد تدریس (به پیشنهاد استاد راهنما و تایید گروه آموزشی) در دوره دکتری رشته نانوشیمی گرایش نانو معدنی می توان به مواد نانو متخلخل، مباحث پیشرفته در نانو مواد معدنی، نانو کاتالیزگر های معدنی، روش های سنتز نانو مواد معدنی، کاربرد نانو مواد معدنی در انرژی های نو و نانو مواد در شیمی سبز اشاره کرد.
- دروس انتخابی ۶ واحد درسی. از جمله دروس تخصصی اختیاری مورد تدریس (به پیشنهاد استاد راهنما و تایید گروه آموزشی) در دوره دکتری رشته نانوشیمی گرایش نانو نظری می توان به مباحث پیشرفته در نانوشیمی نظری، مکانیک آماری سیستم های ناهمگن و نانو شیمی فیزیک محاسباتی اشاره کرد.
- سمينار ۲ واحد.
- پایان نامه ۲۰ واحد.
گرایش نانو برای چه کسانی مناسب است
دانشجویان گرایش نانو بايد در وهله اول به علم شيمی، آزمایشگاه، کارهای تحقیقاتی و پژوهشی، کارهای آزمایشگاهی و ذرات نانو علاقه داشته باشند. همچنین این شیمیست ها باید صبور، منظم و با پشتکار بالا باشند. علاوه بر آن، این دانشجویان باید تسلط و مهارت خوبی بر روی علوم شیمی و زبان انگلیسی داشته باشند. توجه داشته باشید که برای ورود به دنیای نانو، نیازمند پایه علمی قوی (به ویژه آشنایی با شیمی کوانتومی) می باشد.
بازار کار و آینده شغلی فارغ التحصیلان رشته نانوشیمی
فارغ التحصیلان گرایش نانوشیمی می توانند در بسیاری از صنایع بنیادی از جمله صنایع پزشکی و داروسازی، بهداشتی و آرایشی، گاز و پتروشیمی، مواد شوینده، رنگ و رزین، عمران و ساختمان، خودرو و حمل و نقل، نساجی و پوشاک، کشاورزی و غذا و ده ها صنعت دیگر به عنوان مدیر مرکز تولیدی، مدیر کنترل کیفیت، مدیر فنی و همچنین مسئول ارتقا دهنده کیفیت محصولات تولیدی فعالیت داشته باشند.
از طرفی دیگر، این نانوشیمیست ها می توانند به ارائه انواع خدمات آموزشی- پژوهشی در مدارس، دانشگاه ها، مراکز تحقیقاتی و مراکز آموزش عالی کشور مشغول شوند و یا اینکه کسب و کار خودشان را به راه بیندازند.
