با استفاده از نانو حسگرها مي توان دريافت كه هر قسمت از مزرعه به چه ميزان عناصر غذايي و سم نياز دارد.

فناوري نانو از جمله مباحث علمي جديدي است كه انتظار مي رود در آينده نقش به سزايي در فناوري هاي توليد و طراحي داشته باشد. با توجه به سهم انكارناپذير ارزش افزوده ايجاد شده توسط محصولات فن محور در توسعه اقتصادي كشورها و نيز درصد بالاي نرخ بيكاري افراد تحصيل كرده در ايران، به نظر مي رسد اين فناوري راه حل مناسبي براي شتاب بخشيدن به توسعه اقتصادي كشور و نيز اشتغال در جامعه باشد. فناوري نانو در بخش هاي مختلف كشاورزي نظير زراعت، اصلاح نباتات و توليد سم ها و كودها و نيز صنايع غذايي نقش به سزايي دارد.

فناوري نانو در كشاورزي
ورود نسل اول فناوري ها به عرصه كشاورزي، در چند دهه گذشته منجر به وقوع انقلاب سبز و گذر از كشاورزي سنتي به كشاورزي صنعتي شد. در اين دوره افزايش چشمگيري در كيفيت و كميت محصولات كشاورزي صورت گرفت، ولي استفاده بي رويه از منابع، مشكلاتي را نيز در پي داشت. گذشت سال ها از وقوع انقلاب سبز و كاهش مجددِ نسبت رشد توليدات كشاورزي به جمعيت جهان، لزوم به كارگيري فناوري هاي جديد در صنعت كشاورزي را بيش از هر زمان ديگري ضروري ساخته است. فناوري نانو كاربردهاي وسيعي در همه مراحل توليد، فراوري، نگهداري، بسته بندي و انتقال توليدات كشاورزي دارد. ورود فناوري نانو به صنعت كشاورزي و صنايع غذايي متضمن افزايش ميزان توليدات و كيفيت آنها، و حفظ محيط زيست و منابع كره زمين است.

فناوري نانو در زراعت
نانو مي تواند در بخش هاي مختلف زراعت نظير موارد زير كاربرد داشته باشد:
1-با استفاده از نانو حسگرها مي توان دريافت كه هر قسمت از مزرعه به چه ميزان عناصر غذايي و سم نياز دارد و بدين وسيله از آلودگي محيط زيست جلوگيري كرد و سلامت محصولات را افزايش داده در نتيجه بازده اقتصادي نيز افزايش مي يابد.
2-نانوحسگرها مي توانند با كنترل دقيق و گزارش دهي به موقع نيازهاي گياهان به مركز پردازش اطلاعات سيستم در نگهداري محصولات ياري رساند.
3-ايجاد گلخانه هاي كم هزينه تر با هدف صرفه جويي در مصرف انرژي و دوام بيشتر در برابر رطوبت.

كاربرد نانو در اصلاح نباتات
 1-انتقال ژن هاي مورد نظر به سلول هاي گياهي با استفاده از نانو مواد. (در اين روش از سامانه رسانش نانو ذرات طلاي پوشيده با آران اي يا دي ان اي داخل سلول استفاده مي شود.)
2-ساخت ابزارهاي جديد براي زيست شناسي سلولي و مولكولي. اين ابزارها جهت تعين مولكول هاي خاص، شناسايي و جداسازي آنها استفاده مي شوند و كاربري بسياري دارند كه مي توان به اين موارد اشاره كرد: فناوري و علم توليد مثل، اصلاح نژاد حيوانات و گياهان، تبديل ضايعات به انرژي و محصولات جانبي مفيد و فناوري كودسازي.
3-اصلاح بذرها به شيوه اتمي.

كاربردهاي نانو در توليد سموم و كودهاي مؤثر و كم خطر
ذرات سموم كشاورزي توسط عواملي نظير باد، وارد هوا شده و با ورود به سيستم تنفسي، انسان را در معرض انواع بيماري هاي استنشاقي قرار مي دهد. تحولات نانوفناوري، با افزايش ميزان سوددهي و كاهش عوارض سموم كشاورزي، معضلات ناشي از اين سموم را رفع و آنها را به محصولات كاملاً مفيد تبديل مي كند.
1-توليد سموم و كودهاي شيميايي با استفاده از نانو ذرات و نانو كپسول ها. اين نسل از سموم و كودها قابليت رهايش كنترل شده يا تأخيري، جذب و تأثيرگذاري بيشتر و سازگاري با محيط زيست را دارند.
2-توليد بلورهاي نانويي جهت افزايش كارايي استفاده از آفت كش ها. استفاده از بلورهاي نانويي امكان كاربرد آفت كش ها با مقادير كمتر
را فراهم مي آورد و ورود اين تركيبات خطرناك به طبيعت را به حداقل مي رساند.
3-توليد نانوكودها. اين تركيبات نانويي به سرعت و به صورت كامل جذب گياه شده و به خوبي نيازها و كمبودهاي غذايي آن را مرتفع مي كند.

ارتباط نانو با غذا

يكي از مهم ترين بخش هاي صنعتي تمام كشورها صنايع غذايي است. با كمبود منابع غذايي و افزايش جمعيت، توسعه اين بخش از صنعت ضروري به نظر مي رسد. كشور ما از جمله وارد كنندگان محصولات كشاورزي و اگر امروز به فكر توليد و فرآوري غذا نباشيم، واردات اين محصولات در آينده افزايش خواهد يافت.
تفاوت اصلي فناوري نانو با ساير فناوري ها در مقياس مواد و ساختارهايي است كه در اين فناوري استفاده مي شود. عناصر پايه در حقيقت همان عناصر در مقايس نانو هستند كه خواص آنها در مقياس نانو با خواصشان در مقياس بزرگ تر فرق مي كند. عناصر پايه عبارتند از: نانو ذرات، نانو كپسول، نانو لوله هاي كربني، نانو كامپوزيت و...

نانو ذرات
اولين و مهم ترين عناصر پايه، نانو ذرات ها و متداول ترين آنها نانو ذرات نيمه رسانا، نانو ذرات سراميكي و نانو ذرات فلزي هستند. نانو ذرات در اندازه پايين را نانو خوشه مي گويند. كه در بسته بندي مواد غذايي، ظروف نگهداري مواد غذايي، از بين بردن زير ساختارهاي زنده و توليد روغن هايي كه سريع تر داغ مي شوند، كاربرد دارند.

نانو كپسول
به هر نانو ذره اي كه يك پوسته و يك فضاي خالي در آن باشد نانو كپسول گفته مي شود. نانو كپسول در طبيعت نيز توليد مي شوند و به دو دسته پليمري و نانو امولسيون ها تقسيم مي شوند. فرايند نانو كپسوله كردن به اين معني است كه اين امكان وجود دارد كه مواد غذايي مفيد براي بدن، بدون اين كه در فرايند ساخت در كارخانه و يا هنگام پخت و پز در آشپزخانه و يا توسط آنزيم هاي دهان و معده از بين بروند، به طور مستقيم وارد جريان خون شده و جذب بدن مي شود. اين كار حتي مانع از دفع بدون جذب ويتامين هاي مواد غذايي مي شود. يكي مزاياي نانو كپسوله كردن اين است كه مواد غذايي مفيد ولي با طعم هاي نامطبوع مانند روغن ماهي را مي توان از طريق اين كپسول ها بدون احساس مزه ناخوشايند به غذا اضافه كرد. از جمله كاربردهاي آن عبارتند از: ساختن مواد غذايي كاربردي و تعاملي، رساندن مواد مغذي به بدن، ارسال تركيب هاي چربي گياهي براي جايگزيني چربي گوشت قرمز در غذا.

نانو لوله هاي كربني
از صفحات كربن به ضخامت يك اتم و به شكل استوانه تو خالي ساخته شده اند، از فولاد سخت تر و از آلومينيوم سبك تر هستند و ضريب هدايت بيشتري نسبت به مس دارند نانو لوله هاي كربني به دو دسته تك جداره و چند جداره تقسيم مي شوند. مهم ترين كاربرد آنها، توليد نانو حسگرهايي است كه در صنايع غذايي به كار مي روند و تشخيص فساد مواد غذايي، تشخيص ميكروب هاي مضر، تشخيص مواد شيميايي مضر و سم ها در مواد غذايي را ممكن مي سازد. همچنين با استفاده از آنها مي توان، حسگرهاي بويايي و چشايي الكترونيكي توليد كرد.

نانو كامپوزيت ها
استفاده از نانو كامپوزيت هاي زيستي براي بسته بندي غذا نه تنها غذا را حفظ مي كند و طول عمر آن را افزايش مي دهد، بلكه در حفظ محيط زيست مفيد است. اكثر مواد بسته بندي معمولي از مواد پلاستيكي غير قابل بازيافتي هستند كه آلودگي محيط زيست را افزايش مي دهد. براي توليد اين پلاستيك ها از سوخت هاي فسيلي استفاده مي شود. از نانو كامپوزيت هاي خاك رس نيز مي توان براي توليد مواد اوليه بطري هاي نوشابه استفاده كرد. مهم ترين خصوصيت اين مواد، خاصيت بازدارندگي و به حداقل رساندن خروج گاز دي اكسيد كربن در اين نوشيدني ها است.

كاربردهاي فناوري نانو در صنايع غذايي
كاربردي فناوري نانو در غذا و صنايع غذايي را مي توان به پنج دسته زير تقسيم بندي كرد:
- توليد غذا
- بهبود طعم و رنگ
- سلامت غذا
- بسته بندي
- نگهداري غذا

توليد غذا
در بخش توليد مي توان در صنعت كشاورزي و هم چنين در ابداع روش هاي جديد براي توليد غذا از اين فناوري بهره گرفت. مانند: به كارگيري نانو حسگرها در شناسايي آفت كش ها، توليد آفت كش هاي بي خطر، آنتي بيوتيك ها و ژن هاي گوناگون گياهان، كاهش اثرات منفي آفت كش هاي موجود از جمله كاربردهاي نانو فناوري در اين بخش است.

بهبود طعم و رنگ غذا
متخصصان صنايع غذايي به كمك فناوري نانو توانسته اند در مواد غذايي مختلف خواصي ايجاد كنند كه مصرف كننده طعم و بوي خاص احساس كند. مثلاً سس كم چربي توليد كرده اند كه مزه چربي مي دهد در حالي كه چربي ندارد.

سلامت غذا

براي اطمينان از سلامت غذايي، پژوهشگران در پروژه اي از نانو حسگرهاي قابل حمل براي يافتن مواد شيميايي مضر، پاتوژن ها و سم ها در مواد غذايي استفاده كرده اند، با اين كار، ديگر نيازي به فرستادن نمونه هاي مواد غذايي به آزمايشگاه براي تشخيص سلامت و كيفيت محصول در كشتزارها و كشتارگاه ها نيست. همچنين اين پروژه، در حال توسعه به كارگيري زيست تراشه هاي دي ان اي براي كشف پاتوژنهاست. اين روش مي تواند در تشخيص باكتري هاي مضر و متفاوت موجود در گوشت يا ماهي و يا قارچ هاي ميوه مؤثر باشد. اين پروژه در نظر دارد با گسترش ميكروحسگرهاي رشته اي، بتواند آفت كش هاي ميوه و سبزيجات را به همان خوبي كه شرايط محيطي كشتزارها را كنترل مي كند تشخيص دهد. اين نوآوري به نام حسگرهاي Good Food ناميده مي شود.

بسته بندي
بسته بندي چهره كالاست و به همراه مواردي مانند طرح و نام تجاري و كيفيت به نحوي با هم تركيب مي شوند تا كالا به راحتي معرفي شود. بسته بندي در واقع اولين ارتباط مشتري با محصول است. بيشترين كاربردي كه نانو در صنعت غذايي دارد مربوط به بسته بندي است.

بسته بندي نانويي:
 1-محصول را از صدمات فيزيكي و آلودگي ها حفظ مي كند.
2-با كارايي وسيع و مؤثر در برابر انواع زير ساختارهاي زنده مي توانند باعث افزايش عمر مفيد و ماندگاري دراز مدت محصول شوند.
3-كيفيت ضد ميكروبي و خواص ممانعتي آن، بهداشت بهتر، كنترل بيشتر، ممانعت از بي رنگي و خسارت كمتر به ساختار آن را باعث مي شود.
4-استحكام در مقابل حرارت. يعني از فساد و پلاسيدگي ميوه ها و سبزي ها در دماي بالا جلوگيري مي كند.
5-زمان ماندگاري محصولات در بسته بندي هاي نانو از سه يا چهار روز به دو تا سه هفته در شرايط دماي محيط بيرون از يخچال افزايش مي يابد.

بسته بندي هاي نانويي به دو دسته تقسيم مي شود:
الف) بسته بندي كنترل كننده مواد غذايي با استفاده از نانو ذرات. اكسيژن مسئله سازترين عامل در بسته بندي مواد غذايي است زيرا اين عنصر باعث فساد چربي مواد غذايي و هم چنين باعث تغيير در رنگ آنها مي شود. در اين نوع بسته بندي ها، نانوذرات به صورت زيگزاگ قرار گرفته اند و مانند سدي مانع از نفوذ اكسيژن مي شوند. به بيان ديگر مسيري كه گاز بايد براي ورود به بسته طي كند طولاني مي شود. به همين خاطر مواد غذايي در اين بسته ها تازگي خود را بيشتر حفظ مي كنند.
ب) بسته بندي هوشمند. در اين نوع بسته بندي كه براي افزايش عمر مفيد محصول هاي غذايي است، سيستم هاي بسته بندي قادر خواهد بود پارگي ها و سوراخ هاي كوچك را با توجه به شرايط محيطي (مانند تغييرات دما و رطوبت) ترميم و مصرف كننده را از فساد مواد غذايي آگاه سازند. در اين نوع بسته بندي نانوحسگرهايي وجود دارد كه نسبت به گازهايي كه از مواد غذايي آزاد و موجب فساد مي شوند به شدت حساس بوده و تغيير رنگ مي دهند. اين تغيير رنگ علامت واضحي از سلامت يا فساد مواد غذايي است. اين سيستم به مراتب دقيق تر و مطمئن تر از فروش با تاريخ مصرف است.

نگهداري غذا
الف- ضدعفوني و ميكروب زدايي سطوح: نانو مي تواند با جابه جا كردن سطح پوشش مواد، از ورود هر نوع زير ساختارهاي زنده يا ميكروب به غذا جلوگيري كند و سبب ضدعفوني شدن سطوح غذاها شود.
ب- حفاظت ضد اكسيدان ها: با استفاده از نانو حفره ها مي توان از خراب شدن مواد بي ثباتي مثل آنتي اكسيدان هاي حساس از جمله ويتامين هاي A، D، E و امگا 3 جلوگيري كرد.
ج- دست كاري و كنترل فعاليت آنزيم ها: نانو حفره ها مي تواند در شناسايي و طراحي ساختمان آنزيم ها و كنترل سوخت و ساز آنها با تغيير در ساختار و افزودن ذرات فعال به مواد غذايي استفاده شود.

نويسندگان: زهرا اكبري، جواد صفري
منبع: نشريه دانشمند، شماره 581.

عناصر شيميايي مختلف داراي خصوصيات و كاربرهاي مختلفي در زمينه هاي گوناگون مي باشند، يكي از اين عناصر كادميم بوده كه از اين عنصر در صنايع گوناگون از جمله انرژي هسته اي استفاده هاي گوناگوني مي شود.

خصوصيات

كادميم يك عنصر شيميايي با نماد Cd و عدد اتمي 48 است. كادميم فلزي دو ظرفيتي است نرم ، چكش خوار ، انعطاف پذير و به رنگ سفيد مايل به آبي كه با چاقو به راحتي بريده مي شود.اين عنصر از بسياري جهات شبيه روي است.در گروه 12 جدول تناوبي بين روي و جيوه قرار دارد در به حالت اكسيد +2 در طبيعت يافت شده و همانند جيوه درجه ذوب پاييني دارد، اين عنصر در سال 1817 توسط دو دانشمند آلماني به نامهاي استرومير(Stromeyer) و هرمان (Herman) در ناخالصي كربنات روي يافت شد.بر خلاف ديگر فلزات، كادميم در برابر زنگزدگي مقاوم بوده و در نتيجه به عنوان يك لايه محافظ زنگزدگي بر روي ديگر فلزات استفاده مي شود، قابل حل در آب نبوده و قابل اشتعال نيست.

كاربردهاي كادميوم در صنايع
كادميم كاربردهاي زيادي در صنعت دارد كه يكي از مهمترين آنها در صنعت باتري سازي است.در سال 2009، 86% استفاده كادميم در توليد باتريهاي شارژي نيكل- كادميم بوده.ديگر موارد كاربرد اين فلز مي توان به موارد زير اشاره كرد:
* آبكاري الكتريكي كادميم كه در صنايع هوايي براي جلوگيري از زنگزدگي به كار گرفته مي شود.
* در بعضي از نيمه رساناها همانند سولفيد كادميم، سلنيد كادميم و تلوريد كادميم بعنوان حسگر نوري يا سلول هاي خورشيدي استفاده مي شود.
* در توليدPVC بعنوان يك تثبيت كننده عمل مي كند.
* در انواع لحيم كاري مورد استفاده قرار مي گيرد.

* در توليد رنگدانه ها: سولفيد كادميم در رنگدانه زرد ،سلنيد كادميم در رنگدانه قرمز استفاده مي شود.اين رنگدانه ها سمي بوده و در هنگام استفاده بايد مراقب دست و پوست بوده تا جذب بدن نشود.
* در بيولوژي بعنوان كانالهاي وابسته به ولتاژ كلسيم از شار يوني كلسيم استفاده مي شود.
ايزوتوپهاي ساخته شده كادميم مي توان به 109 cd اشاره كرد كه نيمه عمر 462.6 روز دارد و در «ميله هاي كنترلي» موجود در تاسيسات راكتورها بعنوان مانعي براي كنترل نوترون ها در شكافت هسته اي مورد استفاده قرار مي گيرد

ايزوتوپ ها
در حالت طبيعي كادميم داراي هشت ايزوتوپ مي باشد.براي دوتا از آنها راديواكتيويته به طور طبيعي مشاهده شده و سه تا از آنها احتمالاً داراي راديواكتيو بوده اما واپاشي آنها هرگز مشاهده نشده، دو ايزوتوپ راديو اكتيو دار طبيعي 113Cd(واپاشي بتا و نيمه عمر 7.7 أ— 1015 سال ( و116Cd (واپاشي بتا و نيمه عمر 2.9 أ— 1019 سال) ،سهايزوتوپراديواكتيوديگركهواپاشي در آنها مشاهده نشده ، 106Cd ، 108Cd ، 114Cd هستند و سه ايزوتوپ غير راديواكتيو و پايدار 110cd، cd 111 وcd 112 مي باشند.ايزوتوپهاي ساخته شده كادميم مي توان به 109 cd اشاره كرد كه نيمه عمر 462.6 روز دارد و در «ميله هاي كنترلي» موجود در تاسيسات راكتورها بعنوان مانعي براي كنترل نوترون ها در شكافت هسته اي مورد استفاده قرار مي گيرد.

ميله هاي كنترلي
اين ميله ها از عناصري ساخته مي شوند كه قابليت جذب نوترون هاي زيادي را داشته در عين حال خودشان شكافت هسته اي نداشته باشند. ميله هاي كنترلي در راكتورهاي هسته اي براي سنجش ميزان شكافت اورانيوم و پلوتونيوم مورد استفاده قرار مي گيرند.ميله هاي كنترلي اغلب به صورت عمودي در داخل هسته راكتورها جاي مي گيرند.
عناصر شيميايي اصلي كه براي اين منظور مورد استفاده قرار مي گيرد نقره، اينيديم و كادميم بوده و عناصر ديگري نيز به طور جزيي مورد استفاده قرار ميگيرد.انتخاب ماده مورد نظر تاثير بسزايي در انرژي نوترونها در راكتور ها و مقاومت در برابر افزيش نوترونها و خاصيت هاي مكانيكي و طول عمر آنها دارد.
ميله هاي كادميم- اينديم- نقره به طور معمول 80% نقره،15% اينديم و 5% كادميم هستند كه در راكتورهاي( PWR (Pressurized water reactorsمورد استفاده قرار مي گيرند

عناصر ديگري شامل بورون و هافنيم جذب نوترون خوبي دارند نيز مورد استفاده قرار مي گيرند.
در طراحي اكثر راكتورها يكي از نكات ايمني مربوط به ميله هاي كنترلي است.ميله هاي كنترلي توسط ميدان الكترومغناطيس به ماشين آلات بالابرنده چسبانده شده تا يك به هم پيوستگي مستقيم نيز داشته باشند، دليل اين نوع طراحي اين است كه اگر در حادثه اي برق نيروگاه قطع شود يا اگر ماشين آلات بالا برنده دچار نقص شوند ميلهاي كنترلي به سمت زمين سقوط كرده و در داخل ستون رفته و مانع واكنش مي شوند.البته يك استثنا قابل ذكر براي اينگونه ايمني ها، در راكتورهاي BWR است كه آنها مستلزم داشتن يك سيستم هيدروليكي و همچنين استفاده از آب در يك مخزن كه با فشار بالاي نيتروژن كار مي كند در زمان ضروري خاموشي براي ميله هاي كنترلي مي باشند.
مديريت نامناسب يا شكست ميله هاي كنترلي باعث بوجود آمدن پيامدهاي ناگواري در راكتورها خواهد شد.همانند انفجار SL-1 و حادثه چرنوبيل.
قابل ذكر است كه SL-1 يكي از آزمايشهاي اتمي ارتش آمريكا در سال 1961 بوده كه سه نفر جان خود را در آن از دست دادند.دليل اصلي اين حادثه معيوب بودن ميله هاي كنترلي براي جذب نوترون هاي داخل هسته راكتور بود.و حادثه چرنوبيل هم در سال 1986 در اوكراين اتفاق اقتاد كه بزرگترين فاجعه انفجار راكتورهاي اتمي دنيا است.

منابع:
Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds, in Handbook of Chemistry and Physics 81st edition, CRC press.
National Research Council (U.S.), Panel on Cadmium, Committee on Technical Aspects of Critical and Strategic Material (1969)
"Cadmium Environmental Concerns".PVC handbook.Hanser Verlag.p.149.ISBN 9781569903797.
"Control Materials".Web.mit.edu.Retrieved 2010-08-14.

شايد شما هم از آن دسته كساني باشيد كه دل خوشي از اي ميل ها و پيام هاي كوتاه ناخواسته و تبليغاتي كه به تعداد فراوان به آدرس اي ميل يا تلفن همراهتان ارسال مي شود، نداريد، اما بدانيد كه در پنج سال آينده چنين اي ميل ها و پيام هايي شكل نظام مند و هدفمندي به خود خواهند گرفت و براساس علايق، نيازها و اولويت هاي شما برايتان ارسال مي شوند.تصور كنيد كه پيام مربوط به فروش بليط كنسرت گروه موسيقي مورد علاقه شما در اولين فرصت براي شما فرستاده مي شود و شما جزو اولين كساني هستيد كه قادر به خريداري آن هستيد و يا فكرش را بكنيد كه هشدار مربوط به يك طوفان شديد كه موجب لغو شدن پروازها، از جمله پروازي كه شما چند هفته قبل رزرو كرده ايد، به موقع براي شما ارسال شود و شما بتوانيد به موقع براي يافتن وسيله اي ديگر براي رساندن خود به مقصد اقدام كنيد.
مهندسان شركت آي بي ام در حال كار بر روي فناوري هاي هوشمندي هستند كه قادرند با جمع آوري، تحليل و پردازش اطلاعات مربوط به علايق، اولويت ها و نيازهاي افراد پيام هاي مفيد و موردنياز را براي آنها ارسال و در كوتاه ترين زمان به آنها اطلاع رساني كنند.با كمك چنين فناوري هايي، شما قادر خواهيد بود تا هر آنچه را كه دوست داريد يا بدان نيازمنديد، دريافت داريد بدون اين كه به دنبال آن برويد.در اين حالت، به جاي اين كه شما به دنبال اطلاعات بگرديد، اطلاعات به دنبال شما مي آيد.

منبع: آي بي ام.كام ،نشريه دانشمند، شماره 584

عناصر شيميايي مختلف داراي خصوصيات و كاربرهاي مختلفي در زمينه هاي گوناگون مي باشند، يكي از اين عناصر كادميم بوده كه از اين عنصر در صنايع گوناگون از جمله انرژي هسته اي استفاده هاي گوناگوني مي شود.

خصوصيات

كادميم يك عنصر شيميايي با نماد Cd و عدد اتمي 48 است. كادميم فلزي دو ظرفيتي است نرم ، چكش خوار ، انعطاف پذير و به رنگ سفيد مايل به آبي كه با چاقو به راحتي بريده مي شود.اين عنصر از بسياري جهات شبيه روي است.در گروه 12 جدول تناوبي بين روي و جيوه قرار دارد در به حالت اكسيد +2 در طبيعت يافت شده و همانند جيوه درجه ذوب پاييني دارد، اين عنصر در سال 1817 توسط دو دانشمند آلماني به نامهاي استرومير(Stromeyer) و هرمان (Herman) در ناخالصي كربنات روي يافت شد.بر خلاف ديگر فلزات، كادميم در برابر زنگزدگي مقاوم بوده و در نتيجه به عنوان يك لايه محافظ زنگزدگي بر روي ديگر فلزات استفاده مي شود، قابل حل در آب نبوده و قابل اشتعال نيست.

كاربردهاي كادميوم در صنايع
كادميم كاربردهاي زيادي در صنعت دارد كه يكي از مهمترين آنها در صنعت باتري سازي است.در سال 2009، 86% استفاده كادميم در توليد باتريهاي شارژي نيكل- كادميم بوده.ديگر موارد كاربرد اين فلز مي توان به موارد زير اشاره كرد:
* آبكاري الكتريكي كادميم كه در صنايع هوايي براي جلوگيري از زنگزدگي به كار گرفته مي شود.
* در بعضي از نيمه رساناها همانند سولفيد كادميم، سلنيد كادميم و تلوريد كادميم بعنوان حسگر نوري يا سلول هاي خورشيدي استفاده مي شود.
* در توليدPVC بعنوان يك تثبيت كننده عمل مي كند.
* در انواع لحيم كاري مورد استفاده قرار مي گيرد.

* در توليد رنگدانه ها: سولفيد كادميم در رنگدانه زرد ،سلنيد كادميم در رنگدانه قرمز استفاده مي شود.اين رنگدانه ها سمي بوده و در هنگام استفاده بايد مراقب دست و پوست بوده تا جذب بدن نشود.
* در بيولوژي بعنوان كانالهاي وابسته به ولتاژ كلسيم از شار يوني كلسيم استفاده مي شود.
ايزوتوپهاي ساخته شده كادميم مي توان به 109 cd اشاره كرد كه نيمه عمر 462.6 روز دارد و در «ميله هاي كنترلي» موجود در تاسيسات راكتورها بعنوان مانعي براي كنترل نوترون ها در شكافت هسته اي مورد استفاده قرار مي گيرد

ايزوتوپ ها
در حالت طبيعي كادميم داراي هشت ايزوتوپ مي باشد.براي دوتا از آنها راديواكتيويته به طور طبيعي مشاهده شده و سه تا از آنها احتمالاً داراي راديواكتيو بوده اما واپاشي آنها هرگز مشاهده نشده، دو ايزوتوپ راديو اكتيو دار طبيعي 113Cd(واپاشي بتا و نيمه عمر 7.7 أ— 1015 سال ( و116Cd (واپاشي بتا و نيمه عمر 2.9 أ— 1019 سال) ،سهايزوتوپراديواكتيوديگركهواپاشي در آنها مشاهده نشده ، 106Cd ، 108Cd ، 114Cd هستند و سه ايزوتوپ غير راديواكتيو و پايدار 110cd، cd 111 وcd 112 مي باشند.ايزوتوپهاي ساخته شده كادميم مي توان به 109 cd اشاره كرد كه نيمه عمر 462.6 روز دارد و در «ميله هاي كنترلي» موجود در تاسيسات راكتورها بعنوان مانعي براي كنترل نوترون ها در شكافت هسته اي مورد استفاده قرار مي گيرد.

ميله هاي كنترلي
اين ميله ها از عناصري ساخته مي شوند كه قابليت جذب نوترون هاي زيادي را داشته در عين حال خودشان شكافت هسته اي نداشته باشند. ميله هاي كنترلي در راكتورهاي هسته اي براي سنجش ميزان شكافت اورانيوم و پلوتونيوم مورد استفاده قرار مي گيرند.ميله هاي كنترلي اغلب به صورت عمودي در داخل هسته راكتورها جاي مي گيرند.
عناصر شيميايي اصلي كه براي اين منظور مورد استفاده قرار مي گيرد نقره، اينيديم و كادميم بوده و عناصر ديگري نيز به طور جزيي مورد استفاده قرار ميگيرد.انتخاب ماده مورد نظر تاثير بسزايي در انرژي نوترونها در راكتور ها و مقاومت در برابر افزيش نوترونها و خاصيت هاي مكانيكي و طول عمر آنها دارد.
ميله هاي كادميم- اينديم- نقره به طور معمول 80% نقره،15% اينديم و 5% كادميم هستند كه در راكتورهاي( PWR (Pressurized water reactorsمورد استفاده قرار مي گيرند

عناصر ديگري شامل بورون و هافنيم جذب نوترون خوبي دارند نيز مورد استفاده قرار مي گيرند.
در طراحي اكثر راكتورها يكي از نكات ايمني مربوط به ميله هاي كنترلي است.ميله هاي كنترلي توسط ميدان الكترومغناطيس به ماشين آلات بالابرنده چسبانده شده تا يك به هم پيوستگي مستقيم نيز داشته باشند، دليل اين نوع طراحي اين است كه اگر در حادثه اي برق نيروگاه قطع شود يا اگر ماشين آلات بالا برنده دچار نقص شوند ميلهاي كنترلي به سمت زمين سقوط كرده و در داخل ستون رفته و مانع واكنش مي شوند.البته يك استثنا قابل ذكر براي اينگونه ايمني ها، در راكتورهاي BWR است كه آنها مستلزم داشتن يك سيستم هيدروليكي و همچنين استفاده از آب در يك مخزن كه با فشار بالاي نيتروژن كار مي كند در زمان ضروري خاموشي براي ميله هاي كنترلي مي باشند.
مديريت نامناسب يا شكست ميله هاي كنترلي باعث بوجود آمدن پيامدهاي ناگواري در راكتورها خواهد شد.همانند انفجار SL-1 و حادثه چرنوبيل.
قابل ذكر است كه SL-1 يكي از آزمايشهاي اتمي ارتش آمريكا در سال 1961 بوده كه سه نفر جان خود را در آن از دست دادند.دليل اصلي اين حادثه معيوب بودن ميله هاي كنترلي براي جذب نوترون هاي داخل هسته راكتور بود.و حادثه چرنوبيل هم در سال 1986 در اوكراين اتفاق اقتاد كه بزرگترين فاجعه انفجار راكتورهاي اتمي دنيا است.

منابع:
Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds, in Handbook of Chemistry and Physics 81st edition, CRC press.
National Research Council (U.S.), Panel on Cadmium, Committee on Technical Aspects of Critical and Strategic Material (1969)
"Cadmium Environmental Concerns".PVC handbook.Hanser Verlag.p.149.ISBN 9781569903797.
"Control Materials".Web.mit.edu.Retrieved 2010-08-14.

شايد شما هم از آن دسته كساني باشيد كه دل خوشي از اي ميل ها و پيام هاي كوتاه ناخواسته و تبليغاتي كه به تعداد فراوان به آدرس اي ميل يا تلفن همراهتان ارسال مي شود، نداريد، اما بدانيد كه در پنج سال آينده چنين اي ميل ها و پيام هايي شكل نظام مند و هدفمندي به خود خواهند گرفت و براساس علايق، نيازها و اولويت هاي شما برايتان ارسال مي شوند.تصور كنيد كه پيام مربوط به فروش بليط كنسرت گروه موسيقي مورد علاقه شما در اولين فرصت براي شما فرستاده مي شود و شما جزو اولين كساني هستيد كه قادر به خريداري آن هستيد و يا فكرش را بكنيد كه هشدار مربوط به يك طوفان شديد كه موجب لغو شدن پروازها، از جمله پروازي كه شما چند هفته قبل رزرو كرده ايد، به موقع براي شما ارسال شود و شما بتوانيد به موقع براي يافتن وسيله اي ديگر براي رساندن خود به مقصد اقدام كنيد.
مهندسان شركت آي بي ام در حال كار بر روي فناوري هاي هوشمندي هستند كه قادرند با جمع آوري، تحليل و پردازش اطلاعات مربوط به علايق، اولويت ها و نيازهاي افراد پيام هاي مفيد و موردنياز را براي آنها ارسال و در كوتاه ترين زمان به آنها اطلاع رساني كنند.با كمك چنين فناوري هايي، شما قادر خواهيد بود تا هر آنچه را كه دوست داريد يا بدان نيازمنديد، دريافت داريد بدون اين كه به دنبال آن برويد.در اين حالت، به جاي اين كه شما به دنبال اطلاعات بگرديد، اطلاعات به دنبال شما مي آيد.

منبع: آي بي ام.كام ،نشريه دانشمند، شماره 584

در جامعه جهاني امروز، دسترسي به اطلاعات، مهم ترين عامل تعيين كننده در رشد اقتصادي و توسعه جوامع محسوب مي شود.به عقيده صاحب نظران بين المللي، در پنج سال آينده و با گسترش فناوري هاي ارتباطي و اطلاعاتي در سرتاسر جهان، از شكاف اطلاعاتي موجود بين كشورهاي غني و فقير كاسته خواهد شد و مردم كشورهاي توسعه نيافته نيز خواهند توانست با دسترسي كافي به اطلاعات، از فقر و عقب ماندگي فرهنگي، فكري، اجتماعي و اقتصادي خارج شوند.در اين ميان، فناوري هاي مرتبط با تلفن همراه، نقش تعيين كننده در كاهش شكاف اطلاعاتي در جهان ايفا خواهد كرد.

امروزه بيش از 7 ميليارد انسان بر روي كره زمين زندگي مي كنند و پيش بيني مي شود طي پنج سال آينده تا 5/6 ميليارد تلفن همراه در جهان به فروش برسد و اين يعني دسترسي بيش از 80 درصد جمعيت جهان به تلفن همراه و فناوري هاي مرتبط با آن.به عقيده كارشناسان، هرچه تلفن هاي همراه، با قيمت پايين تري در اختيار افراد قرار بگيرد طيف گسترده تري از افراد حتي اگر از محدوديت هايي همچون بي سوادي و فقر رنج مي برند، خواهند توانست از مزاياي اطلاعاتي آن بهره مند شوند.در يكي از برنامه هاي اجتماعي شركت آي بي ام در هند، تعداد قابل توجهي تلفن همراه در اختيار روستاييان هندي ساكن مناطق دورافتاده و محروم اين كشور قرار داده شد كه بسياري از آنها بي سواد و ناتوان از استفاده از اينترنت يا كتاب و روزنامه بودند.بررسي ها نشان داد كه اين روستاييان توانستند با ضبط و ارسال پيام هاي صوتي شان از طريق تلفن همراه در مورد مسائل مختلف به همديگر اطلاع رساني كنند و بهبود قابل توجهي در زندگي شان به وجود آورند.

به عنوان مثال، آنها توانستند با آگهي يافتن از پيش بيني وضعيت آب و هوايي، فرايند كاشت محصولات كشاورزي شان را تنظيم كنند و با كمك اطلاعاتي كه از نهادهاي محلي مرتبط با كشاورزي يا دامداري و به صورت پيام هاي صوتي تلفن همراه دريافت مي داشتند،‌ بهره وري و بازدهي كارشان را افزايش دهند.در اين برنامه اطلاعات گوناگوني چون بهترين زمان براي برداشت و فروش محصول، توصيه هاي زيست محيطي و غيره به صورت پيام هاي صوتي در اختيار كشاورزان و اهالي روستا قرار مي گرفت و كمك زيادي به ارتقاي استانداردهاي زندگي آنها كرد.بنابراين، چنين به نظر مي رسد كه با افزايش سطح دسترسي افراد در جوامع رو به رشد به فناوري هاي تلفن همراه مي توان اطلاعات ارزشمندي را در اختيار آنان قرار داد و راه حل هاي مفيدي را براي مقابله با مشكلات روزمره آنها ارائه كرد از جمله براي تجارت و داد و ستد كالا يا ارائه مشاوره هاي پزشكي با استفاده از تلفن همراه ارائه كرد.

يكي از ايده هاي موردعلاقه بينندگان فيلم هاي علمي- تخيلي، خواندن ذهن افراد و آگاهي يافتن از فكر آنها بوده است كه به زودي به واقعيت مي پيوندد.
هم اكنون، دانشمندان شركت آي بي ام در حال مطالعه بر روي روش هاي ايجاد پيوند بين مغز انسان ها با وسايلي چون رايانه و تلفن هاي همراه هستند و به نظر مي رسد به زودي اين امكان براي كاربران اين دستگاه ها فراهم شود تا بتوانند فقط با فكر كردن به يك فرمان(به عنوان مثال، كليك كردن بر روي يك گزينه را برقراري تماس با شماره اي خاص) به رايانه يا تلفن همراه دستور دهند تا آن كار را انجام دهد.
تاكنون، دانشمندان موفق شده اند گوشي هاي مخصوصي طراحي كنند كه مجهز به حسگرهاي پيشرفته اي هستند و مي توانند فعاليت هاي الكتريكي مغز يا حركات چهره را شناسايي و درك كرده و آنها را تبديل به فرمان نمايند.در پنج سال آينده چنين فناوري هايي ابتدا در صنعت بازي هاي رايانه اي و سرگرمي به كار گرفته خواهند شد و سپس وارد عرصه هاي جدي تري چون پزشكي مي شوند.
پژوهشگران عرصه مهندسي پزشكي و تجهيزات درماني اميدوارند با استفاده از فناوري هاي جديد بتوان تجهيزات پيشرفته اي را توليد كرد كه امكان جلوگيري از سكته قلبي و مغزي و ساير نافرماني ها و نارسايي هاي اعضاي بدن را فراهم آورند.

در جامعه جهاني امروز، دسترسي به اطلاعات، مهم ترين عامل تعيين كننده در رشد اقتصادي و توسعه جوامع محسوب مي شود.به عقيده صاحب نظران بين المللي، در پنج سال آينده و با گسترش فناوري هاي ارتباطي و اطلاعاتي در سرتاسر جهان، از شكاف اطلاعاتي موجود بين كشورهاي غني و فقير كاسته خواهد شد و مردم كشورهاي توسعه نيافته نيز خواهند توانست با دسترسي كافي به اطلاعات، از فقر و عقب ماندگي فرهنگي، فكري، اجتماعي و اقتصادي خارج شوند.در اين ميان، فناوري هاي مرتبط با تلفن همراه، نقش تعيين كننده در كاهش شكاف اطلاعاتي در جهان ايفا خواهد كرد.

امروزه بيش از 7 ميليارد انسان بر روي كره زمين زندگي مي كنند و پيش بيني مي شود طي پنج سال آينده تا 5/6 ميليارد تلفن همراه در جهان به فروش برسد و اين يعني دسترسي بيش از 80 درصد جمعيت جهان به تلفن همراه و فناوري هاي مرتبط با آن.به عقيده كارشناسان، هرچه تلفن هاي همراه، با قيمت پايين تري در اختيار افراد قرار بگيرد طيف گسترده تري از افراد حتي اگر از محدوديت هايي همچون بي سوادي و فقر رنج مي برند، خواهند توانست از مزاياي اطلاعاتي آن بهره مند شوند.در يكي از برنامه هاي اجتماعي شركت آي بي ام در هند، تعداد قابل توجهي تلفن همراه در اختيار روستاييان هندي ساكن مناطق دورافتاده و محروم اين كشور قرار داده شد كه بسياري از آنها بي سواد و ناتوان از استفاده از اينترنت يا كتاب و روزنامه بودند.بررسي ها نشان داد كه اين روستاييان توانستند با ضبط و ارسال پيام هاي صوتي شان از طريق تلفن همراه در مورد مسائل مختلف به همديگر اطلاع رساني كنند و بهبود قابل توجهي در زندگي شان به وجود آورند.

به عنوان مثال، آنها توانستند با آگهي يافتن از پيش بيني وضعيت آب و هوايي، فرايند كاشت محصولات كشاورزي شان را تنظيم كنند و با كمك اطلاعاتي كه از نهادهاي محلي مرتبط با كشاورزي يا دامداري و به صورت پيام هاي صوتي تلفن همراه دريافت مي داشتند،‌ بهره وري و بازدهي كارشان را افزايش دهند.در اين برنامه اطلاعات گوناگوني چون بهترين زمان براي برداشت و فروش محصول، توصيه هاي زيست محيطي و غيره به صورت پيام هاي صوتي در اختيار كشاورزان و اهالي روستا قرار مي گرفت و كمك زيادي به ارتقاي استانداردهاي زندگي آنها كرد.بنابراين، چنين به نظر مي رسد كه با افزايش سطح دسترسي افراد در جوامع رو به رشد به فناوري هاي تلفن همراه مي توان اطلاعات ارزشمندي را در اختيار آنان قرار داد و راه حل هاي مفيدي را براي مقابله با مشكلات روزمره آنها ارائه كرد از جمله براي تجارت و داد و ستد كالا يا ارائه مشاوره هاي پزشكي با استفاده از تلفن همراه ارائه كرد.

يكي از ايده هاي موردعلاقه بينندگان فيلم هاي علمي- تخيلي، خواندن ذهن افراد و آگاهي يافتن از فكر آنها بوده است كه به زودي به واقعيت مي پيوندد.
هم اكنون، دانشمندان شركت آي بي ام در حال مطالعه بر روي روش هاي ايجاد پيوند بين مغز انسان ها با وسايلي چون رايانه و تلفن هاي همراه هستند و به نظر مي رسد به زودي اين امكان براي كاربران اين دستگاه ها فراهم شود تا بتوانند فقط با فكر كردن به يك فرمان(به عنوان مثال، كليك كردن بر روي يك گزينه را برقراري تماس با شماره اي خاص) به رايانه يا تلفن همراه دستور دهند تا آن كار را انجام دهد.
تاكنون، دانشمندان موفق شده اند گوشي هاي مخصوصي طراحي كنند كه مجهز به حسگرهاي پيشرفته اي هستند و مي توانند فعاليت هاي الكتريكي مغز يا حركات چهره را شناسايي و درك كرده و آنها را تبديل به فرمان نمايند.در پنج سال آينده چنين فناوري هايي ابتدا در صنعت بازي هاي رايانه اي و سرگرمي به كار گرفته خواهند شد و سپس وارد عرصه هاي جدي تري چون پزشكي مي شوند.
پژوهشگران عرصه مهندسي پزشكي و تجهيزات درماني اميدوارند با استفاده از فناوري هاي جديد بتوان تجهيزات پيشرفته اي را توليد كرد كه امكان جلوگيري از سكته قلبي و مغزي و ساير نافرماني ها و نارسايي هاي اعضاي بدن را فراهم آورند.

امروزه ما براي استفاده از بسياري از خدمات بانكي، خريد، اينترنت و غيره از رمزهاي عبور متعددي استفاده مي كنيم و در بسياري موارد مجبوريم آنها را به طور دوره اي تغيير دهيم و به خاطر بسپاريم.اما در آينده اي نزديك، ديگر نيازي به ايجاد، تغيير و به ياد سپردن رمزهاي عبور نخواهد بود چرا كه سيستم هاي هوشمند و زيستي پيشرفته اي ابداع خواهند شد كه با استفاده از ويژگي هاي زيست شناسي منحصر به فرد هر كس، او را شناسايي و هويت او را مورد تأييد قرار مي دهند.

شما خواهيد توانست بدون نياز به وارد كردن شماره رمز، از دستگاه خودپرداز بانك پول برداشت كنيد، فقط كافي است كه در برابر دوربين مخصوص دستگاه خودپرداز بايستيد تا از مردمك چشمتان عكس برداري و پس از ارسال عكس به مركز اطلاعات، هويت شما را تأييد كند.شبيه همين امكان، در گوشي هاي تلفن همراه يا رايانه اي شخصي نيز به وجود خواهد آمد و شما مي توانيد بدون نياز به وارد كردن رمز عبور و فقط با قرار گرفتن در برابر دوربين مخصوص آنها، اجازه ورود به سيستم را پيدا كنيد.
علاوه بر اين، فناوري هاي زيستي جديدي در حال ورود به عرصه هستند كه قادرند با اسكن چهره و يا ضبط صداي افراد، آنها را به رمز عبور منحصر به فرد جهت استفاده از خدمات و وسايل الكترونيكي گوناگون تبديل كند.

چندي پيش، شركت آي بي ام، فهرستي از پنج نوآوري فوق العاده را منتشر كرد كه قادرند زندگي، كار و تعاملات ما را در پنج سال آينده دگرگون سازند.

اين نوآوري ها در شرف وقوع از بسياري جهات به فيلم ها و داستان هاي علمي- تخيلي مي مانند كه رنگ واقعيت به خود گرفته و در حال ورود به زندگي روزمره ما هستند. پنج نوآوري و فناوري برتر پنج سال آينده در پي مي آيد:

توليد انرژي با حركت افراد

هر چيزي كه حركت مي كند و قادر به توليد گرماست، اين توانايي را دارد كه انرژي قابل ذخيره به وجود آورد.انسان ها نيز مي توانند با راه رفتن، دويدن و ركاب زدن، انرژي توليد كنند.در پنج سال آينده، اين امكان فراهم خواهد آمد تا گرماي ناشي از كار كردن رايانه شما و يا انرژي نهفته در آب در حال حركت در داخل لوله ها، به انرژي تبديل شده و براي تأمين انرژي مورد نياز خانه ها، ادارات و شهرها، استفاده شود.

در آينده اي نزديك، شما خواهيد توانست با متصل كردن تجهيزات كوچك و سبكي به پاها و يا دوچرخه خود، انرژي موردنياز منزلتان را با راه رفتن يا دوچرخه سواري تأمين كنيد.هم اكنون، دانشمندان و پژوهشگران شركت اي بي ام در ايرلند در حال مطالعه براي يافتن راهي جهت به حداقل رساندن پيامدهاي زيست محيطي تبديل انرژي امواج اقيانوس ها به الكتريسيته هستند.
آري، در آينده اي نزديك، انرژي در همه جا و در شكل هاي گوناگون در اختيار ما قرار خواهد گرفت و ما را از وابستگي به يك يا چند منبع انرژي نجات خواهد داد.