فاز نهایی توسعه زمانی است که تولید انبوه صورت گرفته و تحقیقات برای بهبود و توسعه محصول ادامه مییابد.

پس از این فاز، فازهای دیگری نیز قابل تصور است (بلوغ بازار، انتهای چرخه عمر، و غیره)، اما این مراحل در تصاویر

زیرمد نظر قرار نگرفتهاند.

کلیاتی از کاربردهای فعلی (2005 )

در نمودار زیر کلیاتی از وضعیت فعلی توسعه کاربردهای مختلف مواد نانوحفرهای آمده است:

کلیاتی از وضعیت کاربردها در سال 2010

در نمودار زیر کلیاتی از وضعیت مورد انتظار برای کاربردهای مختلف مواد نانوحفرهای در سال 2010 آمده است.

طبیعی است که پس از پنج سال کاربردهای بسیار زیاد دیگری به ثمررسیده باشند.

علاوه بر اینها، کاربردهای دیگری که ممکن است به این لیست اضافه شوند (که البته باز هم محدود به این موارد نخواهد بود) عبارتند از: مواد نانوحفرهای ساختاری پیشرفته (قوی، سبک) این کاربردها تا سال 2010 حتی میتوانند تا مرحله تحقیق کاربردی هم رسیده باشند و علاوه بر آن کاربردهایی از قبیل کاتالیزورها، غشاها یا حسگرها، همچنان روند توسعه خود را طی خواهند کرد. در این سال مواد هیبریدی حوزه تمرکز اصلی فعالیتهای تحقیقی را تشکیل میدهند.

کلیاتی از وضعیت کاربردها در سال 2015

در نمودار زیر کلیاتی از وضعیت مورد انتظار مربوط به کاربردهای مختلف مواد نانوحفرهای در سال 2015 آمده است.   تا سال 2015 و با برطرف شدن تنگناهای علمی پایه، طیف وسیعی از کاربردهای جدید به مرحله عمل میرسد. این کاربردها که در نتیجة دقت بالای کنترل حفرهها پدید آمدهاند بیشتر به حوزة غشاها، الکترودها و حسگرها اختصاص خواهند داشت.

نمودار خطرات احتمالی بر حسب رشد بازار طی ده سال آینده

در نمودار زیر برآوردی از خطرات احتمالی فنی و بازاری برای تعداد منتخبی از کاربردها ارائه شده است. این برآورد برمبنای توسعة این کاربردها و بر حسب رشد تخمینی بازار آنها طی دهة آینده انجام شده است. هدف کلی از ارائه این نمودار مقایسة وضعیت نسبی کاربردهای مختلف است. بازار مربوط به برخی از کاربردهای مواد نانوحفرهای در حال حاضر صفر است در حالی که برخی دیگر حتی در حال حاضر نیز از بازار قابل توجهی برخوردار میباشند. به علاوه، مرحلة توسعة کاربردهای مختلف نیز بر برآورد خطر آنها تأثیر میگذارد، به طوری که هر چه یک کاربرد در مرحلة پیشرفتهتری باشد، خطر آن نیز کمتر است. نمودار زیربر اساس دادههای ارائه شده از سوی متخصصان شرکت کننده در پانل دلفی ترسیم شده است.   کاربردهای نشان داده شده در قسمت پائین سمت چپ این نمودار خطر کمتری داشته اما از آنجا که انتظار نمیرود طی دهة آینده بازار آنها رشد قابل توجهی بیابد، توجه کمتری را به خود جلب کردهاند. اما کاربردهای سمت راست و پائین نمودار (کاربردهای با خطربالا، رشد بازار کم) برای توسعة خود نیاز به حمایت دارند. با این حال جالب توجهترین کاربردها را در قسمت بالا و سمت چپ (با خطر کم و رشد بازار بالا) مشاهده میکنیم. قسمت بالا و سمت راست این نمودار هم به کاربردهایی مربوط میشود که در صورت توسعة موفقیتآمیز اگر چه خطر بالایی دارند، اما بازار آنها نیز از یک روند رشد نمایی برخوردار خواهد بود.

2-3-4-4 -جزئیات بیشتر از کاربردهای اصلی غشاها

از غشاهای نانوحفرهای میتوان در مواردی از قبیل جداسازی گاز، سنتز شیمیایی، تصفیه آب یا غشاء پیلهای سوختی استفاده نمود. نیازهای خاص این کاربردها به شرح زیرمیباشند:

• Uدر غشاهایی که برای جداسازی گاز (به عنوان مثال UCO2 )بکار میروند، به موادی دارای انتخابگری و

نفوذپذیری بالا نیاز داریم که خصوصاً در فشارها و دمای بالا (بخار) از پایداری مکانیکی خوبی برخوردار

باشند.

• غشاهای تبادل پروتون یا پیلهای سوختی اسید فسفریک، از نسبت افزایش یافته سطح به حجم برخوردارند

و میتوانند در دماهای بالا (تقریباً C P °120P به جای C °80 )کار کنند (به این ترتیب اثر معکوس گاز CO بر کاتالیست کاهش یافته و سینتیک واکنش افزایش مییابد) به این منظور لازم است تا در ساخت آنها از موادی استفاده شود که دارای پایداری حرارتی هستند (تا احتمال تجزیة آنها به حداقل برسد) و به این ترتیب رسانش پروتونی بالایی ایجاد گردد. همچنین در پیلهای سوختی که بخار متانول مستقیماً وارد آنها میشود، لازم است تا به منظور پیشگیری از نشست متانول از غشاء، اندازه حفرهها به خوبی کنترل شود.

• صنعت تولید مواد شیمیایی خالص به مواردی از قبیل ورودی بالا، سرمایهگذاری عمده و هزینه اجرای پائین، دوام طولانی و قابلیت اطمینان نیاز دارد.

• علاوه بر نیازهایی که در بالا به آن اشاره شد، کاربرد غشاها در علاج آسیبUهای زیستمحیطی Uنیازمند خواص جذب سطحی/جذبی بالا و استحکام در برابر شرایط نامساعد و آلودة زیستمحیطی است.

مزیت استفاده از فناوری نانو در این زمینه عبارتست از افزایش نسبت سطح به حجم، بهبود کنترل شکل حفرهها (که در غربالگری مولکولی مورد نیاز است)، اندازه و توزیع آنها، و فراهم آوردن امکان اصلاح مشخصههای فیزیکی و شیمیایی مواد (که تأثیرمستقیمی بر خواص جذب سطحی آن دارد). در شکلهای بخش 2-3-4-1 به طور خلاصه به تنگناهای کلی و اصلی موجود در راه توسعة مواد نانوحفرهای و غشاها اشاره شده است. دیگر موارد مورد اشارة متخصصان در زمینه غشاها هم عبارت بودند از: قابلیت بازتولید فرمولهایی برای ساخت مواد حفرهای با حفرههای کاملاً تعریف شده و قابلیت دسترسی به الگوهایی مناسب جهت تولید مواد میان حفرهای 2 تا 50 نانومتری). همچنین در اختیار نداشتن الگوهایی از بلوکهای کوپلیمری دارای استحکام کافی- به منظور محافظت از این ساختار میان حفرهای در برابر اکسیده شدن- یکی دیگر از موانع مهم در این زمینه به شمار میآید. در درازمدت و با عملی شدن کنترل دقیقتر اندازه حفرهها، غشاهای پیشرفتهتری (به عنوان مثال برای جداسازی PT اکسیژن/نیتروژن) در دسترس قرار میگیرند. انتظار میرود این قبیل مواد در سال 2010 نزدیک مرحلة 1 غیردماپائی TPن تحقیق و توسعة کاربردی قرار داشته باشند. همچنین تا سال 2010 ،جداسازی شیمیایی پیشرفته (یعنی ایزومرهای نوری) نیز احتمالاً به این مرحله برسند.

کاتالیزورها

بیشتر کاتالیستهایی که در حال حاضر مورد استفاده قرار میگیرند موادی با تخلخل بالا و مساحت سطحی زیاد PT) کاتالیستهای ناهمگن) میباشند. نوع اخیر از موادی چون اکسید 1 هستند و شامل یک فاز فعال و یک فاز غیرفعالTP آلومینیم (آلومینا) ساخته میشود که به لحاظ شیمیایی و مکانیکی پایدار میباشد. مزیت عمدة استفاده از فناوری نانو در این بخش افزایش نسبت سطح به حجم و امکان کنترل بهترنقاط فعال (شکل اندازه وتوزیع حفرهها) است. یکی از موانع اصلی توسعة کاتالیزورها آگاهی نداشتن از شکل سطوح آنها و چگونگی برهمکنش این مواد در سطح اتمی است. توسعه میکروسکوپهای مبتنی بر پروب و دیگر انواع میکروسکوپها به همراه بهبود روشهای تعیین مشخصات میتواند به رفع این مشکل کمک نماید. حوزه تمرکز اصلی روشهایی که تاکنون توسعه یافتهاند، به روابط درونی بین ساختاری و واکنشگری کاتالیزورها اختصاص داشت. اگر چه از مواد نانوحفرهای سیلیکایی میتوان به عنوان پایة کاتالیستها استفاده نمود، اما به این منظور باید پایداری

CeOB )که پایداری بسیار بیشتری

2B ،ZrOB

2B ،HfoB

حرارتی و شیمیایی آنها را بهبود بخشید تا بتوانند با ترکیبات اکسیدی (2B داشته و مناسبتر از سیلیکا برای کاربردهای کاتالیزوری هستند قابل رقابت باشند. به علاوه لازم است تا دیگر پارامترها از قبیل حجم تولید، انتخابگری و نقاط فعال هم بهبود داده شوند. با توجه به آن که مواد نانوحفرهای، دارای حفرههایی میباشند که عاملیت کاتالیزوری آنها به طور دلخواه و مطابق نیاز تنظیم شده و دیگر پس از انجام فرایند نیازی به جداسازی کاتالیست نمیباشد (و به این ترتیب شاهد تجمع نانوذرات کاتالیزوری نخواهیم بود)، میتوان این مواد را قابل رقابت با نانوذرات کاتالیزوری دانست. به همین دلیل، حوزة تمرکز عمده فعالیتهای تحقییقی ایجاد ساختارهایی پایدار و نیزموادی است که در نقاط فعال از ترکیب و ساختار مشابهی برخوردار باشند. وجود تعداد فراوان کاربردها و نیز مواد زیادی که به این منظور در نظر گرفته شدهاند به روشهای مختلف توسعه منجر میشود. به عنوان مثال، توسعه ابزارهای تولید و تعیین مشخصات، مدلسازی و افزایش توان رایانهها، در سال 2010 و همچنین 2015 به تحقیقات پایه و کاربردی جدید برای بهبود طراحی نقاط فعال و نیزبررسی مواد جدید منجرمیشود. همچنین توسعههای پدید آمده در مواد نانوحفرهای غشایی تأثیر بسیار زیادی بر کاربردهای مرتبط با کاتالیزورها خواهد داشت.

ذخیرهسازی گاز

از مواد نانوحفرهای میتوان در نگهداری مایعات و گازهای مختلف به شیوهای مطمئن و کارآمد استفاده نمود. آنچه در حال حاضر مورد نیاز است مواد جدیدی است که بتوانند مقادیر زیادی از گازهایی مانند متان یا هیدروژن را (که به عنوان جایگزین سوختهای مایع بکار میروند) در خود ذخیره سازند.

منبعB HB

HB به عنوان اصلیترین کاربرد در این بخش مطرح باشد چرا که امروزه 2 به نظر میرسد ذخیرهسازی 2B سوختی آینده به شمار میآید اما هنوز (با وجود برخی روشهای رقابتی) راه حل مناسبی برای ذخیرهسازی آن پیدا نشده است. به طور کلی موضوع ذخیرة گاز، از خطر بالایی برخوردار بوده و در صورت به ثمر رسیدن، نتایج بسیار مطلوبی را هم در پی دارد. اما علیرغم ظرفیت قابل توجهی که بازار این بخش دارد، کمبودها و خطرات زیادی جهت فراهم ساختن نیازمندیهای آن وجود دارد.

عایقکاری گرمایی

کاربردها در این بخش مصارف حرارتی (از قبیل عایقکاری کورهها) و نیز پنجرهها و کاربردهای پیچیده تری در صنایع هوافضا (ترکیبی از عایقکاری و خواص مکانیکی بهبود یافته؛ به عنوان مثال عایقکاری سبک وزن برای مخازن همزندار دما پائین) را در بر میگیرد. طبیعی است که مصارف خانگی یک بازار بزرگ را در این بخش (خصوصاً با توجه به نوسانات اخیر قیمت نفت) تشکیل دهد. انتظار میرود بخش عمدهای از خانهها در آینده به گونهای ساخته یا PT را بر آنها اطلاق نمود. همچنین کاربرد عمده دیگر مواد 1 نوسازی شوند که بتوان عنوان «خانههای کمانرژی»TP نانوحفرهای در عایقبندی حرارتی لولهها، موتور خودروها و غیره خواهد بود. موادی که هم اکنون در عایقکاری حرارتی از آنها استفاده میشود دارای رسانش کم در محدودة l mW 30-20 بوده و چگالی جامد پائین Km g .میباشند

انگیزة اصلی نوآوریها در این بخش، کاهش مصرف انرژی و نیز بهبود عملکرد است اما یکی از موانع اصلی کاربرد مواد نانوحفرهای در این زمینه، شفافیت جزئی آنها در محدودة نزدیک به طول موج مادون قرمز است و همین خاصیت، باعث میشود تا این مواد گرمای تابشی را منتقل کرده و در نتیجه ظرفیت عایقکاری آنها کاهش یابد. PT و نیز تلاش برای کاهش بیشتر 2 راهکارهای تحقیقی که دانشمندان در این زمینه یافتهاند شامل استفاده از مات کننده TPها چگالی این مواد است. با توجه به استحکام بالای آئروژلها، میتوان از آنها در عایقکاری لباسها و چادرها و غیره استفاده نمود. PT) ،رجوع کنید به صفحة 9 همین گزارش) میتوان مواد 3 به کمک فناوری نانو یعنی بهرهگیری از اثر TP نادسن نانوحفرهای را به گونهای طراحی نمود که بتوانند به طور جدی، باعث کاهش انتقال گرما (به روشهای تابشی، رسانشی و همرفت) شوند. این کار از طریق طراحی دلخواه حفرهها، چارچوب ماده و اضافه نمودن عاملهای لازم جهت جذب مادونقرمز امکانپذیر خواهد بود و به این ترتیب امکان استفاده از مواد نانوحفرهای با چگالی پائین و رسانش حرارتی mW امکانپذیرمیشود. اگر این خاصیت با شفافیت بالا و چگالی بسیار پائین ماده همراه شود، میتوان Km بین 5 تا 15 از این مواد در پنجرهها استفاده نمود (کاری که قبلاً با استفاده از آئروژلهای سیلیکایی مورد آزمایش قرار گرفته است). مانع دیگر برای کاربرد مواد نانوحفرهای در عایقکاری، هزینه بالای مربوط به استفاده از پیشسازهای آلکوکسیدی است که بسیار گران میباشند. هماکنون دانشمندان در تلاشاند تا مواد خام ارزانتری را به این منظور بیابند و به نتایج امیدوار کنندهای هم در این زمینه رسیدهاند. به نظر نمیرسد دسترسی به نرمافزارهای مناسب مدلسازی و شبیهسازی مانعی جدید برای توسعه عایقکاری حرارتی به شمار آید. برای ایجاد خواص دلخواه در این مواد به منظور متناسب ساختن آنها با کاربردهای خاص عایقکاری، برنامههایی تحلیلی وجود دارند که محققان به کمک آن میتوانند شرایط مختلف و حتی ترکیبات دیرگداز عایقکاری را هم شبیهسازی کنند.

این عنوان نامی کلی است و به هر خانهای که مصرف انرژی آن کمتر از خانههای معمولی باشد گفته میشود. در حال حاضر خانههایی کم

انرژی نامیده میشوند که مصرف انرژی آنها نصف مقدار استاندارد باشد. در برخی کشورها این واژه به استانداردهای خاص ساختمانسازی

مربوط میشود.

اما موادی که در این بخش مورد استفاده قرار میگیرند عبارتند از: مواد نانوحفرهای سرامیکی با پایة اکسید آلومینیم، میولیت، زیرکونیا، کرومیا و سیلیکا. همچنین محققان توانستهاند با اضافه نمودن مواد، الیاف و پودرهای دیگر به این مواد AlB 2BoB 3B/CrB 2BoB نانوحفرهای مشکل شفافیت آنها در برابر پرتوهای مادون قرمز را حل کنند. در این بخش، به نظر میرسد 3B به لحاظ قیمت از دیگر مواد مناسبتر باشد. همچنین مواد نانوحفرهای پلیمری دارای چگالی پائین را هم میتوان برای بازار گستردة این بخش مورد استفاده قرار داد. بلورهای فوتونیکی یکی از نوید بخشترین جهات کمکی فناوری نانو، پردازش اطلاعات به صورت فوتونیکی (بر مبنای فوتون) به جای روشهای الکترونیکی (براساس الکترون) است. استفاده از فیبرهای نوری در این زمینه اولین گام بلندی بود که در این راه برداشته شد. بلورهای فوتونیکی بهترین و مناسبترین مواد برای برداشتن گامهای بعدی به شمار میآیند و کاربردهای نوری گستردهای هم دارند. این بلورها با داشتن شکافهای باندی، مانع از نشر نور شده و میتوانند جریان امواج الکترومغناطیسی را در سه جهت دستکاری نمایند. (در این راستا به خصوص مواد دارای شکافهای باندی قابل تنظیم میتوانند کاربردهای خوبی در فوتونیک داشته باشند). سوئیچهای نوری پرسرعت، لیزرهای کم توان، دیودهای نورافشان، ترانزیستورهای نوری، آینههای نوری، موجبرها و قطعات بسیار دیگری که در صنایع رایانهای و ارتباطات نوری از آنها استفاده میشوند، میتوان از جمله این کاربردها دانست. این مواد در پیلهای خورشیدی و فرستندهها و گیرندههای مایکرو ویو نیز کاربرد دارند. به کمک فناوری نانو میتوان در مادهای که نور در راستای آن حرکت میکند (موجبرها) نواقصی را ایجاد نمود (که باعث ایجاد اختلاف در ضریب شکست ماده میشود). همچنین با استفاده از فناوری نانو میتوان نشر و یا به دام اندازی نور را کنترل نمود. همان گونه که قبلاً نیز در این گزارش بیان شد، یکی از روشهای عمدة تولید بلورهای فوتونیکی استفاده از مخلوطهای معلق کلوئیدی است. همچنین در این زمینه، سیلکونهای نانوحفرهای مورد توجه ویژه هستند، چرا که میتوانند به آسانی در مدارهای مجتمع الکترونیکی سیلیکونی قرار گیرند. علاوه بر این که مواد نانوحفرهای خود از جمله مواد دارای شکاف باند فوتونیکی هستند، میتوان از آنها به عنوان پیش ساز هم استفاده نمود. PT المانهای اپتوالکترونیکی از 1 به نظر متخصصان، به لحاظ تولید، ساختارهای فوتونیکی در یکپارچهسازی صفحها TPی PT) رشد بیش از حد 2 قبیل مواد دارای ضریب شکست منفی، ابرلنزها و غیره اهمیت دارند. به علاوه با توجه به ایجاد ELOTP جانبی هم یافته) روی زیر لایهای از سیلیکای حفرهای، امکان گسترش ضخامت لایة بحرانی و در نتیجه آمادهسازی ساختارهای ناهمگن با عدم انطباق بالا فراهم میشود. ایجاد ELO روی میکروحفرهها میتواند به بهبود ساختار نقایص رسوب منجر شود.

الکترودها

از جمله کاربردهای این مواد، میتوان به پیلهای سوختی، باتریها، ابرخازنها یا پیلهای خورشیدی اشاره نمود. بازدهی یک الکترود، به مساحت سطح آن بستگی دارد که کاربرد مواد نانوحفرهای، از جمله کربن (مادهای متداول و معمول)، میتواند به افزایش آن کمک کند. از نانولولههای کربنی سابقاً در ساخت الکترودهایی که از تخلخل بالایی برخوردار بودند استفاده میشد و این الکترودها هم در بسیاری از باتریهای یون لیتیوم و پوشش الیاف کربنی باتریهای اسیدی- سربی به کار میرفت. البته در این بین دیگر شکلهای مختلف کربن هم مورد استفاده قرار گرفته یا خواهند گرفت. در پیلهای سوختی که رسانش الکتریکی خوب از اهمیت خاصی برخوردار میباشد. از پوششهای کربنی یا PT) که قابلیت خوبی از خود نشان دادهاند) به صورت الکترودهای ترکیبی و نیز به عنوان پایه 1 همان صفحات باکی TP کاتالیست استفاده میشود و این کاربرد، کلید هدایت سریع الکترونها (پیش از ترکیب مجدد) به نقطهای دور از کاتالیست میباشد. توالی سنجی DNA /آنالیزمولکول منفرد PT استفاده نمود، که این 2 از حفرههای داخل یک غشاء نانوحفرهای میتوان برای آنالیز یک تک مولکول زنجیره بلند TP کار به وسیله آشکارسازی تغییر ولتاژ انجام میشود. این روش شامل عبور دادن رشتههای DNA یا RNA از میان این حفره و اعمال یک ولتاژ به دو سر آن میباشد. در مرحله بعدی میتوان از طریق اندازهگیری تغییرات جریان یونی یا تغییراتی که در جریان تونلی در عرض حفره پیش میآید، شدت جریان را اندازه گرفت بنابراین هر کدام از حروف الفبای ژنتیکی (در مجموع چهار حرف) را میتوان به یک جریان مشخص نسبت داد و در نتیجه امکان توالیسنجی ژنوم انسانی (به عنوان مثال ورودی مورد انتظار بلند مدت: ساعتهای صرف شده به ازای هر ژنوم انسانی) فراهم میشود. همچنین از این روش در آنالیزپروتئین هم میتوان استفاده نمود. مهندسی بافت/ قطعات زیستی کاشتنی کاربرد مواد نانوحفرهای در این بخش شامل موارد زیر است: شبکههایی برای ایجاد بافت پیرامونی یا سلولهای در حال رشد، و یا داربستهای موقت برای سلولهای کاشته شدهای که قرار است متصل شده، رشدیافته، و کاربردهای کاملاً مشخصی بیابند. ساختارهایی با طرح نانوحفرهای مناسبترین شکل برای رشد و تکثیر سلولی است. از این روش تاکنون تنها در PT و TP غضروف 3 پوست حقیقیTP PT استفاده شده است (چون این دو نیازی به رگهای خونی ندارند). 4 شبکة مواد نانوحفرهای مورد استفاده در این بخش باید زیست سازگار، غیرسمی و غیرشکننده بوده و به آسانی بتوان آن را در مصارف جراحی بکار برد. لذا پلیمرهای تجزیهپذیر زیستی در اغلب کاربردهای مهندسی بافت و پزشکی PT نقش قابل توجه و مهمی خواهند یافت. علاوه بر این، مواد هیبریدی (سیلیکای همراه با پلیمر برای بهبود 5 ترمیم TPی استحکام و سختی) نیزمناسب این نوع کاربردها میباشند. دارورسانی/ کپسوله کردن زیستی این اصل در نانوحفرهها که برخی مواد و مولکولها میتوانند از آنها عبور کنند و برخی دیگر نه، مبنای کاربرد آنها در دارورسانی چه از طریق قرص، یا قطعات کاشتنی یا چسبهای محتوی دارو میباشد. بر این اساس حتی امکان تهیه واکسن یا داروهای محافظت شده در برابر آنزیمهای دستگاه گوارش (که نمیتوانند به ساختار نانوحفرهای وارد شوند) هم فراهم میشود.

بر اساس فرایند تولیدی که در دمای اتاق و در pH نزدیک خنثی انجام میگیرد، امکان میزبانی داروها توسط این  مواد یا به عبارت دیگر کپسوله کردن زیستی آنها فراهم میگردد. در دسترس بودن روشهای الگودهی غیرسرفکتانتی، به گزینههای انتخابی تقریباً بیپایانی (چون گلوکز، فروکتوز و غیره) در فرایندهای سنتز مستقیم منجر میشود. این فرایندها در کپسوله کردن زیستی مواد فعالی از قبیل آنزیمها، پروتئینها، اسیدهای نوکلئیک یا سلولها نقش دارند. برای رهاسازی این ترکیبات کپسوله شده، میتوان موادی نانوحفرهای طراحی نمود که بتوانند در واکنش به محرکهای خارجی (از قبیل نور، PH ،دما، یونها، مولکولها، آنزیمها یا ویروسها) حفرههای خود را باز و یا بسته نگه دارند. در این زمینه نیز دانشمندان با مشکلاتی روبرو هستند که در حال رفع آن میباشند. این مشکلات عبارتند از: نیاز به PT کاملاً مشخصی 1 غشاهایی که حفرههای آن دارای کانالهای کاملاً تعریف شدهای بوده و بتواند ساختارهای یکپارچةTP تولید نمایند. علاوه بر این استفاده از روشهای غیرسرفکتانتی باعث میشود تا دیگر نیازی به کاربرد سرفکتانتهای سمی (وگران) نبوده و به این ترتیب از شرایط نامساعدی که ممکن است در فرآیند پیش آمده و کپسوله کردن مواد زیستی فعال را با مشکل مواجه کند هم اجتناب میشود. برخی از این شرایط نامطلوب فرآیند عبارتند از: فشار و دمای بالا یا محیط غلیظ اسیدی یا قلیایی که برای برداشتن الگوها بکار میرود. مناسبترین مواد نانوحفرهای در این بخش، سیلیکون نانوحفرهای، مواد هیبریدی (با پایة سلیکا) یا اکسیدهای فلزی است.

حسگرها

مساحت زیاد سطحی و حساسیت بالای مواد نانوحفرهای نسبت به تغییرات محیط اطراف باعث شده تا دانشمندان کاربردهایی را در زمینه حسگرها ویا حتی مکانیسمهای فعال کننده برای آنها قائل شوند. (به عنوان مثال فلزات نانوحفرهای میتوانند همانند پیزوسرامیکها عمل کنند). مهمترین کاربرد این نوع حسگرها میتواند در حسگری گاز (آشکارسازی تغییر در مقاومت الکتریکی) و یا حسگرهای زیستی (به عنوان مثال تثبیت مولکولهای آشکارساز زیستی روی سطوح مورد نظر) باشد. فایدة عمدة فناوری نانو در این زمینه افزایش مساحت سطح و نیز طراحی دقیق حساسیتپذیری حفرهای از طریق ZrOB 2B یا TiOB 2B ،SnOB عاملدار کردن سطحی میباشد. مناسبترین مواد در این رابطه نیز عبارتند از: 2B

2-4 –جنبه های غیرفنی

2-4-1 –جنبه های قانونی (شامل سیستمهای اعطای گواهی ثبت اختراع)

یکی از مفاهیم کلیدی در توسعة فناوریهای نانو، محافظت از مالکیت معنوی است. 55 %از متخصصان شرکت کننده در طرح دلفی (شامل تمام متخصصان بخش صنعت) بر این باورند که اختلاف سیستمهای ثبت اختراع آمریکا و اتحادیه اروپا (و اعطای راحتتر و با اعمال محددیت کمتر در آمریکا) از چند جهت در میان مدت و درازمدت در زمینه فناوری نانو به زیان اتحادیه اروپا خواهد بود. تنها 18 %از متخصصانی که در این زمینه اظهار نظر کرده بودند در این باره نظرمخالف داشتند.