| تفاصيل الخبر |
تقنية النانو
2022-04-13
هذا زمان النانـو كما أطلق عليه المهندس والكاتب العلمي عبد الحفيظ العمري من بلاد اليمن
لـو تخيلت أنك تقلصت عن ذي قبل حوالي1500 مليون مرة !
ثم دخلت غرفة الجلوس ، فإن ما تراه حولك لن يكون كراسي ومناضد وحاسبات ولا حتى العائلة !!
لكـن سترى ذرات وجزيئات وبروتين وخلايا بالانكماش إلى مقياس
النانـو .. أنت لا ترى الذرات فقط – التي يتكون منها كل شيء – بل أنت تكون بالحقيقة قادر على تحريكها ويمكن أن تبني كل أنواع المادة من الأدويـةِ الجديدةِ إلى رقاقاتِ الحاسبات السريعة جدًا .. مما يجعل الأشياء الجديدة على هذا النطاق الضيق جدًا ..
يدعى " تكنولوجيا النانو " وهو أحد أكثر المناطق المثيرة والمتسارعة في العلم والتقنية .
إن الشيء المميز بتقنية النانو حيث تتصرف الكثير من المواد بشكل مختلف جدًا في عالم الذرات والجزيئات مثال ذلك :( النحاس المعدني الشفاف على مقياس النانو – بينما الذهب الذي هو غير نشط عادة يصبح نشط جدًا كيميائيًا وكذلك الكربون الذي هو ناعم جدًا في حدوثه يشكل ( جرافايت ) يصبح صلب جدًا
ماذا تعني كلمة نانو " Nano " ؟
هي كلمة يونانية تعني " قزم " أو " المصغر "
وأن تاريخها حيث ظهرت هذه التقنية للمرة الاولى في عام 1959 على لسان الفيزيائي ريتشارد فاينمان في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا في خطاب مشهور وصرح " أن هناك مجال واسع في القاع " حيث وصف للعلماء كيفية التحكم في الذرات والجزيئات الفردية والسيطرة عليها ليأتي بعد بمدة من الزمن البروفيسور نوريو تانيجوتشي في استكشافات للمعالجة الفائقة الدقة مصطلح
" تكنولوجيا النانو "
تعتبر تقنية النانو من التقنيات التابعة لعلم هندسة المواد، وتتصل هذه التقنيات مع مختلف العلوم مثل الفيزياء، الهندسة الكيميائية، هندسة الطب الحياتي، والهندسة الميكانيكية، وهو علم متخصص ببحث المواد وإنتاجها في المستوى الذري الصغير جدًا. حيث تعتبر هذه التقنية ثورة علمية هائلة لا تقل عن الثورة الصناعية التي نقلت الإنسان إلى عصر الآلات أو ثورة التكنولوجيا التي نقلت الإنسان إلى عصر الفضاء والاتصالات والإنترنت، والتطور الشامل في مختلف المجالات وكل فروع العلوم, فما تقدمه تكنولوجيا النانو هو القدرة على صنع كل ما يتخيله الإنسان بكلفة أقل وجودة أعلى وهذه القدرة ستكون مفتاح التقدم العلمي الذي سيغير معالم الحياة على نحو قد لا يستطيع الإنسان تصور كل أبعاده اليوم ..
هل تعتبر تقنية النانو كابوسًا ؟!
حيث يجادل نقاد تكنولوجيا النانو أن البشر يجب أن لا يتدخلوا في العوالمِ التي لا يفهمونها ، لكن اذا اخذنا تلك الحجة إلى خاتمتها المنطقية ، نحن لن يكون عندنا اختراعات على الإطلاق – لا أدوية ، ولا نقـل ، ولا زراعـة ، ولا تعليـم – ونحن مازلنا نعيش في العصر الحجري ، أن المسألة الحقيقية على أي حال هي أن
" تكنولوجيا النانو " أعظم من أي مخاطر كامنة مرافقة معها وبالتالي ستقرر مستقبلنا أيصبح معها حلمًا أم كابوسًا ؟!
تقنية النانو في الطب :_
حتى اليوم، فإن الأمراض المختلفة مثل السكري والسرطان ومرض الشلل الرعاش ومرض الزهايمر وأمراض القلب والأوعية الدموية والتصلب المتعدد وكذلك أنواع مختلفة من الأمراض الالتهابية أو المعدية الخطيرة (مثل فيروس نقص المناعة البشرية) تشكل عددًا كبيرًا من الأمراض الخطيرة والمعقدة التي تشكل مشكلة كبيرة للبشرية.
الطب النانوي هو تطبيق لتقنية النانو الذي يعمل في مجال الصحة والطب، الطب النانوي يستخدم مواد النانو، وأجهزة الاستشعار النانوية الإلكترونية، في المستقبل، سوف يستفيد طب النانو من تكنولوجيا النانو الجزيئية…المجال الطبي لتطبيق علم النانو له العديد من الفوائد المتوقعة ويحتمل أن تكون قيمة لجميع الأجناس البشرية.
أصبح تسلسل الجينات أكثر كفاءة مع اختراع أجهزة النانو مثل جزيئات الذهب النانوية، ويمكن استخدام هذه الجسيمات الذهبية عند وضع علامات على شرائح قصيرة من الحمض النووي للكشف عن التسلسل الجيني في عينة."
تقنية النانو في الكيمياء :_
عندما نجمع بين تكنولوجيا النانو وعلم الكيمياء فإننا نحصل على شيء يدعى كيمياء النانو وهي تقنية الدراسة والعمل على أصغر اجزاءٍ من الذرة بهدف هندسة مواد صغيرة بصغر النانو ويمكن تلخيص فوائدها عبر النقاط التالية :
_ إنتاج حواسب أقوى وأسرع وأصغر في الحجم وتستهلك مقدارًا أقل من الطاقة
_ إنتاج تشخيص طبي أكثر فعالية وسرعة ، وتطوير مختبر على رقاقة
_ تساعد الجسيمات النانوية على هضم الأدوية في جسم الإنسان ويعتمد عليها في إنتاج أدوية العلاج الكيميائي لخلايا معينة مثل خلايا السرطان
_ تحسين كفاءة استهلاك الوقود في السيارات إلى جانب المساعدة في مقاومة التآكل
تستطيع ألياف النانو تحسين مقاومة القماش للبقع والتلوث والمياه والنيران ، دون زيادة وزن القماش أو سماكته أو صلابته
– أجهزة تصفية للمياه التي لا يتجاوز عرضها 15 إلى 20 نانومتر ، يمكن إزالة جزيئات صغيرة بصغر النانو
– الأنابيب النانوية الكربونية مفيدة في جوانب عديدة مثل إنتاج معدات أكثر متانة وأخف وزنًا
– برمجة مجموعة متنوعة من اجهزة الاستشعار الكيميائية القادرة على تحديد مادة كيميائية معينة بدقة كبيرة
– البلاستيك الموجود في زجاجات الشرب يحتوي على لدائن من النانو لمنع تسلل الأوكسجين إليها
– معظم واقيات الشمس تصنع اليوم من جسيمات النانو فهي فعالة للغاية في امتصاص الضوء حتى في مستويات الأشعة فوق البنفسجية الخطيرة
تقنية النانو في الزراعة :_
كما تقدمت الطالبة اسراء محمد وحيد من جامعة بابل / كلية العلوم للبنات / قسم الكيمياء ببحثِ علمي والذي أشرف عليه الدكتور داخل ناصر طه عن أهمية " تقنية النانو في الزراعة "
وكان خلاصته حيث يصف بطريقة بسيطة وسريعة لتكوين نانو فضة صديقة للبيئة باستخدام مستخلص نبات السعد مع محلول مائي من نترات الفضة بتركيزين مختلفين ثم تطبيقه على نبات اللهانة لنحصل على نتائج واضحة في فرق النمو ثم إجراء مسح طيفي باستخدام الأشعة فوق البنفسجية – المرئية لنانو الفضة الناتج من نترات الفضة مع مستخلص ( نبات السعد ) اعطى ذروة امتصاص عند ( 480nm) من طيف الاشعة دلالة على تكوين النانو ..
وتعمل تطبيقات النانو على تحسين إنتاج الغذاء بالكامل بدءًا من عملية الإنتاج وانتهاء بالتعبئة ومعالجة النفايات ، كما أن لها اثرًا كبيرًا في تحسين الكفاءة الإنتاجية للمساحة المزروعة.
تقنية النانو في الإلكترونيات:
اصبحت الإلكترونيات عنصرا مهما في حياتنا ،ونظرا لأهمية النانو اصبح لها دور اساسي في تطوير صناعة الإلكترونيات (الإلكترونيات النانوية )حيث استخدمت (التّرانزستورات) كمكونات رئيسة في بناء الدّوائر المتكاملة في الأجهزة الإلكترونيّة المختلفة، وتمكنت شركات الكمبيوتر من زيادة عدد (الترانزستورات) المستخدمة في المعالجات وذلك بفضل (تكنولوجيا النّانو) عن طريق تصغير أبعادها، ستضاعف هذه المضاعفة الضخمة من قوة الكمبيوتر والسرعة التي يمكن بها إجراء عمليات حسابية معقدة.
وان أجهزة الاستشعار العادية - في مجال الكشف عن المتفجرات - لها عيوب كثيرة ؛ مثل: الحجم الكبير ، والحساسية المنخفضة ، والوقت الطويل لأداء المهام ، وصعوبة تعزيز التوزيع في المواقع المهمة ، وصعوبة الاتصال عبر الشبكة الأرضية ؛ تستخدم لمراقبة أماكن المتفجرات ، وأنواع المواد المستخدمة ، وإرسال البيانات إلى الأمر والتحكم في مركز الوقت الحقيقي. من ناحية أخرى ، تتمتع المستشعرات (النانوية) بخصائص معاكسة لأجهزة الاستشعار التقليدية ، باستثناء أنها رخيصة الإنتاج.
(تكنولوجيا النانو) التطبيقات المستقبلية:
المواد (النانو) لها خصائص مميزة ورائعة ويمكن استخدامها ؛ يمكننا الوصول إلى تطبيقات أسرع تجعل حياتنا اليومية أسهل.
يتم حاليًا دراسة تصنيع أجهزة (نانو) بخصائص (ميكانيكية) وكهربائية لتحل محل خلايا الدم البدائية وأداء جميع وظائفها ، ويمكن أن توفر تقنية (النانو) بدائل للأعضاء والأجهزة البشرية بكفاءات قريبة من النسخ الأصلية ؛ البحث يجري حاليًا استبدال الأعضاء (النانوية) بأعضاء تؤدي وظائف حركية ، مثل العظام والعضلات والمفاصل.
المخاطر المحتملة للتعامل مع تقنية النانو:
على الرغم من الاستخدام الواسع النطاق لتقنية (النانو) حاليًا ، كان هناك اهتمام كبير بالتحقيق في إمكانية استخدام هذه التقنية لإحداث آثار جانبية على حياة الإنسان. الجسيمات النانوية صغيرة جدًا بحيث يمكنها المرور بسهولة عبر الجلد والرئتين والأمعاء في جسم الإنسان ،لكن تأثيرها على صحة الإنسان غير معروف..
من المهم أن نلاحظ هنا أنه لا توجد قوانين محددة وواضحة تحدد الضرر والخطر من الاستخدام (المواد النانوية) ، وقد أظهرت بعض الدراسات أن استنشاق (الجسيمات النانوية) يمكن أن يسبب المزيد من التهاب الرئة. وبالمثل ، تسببت الجسيمات النانوية في موت بعض القوارض في الحيوانات وتلف الدماغ في الأسماك ، وزيادة تركيزات الجسيمات النانوية في الهواء سيؤدي إلى زيادة انتشار المرض والوفاة ، ويجب على العاملين في مجال تقنية النانو بشكل عام اتخاذ الاحتياطات اللازمة. تجنب استنشاق مواد (نانوية) مختلفة ، أو ملامستها لجلد الإنسان.
على أنّ تقنية (النّانو) تبقى واحدة من أهمّ التّقنيات في الحاضر ومستقبلًا، بل أصبحت في طليعة المجالات العلمية؛ لأهمّيتها في تحسين المنتجات، وعلاج الأمراض، وخدمة البشريّة، إضافة إلى أنّها تعطي أملًا كبيرًا للثّورات العلميّة المستقبليّة في الفيزياء والكيمياء وعلم الأحياء والهندسة وغيرها.
