النانوتكنولوجى و آفاق المستقبل
للاستاذة الدكتورة منال عادل أستاذ بالمركز القومى للبحوث
تعريف النانو
لغويًا النانو هو تعبير مشتق من كلمة نانوس الإغريقية وهى تعنى " القزم" أو الشيء المتناهي الصغر، وهى عبارة عن" وحدة قياس" تعادل واحد على مليون من الملليمتر وواحد على مليار من المتر وهو ما يساوى واحد على عشرة آلاف من سمك شعرة رأس الإنسان .
والنانو تعني التحكم التام والدقيق في إنتاج المواد وذلك من خلال التحكم في تفاعل الجزيئات الداخلة في التفاعل وتوجيه هذه الجزيئات من خلال إنتاج مادة معينة وهذا النوع من التفاعل يعرف بالتصنيع الجزيئي، ووضع الذرات أثناء التفاعل في مكانها الصحيح أو المناسب .
يعتبر النانوتكنولوجي هو الجيل الخامس الذي ظهر في عالم الإلكترونيات
الجيل الأول الذي استخدم المصباح الإلكتروني (Lamp) بما فيه التلفزيون
والجيل الثاني الذي استخدم جهاز الترانزيستور
الجيل الثالث من الإلكترونيات الذي استخدام الدارات التكاملية (IC= Integrate Circuit) وهي عبارة عن قطعة صغيرة جداً قامت باختزال حجم العديد من الأجهزة بل رفعت من كفاءتها وعددت من وظائفها
الجيل الرابع باستخدام المعالجات الصغيرة Microprocessor الذي أحدث ثورة هائلة في مجال الإلكترونيات بإنتاج الحاسبات الشخصية (Personal Computer) والرقائق الكومبيترية السيليكونية التي أحدثت تقدماً في العديد من المجالات العلمية والصناعية .
ثم ياتى الجيل الخامس و المعتمد على تقنية النانو
ماهى تقنية النانو؟
هي عملية بناء مواد وأجهزة وأنظمة جديدة مفيدة وفعالة عبر التحكم في المادة عند مستواها النانوى أو الذري (النانو متر جزء من ألف مليون جزء من المتر ) ، واستغلال الخواص والظواهر الجديدة الناتجة عن ذلك لجعل الحياة البشرية أكثر سهولة.
كما تشمل تفاصيل تعريف تقنية النانو تحريك الجسيمات في المستوى الذري وبناء المادة بوضع كل ذرة في المكان الصحيح، مما يجعل المواد خفيفة، قوية، أنيقة، رخيصة، نظيفة وأكثر دقة.
عند ذلك المستوي النانوي تتغير خصائص وسلوكيات جسيمات المادة بسبب أن هذه الجسيمات تظهر مفاهيم فيزيائية وكيميائية جديدة مما يقود إلى سلوك جديد للمادة يعتمد على حجم الجسيمات . أي أن كل ما أقترب حجم الجسيمات المادية من الأبعاد الذرية كلما خضعت المادة لقوانين الكم بدلاً من قوانين الفيزياء التقليدية .
لذلك فإن تقنية النانو تمد البشرية بالمقدرة على صنع الاشياء بنفس الطريقة التى تصنعها بها الطبيعة لدهور، ذرة ذرة من اسفل الى أعلى .
اهم تطبيقات النانو فى الحياة البشرية :
الالكترونيات :
• حواسيب ذرية صغيرة بحجم مكعب السكر
تستخدم الذرات بدل الرقاقات الالكترونية للذاكرة والتخزين .مما يمكن من تخزين مكتبات كاملة فى جهاز حاسوب اقل من حجم جيبك.
• تصنيع حواسيب تستطبع اللمس والشم بسبب سرعة التخزين والمعالجة بحيث يمكن محاكاة افكار الانسان.
التطبيقات الطبية : تحسين الآلات الجراحية وجعل أحجامها صغيرة جدا لدرجة أنه يمكن ادخالها في جسم الانسان لاكتشاف ومعالجة الخلايا المصابة .توفير طرق أفضل لتوصيل الدواء داخل الجسم وايجاد مضادات حيوية ومضادات فيروسات أكثر فعالية من الطرق التقليدية.
تطبيقات الفضاء:انتاج مواد خفيفة وقوية وأكثر فعالية لصناعة السفن والمركبات الفضائية . زيادة فرص الأبحاث في هذا المجال باستخدام الخلايا الماسية.
التطبيقات العسكرية :
• حساسية عالية: أدوات استشعار ذات حساسية عالية مما يمكن من إكتشاف الاخطار الكيميائية ،الحيوية،والنووية بسهولة.
• تقليل استخدام الوقود والمتطلبات اللوجستية
• تقليل حمولة أمتعة الجنود (زيادة الفعالية لكل وحدة وزن)
مستحضرات التجميل:كريمات الجلد، أحمر الشفاه،
الأطعمة والمشروبات: مثل مواد التغليف،المواد الحافظة
الأدوات المنزلية:مثل المنظفات والمعطرات
لماذا الاتجاه الى استخدام تقنية النانو:
أولا : إن هناك قاعدة فيزيائية تثبت أن هناك علاقة بين حجم الجسم و سرعته ( أي أنه كلما قل حجم الجسم كلما زادت سرعته ) و بالتالي تزداد قوة اختراقه للإجسام الأخرى .
ثانيا : صغر حجم هذه الجزيئات يجعلها شبه شفافة ، لا ترى بالعين المجردة مما يتيح المجال إلى دراسة الأجسام المجاورة لهذه الوحدات المتناهية في الصغر بكل سهولة .
ثالثا : يتيح صغر حجم النانومتر إلى استخدامه في تطبيقات متعددة . و ذلك لأنه كلما صغر حجم الجسيم كلما كان الإنسان قادرًا على تشكيله كما يشاء
علم النانو يقوم بأخذ الذرات والجزيئات وترتيبها بشكل دقيق وحساس لإنتاج منتج معين تفوق خواصه الجسم او المتتج الاصلى قوة و كفاءة و سرعة فى التاثير.
(فى الجزء الثانى ان شاء الله سوف اتحدث عن كيفية الاستفادة من تقنية النانو فى مجال الزراعة و توضيح ذلك فيما اقوم به من ابحاث خلال المشاريع التى تشرفت بالاشراف عليها )
أ.د منال عادل
ليست هناك تعليقات: