آخر تحديث: 29/08/2021

ما هي تقنية النانو ؟ وما أهم استخداماتها للإنسان؟

ما هي تقنية النانو ؟ وما أهم استخداماتها للإنسان؟
يطلق على تقنية النانو تقنية الجزئيات متناهية الصغر أو تقنية الصغائر كما يمكن تعريفها بأنها العلم الذي يهتم بدراسة ومعالجة المادة طبقا للمقياس الذري والجزيئي.
وسوف نتعرف في هذا المقال على تقنية النانو بالتفصيل والصعوبات التي تواجهها كما سوف نعرض استخداماتها والأضرار الصحية لها فتابع هذا المقال لتستفيد.

تقنية النانو

تقنية النانو هي عبارة عن:

  • وحدة من وحدات القياس الصغيرة جدا حيث لا يمكن رؤيتها بالعين المجردة وذلك لان النانو يعد واحد من مليون من الميليمتر.
  • وتستخدم هذه التقنية في قياس الوحدات الذرية بهدف تحديد أحجام جزيئات المادة التي توجد فيها.
  • ولذلك يمكن تعريف هذه التقنية بأنها العلم الذي بإمكانه تغيير المادة وذلك لإنتاج مواد حديثة أو ابتكار أجهزة متطورة تعمل من أجل خدمة الإنسان في شتي المجالات.
  • ومن الجدير بالذكر أن هذا المصطلح ليس مصطلحا حديثا وإنما يعد من المصطلحات العلمية القديمة التي قام العالم ريتشر فينمان بدراسته.
  • حيث أن من أقواله في هذا المصطلح أنه يوجد حيز كبير داخل الذرة ورغم ذلك لم يؤخذ كلامه على محمل الجد في ذلك الوقت.
  • وتعد هذه الكلمة مشتقة من اللغة الإغريقية نانوس التي تعني القزم والمقصود منها التعبير عن كل ما هو صغير كما تعبر علميا عن استخدام التقنيات متناهية الصغر أو استخدام التكنولوجيا المجهرية الدقيقة أو كما يطلق عليها تكنولوجيا المنمنمات.

 وعلم النانو هو:

  • العلم الذي يهتم بدراسة المبادئ الرئيسة للجزئيات والمركبات التي لا يمكن أن يتجاوز قياسه الـ 100 نانو متر فيعتبر هو أدق وحدة قياس مترية معروفة حتى وقتنا الحالي.

الصعوبات التي تواجه النانو

من أهم الصعوبات التي يمكن أن تقابل هذه التقنية الأتي:

  • يعد صغر حجم جزئيات المادة هي من أحد الصعوبات التي تواجه هذه التقنية مما يؤدي إلى صعوبة التحكم أو حتى القدرة على إدراكها.
  • من الصعب التحكم في الجزيئات الخاصة بالمواد بعد إزالتها من أماكنها المخصصة لها من اجل توجيهها إلى أماكن جديدة.
  • من الصعب التنبؤ أو التكهن بالنتائج التي تظهر بعد إدخال تغييرات علي جزيئات المادة مما يمكن أن يؤدي إلى ظهور نتائج غير مرغوب في ظهورها.

استخدامات تقنيات النانو

تتعدد استخدامات هذه التقنية في كثير من المجالات ومن أبرز هذه المجالات:

المجال الطبي:

  • حيث تمكن العلماء من صناعة بعض الآلات الدقيقة التي يعادل حجمها حجم كريات الدم وتم استخدامها في علاج العديد من الأمراض التي تتطلب التدخل الجراحي .
  • ومن أمثلة هذه الأمراض انسداد الشرايين وكذلك الأورام السرطانية.
  • ومن أشهر الابتكارات في المجال الطبي ما قام به الباحث الإيطالي سيلفانو دراغونييري الذي كان يعمل في جامعة باري من اختراعه أنف إلكتروني عن طريق استخدامه أنابيب كربون نانونية.
  • مهمتها تشخيص الأمراض السرطانية عن طريق قيامها بتحليل الهواء الخارج من الرئتين أثناء عملية الزفير.

مجال الطيران:

  • حيث قامت وكالة الفضاء الأمريكية ناس ووكالة الطيران بالتعاون مع بعضهما البعض من اجل صنع آلات دقيقة تعمل بهذه التقنية بهدف القيام بحقن أجسام رواد الفضاء بها.
  • حتى يمكنهم مراقبة الأوضاع الصحية لأجسامهم لتمكينهم مع التعامل ما يواجهونه من أزمات والتعامل معها بشكل فوري دون الحاجة إلى إرسال طبيب.

مجال الطاقة:

  • تم استخدام هذه التقنية في إنتاج بطاريات تستطيع تخزين كميات كبيرة من الطاقة لفترات طويلة مما أدى إلى ابتكار سيارات تعمل بالطاقة النظيفة.
  • وبالتالي تكون تكلفتها أقل وغير معتمدة على النفط بشكل أساسي.

مجال الصناعة:

  • حيث تم في هذا المجال صناعة ملابس ذكية تعمل على إنتاج الطاقة بالإضافة إلى قدرتها على إزالة الأوساخ والجراثيم بشكل ذاتي.
  • كما تمكن التمكن من صناعة مواد صلبة تفوق صلابتها قوة الفولاذ مع تميزها بخفة وزنها.
  • بالإضافة إلى تمكنهم من صناعة مواد زجاجية من خواصها قدرتها على طرد الأتربة مع عدم توصيلها للحرارة.
  • كما تم في هذا المجال التمكن من صناعة شاشات ثلاثية الإبعاد لها قدرة على الانثناء بالإضافة إلى شفافيتها الكبيرة.

في المجال الإلكتروني:

  • تم استخدام هذه التقنية في زيادة كفاءة الأجهزة الإلكترونية بالإضافة إلى تصغير حجمها مما أدى إلى الحد من استخدام الطاقة المستهلكة في تشغيل هذه الأجهزة.

مجال الطعام:

  • حيث ساهمت هذه التقنية في إدخال التطويرات علي علم الأغذية بدءا من زراعة الحبوب وحتى تعبئتها وطريقة تغليفها.
  • مما أدى إلى تحسين جودة الطعام بالإضافة غلى رفع القيمة الغذائية له مع تخزينه بطريقة جيدة تضمن سلامته.

تنقية الهواء:

  • تم استخدام هذه التقنية في عملية تحويل العوادم التي تخرج من مداخن المصانع والسيارات إلى غازات صحية وغير ضارة على صحة الإنسان.

الرياضة:

  •  حيث تم استخدام هذه التقنية في المجال الرياضي بشكل أساسي وذلك في زيادة قوة المضارب المستخدمة في لعبة التنس.
  • كما تم استخدامها في تحسين وجودة كرات التنس وذلك لتقليل معدل فقدها في الهواء.

فوائد تقنية النانو

هناك بعض الفوائد التي يمكن الحصول عليها عند استخدام مثل هذه التقنية ومن أبرز هذه الفوائد:

  • إنها تساعد في تقوية المواد وزيادة متانها مع تصغير حجمها مما يؤدي إلى خفة وزنها.
  • التوصل إلى ابتكار موصلات كهربائية تمتاز بجودتها.
  • استخدام هذه التقنية في إدخال بعض التحسينات في عملية التصنيع وذلك عن طريق استخدام أدوات إنتاج قوية وخفيفة الوزن وفي نفس الوقت تعمل بفاعلية شديدة.
  • فعلي سبيل المثال أن الإضافات النانونية أو إدخال المعالجات السطحية عند تصنيع الأقمشة فإنها تستطيع توفير انحرافا خفيفا للطاة الباليستية المستخدمة في الدروع الواقية للبدن .
  • كما يمكن لهذه الإضافات أن تساعد في مقاومة التجاعيد ونمو البكتيريا بها.
  • إنها تساعد في إنتاج أفضل معدات للتصوير والتشخيص وذلك عن طريق صناعة أفلام نانونية شفافة لها القدرة على طرد الماء والبقايا.
  • كما إنها تمتاز بانها مضادة للانعكاس بالإضافة إلى قدرتها على التنظيف الذاتي كما أن هذه الأفلام الشفافة الموجودة علي شاشات الكمبيوتر والكاميرات والنظارات والأسطح الأخرى.
  • لها قدرة علي مقاومة الأشعة فوق البنفسجية أو الأشعة تحت الحمراء كما أن من مميزاتها قدرتها علي مقاومة الضباب والميكروبات ومقاومة الخدوش.
  • تم استخدام المواد النانوية في تصنيع منتجات العناية الشخصية حيث تم استخدام ثاني أكسيد التيتانيوم النانوي وأكسيد الزنك عبر سنوات عدية كواقي للشمس حيث اظهر دوره الفعال في توفير الحماية للبشرة من التأثير بأشعة الشمس.
  • تعد المواد المصممة باستخدام هذه التقنية من أفضل المنتجات حيث أن هذه التقنية تجعل المنتجات المنزلية لها جودة عالية مثل مزيلات الدهون ومزيلات البقع.
  • كما تم استخدامها في تنظيف أجهزة الاستشعارات البيئية وأجهزة تقنية الهواء والمرشحات حيث أثبتت هذه التقنية جودتها في تنظيف مثل هذه الأجهزة.

الأضرار الصحية لتقنية النانو

هناك بعض الأضرار التي يمكن أن يتعرض لها الإنسان أثناء استخدام هذه التقنية ومن هذه الأضرار:

  1. أن استخدام هذه التقنية تسبب في الإصابة بالأورام الخبيثة عند التعامل معها بشكل مباشر.
  2. أن المواد المستخدمة في التصنيع باستخدام الأنابيب النانونية تمثل خطرا على صحة الإنسان حيث إنها تدخل بسهولة عبر مسام الجلد أو عن طريق استنشاقها بسبب طابعها المجهري ولذلك من الصعب التخلص منها كما انه يستحيل علاجها لأنها لا يوجد لها علاج طبي.
وفي نهاية هذا المقال نرجو أن نكون قد عرضنا تقنية النانو بشكل بسيط وسهل حتى يستطيع القارئ استيعابه والتعرف على هذه التقنية بكل سهولة.

للإستفادة من هذا المقال انسخ الرابط