دليلك إلى تقنية النانو واستخدامها في الكيمياء 2022

للنشر

واتس اب شارك غرد شارك

فوائد استخدام تقنية النانو

يعود اكتشاف هذه التقنية إلى العالم الفيزيائي ريتشارد فينمان، ومن فوائد استخدام تقنية النانو ما يلي:

• الأشياء الصغيرة جيد يمكنها الوصول إليها، بالإضافة إلى أنها أرخص وأكثر كفاءة في استخدام الطاقة وتعطي خصائص مختلفة للهياكل الصغيرة جدًا.
• تستخدم تقنية النانو عبر النطاق الكامل لما يلي: علم الأحياء، فيزياء، كيمياء، الهندسة والصناعة.
• تستخدم تقنية النانو أيضا في مجال الرعاية الصحية حيث يتم تصنيع أدوات متطورة للغاية للكشف عن السرطان وعلاجه باستخدام هذه التقنية، بالإضافة إلى التصوير الشعاعي الطبي المتطور بفضل هذه التقنية.
• تستخدم تقنية النانو لتصنيع جميع الأجهزة والأدوات الإلكترونية.
• صناعة منتجات رياضة أخف وزن وأكثر متانة مثل مضارب التنس أو البيسبول أو أدوات التمارين الرياضية في النوادي.
• تعدنا تقنية النانو بعدة وعود عظيمة منها تأمين مياه صالحة للشرب في جميع أنحاء العالم بفضل تقنية التنظيف والتعقيم الدقيقة بهذه التقنية.
• تستخدم تقنية النانو الدقيقة في تصنيع شاشات الكمبيوتر والموبايلات والنظارات لجعلها أكثر مقاومة للماء والأشعة والعوامل الخارجية الضارة.
• قدرة تخزين أكبر قدرا من الطاقة وعدم هدرها، مثل الألواح الشمسية المتطورة لهذه التقنية، وحفظ طاقة الرياح، وقطع غيار السيارات الأخف وزنا.
• يمكن إدخال تقنية النانو في تصنيع منتجات للعناية بالبشرة ذات كفاءة وميزات عالية، مثل مستحضرات التجميل واقيات الشمس.
• تصنيع عبوات حفظ الطعام التي لها ميزات باستخدام هذه التقنية مثل الحفظ الأفضل ولفترة أطول والحماية من التلوث.
• تم استخدام تقنية النانو في مجال الصيدلة وعلم الأدوية وتصنيعها بشكل كبير باستخدام الجزيئات النانوية الدقيقة لصنع منتجات وأدوية أكثر فاعلية وفائدة.

ماذا فعلت الكيمياء لنا؟

الكيمياء هي دراسة المواد. خصائصها وهيكلها والمتغيرات التي تخضع لها، والكيمياء جزء كبير من الحياة اليومية، فبالمعنى الحرفي، كل ما نتمتع به اليوم تم تحسينه بالكيمياء، سواء كان طعامنا ومشروباتنا وملابسنا ومنازلنا وأجهزتنا، ومن فوائدها:

• الكيمياء هي حجر الأساس للتطور العلمي والتكنولوجي، ويمكنها أن تشرح تقريبا جميع ردود الفعل التي تحدث في الطبيعة.
• وبمساعدتها نحن قادرون على صنع مواد جديدة تساعدنا في الحفاظ على حياة جيدة، وتم تطوير علم الكيمياء إلى درجة كبيرة باستخدام تقنية النانو لتحقيق إنجازات أكبر في كلا المجالين.

استخدام تقنية النانو في الكيمياء

هناك العديد من الاستخدامات لهذه التقنية في مجال الكيمياء، ويشمل ما يلي:

• من المعروف أن البنية الدقيقة والنانوية للمادة، تعمل جنبًا إلى جنب مع تركيبها الكيميائي، وبالتالي، فإن التحكم في البنية المجهرية والتركيب على المقياس الدقيق النانوي أمر بالغ الأهمية لتحقيق اختراقات وأبحاث مستقبلية.
• يمكن استخدام تقنية النانو لمعالجة بنية المواد النانوية لتعزيز خصائصها، وأيضًا، يمكن لتقنية النانو أن تقدم رؤى حول حجم الكتل والبلورات في الجسيمات بسبب تقنيات التوصيف المتعددة المتاحة.
• ويتم تغيير هيكل البوليمرات المصنعة في الصناعة الكيميائية باستخدام تقنية النانو لاستخدامها في التطبيقات الكيميائية والأنشطة الصناعية المختلفة. وتستخدم تقنية النانو لتحسين كفاءة الكيمياء التركيبية للمركبات عن طريق تسريع التفاعل.
• ويتم الآن استخدام تقنية النانو في الصناعة الكيميائية لتطوير قواعد لزيادة الأداء التحفيزي للسلع المصنعة صناعياً.
• تستخدم تقنية النانو لتنظيف السيراميك والمواد التجارية الأخرى.
• وتحتوي أسطح السيراميك على مواد كيميائية ومخلفات صناعية يجب إزالتها وتنظيفها. كما تستخدم الجسيمات النانوية لتنظيف الأسطح وحمايتها من الأضرار البيئية، نظرًا لعمرها الافتراضي الطويل، فإن هذه المواد النانوية فعالة لفترات طويلة.
• يتم استخدام تقنيات مختلفة لزيادة قوة عمليات الترشيح الكيميائي وقدرتها على التشغيل، ويعد الترشيح بالنانو أحد الاستخدامات الرئيسية لتقنية النانو في الكيمياء نظرًا لما حققته من اختراقات في الإنتاج المركب على المستوى النانو. ويمكن إجراء الترشيح باستخدام طرق تقنية أو كيميائية مثل استخدام الجدران النانوية ذات أقطار المسام المحددة التي تسمح فقط للسائل بالمرور عبر الأغشية.

معلومات الأمان عن تقنية النانو في الكيمياء

يعمل الاختصاصيون في صحة وسلامة البيئة والأفراد في مجال تقنية النانو لضمان تطويرها بشكل مسؤول دون إلحاق ضرر بالبيئة أو المجتمع، ويتضمن ذلك:

• توقع التأثيرات الضارة على صحة الإنسان والبيئة في جميع مراحل التصنيع بتقنية النانو بما في ذلك الإنتاج والتوزيع والاستخدام والتخلص أو إعادة التدوير.
• ويتم الإبلاغ عن أي مخاطر محتملة معروفة أو متوقعة للمواد المصنعة بتقنية النانو عن طريق ملصقات تتضمن معايير السلامة والحذر، إضافة إلى نشر الوعي لتجنب التعرض المفرط وتدابير الإسعافات الأولية في حالة التعرض المفرط العرضي.
• وتشير العديد من الدراسات والأبحاث التي أجريت في السنين الأخيرة توافقا مع انتشار تقنية النانو إلى أن المواد النانو ليست أكثر أو أقل خطورة من المواد الأخرى التي تدخل في الصناعات والكيمياء.
• وفي بعض الدراسات، تبين أن بعض المواد النانوية أكثر خطورة من المواد ذات الحجم الأكبر ولكن لا يوجد دليل على أي خطر "خاص بالنانو".
• كما تشير العديد من الأبحاث الطبية والكيماوية إلى أن الجسيمات النانوية الدقيقة لا يتم امتصاصها من خلال الجلد السليم إلى حد كبير، وإذا حدث ذلك فيكون بنسبة منخفضة جدا.
• بالنسبة للاختصاصيين الذين هم على تماس مع هذه المواد النانو، فقد ثبت أن التدابير الاحترازية مثل توفير التهوية الكافية واستخدام أجهزة التنفس الجيدة فعالة للحماية من فرط في التعرض للمواد النانو المحمولة جواً.

الأسئلة الشائعة

كيف يتم استخدام تقنية النانو اليوم؟

• تستفيد تقنية النانو بالفعل من مجالات مثل الرعاية الصحية والبيئة والطاقة والأمن القومي واستهداف دقيق للخلايا السرطانية في أعماق الجسم. إزالة الملوثات من المياه الجوفية والتربة؛ تحسين أداء الألواح الشمسية.
• تحسين الكشف عن الأسلحة الكيماوية والبيولوجية؛ والوقاية من الالتهابات في الجروح ليست سوى عدد قليل من الطرق التي تعزز بها تكنولوجيا النانو عالمنا. يستكشف العلماء والشركات طرقًا جديدة يمكن أن تساعد بها تقنية النانو في حل المشكلات المجتمعية وتحسين المنتجات.

ما الذي تفعله الشركات للتأكد من أن تقنية النانو آمنة؟

• تتبع الشركات التي تعمل على تطوير واستخدام تكنولوجيا النانو القوانين واللوائح الأمريكية المعمول بها، بما في ذلك قانون مراقبة المواد السامة (TSCA) وقانون الهواء النظيف وقانون المياه النظيفة، بالإضافة إلى العديد من القوانين الحالية حول العالم المعنية بإنتاج واستخدام المواد الكيميائية.
• ويعمل المبتكرون والقادة في مجال تكنولوجيا النانو لضمان التطوير المسؤول لتقنية النانو، ويشارك جميع المشاركين في دورة حياة المنتج بما في ذلك الإنتاج والتوزيع والاستخدام والتخلص الآمن في فهم وإبلاغ التأثيرات المحتملة على صحة الإنسان والبيئة.