ما هي تقنية النانو؟ و ما هي استخدامات تقنية النانو؟
متى ظهرت تقنية النانو Nanotechnology؟
قبل أن نتعرف على إجابة سؤال ما هي تقنية النانو؟، ينبغي أن نعي فكرة "النانو" انتشرت للمرة الأولى ضمن اجتماعٍ للجمعية الفيزيائيّة الأمريكية في معهد كاليفورنيا العلمي الدوليّ للأبحاث، وذلك كان بتاريخ 29 ديسمبر عام 1959، حينها كان العالم "ريتشارد فاينمان - Richard Feynman" يلقي محاضرة بعنوان "There's plenty of room at the bottom" والتي كانت حينها تتمحور حول فكرة وجودة مساحة داخل الذرة، وتوصلت إلى:
- وقد تمحور نقاشهُ في المحاضرة في ذاك الوقت عن الوصف التخيليّ عن إمكانية التحكم في الجزيئات المادية الفرديّة والذرات بشكلها العام، ولكن لم يؤخذ كلامه بشكلٍ جديّ.
- بعد تلك المحاضرة وبالتحديد عام 1981 صاغ البروفيسور "نوريو تاينجوتشي - Norio Taniguchi" المصطلح العلميّ الحاليّ: تكنولوجيا النانو، حيثُ تمكّن حينها وبمساعدة عدد من العلماء من اختراع مجهر مسح نفقيّ جديد بالوصول إلى رؤية الذرات الفردية بشكلها الواضح وهي المقياس الأساسي للفكرة.
- ومن المُلاحظ أن تقنية النانومتر لم تخرج إلى العلن مباشرةً مرّة واحدة، وإنّما قد بدأت كفكرة على يد "فاينمان" ومن ثم تم تطويرها وتطبيقها عملياً ضمن العديد من المجالات.
- يتم استعمال تقنية النانو ضمن القياسات من المستوى الذريّ بهدف تحديد أحجام الجزيئات الماديّة بداخلها.
- وبالنظر إلى هذا نستطيع القول بأن تقنية النانو تعنى بقياس تغيّرات المادة على مستوى النانو، من أجل اختراع وإنشاء تقنيات وأجهزة حديثة متطوّرة لخدمة مصالح البشرية في مختلف مجالات الحياة.
- ومن الجدير بالذكر أن قطر شعرة الإنسان بشكلٍ متوسط يساوي 80000 نانو، فتخيّل كم يساوي النانو متر الواحد، دعونا نتعرف الآن على هذه التقنية ونجيب على سؤال: ما هي تقنية النانو المتطورة بشكل تفصيليّ.
ما هي تقنية النانو؟
ما هي طريقة عمل هذه التقنيّة؟ وتتمثل الإجابة على السؤال فيما يلي:
- بكلّ بساطة إن مبدأ عمل تقنية النانو يعتمد بشكلٍ تام على الحركة الدقيقة للجزيئات والمادة والتركيبات داخل الذرات والتي تكون متناهية في الصغر، عند تطبيق هذه التكنولوجيا عملياً على إحدى الصناعات العلمية، يتم حينها دراسة المواد والتحكم بها على مقياس النانو متر وهذا ما لم يكن ممكنًا في الماضي.
- إن المبدأ الأساسي في عمل تقنية النانومتر هو فهم ودراسة المادة والذرات والتحكم بها من خلال التحكم بأصغر الأجزاء الموجودة داخلها.
- من الجدير بالذكر أيضا أن كل 1 مليمتر يضم داخله مليون نانومتر، وبسبب القدرة على التحكم بكل هذه الأبعاد الصغيرة يتم تطوير وتحسين كفاءة الصناعات والمنتجات بشكلٍ كبير جداً.
استخدامات تقنية النانو
بسبب أهميّة هذه التقنية الحديثة، وبسبب دورها الكبير في تغيير رؤية العالم ومادّياته، تم استخدام تقنية النانو في الكثير من المجالات والاختراعات، كما تم تطبيقها على أرض الواقع بشكلٍ عمليّ وتجسيدها من خلال عدّة أشكال مادية ومجالات، ومن الطبع أنها قد عملت على نقل مستوى اختراعات الجيل البشريّ إلى طبقة أعلى، فـما هي استخدامات تقنية النانو:
مجالات الطاقة
- تم استعمال تقنية النانو ضمن المقياس الرئيسي بالنسبة إلى المواد الخام في تصنيع البطاريات التخزينيّة ذات الحجم الكبير، والتي تعمل على تخزين وحفظ كميّات كبيرة جداً من الطاقة بداخلها لفترات طويلة.
- ممّا ينعكس إيجابا على إنتاج وتصنيع سيّارات كهربائيّة تعمل من خلال الطاقة النظيفة بدون الاعتماد على مشتقّات النفط، وبتكلفة قليلة نسبياً.
مجال الهندسة
- حيثُ يتم استخدام تقنية النانو في مختلف مجالات الهندسة المتنوّعة، نستطيع ذكر بعض الأمثلة البسيطة على تطبيق تقنية النانو في الهندسة، مثل: مجال هندسة الإلكترونيات الدقيقة (من خلال صناعة شرائح الحاسوب المتناهية في الصغر).
- مجال الهندسة الميكانيكية أيضا (عبر استعمال النانو في المحركات الدقيقة)، مجال الهندسة الطبية (يتم استعمالها أيضا في صناعة الأجهزة الاستشعارية الدقيقة وأجهزة هندسة النسج).
مجال الطيران
- قامت وكالة ناسا لعلوم الفضاء بتصنيع آلات دقيقة الحجم تعمل من خلال تقنية النانو بهدف حقنها داخل أجسام روّاد الفضاء، وهذا بهدف الإشراف على وضعهم الصحيّ بكلّ وقت، والتعامل مع المشاكل في حال حدوثها دون إرسال طبيب.
في المجال الطبي
- استطاع العلماء اختراع مكوّنات دقيقة متناهية في الصغر تعادل بحجمها حجم الكريات الحمراء، بهدف معالجة الكثير من الأمراض التي تحتاج إلى عمليات جراحيّة دقيقة مثل: عمليات الأورام الدماغيّة، عمليات انسدادات الشرايين، وغيرها الكثير من العمليات الأخرى.
- أيضا تمكّن الباحث والعالم الإيطالي خريج جامعة باري الدولية "سيلفانو دراغون بيري" من اختراع أنف إلكترونيّ بواسطة أنابيب مصنوعة من المادة الكربونية بحجم النانومتر، من أجل تشخيص أمراض السرطان عن طريق تحليل هواء الزفير.
مجالات الصناعة
- من خلال تقنية النانو أيضا تم تصنيع ملابس متطوّرة تعمل على إنتاج الطاقة بشكلٍ تلقائيّ من خلال الحركة فقط، أو ملابس تعمل على تنظيف الأوساخ وقتل الجراثيم ذاتيّاً من دون تدخّل بشريّ.
- بالإضافة أيضا إلى تصنيع مواد صلبة تفوق بصلابتها صلابة معدن الفولاذ مع وزن خفيف جدا، كما تم تصنيع زجاج بطريقة تقنية غير موصل للحرارة وطاردة للأتربة بنفس الوقت.
إيجابيات تقنية النانو
كما ذكرنا لكم هناك الكثير من الإيجابيات والفوائد لتكنولوجيا النانو nanotechnology التي غيّرت مفاهيم الاختراعات البشريّة نحو الأفضل، والتي أثّرت إيجابا على جميع مجالات الحياة المتنوعة، لا نستطيع حصر إيجابيات النانو، ولكن نستطيع ذكر البعض من أهمّها، ما هي هذه الإيجابيات؟
- أولاً، تطور وتقدم كبير في مجال علاج الأمراض المستعصية والمميتة مثل السرطان.
- تحسّن كبير في مجالات التصنيع المتعددة التقنية، وهذا يعود إلى استخدام تقنيات النانو ضمن المواد التصنيعية، والتي تمتاز بوزنها شبه المعدوم والفعالية العالية.
- تطوّر كبير في صناعة الأجهزة الكهربائية، والتي تحوي حسّاسات صغيرة الحجم ودقيقة، مثل شاشات "LED".
- إنتاج المنتجات التي توفّر الطاقة الكهربائية مثل الخلايا الشمسيّة.
أضرار تقنية النانومتر
على الرغم من الإيجابيات العديدة التي تقدّمها تقنية النانو للبشريّة ولمصلحة الإنسان، إلا أنها تُصنف كسلاحٍ ذو حدّين اثنين، لتقنية النانو العديد من الأضرار الصحيّة على الإنسان، ومنها:
- تتسبب أيضا في ظهور الأورام الخبيثة عند من يتعامل معها بشكلٍ مباشر.
- تعود خطورة هذه التكنولوجيا التقنية على الإنسان عند التعامل معها، بسبب السهولة الشديدة لدخولها إلى جسم الإنسان عبر طريق المسامات الجلديّة، أو من خلال عملية الاستنشاق بسبب حجمها المجهريّ، وللأسف في حال دخول هذه المواد إلى الجسم البشريّ فيصبح من المستحيل تقريباً التخلّص من هذه المادة، ولا يوجد لها أي علاج طبيّ في وقتنا الحاليّ.
سلبيات تقنية النانو
يوجد الكثير من السلبيات والأضرار الجانبيّة لتقنية النانو، والتي تلعب بدورها السيء تأثيرات سلبية عديدة على الحياة البشرية في مختلف المجالات منها التقنية وغيرها، وسوف نذكر لكم أهم سلبيات تكنولوجيا النانو، فما هي هذه السلبيات:
- تراجع كبير وملحوظ في الأسواق الاقتصادية العالميّة، وهذا بسبب تعلّقها بشكلٍ أساسيّ مع قيمة النفط المحتملة والذي يعد المقياس الأساسي، والذي من المتوقع أن تنخفض بسبب وجود مصادر الطاقة النظيفة الأكثر فعاليّة.
- سهولة الحصول على أسلحة الدمار الشامل بالنسبة لدول العالم الغنيّة.
- تطوير وصناعة أسلحة ذريّة تقنية بنسب أعلى من قبل.
- زيادات كبيرة في تكلفة الأبحاث العلمية النظرية والعملية التطبيقية، بالإضافة إلى ارتفاع المادة والتكلفة المالية لتصنيع الأجسام الدقيقة المتنافسة في الصغر.
- فقدان الكثير من فرص العمل، بالمرتبة الأولى وظائف الصناعة والزراعة اليدوية.
للإستفادة من هذا المقال انسخ الرابط
https://mafahem.com/sl_18079
