"محتويات
? النانو تكنولوجي
? تطبيقات النانو تكنولوجي
? أهمية النانو تكنولوجي
? قد يُهِمُّكَ
? المراجع
النانو تكنولوجي

هل سبق لك وأن سمعت عن تقنية النانو؟ وهل فكرت يومًا بتأثيرها الكبير على الصناعات المختلفة حولك؟ النانو تكنولوجي أو تقنية النانو هي تقنية أوجدها الفيزيائي ريتشارد فاينمان الذي يعدّ أب تقنية النانو وهي عبارة عن دراسة وتطبيق أشياء صغيرة للغاية يمكن استخدامها في جميع مجالات العلوم مثل الكيمياء وعلم الأحياء والفيزياء وعلوم المواد والهندسة، وبدأت الفكرة عام 1959 ميلاديًا إذ اعتقد فاينمان أنه يمكن للعلماء من خلال تقنية النانو أن يتحكموا ويسيطروا على الذرات والجزيئات الفردية، وبعد أكثر من عقد من الزمن صاغ البروفيسور نوريو تانيجوتشي تقنية النانو باستكشافه الآلات فائقة الدقة وبدأت تقنية النانو الحديثة عام 1981 ميلاديًا.[?]

وتعالج تقنية النانو البنية الجزيئية للمواد بهدف تغيير خصائصها الجوهرية والحصول على تطبيقات أخرى يمكن من خلالها إحداث ثورة في مجال التقنيات، وتقّدم هذه التقنية إمكانات هائلة للعلوم والصناعة المعاصرة وازدهر مجال عملها بين عقدي الستينيات والثمانينيات وانتشرت أكثر في العقدين الأخيرين بسوق عالمي مزدهر تجاوزت قيمته 125,000 مليون دولار أمريكي، وفيالقرن الحادي والعشرين تم التسويق أكثر لهذه التقنية وشملت مجالات عديدة كالتصنيع الدقيق والكيمياء العضوية والبيولوجيا الجزئية ففي الولايات المتحدة وحدها استثمر أكثر من 18 ملياردولار أمريكي في تقنية النانو لتحويل هذا القطاع إلى محرّك للنمو الاقتصادي والقدرة التنافسية.[?]




تطبيقات النانو تكنولوجي

توسعت تقنية النانو وشملت الكثير من المجالات ويمكن تطبيقها على معظم مناحي حياتنا وهنا بعض تطبيقات النانو تكنولوجي التي قد يهمك معرفتها:[?]

الإلكترونيات: تساهم تقنية النانو في صناعة الإلكترونيات، إذ ستستعمل الأنابيب النانوية الكربونية بدلًا من السليكون كمادة لصنع شرائح وأجهزة أصغر وأسرع وذات كفاءة أعلى، بالإضافة إلى أسلاك نانومترية أخف وزنًا وأكثر توصيلًا وقوة كما أن خصائص الغرافين فيها يعدّ مثاليًا لتطوير شاشات اللمس المرنة.
الطاقة: أدت أشباه الموصلات الجديدة التي طورتها جامعة كيوتو إلى إمكانية تصنيع ألواح شمسية تضاعف كمية ضوء الشمس المحوّلة إلى كهرباء، كما تخفّض تقنية النانو التكاليف وتساهم في إنتاج توربينات رياح أقوى وأخف وزنًا وتحسّن من كفاءة الوقود ويمكنها توفير الطاقة بفضل العزل الحراري لبعض المكونات النانوية.
الطب الحيوي: ساهمت بعض المواد النانوية بخصائصها في تحسين التشخيص والعلاج المبكر للأمراض العصبية التنكسية أو مرض السرطان، فهي قادرة على مواجهة الخلايا السرطانية بشكل انتقائي دون الإضرار بالخلايا الأخرى السليمة، كما استخدمت بعض الجسيمات النانوية لتعزيز المنتجات الصيدلانية مثل واقي الشمس.
البيئة: وفّرت تقنية النانو بعض التطبيقات الصديقة للبيئة مثل تنقية الهواء بالأيونات وتنقية مياه الصرف باستخدام فقاعات نانوية أو أنظمة ترشيح نانوية للمعادن الثقيلة، كما أن المحفزات النانوية تجعل التفاعلات الكيميائية أكثر كفاءة وأقل تلويثًا.
الطعام: دخلت تقنية النانو في مجال الطعام أيضًا فأصبح من الممكن استخدام أجهزة الاستشعار النانوية للكشف عن وجود مسببات الأمراض في الغذاء ويمكن استخدام المركبات النانوية لتحسين إنتاج الغذاء بزيادة المقاومة الميكانيكية والحرارية وتقليل الأكسجين في المنتجات المعبأة.
الغزل والنسيج: تتيح النانو تكنولوجي إمكانية تطوير الأقمشة الذكية التي لا تتلطخ ولا تتجعّد بالإضافة إلى إنتاج مواد أخرى أقوى وأخف وزنًا وأكثر متانة تفيد في صناعة خوذ الدراجات النارية أو المعدات الرياضية.
البطاريات: تطوّر الشركات حاليًا البطاريات باستخدام تقنية النانو لتصبح مواد قابلة للبقاء والاستخدام لعقود من الزمن ويمكن إعادة شحن بعض البطاريات بطريقة أسرع بكثير من شحن البطاريات التقليدية الموجودة لدينا الآن.[?]
الفضاء: تحاول تقنية النانو أن تجعل الرحلة إلى الفضاء عملية أكثر وتجعل مركبات الفضاء أخف وزنًا من خلال تقليل كمية وقود الصواريخ المطلوبة لإطلاقها ويمكن لهذه التطوّرات أن تقلل من كلفة الوصول والسفر إلى الفضاء.[?]




Volume 0%
 
أهمية النانو تكنولوجي

تعدّ تقنية النانو من التقنيات الهامة التي ستغيّر الكثير من الأشياء في حياتنا وإذا تم تطويرها والاستثمار بها فمن الممكن أن تقدّم تطورات هائلة ومفيدة للبشرية وتسهل حياتنا أكثر، فبعد 20 عامًا من البحث الأساسي في علم النانو قدمت هذه التقنية تطبيقات تكنولوجية بطرق متوقعة وأخرى غير متوقعة تفيد المجتمع، وساعدت تقنية النانو في تحسين العديد من قطاعات التكنولوجيا والصناعة وأحدثت ثورات في تكنولوجيا المعلومات والأمن الداخلي والطب والنقل والطاقة وسلامة الأغذية وعلوم البيئة وغيرها من القطاعات والمجالات، ومن المعتقد أن تقنية النانو ستقدم تطورًا كبيرًا بقطاع النقل في المستقبل من حيث بناء وصيانة وسائل نقل أخف وأسرع وأكثر أمانًا وذكاء وكفاءة.[?]




قد يُهِمُّكَ

إن مجال تقنية النانو مجال سريع التطوّر وسيؤثر على حياتنا بشكل إيجابي في المستقبل ويمكنك ملاحظة بعض آثار النانو من خلال العديد من التطبيقات التي تستخدمها في حياتك اليومية:[?]

أجهزة كمبيوتر أسرع وأصغر وتستهلك طاقة أقل مع بطاريات تدوم طويلًا.
توفير معدات تشخيص طبية أسرع وأكثر كفاءة ودقة الأمر الذي يسرّع ويطور من الرعاية الصحية المقدمة لنا.
تحسين امتصاص المنتجات الصيدلانية داخل الجسم وتسهيل توصيلها إلى الخلايا والمناطق المصابة وإمكانية إيصال أدوية العلاج الكيميائي إلى خلايا معينة باستخدام الجسيمات النانوية.
تحسين كفاءة وقود السيارات ومقاومة التآكل من خلال بناء مركبة من مواد نانوية أخف وزنًا أقوى وأكثر مقاومة كيميائيًا من المعدن المستخدم حاليًا.
تحسين جودة المياه إذ يمكن لمرشحات المياه التي يبلغ عرضها 15-20 نانومتر إزالة الجسيمات النانوية أي الصغيرةودقيقة الحجم بما فيها من الفيروسات والبكتيريا وهذه التقنية مثالية لتحسين جودة مياه الشرب خصوصًا في البلدان النامية.
تُصنع معظم الكريمات الواقية للشمس اليوم من جزيئات نانوية تمتص الضوء بشكل فعّال بما فيها نطاق الأشعة فوق البنفسجية الأكثر خطورة على الإنسان، كما أن هذه المركبات تمتد على الجلد بسهولة أكبر، كما تستخدم الجسيمات النانوية في تغليف المواد الغذائية لتقليل تعرّضها للأشعة فوق البنفسجية وإطالة عمرها الافتراضي.
العديد من زجاجات المشروبات مصنوعة من بلاستيك يحتوي على طبقات نانوية ما يزيد من مقاومة اختراق الأكسجين وثاني أكسيد الكربون والرطوبة ويساعد هذا على الاحتفاظ بالكربونات والضغط ما يزيد من عمرها ويجعلها صامدة لعدة أشهر.
يمكن باستخدام تقنية النانو في برمجة مجموعة كبيرة من أجهزة الاستشعار الكيميائية للكشف عن مادة كيميائية معينة بمستويات منخفضة وهذه التقنية مثالية لأنظمة المراقبة والأمن ويمكن استخدامها في مجال الطب أيضًا لتحديد خلايا أو مواد معينة موجودة في الجسم وبدقة عالية.




المراجع
? ""What is Nanotechnology?"", nano, Retrieved 21-6-2020. Edited.
^ أ ب ""Nanotechnology: a small solution to big problems"", iberdrola, Retrieved 21-6-2020. Edited.
^ أ ب ""Nanotechnology Applications"", understandingnano, Retrieved 21-6-2020. Edited.
? ""Benefits and Applications"", nano, Retrieved 21-6-2020. Edited.
? ""10 Ways Nanotechnology Impacts Our Lives"", asme, Retrieved 21-6-2020. Edited."