شرح تقنية النانو واستخداماتها
سنتحدث اليوم عن تقنية النانو أو الجزيئات الصغيرة، والتي تسعى إلى ابتكار وتطوير تقنيات ووسائل جديدة تتميز بأبعادها الصغيرة التي يتم قياسها بالنانومتر، وسنتعرف بشيء من التفصيل على أهمية هذه التقنية ودورها في مجال الطب، وذلك في هذه المقالة على موقع موسوعة .
تقنية النانو
يتم تعريف النانو على أنه الوحدة الصغيرة جدًا التي تستخدم لقياس الذرات لمعرفة أحجام الجزيئات. وبالتالي، نجد أن النانو يعادل جزء واحد من المليون من الملليمتر أو جزء واحد من الألف من الميكرومتر. وتهدف تقنية النانو إلى دراسة إمكانية تغيير المواد على مستوى النانو لإنتاج وسائل وأجهزة جديدة تخدم البشر وتحسِّن وتسهِّل حياتهم في مختلف مجالات الحياة. وبالتالي، تعتمد فكرة تقنية النانو على إنتاج مواد جديدة ذات خصائص مختلفة .
نعلم جميعًا أن المادة تتكون من الذرات، وعند تغيير تلك الذرات يمكن الحصول على مادة مختلفة ذات خصائص جديدة. والهدف من ذلك التغيير والحصول على تلك المواد الجديدة هو الحصول على خصائص كيميائية وفيزيائية سهلة التعامل معها، مثل درجة الموصلية الكهربائية وغيرها من الخصائص .
لاحظنا أن العديد من الدول اهتمت بتقنية النانو، ومن بين هذه الدول الولايات المتحدة حيث أنفقت مبالغ كبيرة على الأبحاث التي قامت بها حول تلك التقنية في مجالات مختلفة مثل المجال الطبي والعسكري والتكنولوجي، والتي بلغت قيمتها 3.7 مليار دولار .
تاريخ تقنية النانو
عام 1959 م
ألقى العالِم الفيزيائي ريتشارد فيمان (Richard Feynman) محاضرةً أمام الجمعية الفيزيائية الأمريكية بعنوان “هناك مساحة واسعة في الأسفل”، حيث أشار إلى إمكانية تطوير طريقة لتحريك الجزيئات والذرات بحيث يمكن الوصول إلى الأحجام المطلوبة .
عام 1959 م
تمكن العالم أهلير من تسجيل السيليكون الأسفنجي الذي رصدته الكاميرا .
عام 1969 م
عمل العالم الياباني Leo Esaki على تطوير أشباه الموصلات الصناعية، مثل الشبكات البلورية الفاخرة، وابتكر تقنية المتناهية الصغر من الأعلى إلى الأسفل .
عام 1972 م
تمكن العلماء من اختراع المجهر البصري الماسح ذو المجال القريب، وذلك بفضل علمائنا .
عام 1974 م
قام العالم نوريو تانيغوشي باستخدام كلمة “النانو” وشرح أن التقنية المتناهية الصغر يمكن أن تشمل بشكل رئيسي معالجة الانفصال، حيث قال: إن تقنية النانو ترتكز على عمليات فصل واندماج وإعادة تشكيل المواد بواسطة ذرة واحدة أو جزيء .
عام 1981 م
قام العالمان جيرد بينج وهينريك روهر بابتكار المجهر النفقي الماسح، وهذا المجهر يستخدم مقياس النانو لتصوير الأجسام .
عام 1989 م
في ذلك العام، تمكَّن بحث IBM من النجاح عندما استطاع تحريك الذرة باستخدام جهاز STM، وتم استخدام 35 ذرة لكتابة شعار IBM .
عام 1991 م
هذا العام، تمكن سوميو ليجيما من تطوير أنابيب الكربون النانوية التي تأخذ شكل أسطوانة مجوّفة من الداخل وصُنعت من شرائح جرافيت بقطر بضعة نانومتر .
عام 2000 م
تمكن العالم المصري منير نافيه من صنع مجموعة من حبيبات السليكون بقطر 1 نانومتر فقط، وتتميز تلك الحبيبات بتغير ألوانها عند تعرضها لأشعة الشمس، وقد أطلقت الولايات المتحدة مبادرة وطنية للتقنية المتناهية الصغر .
عام 2002 م
أنشأت اليابان مركزًا متخصصًا في تقنية النانو ووفرت جميع الأجهزة والمعدات اللازمة لإجراء الأبحاث فيه .
بعد عدة سنوات، تمكنوا من اكتشاف الإشعاع المرئي .
اهمية تقنية النانو
تعد هذه التقنية ذات أهمية كبيرة وتتميز بالعديد من الفوائد في مختلف المجالات، بما في ذلك ما يلي :
- يُمكن استخدام تِلك التقنية المتميزة في مجال الصناعة عن طريق صِنع الملابس الذكية المُنتجة للطاقة، والتي تعمل على إزالة الجراثيم والأوساخ ذاتياً، بالإضافة إلى صِنع مواد أكثر صلابة من الفولاذ وأقل وزناً، كما يستخدم في صِناعة الزجاج غير الموصل للحرارة والطارد للأتربة، وصِناعة شاشات ثلاثية الأبعاد التي يُمكنها الانحناء كما أنها شفافة .
- تستخدم التكنولوجيا النانوية في مجال الطيران، حيث تعمل وكالة الطيران والفضاء الأمريكية على صنع آلات تعمل بالنانو، وذلك لحقنها في جسم رواد الفضاء لمعرفة الوضع الصحي لأجسامهم والتعامل معه بشكل فوري دون الحاجة لاستدعاء الطبيب .
- يمكن استخدام هذه التقنية في مجال الطاقة لإنتاج بطاريات قادرة على تخزين كميات كبيرة من الطاقة لفترات طويلة، ويمكن توظيفها في صناعة سيارات بتكلفة أقل ولا تعتمد على النفط بل على مصادر الطاقة النظيفة .
- السيليكون والأجهزة الإلكترونية تم اختراعها وتطويرها بفضل تقنيات الشرائح الإلكترونية الصغيرة، مما أدى إلى ثورة في مجالات مختلفة مثل: الحاسوب والاتصالات والطب والتعليم، كما تمكنا من تسهيل الحصول على التلفزيون الملون بدلاً من الأبيض والأسود .
تقنية النانو في الطب
المراجع :
