مقالاتمواضيع العدد ١٢

تقنية النانو

تقنية النانو

بقلم الدكتور عبدالرحمن محمد الفوزان: تخيل أن أحداً استوقفك في مكة وسألك عن المسافة بين مكة والمدينة فستكون إجابتك (400 كيلومتر) وسألك شخص آخر عن المسافة بين بيتك وأقرب مسجد إليك فكانت إجابتك (200 متر)، ثم سؤلت عن طول شاشة الكمبيوتر أمامك فأجبت بأنها (30 سنتميتر) ، ماذا عن سماكة الورق الذي تكتب عليه فقد تجيب بأنه (نصف مليميتر). لاحظ أنك استخدمت وحدات القياس هذه (كيلومتر، متر، سنتميتر ومليميتر) وهذا ما استطعت أن تراه بعينك المجردة وما تعلمته من وحدات القياس ولكن مع تطور الأجهزة المكبرة استطاع العلماء أن يشاهدوا أجسام لم يكن بالامكان رؤيتها من قبل ولكي يصفوا للآخرين مقاسها استخدموا في البداية المقاسات العادية (ربع مليميتر) وأصغر من ذلك ولكن مع صغر المقاسات، اطلقوا مصطلح جديد اسمه (مايكروميتر) مثله مثل غيره من وحدات القياس السابقة. ومع مرور الوقت وتطور الأجهزة أكثر واكثر وجد العلماء جسيمات صغيرة أصغر بكثير من المايكروميتر ، فبحثوا عن كلمة جديدة فاختاروا كلمة (نانو) فكانت وحدة القياس (نانومتر). وكلمة (نانو) هي في الأصل كلمة اغريقية (يونانية) وتعني الصغير جداً. وكما تعرف أن الكيلومتر يساوي (1000) متر فإن المتر يساوي (مليار، 1000000000) نانومتر!. ولتقريب الصورة أكثر فإن سُمك شعرة الرأس التي بالكاد نراها تساوي تقريباً (50 ألف) نانومتر. والشخص العادي يستطيع أن يرى بالعين المجردة إلى حد (10 آلاف) نانوميتر.

إذا وبعد أن عرفنا معنى كلمة (نانو) نستطيع وبكل بساطه أن نقول أن تقنية النانو هي تقنية الجسيمات المتناهية الصغر.

اعلانات جوجل

افترض أن لديك مكعب من الذهب وطُلب منك تقسيمة إلى مكعبات صغيرة، هل ستحصل على شيء آخر غير الذهب؟! بالطبع لا فخواص الذهب سواءً في المكعبات الصغيرة أو الكبيرة هي نفسها من حيث اللون الأصفر البراق أو القيمة المادية أو غير ذلك. ماذا لو واصلت التقطيع حتى حصلت على قطع صغيرة جداً هل سيتغير شيء؟ أيضاً لا فخصائص الذهب هي كما كانت. ولكن إذا استخدمنا أجهزة خاصة واستطعنا أن نفكك الذهب إلى عينات صغيرة جداً ووصلنا إلى مقاس النانومتر فإن الذهب سوف يفقد خواصه المعروفة. فمثلاً إذا قطعنا الذهب إلى أقل من 100 نانومتر فسيتحول لونه من الأصفر إلى البرتقالي وإذا قطعناه إلى أقل من 50 نانومتر فسنحصل على اللون الأخضر!. إذاً المواد تبدأ تفقد خواصها المعروفة عندما تصل إلى مقاسات النانومتر.  من هنا فكر العلماء في إمكانية التحكم في ذرات المادة وإعادة ترتيبها إذا وصلنا لمقاس النانومتر لنحصل على أي مادة نريدها. فالذهب بعد أن قمنا بتفكيكه إلى جسيمات صغيره في حجم النانومتر نقوم باستخدام أجهزة متطورة بإعادة ترتيب المادة مرة ثانية بطريقة مختلفة لنحصل على مادة جديدة بأفضل المواصفات.

فتقنية النانو علم حديث يهتم بدراسة المواد على مستوى الجزيئات والذرات وهذا ما لم يكن متاح للعلماء في العصور الماضية لعدم توفر التقنيات الحديثة والتي مكنتنا من العمل على مستوى الذرات.

علماء كُثر عرّفوا تقنية النانو حسب رؤيتهم أو حسب خلفيتهم العلمية فحصلت هناك تعاريف كثيرة، ولتفادي الاختلاف في التعريف أُنشئت في أمريكا لجنة لتضع تعريف موحد لتقنية النانو واسم اللجنة المبادرة الوطنية لتقنية النانو  National Nanotechnology Initiative  وخرجت لنا بهذا التعريف:

– تقنية النانو تشمل الأبحاث والتطورات التقنية في مجال أقل من 100 نانومتر.

– تقنية النانو تصنع وتستخدم التركيبات التي لديها خصائص فريدة نظراً لصغر حجمها.

– تقنية النانو تستند إلى القدرة على التحكم أو التلاعب على مستوى الذرة.

قسم العلماء تقنية النانو من حيث التحضير إلى قسمين:

الأول: البناء أو من الأدنى إلى الأعلى (Bottom-up) وهنا تحضر مادة النانو من حيث انشائها أو بنائها ابتداءً من الذرات بحيث ترتب مع بعضها البعض حتى تصل الحجم والمواصفات المرغوبة.

الثاني: النحت أو من الأعلى إلى الأدنى (Top-down) وهنا يتم تصنيع مواد النانو من مواد أكبر وذلك باستخدام التفتيت أو الطحن.

اعلانات جوجل

تقنية النانو غزت جميع العلوم فصار لها تطبيقات في كل التخصصات. فأصبح لها نصيب الأسد في الطب فهي أمل الأطباء في أن تكون المفتاح السحري لعلاج كثير من الأمراض المستعصية كالسرطان ويطمحون أن يستخدموا مواد النانو لتحمل الدواء داخل جسم المريض لتصل أماكن كان من المستحيل الوصول لها دون التأثير على ما جاورها. علماء الفضاء أيضاً يأملون بصناعة مركبات فضائية أخف وأوفر كثيراً من الحالية. الفقراء حول العالم ينتظرون أن تسهم التقنية بحل مشكلة مياه الشرب الملوثة، علماء البيئة يأملون في صناعة خلايا شمسية لتوليد الطاقة أكثر كفاءة وأقل صيانة وأرخص ثمناً من المستخدمة حالياً ليحافظوا على البيئة خالية من الملوثات. وكغيرها من التقنيات فقد يكون لها استخدامات غير إنسانية وغير أخلاقية كاستخدامها في صنع أسلحة وطائرات تجسسية بأحجام صغيرة جداً كطائرة للتجسس بحجم النحلة وغير ذلك.

بقي أن نقول أن الأبحاث كثيرة والنتائج مبشرة وواعدة وما خرج من منتجات يعتبر قليل جداً في ما يطمح إليه العلماء والباحثين فالمستقبل لتقنية النانو.

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

هذا الموقع يستخدم Akismet للحدّ من التعليقات المزعجة والغير مرغوبة. تعرّف على كيفية معالجة بيانات تعليقك.

زر الذهاب إلى الأعلى