داليا محمد بسيوني - كانول المعرفة

 تقنية المنمنمات هي دراسة ابتكار تقنيات و وسائل جديدة تقاس أبعادها بالنانومتر وهو جزء من الألف من الميكرومتر أي جزء من المليون من الميليمتر. عادة تتعامل التقانة النانوية مع قياسات بين 0.1 إلى 100 نانومتر. و هذا التحديد بالقياس يقابله اتساع في طبيعة المواد المستخدمة فالتقانة النانوية تتعامل مع أي ظواهر أو بنى على المستوى النانوي . مثل هذه الظواهر النانوية يمكن أن تتضمن تقييد كمومي

quantum confinement التي تؤدي إلى ظواهر إلكترومغناطيسية و بصرية جديدة للمادة التي تقع في الوسط بين الجزيئات و المادة الصلبة . تتضمن الظواهر النانوية أيضا تأثير جيبس-تومسون - و هو انخفاض درجة انصهار مادة ما عندما يصبح قياسها نانويا ، اما عن الانابيب النانوية فأهمها الأنابيب النانوية الكربونية.

تستخدم بعض الكتابات الصحفية أحيانا مصطلح (تكنولوجيا الصغائر) رغم عدم دقته فهو لا يحدد مجاله في التقانة النانوية أو الميكرونية إضافة إلى التباس كلمة صغائر مع الجسيمات و الدقائق Particles .

العلوم النانوية و التقنية النانوية   احدى مجالات علوم المواد و اتصالات هذه العلوم مع الفيزياء ، الهندسة الميكانيكية و الهندسة الحيوية ، و الهندسة الكيميائية تشكل تفرعات و اختصاصات فرعية متعددة ضمن هذه العلوم.

التقنية النانوية بأنها تطبيق علمي يتولى إنتاج الأشياء عبر تجميعها على المستوي الصغير من مكوناتها الأساسية، مثل الذرة والجزيء. وما دامت كل المواد المكونة من ذرات مرتصفة وفق تركيب معين ، فإننا نستطيع أن نأخذ أي ذرة ونرصفها إلى جانب أخرى بطريقة مختلفة عما هي عليه في الأصل ، وهكذا نستطيع صنع شيء جديد ومن أي شيء تقريبا. وأحيانا تفاجئنا تلك المواد بخصائص جديدة لم نكن نعرفها من قبل ، مما يفتح مجالات جديدة لاستخدامها وتسخيرها لفائدة الإنسان ، كما حدث قبل ذلك باكتشاف الترانزيستور.

الصعوبات التى تواجة تطبيق النانوتكنولوجى على مجال واسع:-

وتكمن صعوبة التقنية النانوية في مدى إمكانية السيطرة على الذرات بعد تجزيء المواد المتكونة منها. كما أن صعوبة التوصل إلى قياس دقيق عند الوصول إلى مستوى الذرة يعد صعوبة أخرى تواجه هذا العلم الجديد الناشئ.  

     مقياس النانو : يشمل الأبعاد التي يبلغ طولها نانومترا واحدا إلى غاية         

• علم النانو : هو دراسة المبادئ الأساسية للجزيئات والمركبات التي لا يتجاوز قياسه الـ100 نانو متر.
• تقنية النانو : هو تطبيق لهذه العلوم وهندستها لإنتاج مخترعات مفيدة.

الأمر الفريد في مقياس النانو أو الـ”Nano Scale” هو أن معظم الخصائص الأساسية للمواد و الآلات كالتوصيلية والصلابة ونقطة الانصهار تعتمد على الحجم (size dependant )

بشكل لا مثيل له في أي مقياس آخر أكبر من النانو ، فعلى سبيل المثال السلك أو الموصل النانوي الحجم لا يتبع بالضرورة قانون أوم الذي تربط معادلته التيار والجهد والمقاومة ، فهو يعتمد على مبدأ تدفق الالكترونات في السلك كما تتدفق المياه في النهر ؛ فالإلكترونات لا تستطيع المرور عبر سلك يبلغ عرضه ذرة واحدة بأن تمر عبره إلكترونا بعد الآخر.

 

إن أخذ مقياس الحجم بالاعتبار بالإضافة إلى المبادئ الأساسية للكيمياء والفيزياء والكهرباء هو المفتاح إلى فهم علم النانو الواسع.

اذا اردت معرفة حجم وخصائص جزيات النانو :-

لنتخيل شيئا في متناول أيدينا على سبيل المثال مكعب من الذهب طول ضلعه متر واحد ولنقطعه بأداة ما طولا وعرضا وارتفاعا سيكون لدينا ثمانية مكعبات طول ضلع الواحد منها 50 سنتيمترا ، وبمقارنة هذه المكعبات بالمكعب الأصلي نجد أنها ستحمل جميع خصائصه كاللون الأصفر اللامع و النعومة وجودة التوصيل ودرجة الانصهار وغيرها من الخصائص ماعدا القيمة النقدية بالطبع ، ثم سنقوم بقطع واحد من هذه المكعبات إلى ثمانية مكعبات أخرى ، و سيصبح طول ضلع الواحد منها 25 سنتيمترا وستحمل نفس الخصائص بالطبع ، و سنقوم بتكرار هذه العملية عدة مرات وسيصغر المقياس في كل مرة من السنتيمتر إلى المليمتر وصولا إلى الميكرومتر . وبالاستعانة بمكبر مجهري وأداة قطع دقيقة سنجد أن الخواص ستبقى كما هي عليه وهذا واقع مجرب في الحياة العملية, فخصائص المادة على مقياس الميكرومتر فأكبر لا تعتمد على الحجم . عندما نستمر بالقطع سنصل إلى ما أسميناه سابقا مقياس النانو ، عند هذا الحجم ستتغير جميع خصائص المادة كلياً بم فيها اللون والخصائص الكيميائية ؛ وسبب هذا التغير يعود إلى طبيعة التفاعلات بين الذرات المكونة لعنصر الذهب ، ففي الحجم الكبير من الذهب لا توجد هذه التفاعلات في الغالب, ونستنتج من ذلك أن الذهب ذو الحجم النانوي سيقوم بعمل مغاير عن الذهب ذي الحجم الكبير.

 

 

تاريخ النانو تكنولوجى 

 

 منذ الآلاف السنين قصد البشر استخدام النانو تكنولوجي . فعلى سبيل المثال أستخدم في صناعة الصلب والمطاط والفلكنه. كلها تمت اعتمادا على خصائص عشوائيا تشكيل المجموعات الذرية نانوميترز مجرد حجمها ،وتميز عن الكيمياء في أنها لا تعتمد على الممتلكات الفردية الجزيئات. لكن وضع مجموعة من المفاهيم الآن تحت مصطلح التكنولوجيا النانوية أبطأ. الأولى إلى بعض المفاهيم المميزة في النانو تكنولوجيا (تسبيق لكن استخدام هذا الاسم) في عام 1867 كاتب جيمس ماكسويل عندما اقترحت فكرة تجربة صغيرة كيان يعرف ماكسويل للشيطان من معالجة الجزيئات الفردية . في عام 1920 ، كان ارفنغ لانجميور وكاثرين بلودغيت إدخال مفهوم نظام مونولايير، طبقة سميكة من جزيء المادة. لانجميور حصل على جائزة نوبل في الكيمياء لعمله

و قد أجمع الخبراء على أن أهم تطور تكنولوجي في النصف الأخير من القرن الحالي هو اختراع إلكترونيات السيليكون ، فقد أدى تطويرها إلى ظهور ما يسمى بالشرائح الصغرية أو الـ( Microchipsوالتى  أدت إلى ثورة تقنية في جميع المجالات كالاتصالات و الحواسيب والطب وغيرها . فحتى عام 1950 لم يوجد سوى التلفاز الأبيض و الأسود ، وكانت هناك فقط عشرة حواسيب في العالم أجمع . ولم تكن هناك هواتف نقالة أو ساعات رقمية أو الانترنت ، كل هذه الاختراعات يعود الفضل فيها إلى الشرائح الصغرية و التي أدى ازدياد الطلب عليها إلى انخفاض أسعارها بشكل سهل دخولها في تصنيع جميع الإلكترونيات الاستهلاكية اللتي تحيط بنا اليوم . و خلال السنوات القليلة الفائتة ، برز إلى الأضواء مصطلح جديد ألقى بثقله على العالم وأصبح محط الاهتمام بشكل كبير ، هذا المصطلح هو "تكنولوجيا النانو" .

فهذه التقنية الواعدة تبشر بقفزة هائلة في جميع فروع العلوم والهندسة ، ويرى المتفائلون أنها ستلقي بظلالها على كافة مجالات الطب الحديث و الاقتصاد العالمي و العلاقات الدولية وحتى الحياة اليومية للفرد العادي فهي و بكل بساطة ستمكننا من صنع أي شيء نتخيله وذلك عن طريق صف جزيئات المادة إلى جانب بعضها البعض بشكل لا نتخيله وبأقل كلفة ممكنة ، فلنتخيل حواسيباً خارقة الأداء يمكن

وضعها على رؤوس الأقلام والدبابيس ، ولنتخيل أسطولا من الروبوتات النانوية

الطبية والتي يمكن لنا حقنها في الدم أو ابتلاعها لتعالج الجلطات الدموية و الأورام والأمراض المستعصية

 

 

تطبيقات النانو تكنولوجي

1 تخزين الطاقة وإنتاجها وتحويلها.
2 تحسين الإنتاج الزراعي.
3 معالجة مياه الشرب.
4 تشخيص الأمراض ومتابعتها.
5 تسليم الأدوية.
6 معالجة الطعام وتخزينه.
7 معالجة تلوث الهواء.
8البناء.
9 مراقبة الصحة.
10 مقاومة الآفات والحشرات

يمكن من خلال تقنية النانو تكنولوجي صنع سفينة فضائية في حجم الذرة يمكنها الإبحار في جسد الإنسان لإجراء عملية جراحية والخروج من دون جراحة ، كما تستطيع الدخول في صناعات الموجات

الكهرومغناطيسية التي تتمكن بمجرد ملامستها للجسم على إخفائه مثل الطائرة أو السيارة ومن ثم لا يراها الرادار ويعلن اختفاءها . كما تتمكن من صنع سيارة في حجم الحشرة وطائرة في حجم البعوضة وزجاج طارد للأتربة وغير موصل للحرارة وأيضا صناعة الأقمشة التي لا يخترقها الماء بالرغم من سهولة خروج العرق منها. و قد ورد في بعض البرامج التسجيلية أنه يمكن صناعة خلايا أقوى 200 مرة من خلايا الدم و يمكنك من خلالها حقن جسم الإنسان بـ 10 % من دمه بهذه الخلايا فتمكنه من العدو لمدة 15 دقيقة بدون تنفس !! .

تطبيقات النانو فى الواقع الفعلى

دخلت صناعة النانو حيز التطبيق في مجموعه من السلع التي تستخدم نانو جزيئات الأكسيد على أنواعه "الألمنيوم والتيتانيوم وغيرها " . خصوصا في مواد التجميل والمراهم المضادة للأشعة . فهذه النانو جزيئات تحجب الأشعة فوق البنفسجية UVكلها ويبقى المرهم في الوقت نفسه شفافا وتستعمل في بعض الألبسة المضادة للتبقع .

وقد تمكن باحثون في جامعة هانج يانج في سيئوول من إدخال نانو الفضه إلى المضادات الحيوية . ومن المعروف أن الفضة قادرة على قتل حوالي 650 جرثومة دون أن تؤذي الجسم البشري .

وسينزل عملاق الكمبيوتر "هاولت باكارد " قريبا إلى السوق رقاقات يدخل في صنعها نانو اليكترونات قادرة على حفظ المعلومات أكثر بآلاف المرات من الذاكرة المو جوده حاليا . وقد تمكن باحثون في IBM وجامعة كولومبيا وجامعة نيو أورليانز من تملق وجمع جزيئين غير قابلين للاجتماع إلى بلور ثلاثي الأبعاد . وبذلك تم اختراع ماده غير موجودة في الطبيعة " ملغنسيوم مع خصائص مولده للضوء مصنوعة من نانو " و " أوكسيد الحديد محاطا برصاص السيلينايد " . وهذا هو نصف موصل للحرارة قادر على توليد الضوء. وهذه الميزة الخاصة لها استعمالات كثيرة في مجالات الطاقة والبطاريات . وقد أوردت مجله الايكونوميست مؤخرا أن الكلام بدأ عن ماده جديدة مصنوعة من نانو جزيئات تدعى قسم " Quasam " ( كأنها كلمه عربية )تضاف إلى البلاستيك والسيراميك والمعادن فتصبح قويه كالفولاذ خفيفة كالعظام وستكون لها استعمالات كثيرة خصوصا في هيكل الطائرات والأجنحة ، فهي مضادة للجليد ومقاومه للحرارة حتى 900درجه مئوية

وأنشأت شركة كرافت Kraft المتخصصة في الأغذية السنة الماضية اتحاد الأقسام البحوث العلمية لاختراع مشروبات مبرمجه . فقريبا يمكننا شراء مشروب لا لون له ولا طعم يتضمن نانو جزيئات للون والطعم عندما نضعه في المكروييف على تردد معين يصبح عندنا عصير ليمون وعلى تردد آخر يصبح هو نفسه شراب التفاح ، وهكذا.

ويقول الدكتور اريك دريكسلر " ليس هناك من حدود ، استعدوا للرواصف الذين سيبنون كل شيء . من أجهزة التلفزيون إلى شرائح اللحم بواسطة تركيب الذرات ومركباتها واحده واحده كقطع القرميد ، بينما سيتجول آخرون في أجسامنا وفي مجارى الدم محطمين كل جسم غريب أو مرض عضال ، وسيقومون مقام الإنزيمات والمضادات الحيوية الموجودة في أجسامنا . وسيكون بإمكاننا إطلاق جيش من الرواصف غير المرئية لتتجول في بيتنا على السجاد والرفوف والأوعية محوله الوسخ والغبار إلى ذرات يمكن إعادة تركيبها إلى محارم وصابون وأي شيء آخر بحاجه إليه "

تطبيقات النانو فى مجال الطب

أبحاث يقودها عالم مصري بأميركا لبناء أوعيه دمويه بالنانوتكنولوجي لعلاج تصلب الشرايين

تغير النانوتكنولوجي الكثير من الطرق العلمية في كثير من المجالات‏ ومنها ما يقوم به الفريق البحثي حاليا ببناء أوعية دموية جديدة بجسم الإنسان لتقوم بعمل الأوعية المتصلبة بالدورة الدموية وبالتالي ضمان تغذية الأنسجة الحيوية بالدم وعدم تعرضها للتلف عند أنسداد الشرايين المغذية لها‏ والعالم المصري الأميركي الدكتور شاكر موسي رئيس مركز بحوث التطوير الصيدلي بكليتي طب وصيدلة ألبني بنيويورك يقود حاليا فريقا علميا للتوصل للمواد المنشطة لتكوين أوعية دموية جديدة وأستكمال نضوجها والحيلولة دون أضمحلالها (كما يحدث لها طبيعيا بالجسم) مما سيمثل ثورة مستقبلية في علاج تصلب وأنسداد الشرايين وخلال العام الماضي جرت الأبحاث علي الإنسان بعد نجاحها علي الحيوان

.
ويقول العالم المصري إنه في حالات السكر والضغط وزيادة الدهون تتعرض الأوعية الدموية للتصلب والأنسداد ويضعف تغذية القلب والمخ والأطراف وعند أنقطاع التغذية الدموية تموت الأنسجة فتحدث مشكلات كبيرة في الجسم وفي السنوات الأخيرة حاول العلماء إعادة تغذية هذه الأنسجة المحرومة من الدم لذا بدأت الأبحاث العلمية علي تنشيط تكوين أوعية دموية جديدة تكون قادرة علي الأستمرار لتكون بديلة وتقوم بضخ الدم للأنسجة المحرومه لكن كانت المشكلة أن الأوعية الجديدة تنشأ من الأوعية الرئيسية لمدة أيام محدودة ثم تختفي فكان لابد من إجراء أبحاث لمحاولة منع اختفائها مع تنشيط ظهورها وبدأت التجارب السابقة في جامعة هارفارد الأميركية بأستخدام مادة منشطة طبيعية في الجسم هي هرمون (‏VEGF) أو بأستخدام جين لتنشيط هذه المواد ولم تنجح هذه الأبحاث لأن الأوعية الدموية تتكون ذاتيا وتختفي وبالتالي لاتواصل عملها وركزت الأبحاث علي زيادة نضوج الأوعية الدموية الفرعية دون تعرضها للزوالل فتم أكتشاف مادة جديدة في الوريد والشريان تسمي‏ (جاج) وهي من الأحماض السكرية حاملة لشحنة سالبه علي يد الفريق الذي يقوده الدكتور موسي وتعمل علي نضوج الأوعية الدموية الجديدة ومنع أختفائها لأن هناك عملية مستمرة للبناء والهدم في الجسم وهذا سبب فشل أبحاث هارفارد التي بدأها الدكتور جيف إيزنر‏.‏

وقد قابلت الفريق عده صعوبات في أستخدام المادة عند أكتشافها لأنه عند أستعداد المريض للإصابة بالسرطان تزيد ماده (جاج) من الإسراع بالسرطان وكان الحل في أستخدام النانوتكنولوجي بتحميل المادة ثم زرعها بالنانو ويكون هذا بالحقن موضعيا مما يساعد علي نضوج الأوعية الدموية وأستمرارها ويجري حاليا تحميل هرمون الغدة الدرقية علي سطح النانو وفي الداخل يتم تحميل الحامض السكري فالأول ينشط ظهور الأوعية الدموية الفرعيه والثاني يعمل علي تثبيتها وأظهرت التجارب الأولية علي الحيوانات نجاحا مبهرا وتم عرض الأبحاث في مؤتمرات دولية بأوروبا وأميركا وقريبا ستبدأ التجارب الحقيقية علي المتبرعين وتأتي أهمية أستخدام النانوتكنولوجي كما يقول العالم المصري أنه يتم حقن العلاج مرة واحدة أو مرات محدودة علي فترات متباعدة فيكون حلا جذريا لمرضي الشرايين خاصة مرضي السكر‏.‏

وأضاف أنه بأستخدام هذا الأسلوب في القلب عند حدوث أزمات قلبية ووضع النانوتكنولوجي محملا بالمواد المنشطة والمنضجة فإنها ستساعد علي تكوين أوعية دموية جديدة ثابتة وتفتح طرق جديدة لتغذية القلب ويتوقع أن يكون العلاج مستقبلا بهذا الأسلوب رخيصا وسيؤثر علي شركات الأدوية في العالم لأن تناول الدواء سيكون مرة واحدة وهناك مواد جديدة تم أكتشافها لتحميلها مع النانوتكنولوجي في مجال الأوعية الدموية‏.

التطبيقات الطبيه لتقنيه الناتو هى التطبيقات الاهم لهذه التقنيه من بين كل التطبيقات المتوقعه هذه التقنيه الحديثه وذلك لارتطاطها المباشر بحياه وصحة الانسان فتقنيه الناتو تعد بالكثير والتطبيقات الطبيه المتعلقه بالتشخيص الدقيق والعلاج العالى الكفاءة وكذلك الكثير من التطوير فى مجال الرعايه الصحيه

فى مواجهة اكثر –الامراض فتكا بالانسان مثل امراض السرطان  ممكنه باذن الله فى غضون العشر سنوات القادمه وذلك من خلال طب الناتو MEDICINE  والذى بدات الكثير من ابحاثه وتطبيقاته التجريبيه فى الكثير من مراكز البحوث وفيما يلى سنعرض اهم التطبيقات الطبيه المستقبليه لتقنيه

                                                                      

جهاز النايى النانونى(الكانتيلفير)

الكانتيلفيرCANTILEVER هو جهاز دقيق جدا بمقياس النانو حيث تقارب ابعاده ابعاد كرية الدم البيضاء وهو احد اجهزة النانو المستقبلية والتى تستطيع رصد واكتشاف الخلايا المصابة بالسرطان وذلك من خلال أنحناء نتوأها الدقيقة

واجهزة النانو الكانتيلفير يمكن تصميمها هندسيا بشكل خاص يمكنها من الارتباط بالخلايا . وتتكون الجسيمات المتناهية الصغر من تراكيب هيكلية أساسها الكربون مثل fullerenes  أومشابهات المذيبة micelle-like أو الجسيمات الدهنية liposomes  المستخدمة في العديد من التطبيقات مثل أنتاج العقا قير وصناعة التجميل. وتستخدم الجسمان المتناهية الصغر الغروية نظراً لقابليتها للذوبان وخواصها المعلقة في مستحضرات التجميل، والكريمات، والطلاءات الوقائية، والملابس المقاومة للأوساخ. تستخدم بعض الجسيمات المتناهية الصغر في نقل البروتينات عن طريق الفم، وكذلك دراسة أمكانية استخدام العديد من البوليميرات لنقل الأنسولين. والجسيمات المتناهية الصغر الفسفورية تعزز التصوير الرنيني المغناطيسي، وتستخدم الموجات الفوق سمعية في التطبيقات الحيوية الطبية مثل التصوير التشخيصي داخل الكائن الحي. والأغلفة المتناهية الصغر الذهبية  تلعب دوراً هاماً في مقاومة الأورام السرطانية وخاصة أورام الأنسجة الناعمة نظراً لقدرتها علي امتصاص الإشعاع عند أطوال موجية محددة. وعند دخول هذه الأغلفة إلى خلايا الأورام السرطانية فإنها تمتص الطاقة وتسخن بما فيه الكفاية لتقتل الخلايا السرطانية

 

أثبتت أستخدم الجسيمات المتناهية الصغر لأكسيد الحديد الممغنطة قدرتها على تصوير تهتك سرطان الثدي في العقد اللمفاوية، بالإضافة إلى محاولات  بعض الباحثين في استخدام هذه الجسيمات في التطبيقات التصويرية الاخري. والجسيمات المتناهية الصغر الممغنطة والمرتبطة بالأجسام المضادة المناسبة المستخدمة لتحديد الجزيئات والتراكيب الخاصة والكائنات الدقيقة. وبعض تطبيقات الجسيمات المتناهية الصغر في البيوكيمياء أو الطب مثل الترقيم البيولوجي الوميضي، ونقل الجينات والعقاقير، والكشف الحيوي للممرضات والبروتينات، ونقص في تركيب مركبات إلDNA، وهندسة الأنسجة، والقضاء علي الأورام عن طريق الحرارة، وفصل وتنقية الجزيئات والخلايا الحيوية، وتحسين طرق التصوير بالرنين المغناطيسي.

ومن مميزات استخدام الجسيمات المتناهية الصغر تفادي الآثار الجانبية السامة للإشعاع التقليدي والعلاج الكيمائي بواسطة معالجة الأورام أو الخلايا غير السليمة مباشرة، بالإضافة إلى عدم تلف الأنسجة القريبة السليمة. ومن فوائد نقل الجسيمات المتناهية الصغر والتي تشمل الإمكانية الحيوية المطورة لعقاقير الأعضاء أو الأنسجة أو الأورام الخاصة المستهدفة. وذلك بإعطاء أعلي جرعة من العقار مباشرة للمكان المستهدف وتقليل الجرعة والتكلفة وذلك لعدم تشتت العقار قبل وصولة إلى المنقطة المستهدفة. تعتبر المواد المتناهية الصغر مفيدة لللابحاث والتطبيقات الحيوية الطبية داخل الأجسام الحية وخارجها، حيث أن حجمها مشابه للجزيئات والتراكيب الحيوية. ولهذا فإن استخدام الجسيمات المتناهية الصغر ذات مردود اجتماعي وحضاري متزايد.

علاوة علي تخفيض الوزن المصاحب مع  زيادة في الاستقرار والأداء الوظيفي. فحص الباحثون من مركز العلوم الصحية في جامعة تكساس في هيوستن وجامعة أوهايو تأثير الأشكال المختلفة من الأجسام المتناهية الصغر الكربونية على الصفائح الدموية للإنسان في المعامل التجريبية وعناصر تخثر الدم الرئيسية في نماذج تجلط الشريان الو داجي أو انسداده باستخدام الجرذان المخدرة. وتعتمد الخواص البصرية مثل الأطياف الضوئية للجسيمات المتناهية الصغر علي  قطرها، وعند وضعها مع مادة صلبة، فأنها تؤثر بقوة علي الخواص الميكانيكية لهذه المادة مثل التصلب أو المرونة. لذا يجب أن يكون هناك اهتمام متزايد علي تطبيقات الجسيمات المتناهية الصغر في البيوفيزياء والبيوكيمياء.  لذا من الصعب تقدير أهمية قدرة هذه التقنية المدهشة في المجال الطبي، ولكن من الضروري أن نقدر أخطار التقنية الجديدة من البداية، معني ذلك هو التحرك للإمام بحذر وبطريقة علمية سليمة.        

 

مصنع النانو المستقبلي لأنتاج اللآب توب:

هذه الفكره الخياليه والتي يعمل عليها العلماء حاليا داخل معامل الأبحاث محاولين تنفيذها هي لجهاز صغير بحجم الشنطه السنسونيت والذي يعتبر مصنعا لأنتاج لاب توب المستقبل بسهوله ويسر ويعمل هذا اللآب توب المنتج ببطاريه تعمل لمده 100 ساعه متواصله ويحتوي علي مليار معالج فالفكره تبدأ بتركيب مجموعه من الجزيئات التي تحتوي على ذرتين كربون وذرتين هيدروجين وتستخدم هذه الجزئيات كحجر الأساس في تصنيع مكعبات من ذرتين كربون لبناء بلورات تصف في طبقات وبعدها تجمع حسب خريطة البناء المعدة للتصميم وكل ذلك في مصنع بسمك 1 مليمتر يحتوي ملايين الألآت التي تعمل مع بعضها البعض .

السلبيات التى تتحدى انتشار النانو

تحصل دوما عند كل تطور علمي أو تكنولوجي انتقادات وتنتشر المخاوف . كما حصل في الثورة الصناعية الأولى وعند اختراع الكمبيوتر وظهور الهندسة الوراثية وغيرها . تتركز الانتقادات هنا على عنصرين : الأول هو أن النانو جزيئات صغيره جدًا إلى الحد الذي يمكنها من التسلل وراء جهاز المناعة في الجسم البشري ، وبإمكانها أيضًا أن تنسل من خلال غشاء خلايا الجلد والرئة ، وما هو أكثر إثارة للقلق أن بإمكانها أن تتخطى حاجز دم الدماغ !. في سنة 1997م أظهرت دراسة في جامعة أكسفورد أن نانو جزيئات ثاني أكسيد التيتانيوم الموجودة في المراهم المضادة للشمس أصابت الحمض النووي DNA للجلد بالضرر.

كما أظهرت دراسة في شهر مارس الماضي من مركز جونسون للفضاء والتابع لناسا أن نانو أنابيب الكربون هي أكثر ضررًا من غبار الكوارتز الذي يسبب السيليكوسيس وهو مرض مميت يحصل في أماكن العمل . الثاني من المخاوف هي أن يصبح النانو بوت ذاتي التكاثر, أي: يشبه التكاثر الموجود في الحياة الطبيعية فيمكنه أن يتكاثر بلا حدود ويسيطر على كل شيء في الكره الأرضية. وقد بدأت منظمات البيئة والصحة العالمية تنظم المؤتمرات لبحث هذه المخاطر بالذات . وعقد اجتماع في بروكسل في شهر يونيو من عام 2008 برئاسة الأمير تشارلز ، وهو أول اجتماعٍ عالميٍّ ينظم لهذا الهدف، كما أصدرت منظمة غرين بيس مؤخرًا بيانا تشير فيه إلى أنها لن تدعو إلى حظر على أبحاث النانو. ومهما كان، فالإنسان على أبواب مرحلةٍ جديدةٍ تختلف نوعياً من جميع النواحي عما سبقها جديدة بايجابياتها وكبيرة بسلبياتها وكما يقول معظم العلماء: " لا يمكن لأي كان الوقوف في وجه هذا التطور الكبير، فلنحاول تقليص السلبيات 

النانو وشتى مجالات الحياة

 

 ناقش المؤتمر الدولي الأول للمواد المتقدمة وتكنولوجيا النانو الذي عقد مؤخرا بالقاهرة ونظمه المركز القومي للبحوث أهم تطبيقات النانو تكنولوجي في مجالات متعددة مثل الطب والصيدلة والزراعة والفيزياء‏,‏ وعرضت الأبحاث كيفية استخدام المواد النانومترية في تصنيع مواد ذكية للكشف عن الأمراض في مراحلها المبكرة مما يسهل علاجها بفاعلية أكبر وقد تم بالفعل  تحضيرها لتشخيص مرض السكر‏.‏  وأكد الدكتور هاني الناظر رئيس المركز ورئيس المؤتمر أن أبحاث النانو تكنولوجي توصلت إلي حلول فعلية لمشكلة الطاقة التي يحتاجها الإنسان بشكل أساسي لحياته وبقائه‏,‏ وقد توصل الباحثون إلي الهيدروجين كحل مثالي لطاقة نظيفة ورخيصة وساهمت النانو تكنولوجي في رفع كفاءة توليدها والحفاظ عليها‏,‏ كما أمكن من خلال هذه التكنولوجيا تصنيع سخانات شمسية ذات قدرة عالية علي إنتاج طاقة آمنة واقتصادية ويمكن بوجودها مع طاقة الهيدروجين الاستغناء عن الطاقة النووية ذات التكلفة العالية والخطورة العملية‏.‏  و أكدت الدكتورة أمل أمين الأستاذ بمجموعة النانوتكنولوجي بمشروع الطريق إلي نوبل بالمركز أن تكنولوجيا النانو تعني التغيير في جزئيات مادة معينة بحيث يصبح تركيبها الجزئي في مقياس النانو واحدا علي مليار من المتر‏,‏ وهذا يكسبها صفات أفضل في خواصها المختلفة الكيميائية والميكانيكية والكهربية وغيرها‏,‏ وقد تم في مجال الصيدلة استخدام مواد معينة محضرة بتقنية النانو تسمي اللدائن النانومترية‏,‏ ولها دور مهم في تصنيع الأدوية والمضادات الحيوية‏,‏ بحيث توجه نحو العضو المصاب بالمرض فقط وبالتالي تصبح أكثر فاعلية ولا تسبب أي تأثيرات جانبية علي أعضاء الجسم الأخري كما يشيع في الأدوية التقليدية‏.‏ وتضيف إن النانو تكنولوجي لها تطبيقات متعددة‏,‏ فمن خلالها تم تصنيع فلاتر ومرشحات لمعالجة تلوث المياه بحيث لا تسمح بمرور كافة العناصر الملوثة حتي الكائنات الدقيقة العالقة‏,‏ مما يسهل الحصول علي مياه علي درجة عالية من النقاوة‏,‏  أما في مجال الهندسة الإنشائية فتم تحضير مواد بنائية أكثر كفاءة وأشد صلابة وأرخص سعرا من المواد المستخدمة حاليا‏,‏ كما أمكن من خلال النانو تصنيع كوابل وشبكات ودوائر يمكنها تحقيق طفرة في علم الاتصالات والمعلومات من حيث القوة الاستيعابية وكفاءة هذه الدوائر وذلك يظهر في حجم المنتج أو كفاءته العالية كما في الأجهزة الحديثة من الهواتف والكمبيوتر المحمولة‏.‏

وأكد الدكتور محيي الدين سليمان بمجموعة البيوتكنولوجي بمشروع الطريق إلي نوبل بالمركز أن الزراعة تحتل مركزا متقدما في قائمة استخدامات تكنولوجيا النانو‏,‏ فعن طريقها يمكن تصنيع أدوات بمواصفات خاصة تساعد علي زيادة خصوبة التربة ورفع إنتاجية المحاصيل‏,‏ كما يمكن إنتاج أدوات صغيرة تستخدم في رش المخصبات الزراعية بمعدلات مقننة وبعناية شديدة‏,‏ أما في مجال هندسة الاتصالات فقد أمكن من خلال النانو تصنيع كوابل‏.‏  وأوضح الدكتور محيي الدين سليمان الباحث بمجموعة البيوتكنولوجي بمشروع الطريق إلي نوبل أنه أمكن تصنيع كابلات حاملة وشبكات ودوائر من خلال استخدام تكنولوجيا النانو‏,‏ مما حقق طفرة في علم الاتصالات والمعلومات من حيث القوة الاستيعابية لهذه الكابلات‏,‏ وهو مايظهر الآن في حجم وكفاءة  الأجيال الجديدة من أجهزة المحمول والكمبيوتر‏.‏ 

وحول ما حققه مشروع الطريق إلي نوبل في مجال النانوتكنولوجي‏,‏ أشار الدكتور نبيل المناخلي الباحث بقسم الكيمياء الكهربية إلي أنه تم استخدام تقنية النانو في إنتاج طاقة الهيدروجين من مياه البحر بالتحليل الكهربي وهي أحد مصادر الطاقة النظيفة التي لا تنفذ‏,‏ كما تم تطوير الخلايا الشمسية وكذلك تطوير المواد المستخدمة في بدائل العظام عن طريق معالجة سطح المواد ليصبح في صورة متناهية الصغر وبالتالي تكتسب خواص أفضل مما يزيد مقاومتها ويمنع تآكلها داخل الجسم وهذا يمنع مشاكل صحية عديدة‏.‏