<!--

<!--<!--[if gte mso 10]> <style> /* Style Definitions */ table.MsoNormalTable {mso-style-name:"Table Normal"; mso-tstyle-rowband-size:0; mso-tstyle-colband-size:0; mso-style-noshow:yes; mso-style-parent:""; mso-padding-alt:0in 5.4pt 0in 5.4pt; mso-para-margin:0in; mso-para-margin-bottom:.0001pt; mso-pagination:widow-orphan; font-size:10.0pt; font-family:"Times New Roman"; mso-ansi-language:#0400; mso-fareast-language:#0400; mso-bidi-language:#0400;} </style> <![endif]-->

                  ( عالـم البيئــة )

النانوتكنولوجى ... والنانومتر

 بقلـم : 

              د/علـى  مهـران  هشــام

تطلق كلمة  " نانو " باللغة الإنجليزية على كل ما هو ضئيل الحجم دقيق الجسم. ويعود للعالم الياباني "نوريو تانيجوتشي" فى عام 1974  الفضل فى أستخدام المصطلح العلمى ( تكنولوجيا النانو Nanotechnology  ).  إن أصل كلمة "النانو" مشتق من الكلمة الاغريقية " نانوس "  وهي كلمة إغريقية تعني القزم ويقصد بها، كل شيئ صغير، وتعني هنا  تقنية المواد المتناهية في الصغر أو التكنولوجيا المجهرية الدقيقة أو تكنولوجيا المنمنمات. وعلم النانو هو دراسة المبادئ الأساسية للجزيئات والمركبات التي لا يتجاوز قياسه الـ 100 نانو متر، فالنانو هو أدق وحدة قياس مترية معروفة حتى الآن ، ويبلغ طوله واحد من بليون من المتر أي ما يعادل عشرة أضعاف وحدة القياس الذري المعروفة بالأنغستروم ، ويعرَّف النانومتر بأنه جزء من البليون من المتر، وجزء من الالف من الميكرومتر. ولتقريب هذا التعريف الى الواقع فان قطر شعرة الرأس يساوي تقريبا ٧٥٠٠٠ نانومتر،  كما ان حجم خلية الدم الحمراء يصل الى ٢٠٠٠ نانومتر.

تمكن النانو تكنولوجي من امتلاك الإمكانية لزيادة كفاءة استهلاك الطاقة،ويساعد في تنظيف البيئة،ويحل مشاكل الانسان  الصحية ، كما أنه قادر على زيادة الإنتاج التصنيعي بشكل هائل وبتكاليف منخفضة جداَ، ولكن منتجات النانوتكنولوجي أصغر فى الحجم .

السؤال القائم ، كيف يمكن الأستفدة عمليا من هذه التقنيات العالية ؟

      يتم ذلك بالتقاط الذرات متناهية الصغر لأي مادة والتلاعب بها لتحريكها من مواضعها الأصلية إلى مواضع أخرى ثم دمجها مع ذرات لمواد أخرى لتكوين شبكات بلورية، لكي نحصل على مواد نانونية الأبعاد متميزة الخواص عالية الأداء. ولنطبق ذلك مثلا على معدن الحديد ،  نأخذ مكعب من الحديد 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 والنعومة والتوصيل ودرجة الانصهار وغيرها من الخصائص ثم  سنقوم بقطع واحد من هذه المكعبات إلى ثمانية مكعبات أخرى ، و سيصبح طول ضلع الواحد منها 25 سنتيمترا وستحمل نفس الخصائص بالطبع وبالاستعانة بمكبر مجهري وأداة قطع دقيقة، سنقوم بتكرار هذه العملية عدة مرات وسيصغر المقياس في كل مرة من السنتيمتر إلى المليمتر وصولا إلى الميكرومتر ، و سنجد أن الخواص ستبقى كما هي عليه وهذا واقع مجرب في الحياة العملية, فخصائص المادة على مقياس الميكرومتر فأكبر لا تعتمد على الحجم نستمر بالقطع سنصل إلى ما أسميناه سابقا مقياس النانو ، عند هذا الحجم ستتغير جميع خصائص المادة كلياً بما فيها اللون والخصائص الكيميائية ؛ وسبب هذا التغير يعود إلى طبيعة التفاعلات بين الذرات المكونة لعنصر الحديد ، ففي الحجم الكبير من الحديد لا توجد هذه التفاعلات في الغالب, ونستنتج من ذلك أن الحديد ذا الحجم النانوي سيقوم بعمل مغاير عن الحديد ذي الحجم الكبير . على كل حال، في المقياس النانوي، تتصرف الأجسام بشكل مختلف تماماً عن تصرفها في المقاييس الأكبر، فمثلاً: الذهب في حجمه العادي يعتبر موصل ممتاز للحرارة والكهرباء، ولكن ليس للضوء. لكن جسيمات الذهب النانوية المبنية بشكل مناسب، تبدأ بامتصاص الضوء وبإمكانها تحويل ذلك الضوء إلى حرارة، حرارة كافية يجعلها تعمل كمشرط حراري مصغر يمكن من خلاله قتل الخلايا غير المرغوبة في الجسم، مثل الخلايا السرطانية،  كذلك بعض المواد الأخرى يمكن أن تصيح أقوى بشكل ملاحظ عندما تبنى على مقياس نانوي.

وخلاصة القول ، فعلم النانوميتر وتطبيقاته أصبحت حقيقة وواقع تطبيقى ، ومن المفاخر المصرية أن نجح العالم المصري  الدكتور الكيميائى  شريف الصفتي ،  والذى يترأس المجموعة البحثية لعلوم المواد النانومترية، بجامعة واسيدا اليابانية، باستخدام تكنولوجيا "النانوميتر" في تنقية المياه من الإشعاع الذي سببه التسرب الإشعاعي من مفاعل "فوكوشيما" النووي الياباني عام 2011 ،  والذى هز العالم رعبا وخوفا وذلك لما هو معروف عن اليابان من الدقة والنظام  والحزم  فىتطبيق معايير الأمن والسلامة ،  ويرى الدكتور الصفتى أن " النظام العالمي يعتمد الآن علي المواد النانومترية في التخلص من الملوثات في المياه حتى البكتيرية التي تعد أدق الملوثات، فالمواد النانومترية تفصل  الملوثات كلها سواء كيميائية أو بيولوجية أو بكتيرية أو فيروسية، لأن لديها القدرة على الإمساك بالملوثات حتى لو كانت بنسبة أقل من ألف جزء من المليون، والتخلص منها تماما".         والله  المستعـان ،،،، 

            http://kenanaonline.com/drmahran2020

المصدر: * د/على مهران هشام : مجلة العلم - باب عالم البيئة - عدد شهر  مارس 2014 - العدد رقم 449 - أكاديمية البحث العلمى ودار التحرير للطبع والنشر - القاهـرة - مصـــر .