تكنولوجيا النانو

ما هي تكنولوجيا النانو

تكنولوجيا النانو هي تقنية تهتم بدراسة معالجة المادة على المقياس الذرّي والجزيئي، وذلك بابتكار تقنيات ووسائل ومواد جديدة تقاس أبعادها بالنانومتر، والنانومتر هو جزء من البليون من المتر، أي جزء من المليون من الميليمتر.

سلوك تكنولوجيا النانو

في المقياس النانوي، تتصرف الأجسام بشكل مختلف تمامًا عن تصرفها في المقاييس الأكبر، فمثلًا : الذهب في حجمه العادي موصل للحرارة والكهرباء، ولكن ليس للضوء. لكن جسيمات الذهب النانوية، تبدأ بامتصاص الضوء ويمكنها تحويل الضوء إلى حرارة، تلك الحرارة كافية لتجعلها تعمل كمشرط حراري.

كما أن الذهب في حالته العادية يكون لونه أصفر، لكنه يتحول إلى شفاف حين تكون حبيبات الذهب بحجم أقل من 20 نانومتر، ومع زيادة التصغير يتحول لونه من الأخضر إلى البرتقالي ثم إلى الأحمر. وهو ما يعني أن الأجسام الصغيرة جدًا لها خصائص مختلفة.

تاريخ تكنولوجيا النانو

عالم الفيزياء الأميركي ريتشارد فينمان كان أول من أشار إلى هذه التكنولوجيا، حيث دعا إلى استكشافه عام 1959م، ولكن علوم النانو لم تشهد انطلاقتها الحقيقية إلا بعد اكتشاف مجهر المسح النفقي عام 1981م، الذي يستخدم لرؤية مكونات الذرة ودراسة تركيب الجزيئات.

وقد زاد الاهتمام بهذا المجال بعد اكتشاف الباحث الهولندي أندريه جيم مادة الجرافين عام 2004م. واليوم أصبحت تكنولوجيا النانو أحد أهم المجالات العلمية التي تتسابق الدول المتقدمة على رأسها الولايات المتحدة وألمانيا واليابان وكوريا الجنوبية والصين في نشر المقالات العلمية وتسجيل براءات اختراع لها. ومن المنتظر أن يبلغ حجم سوق النانو حوالي ألف مليار دولار في عام 2015م.

مخاطر تكنولوجيا النانو

يتم دراسة سمية المواد النانوية حاليًا، لتحديد ما إذا كان وإلى أي مدى تشكل هذه المواد خطرًا على البشر والبيئة، فيما يعرف بعلم السموم النانوية.

على سبيل المثال، تبين أن الجسيمات النانوية للديزل تسبب ضرر في نظام القلب والأوعية الدموية في الفئران. كما أن التقارير تشير إلى أن بعض الجسيمات النانوية قد تنتقل إلى أنسجة الرئة الحساسة بسهولة بعد استنشاقها وتسبب ضرر يمكن أن يؤدي إلى مشاكل مزمنة في التنفس.

كما توجد بعض المخاوف، من أن النانو جزيئات صغيره جدًا إلى الحد الذي يمكنها من التسلل وراء جهاز المناعة في الجسم البشري.

افضل تطبيقات تكنولوجيا النانو

1. الطاقة النانوية : تستخدم تقنية النانو في مجالات عدة للطاقة التي تتمثل في التخزين والتحويل وتحسين التصنيع ، فهناك المصباح الثنائي الباعث للضوء الذي يؤدي إلى ترشيد استهلاك الطاقة الكهربائية في الإضاءة ، كما أنها تساعد في زيادة فعالية تحول الضوء الحراري من خلال استخدام الهياكل النانوية من الحزم ذات الفجوات ، وتعمل تقنية النانو على تحسين كفاءة محرك الاحتراق الداخلي عن طريق تطوير مواد جزيئية ناووية يتم رشها على السطح فتحوله إلى مصدر للطاقة الشمسية وبالإضافة إلى هذا فتعتبر الطاقة النانوية صديقة للبيئة حيث أنها فعالة في تقليل الملوثات الصادرة من محرك الاحتراق من خلال مرشحات مسام نانوية تعمل على تنقية وتنظيف العوادم من خلال محولات محفزة وجزيئات معادن نبيلة نانوية .

2. تطبيقات النانو في معالجة المياه : تستخدم تقنية النانو في تصنيع مواد نانوية تعمل على معالجة المياه السطحية ومياه الصرف الصحي والمياه الجوفية ، حيث أنه لديها القدرة الفائقة على التخلص من الملوثات .

3. الطب النانوي : من أهم خصائص تقنيات النانو أنها تساهم بشكل كبير في علاجات أمراض السرطان عن طريق استخدام الجسيمات النانوية في التصوير بالرنين المغناطيسي لتحديد موقع الأورام السرطانية بدقة عالية ، كما أنها تدخل في تصنيع الأدوية عن طريق مسحوق النانو وهو عبارة عن مركب نانومتري قطره أقل من 100 نانوميتر ، هذا بالإضافة إلى تقنية توصيل الأدوية والعقاقير عن طريق الأنابيب النانومترية .

4. الاغذية النانوية : أصبحت عملية إنتاج الاغذية تعتمد على تقانة النانو من خلال مشروع تقانة النانو الناشئة PIN التي تتضمن ثلاثة أنواع من الأطعمة مثلا زيت الكانولا الذي يحتوي على نقاط نانوية تحمل فيتامينات ومعادن ومواد كيميائية نباتية تمر عبر الجهاز الهضمي واليوريا ، والشاي النانوتي بالإضافة إلى شوكولاته الحمية التي تسمى نانوسيوتيكال سليم شيك شوكليت التي تحتوي على كتل نانوية تعمل على تحسين المذاق دون الحاجة إلى إضافة السكر .

5. بصريات النانو : تم إطلاق نظارات شمسية مصممة بطلاءات سطحية مقاومة للخدش عن طريق مكونات نانوية ، بالإضافة إلى أن بصريات النانو تعمل على الزيادة في دقة تصحيح بؤبؤ العين وتستخدم في صناعة قرنية العين .

6. تقانة النانو في الأدوات المنزلية : أصبحت هناك أنواعا من السيرمايك والزجاج تحتوي على جزيئات سيراميك نانوية تزيد من نعومتها وتجعلها أكثر مقاومة للحرارة وأسهل في التنظيف مثل المكواة .

وصلات مفيدة

https://www.tayyar.org/News/Health/71151

https://www.almrsal.com/post/147965