تقنية النانو

تقنية النانو تركّز تقنية النانو على تقليل أبعاد المواد لتصبح أقل من 100 نانومتر، وبمجرد أن تكون الجسيمات بهذا الحجم الصغير، تكتسب خواصًا وسلوكيات جديدة تختلف تمامًا عن تلك المواد بأبعادها التقليدية،تتغير الخواص الإلكترونية والتوصيلية والتفاعلية والميكانيكية، وتظهر خصائص فريدة عندما تكون المادة على مستوى النانومتر،هذا الاكتشاف يفتح الباب أمام تطبيقات جديدة وغير محدودة لهذه المواد في مختلف مجالات الحياة.

حجم النانو

شعرة الإنسان تعتبر صغيرة جدًا، حيث يبلغ طولها حوالي 50 ميكرومتر، أو ما يعادل 50 * 10^6 نانومتر، وأصغر طول يمكن للعين المجردة رؤيته هو حوالي 10 آلاف نانومتر، يُمكن وصف النانومتر كوحدة صغيرة جدًا من القياس، حيث يُعبَّر عنه بتجمُّع عشر ذرات هيدروجينية بجانب بعضها البعض. 

وتتميز المواد النانوية بأنها لا تتبع قوانين الموصلية الكهربائية والحرارية بناءً على حجمها،عند توصيل التيار الكهربائي في مادة نانونية، فإنها لا تتبع قانون أوم المعروف الذي يربط بين التيار والجهد والمقاومة، بدلاً من ذلك، في الموصلات النانوية، يعتمد التوصيل الكهربائي على تدفق الإلكترونات فقط، مشابهًا لتدفق المياه في النهر،يحتاج الإلكترون للانتقال عبر عملية التدفق داخل المادة النانوية، حيث يتحرك الإلكترون من جهة المصدر إلى الجهة الأخرى بتسلسل وتتابع، تشبه حركة كرات تتابع بعضها البعض على طول طريق، يحدث هذا بسبب سماكة المادة النانوية الصغيرة جدًا التي لا تسمح بتواجد العديد من الإلكترونات فوق بعضها البعض، وبالتالي لا يتكون المجال الكهربائي الذي يسبب قانون أوم والمقاومة الكهربائية.

تقنية النانو
تقنية النانو

استخدامات تقنية النانو

مجال الطب: يشهد تقدمًا هائلاً حيث يمكن الآن للعلماء صنع آلات دقيقة بحجم كريات الدم لمعالجة العديد من الأمراض التي تحتاج إلى إجراء عمليات جراحية،يمكن استخدام هذه الآلات في علاج الانسدادات الشريانية وإزالة الأورام بطرق دقيقة وفعالة، بالإضافة إلى ذلك، قام الباحث الإيطالي سيلفانو دراغون بيري من جامعة باري بابتكار أنف إلكتروني يستخدم أنابيب كربون نانوية لتشخيص أمراض السرطان عن حيث طريق تحليل الهواء المتنفس من الرئتين.

  • مجال الطيران: قامت وكالة الطيران والفضاء الأمريكية ناسا بتطوير آلات دقيقة تعتمد على تقنية النانو لحقنها في أجسام رواد الفضاء،يتم استخدام هذه الآلات لرصد الحالة الصحية للرواد والتعامل معها فوريًا دون الحاجة إلى إرسال طبيب.
  • مجال الطاقة: تم تطوير بطاريات تخزين تستطيع تخزين كميات ضخمة من الطاقة لفترات طويلة،هذا التطور يساهم في إنتاج سيارات تعمل بالطاقة النظيفة بتكلفة أقل وغير معتمدة على النفط.
  • مجال الصناعة: تم تطوير الملابس الذكية التي تقوم بإنتاج الطاقة أو إزالة الأوساخ والجراثيم بشكل ذاتي،كما تم تطوير مواد صلبة تفوق صلابة الفولاذ في الوزن وتصنع زجاجًا يصد الأتربة ولا يوصل الحرارة، بالإضافة إلى ذلك، تم تطوير شاشات ثلاثية الأبعاد شفافة وقابلة للانحناء.

اقرأ أيضًا: أفضل تخصصات الكلية التقنية للبنات ونسب القبول

صعوبات تواجه تقنية النانو

  • تصغير حجم جزيئات المادة يشكل تحديًا في التحكم فيها وفهمها، نظرًا لصعوبة إدراكها بسبب صغر حجمها. 
  • يصبح من الصعب التحكم في جزيئات المواد بعد إزالتها من مواقعها الأصلية وتوجيهها إلى مواقع جديدة.
  •  وبسبب عدم القدرة على التنبؤ بنتائج تغيرات جزيئات المادة، قد تنتج نتائج غير مرغوب فيها.

الأضرار الصحية لتقنية النانو

  • التعامل المباشر مع المواد المصنعة باستخدام الأنابيب النانوية يمكن أن يتسبب في ظهور أورام خبيثة لدى الأفراد.
  • يعتبر استخدام هذه المواد خطيرًا على صحة الإنسان بسبب قدرتها على اختراق المسام في الجلد بسهولة أو عن طريق الاستنشاق نظرًا لحجمها الدقيق،وفي حالة دخولها إلى الجسم، يصبح من الصعب جدًا التخلص منها، حيث لا يوجد علاج طبي لهذه المشكلة.

اقرأ أيضًا: تخصص علم الفلك في جامعة الملك سعود للبنات

لقد انطلقت ثورة تقنية النانو، وانطلقت معها بعض الدول، فأنشأت المعاهد والجامعات المتخصصة؛ للبحث عن أسرار هذه التقنية الواعدة، ونظرًا للدور الرئيس المتوقع أن تؤديه تلك التقنية المتقدمة؛ للنهوض بالاقتصاد العالمي، ودورها الرائد في تطور الصناعات الرئيسة، ومنتجاتها المختلفة، فقد لقبت بأنها تقنية القرن الحادي والعشرين، حيث بدأنا في عقده الثاني، ومن الخطأ فعل ما يفعله كثيرون، وهو الابتعاد عن هذه التقنية؛ وذلك خوفاً من عدم فهمها، أو لصعوبة استيعابها، على الرّغم من بساطتها، وشئنا أم أبينا، فهذه التقنية قادمة، وتطبيقاتها ستكون محور حياتنا اليومية في المستقبل القريب.