اشترك

الاستمرار بالحساب الحالي



تمت عملية الاشتراك بنجاح

إغلاق

عذراً، عذرا،أنت مشترك مسبقاً بالنشرة البريدية

إغلاق

عذراً، هناك مشكلة في البريد الالكتروني

إغلاق

علم المواد

تقنية النانو |  Nanotechnology

14 نوفمبر 2021


ما هي تقنية النانو؟

تعود الجذور العلمية الأولى لتقنية النانو إلى الفيزيائي "ريتشارد فاينمان" عام 1959، هي دراسة وتطبيق أشياء صغيرة للغاية، بالمقياس النانوي، والذي يتراوح من 1 إلى 100 نانومتر، ودراسة التأثيرات الكمية على ذلك المقياس في جميع مجالات العلوم، مثل الكيمياء والبيولوجيا والفيزياء وعلوم المواد والهندسة.

أهمية تقنية النانو

تعدّ تقنية النانو معالجة للمادة على نطاق ذري قريب لإنتاج هياكل ومواد وأجهزة جديدة. وتدخل ضمن حيز التقدم العلمي في العديد من القطاعات، مثل الطب والمنتجات الاستهلاكية والطاقة والمواد والتصنيع، وبما أن المواد النانوية هي تلك الأشياء التي يتراوح طولها بين 1 و100 نانومتر، تبدأ المواد في هذا الحجم بإظهار خصائص فريدة تؤثر على السلوك الفيزيائي والكيميائي والبيولوجي، والبحث في تلك العمليات والخصائص وتطويرها والاستفادة منها هو صميم التكنولوجيا النانوية. تساعد في تحسين العديد من قطاعات التكنولوجيا والصناعة إلى حد كبير، بل وإحداث ثورة فيها، مثل، تكنولوجيا المعلومات، الطب، النقل، الطاقة، سلامة الغذاء، وعلوم البيئة.

تطبيقات تقنية النانو

يوجد العديد من التطبيقات العملية لتقنية النانو في عدة مجالات منها:

  • توفر الإضافات النانوية أو المعالجات السطحية للأقمشة انحرافاً خفيفاً للطاقة الباليستية في الدروع الواقية للبدن، أو يمكن أن تساعدها على مقاومة التجاعيد والتلطيخ ونمو البكتيريا.
  • يمكن للأفلام النانوية الشفافة الموجودة على النظارات، وشاشات الحواسيب والكاميرا، والنوافذ، أن تجعلها طاردة للماء والأوساخ، ومضادة للانعكاس، وتنظف ذاتياً، ومقاومة للأشعة فوق البنفسجية أو الأشعة تحت الحمراء، ومقاومة للخدش.
  • بدأت المواد النانوية في تمكين "الأقمشة الذكية" القابلة للغسل، والمجهزة بأجهزة استشعار وإلكترونيات ذات مقياس نانوي مرنة، مع إمكانيات المراقبة الصحية والتقاط الطاقة الشمسية وتجميع الطاقة من خلال الحركة.
  • تُستخدم الإضافات النانوية في المواد المركبة من البوليمر، لتخفيف وزن السيارات والشاحنات والطائرات والقوارب والمركبات الفضائية، وتوفير كبير في الوقود، كذلك تستخدم في بعض المواد الأخرى مثل، مضارب البيسبول والتنس، وخوذات الدراجات النارية، وقطع غيار السيارات، ما يجعلها خفيفة الوزن ، وقاسية، ومتينة، ومرنة.
  • يُنتج صفائح من الأنابيب النانوية الكربونية لاستخدامها في المركبات الجوية من الجيل التالي، مثل الجمع بين الوزن الخفيف والموصلية يجعلها مثالية لتطبيقات مثل التدريع الكهرومغناطيسي والإدارة الحرارية.
  • استخدام تقنية النانو في الهندسة الحيوية للإنزيمات من أجل تحويل السليلوز من رقائق الخشب، والذرة، والأعشاب المعمرة غير المُخصبة، إلى إيثانول كوقود، إذ أظهرت المواد النانوية السليلوزية تطبيقات محتملة في مجموعة واسعة من القطاعات الصناعية، بما في ذلك الإلكترونيات، والبناء، والتعبئة، والغذاء، والطاقة، والرعاية الصحية، والسيارات.
  • استخدام المواد المصممة بتقنية النانو في منتجات السيارات وأنظمة بطاريات عالية الطاقة القابلة لإعادة الشحن؛ المواد الكهروحرارية للتحكم في درجة الحرارة؛ والإطارات ذات مقاومة التدحرج المنخفضة؛ أجهزة استشعار؛ والألواح الشمسية الذكية ذات الأغشية الرقيقة.
  • تستخدم الجسيمات النانوية في تعزيز التفاعلات الكيميائية. وهذا ما يقلل من كمية المواد المحفزة اللازمة لتحقيق النتائج المرجوة، وتوفير المال وتقليل الملوثات.
  • المواد المصممة بتقنية النانو تجعل المنتجات المنزلية فائقة الجودة، مثل مزيلات الشحوم والبقع؛ وأجهزة الاستشعار البيئية وتنقية الهواء والمرشحات؛ ومنظفات مضادة للبكتيريا.
  • أصبحت الترانزستورات، وهي المفاتيح الأساسية للحوسبة الحديثة، أصغر من خلال تقنية النانو.
  • شاشات العرض وأجهزة التلفزيون فائقة الدقة، التي تستخدم النقاط الكمومية لإنتاج ألوان أكثر حيوية مع توفير الطاقة بشكل أكبر.
  • تكييف جسيمات الذهب النانوية، كمجسات للكشف عن التسلسل المستهدف للأحماض النووية، ويتم فحص الجسيمات النانوية الذهبية سريرياً كعلاجات محتملة للسرطان وأمراض أخرى.
  • يجري باحثو الطب النانوي تجارب للوصول إلى طرق يمكن لتقنية النانو أن تحسن بها اللقاحات، بما في ذلك توصيل اللقاح دون استخدام الإبر. وإنشاء شبكة لقاح عالمية للقاح الإنفلونزا السنوي، والتي من شأنها أن تغطي المزيد من السلالات وتتطلب موارد أقل لتطويرها كل عام.

مواضيع ذات صلة: