عصر التلفزیون والکمبیوتر والطائرة من أهم مظاهر التطور فی القرن العشرین ولکن عصر النانوتکنولوجیا هو المستقبل الذی ینتظرنا بکل ما یحمل من تکنولوجیا لها میزاتها ومخاطرها.
إن النانوتکنولوجیا هو اسم کبیر یخفی فی طیاته العدید من مواضیع البحث العلمی التی تتعامل مع الأجسام التی بحجم النانومتر (النانومتر هو جزء من البلیون متر ای ان النانومتر هو 1/1000,000,000 متر)، فی هذه المقالة من تفسیرات فیزیائیة سوف نلقی الضوء على هذه التکنولوجیا الجدیدة.
أصل مصطلح التکنولوجیا النانویة أو النانوتکنولوجی
تم إدخال مصطلح التکنولوجیا النانویة لأول مرة عام 1974 وذلک من قبل الباحث الیابانی نوریو تانیغوشی عندما حاول بهذا المصطلح التعبیر عن وسائل وطرق تصنیع وعملیات تشغیل عناصر میکانیکیة وکهربائیة بدقة میکرویة عالیة. أما البوابة إلى عالم الذرات فقد تم فتحها عام 1982 عن طریق الباحثین السویسریین جیرد بینیغ وهاینریش روریر، حیث قاما بتطویر المیکروسکوب الأکثر دقة من أجل مراقبة الذرات وإمکانیة التأثیر بها وإزاحتها وبعد إنجازهما المشترک بأربع سنوات 1986 حصلا على جائزة نوبل. فی عام 1991 اکتشف الباحث الیابانی سومیو لیجیما الأنابیب النانویة المؤلفة فقط من شبکة من الذرات الکربونیة وبالقیاس تم الحصول على مقاومة شد أعلى من مقاومة شد الفولاذ بعشرة مرات وأکثر قساوة واستقراراً من الماس بمرتین على الأقل. إن الطلب على المنتجات النانویة آخذاً بالازدیاد والنمو، ففی عام 2001 بلغ معدل الإنفاق العالمی على المجال النانوی حوالی 54 ملیار یورو، هذا وتشیر التوقعات بأن هذا المبلغ سوف یتضاعف أربعة مرات حتى عام 2010.البناء باستخدام الذرات
مجموعة تروس ذریة تستخدم فی تصنیع الآلات الناتویةتعتمد التکنولوجیا النانویة على التشبیک والتنسیق بین العلوم البیولوجیة والفیزیائیة والکیمیائیة والمیکانیکیة والإلکترونیة وعلم المواد وتقنیة المعلومات وذلک من أجل دراسة الهیاکل البنائیة للمادة الحیة واللاحیة، وکما حدث فی القرن العشرین من تبدل فی حیاة الشعوب کنتیجة لثورة المعلومات والاتصالات بدأت علائم تبدل جذری جدید بالظهور بفعل التطور الهائل فی مجال التکنولوجیا النانویة والبیولوجیة والنانوبیولوجیة والمیکرویة والبصریة.
(1) العلماء علیهم ان یتمکنوا من التأثیر والتحکم بکل ذرة من الذرات المکون للمادة، وهذا یعنی تطویر طریقة للامساک بالذرة وتحریکها إلى المکان المطلوب، وفی الحقیقة تمکنت شرکة IBM فی العام 1990 من کتابة اسم الشرکة على بواسطة ترتیب 35 ذرة من ذرات عنصر الزینون على سطح بلورة من النیکل واستخدموا علماء شرکة IBM فی ذلک جهاز المیکروسکوب الذری atomic force microscopy
صورة تحت المیکروسکوب الالکترونی لکلمة کتبت بذرات الزینون
(2) المرحلة الثانیة وهی تطویر ألات نانویة تسمى المجمع assembler، تبرمج مسبقاً لتتحکم فی الذرات والجزیئات،وحیث أن مجمع واحد یحتاج إلى الاف السنین لیصنع مادة من نوع واحد من الذرات لذلک فإن المطلوب هو ملایین من هذه المجمعات تعمل مع بعضها البعض لتصنع جهاز أو ألة أو مادة.
هذا کله لن یرى بالعین المجردة وهذا یعنی أن أیدی عاملة من نوع جدید بانتظارنا!
بعض تطبیقات التکنولوجیا النانویة
تمکن علماء ألمانیون من اکتشاف وسیلة نانویة جدیدة بغیة حفظ المخطوطات القدیمة وحمایتها من التلف وتأثیر العوامل الخارجیة.فی عالم المیکانیک الهندسی حقق الباحثون نتائج مذهلة فی مجال السیطرة على عملیات الاهتراء والصدأ والتآکل المیکانیکی والکیمیائی، وکذلک فی مجال التغلب على الاحتکاک المیکانیکی حیث أنه سیتم الاستغناء عن مواد التزییت والتشحیم، وهذا ما یساعد على إطالة عمر الآلة وزیادة کفاءتها.
فی مجال صناعة السیارات تم استخدام طرق ومواد نانویة جدیدة فی مجالات الطلاء والتغلیف والعزل والمساهمة فی تخفیف وزن السیارات وزیادة صلادتها وبالتالی تخفیض مصروفها من الوقود. وهناک العدید من الأبحاث فی مجال تطویر وتصنیع عجلات السیارات والتی ستکون لها خاصیة التلاؤم الأتوماتیکی مع ظروف الطقس وطبیعة الأرض والعوامل الخارجیة الأخرى.
تمکن الباحثون الألمان من تخزین المعلومات فی ذرات قلیلة وقراءتها، وإذا ما استمر النجاح فی هذا الاتجاه فإنه سیصبح قریباً من الممکن تخزین کل ما تم إنتاجه من الأدب العالمی على رقاقة بحجم الطابع البریدی.
لقد فتحت التکنولوجیا النانویة آفاقاً جدیدة فی المجال الطبی والجراحی، هناک دراسات عدیدة من أجل تطویر روبوتات نانویة والتی یمکن إرسالها إلى الجسد للتعرف على الخلایا المریضة وترمیمها وکذلک للتعرف على محرضات الأمراض ومعالجة الأمراض المستعصیة والأورام الخبیثة.
المصدر : تحقیق راسخون
/ج
