ما هي تقنية النانو / اهم 6 مجالات لتطبيقاتها
تقنية النانو هي التقنية التي تستخدم في دراسة اصغر وحدة في قياس الجزيئات ومعالجة المادة لتحديد قدرات المادة وتوجيهها لإنتاج مواد جديدة لخدمة المجتمع، فالنانو صغير جدًا ويعد من أصغر وحدات القياس لجزيئات المادة وتسمى النانومتر، وهي واحد من المليون ملم أو واحد من الألف ميكرومتر، ويستحيل رؤيتها بالعين المجردة، النانو مقياس صغير حيث يبلغ مقياس كرات الدم الحمراء 7000 نانومتر، وقطر الشعرة 10000 نانومتر.
تطبيقات تقنية النانو
علم النانو هو العلم الذي يهتم بدراسة الخواص الفيزيائية والكيميائية للمادة وتصغيرها إلى مقياس النانو، والتحكم الدقيق في جزيئات المواد وتوجيهها لإنتاج مواد أخرى محددة مثال على ذلك توجيه ذرات الكربون لإنتاج الألماس، أو توجيه ذرات الرمل لإنتاج شرائح الحاسب الآلي.
تقنية النانو ساعدت في تغيير مجالات الحياة المختلفة، من صناعة وطب وكيمياء وغيره فهي أعطت أملا لتطوير صناعات عديدة في المستقبل، وتهتم بخواص المادة والتعامل مع أي ظواهر كهرومغناطيسية وبصرية، وتم استخدام النانو في العديد من التطبيقات والتي منها:
استخدامات تقنية النانو في الطب
- يستخدم النانو في علاج العديد من الأمراض، فقد تمكن العلماء من اختراع آلات دقيقة تستخدم في العمليات الجراحية مثل انسداد الشرايين، والكشف على الأورام.
- تشترك في صناعة أدوات تساعد في تشخيص الأمراض، فهناك أدوات جديدة بحجم النانو لتصوير خلايا الجسم والتحكم فيها.
- تدخل في صناعة أجهزة اختبار الحمل المنزلي.
- تستخدم في الكشف عن الأمراض في المراحل الأولى والسيطرة عليه، حيث أن الأسلاك النانوية تلتصق بالجزيئات، أو البروتينات الموجودة داخل الجسم، وتعمل على تغير توصيلتها، مع مراعاة أن تلك الأسلاك يتم طلائها بأجسام مضادة مختلفة.
- تستخدم الأغلفة النانوية لتدمير الخلايا السرطانية، فعند حقنها داخل الجسم فإنها تلتصق بالخلايا السرطانية، وعند تعريض الخلايا لأشعة ليزر تحت الحمراء تحترق وتموت.
- تشغيل أجهزة ضبط النبض أو أجهزة حقن السكر المزروعة داخل الإنسان عن طريق مولدات النانو.
- تستخدام ألياف البوليمر في جراحات الأوعية الدموية، وتساعد على التئام الجروح والحروق.
- تدخل ألياف البوليمر في صناعة مستحضرات التجميل.
- تطوير الأدوات الجراحية بتقنية النانو خصوصا أدوات جراحة العين فهي تكون أكثر دقة، فيلجأ العلماء الآن لزراعة غشاء نانوي في شبكية العين لتحسين النظر.
يتم التفكير الآن في صناعة أجهزة تحاكي أعضاء جسم الإنسان لتعويض أي فاقد لدى المريض مثل الأطراف.
تقنية النانو في الكيمياء
- في طرق التصنيع التقليدية لا يؤخذ في الاعتبار إلى أين تتجه الذرات المتفاعلة وينتج مادة كيميائية أخرى عن تلك المواد المتفاعلة وتكون غير دقيقة، أما في علم النانو فناتج التفاعل يكون أكثر دقة وصلابة وذلك لتوجيه الذرات في مواضيعها بدقة بالغة.
- تستخدم في عمليات تحلية وتنقية المياه، ومرشحات الهواء للتخلص من الروائح النفاذة وقتل الجراثيم.
يُمكنك أيضًا التعرف على: تقنية الهولوجرام وتطبيقاتها في 2024
استخدامات النانو في مجال الطاقة
- تنتج بطاريات تخزين للحفاظ على الطاقة لفترات طويلة.
- يستخدم الكربون في صناعة بطاريات وقود لاستخدامها في الأجهزة الكهربائية والسيارات.
- يستخدم في الأفلام والخلايا الكهروضوئية والتي تُحول الضوء إلى كهرباء،
استخدامات النانو في مجال الصناعة
- تساعد في صناعة مواد صلبة خفيفة الوزن.
- يساعد في صناعة زجاج لا يلصق بالأتربة.
- تدخل في صناعة شاشات ثلاثية الأبعاد.
- يستخدم في تصنيع الثنائيات العضوية الباعثة للضوء والتي تستخدم في شاشات العرض،
- تشترك في صناعة أثواب مقاومة للرائحة والأصباغ والقدرة على إزالة الأوساخ من الملابس معتمدة على النانو.
- تستخدم في صناعة مواد عازلة في طلاء سطوح المباني والمكاتب لتخفيف تأثير الحرارة.
- تدخل في صناعة أدوات القطع والحفر.
استخدامات النانو في مجال الاتصالات والكمبيوتر
- في الاتصالات يتم صناعة ألياف بصرية ترسل المعلومات دون تحويلها إلى كهرباء مما يساعد في تقليل الوقت المستغرق في نقل البيانات، فسرعة النقل حوالي 100 ضعف.
- تستخدم في الاتصالات الضوئية
- تستخدم أنابيب الكربون النانوية في صناعة ترانزستور والقافلات في الكمبيوترات، فتكون أسرع 400 مرة من المركبات العادية.
- تستخدم في التوصيلات الداخلية في الكمبيوتر بديلاً عن أسلاك النحاس العادية.
- تُجرى الأبحاث في إمكانية استخدام الجسيمات النانوية في المجالات العسكرية والأغراض الأمنية، وصناعة كمبيوترات قادرة على فك التشفير.
تطبيقات تقنية النانو في الفيزياء
- تم صنع آلات دقيقة يتم حقنها في جسد رواد الفضاء لمراقبة حالتهم الصحية أثناء رحلتهم، ليتمكنوا من التعامل معها بشكل سريع.
- تستخدم في صناعة الغواصات، مولدات الكهرباء، محركات السفن.
- صناعة ملابس عسكرية قادرة على الوقاية من المخاطر الكيميائية وأحوال الطقس المختلفة.
- المركبات البلاستيكية التي يدخل في صناعتها الكربون تُستخدم كمواد واقية من الإشعاع الكهرومغناطيسي، ويُستفاد منها عسكرياً في حماية الأجهزة الإلكترونية.
- يستخدم في طلاء الثلاجات من الداخل لقتل الجراثيم، كذلك تُستخدم في طلاء الغسالات بتلك لكي تساعد على تنظيف الملابس بشكل تام.
- يدخل النانو في صناعة السيارات فالمركبات النانوية تتمتع بقوتها مقاومتها للصدأ بجانب خفتها.
- تستخدم الأسلاك النانوية في الكشف عن تسربات الغازات، ومراقبة الأخطار الصناعية.
- تستخدم في طلاء الشبابيك لمقاومة الخدش وتنظيف نفسها بواسطة الأشعة فوق البنفسجية.
- تستخدم في صناعة ملابس ذكية تنظم درجة الحرارة وتقيس النبض والتنفس
- صناعة زجاج حراري يعمل على التحكم بكمية الصوت والضوء النافذ.
صعوبات تواجه العلماء في النانو
- حجم الذرة صغير جدا لذلك قد يجد العلماء صعوبة في التحكم فيها.
- عند توجيه الجزيئات إلى أماكن أخرى فقد يجد العلماء صعوبة في ذلك ويكون بحاجة إلى أجهزة دقيقة لرؤية وقياس حجم الذرة.
الأضرار الصحية لتقنية النانو
- كل من يتعامل مع النانو بشكل مباشر فهو معرض للإصابة بالأورام السرطانية.
- سهولة دخول الجزيئات إلى جسم الأنسان عبر الجلد وصعوبة علاجها والتخلص منها.
