علم وتكنولوجيا النانو

ظهور الفكرة

• اقترح الفيزيائي ريتشارد فينمن فكرة التحكم في الذرات والجزيئات في عام 1959.
• عنوان المحاضرة: "هناك حيز كبير في القاع".
• استمر التطوير حتى تم ابتكار مصطلح "تكنولوجيا النانو" من قبل الأستاذ نوريو تانجيوتي.

ما هي تكنولوجيا النانو؟

• دراسة وتوظيف المواد في أحجام متناهية في الصغر (1 إلى 100 نانومتر).
• الخصائص والسلوكيات تتغير على المقياس النانوي.
• تظهر المواد خصائص فيزيائية، كيميائية، وبيولوجية غير عادية.

طرق تصنيع المواد النانوية

1. الطريق من القاعدة إلى القمة (Bottom-Up)

• يعتمد على بناء المادة من ذرات وجزيئات.
• يعتمد على آليات كيميائية مثل:
  • الترسيب
  • الاحتراق الذاتي
• مزايا:
  • حجم صغير
  • قلة الفاقد
  • روابط قوية للمادة.

2. الطريق من القمة إلى القاعدة (Top-Down)

• يعتمد على تكسير المادة الأصلية.
• آليات مثل:
  • الحفر الضوئي
  • القطع
  • الكحت.

تقنيات التوصيف

• تقنيات لتأكيد حجم المواد النانوية:
  • حيود الأشعة الثينية
  • المجهر الإلكتروني الماسح والنافذ
  • مجهر القوى الذرية.

تطبيقات المواد النانوية

• تتزايد التطبيقات في جميع المجالات:
  • الحوسبة
  • المنسوجات
  • الطب
  • الطاقة.

أمثلة على التطبيقات:

• رقاقة نانوية بحجم أصغر من حبة الرمل.
• مستشعر نانوي يكتشف النوبات القلبية.
• أحبار نشطة كهروكيميائياً للطباعة ثلاثية الأبعاد.
• روبوتات مصغرة لجراحة العيون.
• جزيئات ذهب نانوية لعلاج السرطان.
• جزيئات فضة نانوية لقتل البكتيريا.

المخاطر المحتملة

• احتمال تأثيرها على صحة الإنسان والبيئة:
  • إمكانية تسلل الجزيئات النانوية عبر جهاز المناعة.
  • خطر تجاوزها لحاجز دم الدماغ.
• ضرورة البحث عن حلول لتلافي المخاطر قبل الاستفادة من المواد النانوية.