ما هو رواتب المهندسين في فرنسا ؟

تقنية النانو(Nanotechnology)

نانو تكنلوجي 

تُعد تقنية النانو من أحدث العلوم التي تم تسليط الضوء عليها في السنوات الأخيرة ومن أكثر العلوم التي تم مؤخراً تقديم كم هائل من البحوث العلمية العالمية عنها. بالإضافة إلى تشعب هذه التقنية لتدخل ضمن كافة مجالات العلوم الأخرى الفيزيائية(علوم فيزياء الكم) والكيميائية، الهندسية والطبية.... إلخ.

إن فكرة بناء أشياء صغيرة لا يمكن تصورها على المستوى الذري ليست بالشيء الجديد الغير مباشر، حيث نلاحظ على مر العقود والحضارات القديمة وجود أدوات تم تصنيعها بشكل غير مباشر و غير علمي دقيق من قبل الإنسان تميزت بصفات استثنائية لم نستطيع معرفة سببها حتى تطور الأدوات والأساليب ومعرفة سر هذه الصفات مؤخراً والتي اثبت العلم أنها صورة من آلاف الصور لتطبيقات تقنية النانو.

إن الشيء الجديد المباشر في هذه التقنية هو إمكانية الإنسان من الغوص لهذا المستوى ومعرفة أسباب اختلاف الصفات وتميزها على هذا المستوى وتمكنه من بناء أشياء جديدة وإعادة ترتيبه لجزيئات موجودة والكثير من التطبيقات.

.................... 

تعريف مقياس النانو(Nano-Scale) وتقنية النانو(Nanotechnology)

يُعد مقياس النانو من أحد المقاييس(بادئات الواحدات) التي تضاف على الواحدات ويمثل (1/1000000000)  ونلاحظه في نظام القياس العالمي بالشكل :

لذلك المصطلح Nanotechnology يدل على الدراسة والبحث العلمي على هذا المستوى من الصغر والعمل على تطوير واكتشاف التطبيقات التي يفتحها هذا المستوى. 

إن مجال الدراسة النانوية والتي يتم فيها تصنيف المواد النانوية والبحث في هذا العلم هو( 1nm - 100nm).

تمثل الصورة التالية مجال المواد النانوية 

............ 

تاريخ علم تقنية النانو

(The History Of Nanotechnology)

كما ذكرنا سابقاً فإن تقنية النانو القائمة على المواد النانوية ليست بالجديدة حيث أن التصوير الفوتوغرافي هو تقنية متقدمة وناضجة ، تم تطويرها في القرنين الثامن عشر والتاسع عشر ، وتعتمد على إنتاج جزيئات الفضة النانوية الحساسة للضوء. حيث أن فيلم التصوير الفوتوغرافي عبارة عن مستحلب أي طبقة رقيقة من الجيلاتين تحتوي على هاليدات الفضة ، مثل بروميد الفضة ، وقاعدة من أسيتات السليلوز الشفاف.  يحلل الضوء هاليدات الفضة ، منتجة جزيئات الفضة النانوية ، وهي وحدات البكسل في الصورة.

وفي أواخر القرن الثامن عشر ، تمكن العالمان البريطانيان توماس ويدجوود والسير هامبري ديفي من إنتاج صور باستخدام نترات الفضة وكلوريد الفضة ، لكن صورهما لم تكن دائمة.

ومن اللافت للنظر أيضاً أن جيمس كلارك ماكسويل ، الذي يعتبر مؤسس النظرية الكهرومغناطيسية ، قد أنتج أول صورة فوتوغرافية ملونة في عام 1861. وكذلك حوالي عام 1883 ، أنتج المخترع الأمريكي جورج إيستمان ، الذي أسس فيما بعد شركة كوداك ، فيلمًا يتكون من شريط ورقي طويل مغطى بمستحلب.  يحتوي على هاليدات الفضة.  وقد طور لاحقًا إلى فيلم مرن يمكن لفه ، مما جعل التصوير في متناول الكثيرين.

  لذا فإن التكنولوجيا القائمة على المواد النانوية ليست جديدة حقًا.

لكن الأب الحقيقي لهذه التقنية هو الفيزيائي الشهير ريتشارد فانيمان (Richard Feynman) والذي أعطى أول رؤية وتنبؤ عن هذا العلم حيث في عام 1960 قدم محاضرة رؤيوية في اجتماع للجمعية الفيزيائية الأمريكية بعنوان "هناك مساحة كبيرة في القاع" ، حيث توقع إمكانية وإمكانات المواد النانوية.  لقد تصور خطوط محفورة على عدد قليل من الذرات مع حزم من الإلكترونات ، وتوقع بشكل فعال وجود طباعة حجرية بشعاع إلكتروني ، والتي تُستخدم اليوم لصنع رقائق السيليكون. و اقترح أيضاً التلاعب بالذرات الفردية لإنشاء بنى صغيرة جديدة لها خصائص مختلفة تمامًا.  في الواقع الحالي ، تم تحقيق ذلك الآن باستخدام مجهر المسح النفقي وكذلك تصور فانيمان بناء دوائر إلكترونية على مقياس نانومتر يمكن استخدامها كعناصر في أجهزة الحاسوب لتصبح أكثر قوة وسرعة وبذلك كان الأب الحقيقي لبزوغ هذا العلم.

.......... 

لماذا الاهتمام الواسع بهذا العلم؟ 

ينشأ الاهتمام الواسع بهذه التقنية كونها تسمح لنا بحل آلاف المشاكل التي تعترض حياة البشر وكذلك كونها التقنية الوحيدة التي نستطيع من خلالها تغيير وتحسين وتطوير صفات المواد وإزالة صفات غير مرغوبة بها. 

.............. 

بحوث واختراعات نانوية واعدة

تمكن الباحثين في هذا العلم من صنع مادة الغرافين وهي أرفع مادة معروفة على الإطلاق، ثنائية الأبعاد بنيتها البلورية سداسية، يعادل سمكها ذرة كربون واحدة فقط، وتعتبر إحدى أقوى (أمتن) المواد المعروفة.وكذلك تعتبر من موصلات الكهرباء وكفائتها مثل كفاءة النحاس، وهي أفضل موصل للحرارة على الإطلاق، وتكاد مادة الجرافين تكون شفافة تمامًا، ورغم ذلك فهي أيضًا كثيفة للغاية لدرجة عدم سماحها بعبور أصغر ذرة (الهيليوم) من خلال هيكلها السداسي.

وكذلك طرح بعض الباحثين في علوم الجينوم آلية لقص المورثات وال DNA بأستخدام روبوتات نانوية كما في الصورة

أيضاً قدم بعض علماء الحاسوب تقنية نانوية تدعى سلسلة المكعبات Blockchain تستخدم في نظم الحماية كما في الصورة 

كما تمكن العلماء من صنع انابيب الكربون النانوية التي تُعد من المواد القوية للغاية والتي تم استخدامها في عدة مجالات مثل : هياكل الطائرات، النظارات الطبيّة، الصناعات الفضائية.... إلخ 

هُنالك آلاف التطبيقات والبحوث اليومية لتقنية النانو تضع المستقبل البشري في خطوة كبيرة لم يسبق له أن خطاها من قبل.

فما رأيك أن تكون جزءاً في هذه البحوث لهذا العلم الحديث؟؟ 

سنتتطرق في المقالات القادمة بالتفصيل عن تطبيقات تقنية النانو في مختلف فروع الهندسة بدءاً بالهندسة الميكانيكية وصولاً لكافة أقسام الهندسة.