الحائره
05-19-2009, 08:30 AM
النانو في جيله الخامس
قدرات وتطبيقات فاقت الخيال
إذا كنت لا تزال تعتقد أن الأفلام السينمائية التي تتحدث عن المركبات المصغرة التي تُحقن في الدم (كفيلم الرحلة الفضائية الممتعة) أو فيلم (كان يا ما كان الحياة) واللذان حازا على جوائز الأوسكار هي نوع من الخيال العلمي أو ضرب من المستحيل فيجب عليك أن تعيد التفكير.
فمشروع المركبات الدقيقة التي تسير مع الكريات الحمراء أمر محتمل تحقيقه في المستقبل القريب وذلك عن طريق علم النانو تكنولوجي أو التقنية الدقيقة.
لان تحويل المواد إلى الحجم الذري اصبح ممكنا وقد فتح الطريق لبناء الآلات الدقيقة جدا مثل الروبوتات.
ورغم ان تاريخ تقنية النانو عموماً يعود إلى عام 1959 حيث كشفها العالم الفيزيائي فينمان Feynman، ثم العالم دريكسلر Drexler الذي أنشأ في ما بعد معهداً يختص بأبحاث علم النانو.. ولكن حتى الآن مازالت هذه التقنية التي تشبه الخيال العلمي في مرحلة طفولتها..عما ان النظريات والأبحاث في هذا المجال الهام، تتوالى دون انقطاع، بل يبدو أن المستقبل سيكون لـ «تقنية النانو Nanotechnology ، التقنية المتناهية الصغر التي يمكن أن تقود العالم إلى ثورة صناعية جديدة، وستقدم منافع جمة للإنسانية، وسيكون التحدي في المستقبل هو كيف يمكن إنتاج كميات صناعية من هذه المواد والآلات في مثل هذه المقاييس المتناهية الصغر؟
منشأ المصطلح
مصطلح "تقنية النانو" اشتق اساسا من كلمة "نانو" التي ترمز إلى ألف مليون إشارة إلى جزئيات العنصر، وتعني كلمة النانو Nano باللغة اليونانية قزم Dwarf، فهذا الاصطلاح قصد به القدرة على العمل مع مستوى الجزئيات، ذرة بذرة لصنع بنية ضخمة مع فرضية أساسية جديدة لتنظيم جزئيات المواد.
فالنانو هو أدق وحدة قياس مترية معروفة حتى الآن ( نانو متر ) ويبلغ طوله واحد من بليون من المتر أي ما يعادل عشرة أضعاف وحدة القياس الذري المعروفة بالأنغستروم ، و حجم النانو أصغر بحوالي 80.000 مرة من قطر الشعرة ، وكلمة النانو تكنولوجي تستخدم أيضاً بمعنى أنها تقنية المواد المتناهية في الصغر أو التكنولوجيا المجهرية الدقيقة أوتكنولوجيا المنمنمات. .
النانو تكنولوجي هو الجيل الخامس الذي ظهر في عالم الإلكترونيات وقد سبقه أولاً الجيل الأول الذي استخدم المصباح الإلكتروني ( Lamp) بما فيه التلفزيون ، والجيل الثاني الذي استخدم جهاز الترانزيستور، ثم الجيل الثالث من الإلكترونيات الذي استخدام الدارات التكاملية (IC: Integrate Circuit )=وهي عبارة عن قطعة صغيرة جداً قامت باختزال حجم العديد من الأجهزة بل رفعت من كفاءتها وزادت من وظائفها .
وجاء الجيل الرابع باستخدام المعالجات الصغيرة Microprocessor الذي أحدث ثورة هائلة في مجال الإلكترونيات بإنتاج الحاسبات الشخصية (Personal Computer) والرقائق الكومبيترية السيليكونية التي أحدثت تقدماً في العديد من المجالات العلمية والصناعية.
فماذا عن الجيل الخامس ؟ وهو ما صار يعرف باسم النانوتكنولوجي.
تركز الأبحاث أساساً في هذا المجال على الصناعات الجزيئية، وبالتالي فإن فن المعالجة البارعة للمواد على مقياس صغير جداً لصنع آلات وأجهزة بالغة الصغر له أهمية عظيمة. وفوائد هذه التقنية تشمل كثيراً من المجالات الحيوية والتطبيقية.. والمفاجأة الحقيقية أن الخبراء حينما يصنعون الأشياء في هذه المقاييس، فإنهم يحصلون على تأثيرات مدهشة، فمن الممكن إنتاج مخترعات كثيرة متناهية الصغر مثل رقاقات الكمبيوتر والمغنطيسات والمصابيح والأقمشة.. وعلى سبيل المثال، تقنية النانو تخلص الجسم من الخلايا
السرطانية وتصلح الأنسجة المتضررة التوصل إلى صناعة رقاقات كمبيوتر أحجامها صغيرة جداً لدرجة أن مئات منها يمكن أن نضعها على سطح حبيبة ملح طعام!
والخطوة التالية هي تصنيع مواد وآلات ذكية يمكنها أن «تفكر»، وتعمل لحل المشاكل في ظروف متغيرة، فهناك المواد والآلات بالغة الصغر التي يمكن بطريقة حميدة أن تطوف في مجرى الدم، ويمكن أن تكتشف فوراً العدوى، وتخلص الجسم من السموم والخلايا السرطانيـــة، وتصـــلح الأنسجــــة المتضـــررة. وعموماً هي تجعل الإنسان يتمتع بصحة وعافية بدون حدود.. وفي المجالات الأخرى صناعة ملابس تستطيع أن تتخلص بنفسها من الأوساخ، وأقشمة يمكن حالاً أن تدرك حدوث أي تمزق وحتى يمكن أن تصلحه..
عظام من السيراميك
يمكن الإستفادة الصحية والطبية من تقنية النانو، فأبحاث علاج السرطان والبحث الدقيق عن وجود خلاياه تعد بما يحل محل كل وسائل العلاج والفحوصات الطبية المتوفرة اليوم لذلك. والأبحاث التي نشرت بداية هذا العام عن دور هذه التقنية في التعامل مع الملاريا وتأثر مرونة خلايا الدم الحمراء تضع أسس دور رائد لها في فهم الأمراض المعدية وعلاجها، وهناك دراسات اخرى تحدثت عن دور هذه التقنية في صنع سيراميك للعظام بدرجة متناهية في النعومة والصلابة تبشر بشيء كثير في مجال استبدال المفاصل وتطور تقنيتها إضافة إلى صناعة العظم!. الدراسات التي صدرت هذا الشهر تسلط مزيداً من الضوء على فائدة تقنية النانو في كتابة شفرات الجينات داخل «دي أن أيه» بما يسهل ويوفر المال لفحصه. واستخدام هذه التقنية كما في بحث نشر مؤخرا يسخرها للاستفادة حتى من بول الإنسان في صنع بطاريات طويلة العمر لفحص مرضى السكر كما نشرته مجلة «آليات الهندسة الدقيقة» للدكتور «كاي بانغ ليي» من مؤسسة أبحاث النانو والكيمياء الحيوية في سنغافورة.
الباحثون من أسبانيا يتحدثون عن طريقة جديدة يستخدمها الأطباء في الكشف عن خلايا السرطان بسرعة وخاصة سرطان الثدي كما تقول «لورا ليشاغا» مديرة المركز القومي للإلكترونيات الدقيقة بأسبانيا من خلال هذه التقنية، ونشرت حديثا. وهناك أبحاث حديثة ايضا تحدثت عن دور هذه التقنية في صنع الأجهزة الطبية المستخدمة في غرف العمليات والعناية المركزة لتسلط ضوءا ساطعاً على فائدتها في تقليل عدوى المستشفيات وانتقال الجراثيم إلى المرضى كما طرح في مؤتمر أبحاث النانو في ولاية أريغون الأميركية، الدكتور «بروس غيبينس» وقد اوضح الفكرة بأن وضع طبقة رقيقة على مستوى النانو من الفضة فوق أسطح الأدوات الطبية لا يعطي مجالاً للمكروبات للالتصاق عليها وهو ما يتم لأول مرة في العالم وهو أولى الخطوات الصحيحة للحد من عدوى المستشفيات على حد قوله.
تقنية النانو في عالم الصيدلة واسعة الاستخدام بدءاً من طرق إنتاج الدواء ومروراً بوسائل حفظه وانتهاء بكيفية إعطائه للمريض في هيئة تتفوق بمراحل على الطرق الحالية.
تقنية النانو تجاوزت اليوم في الأبحاث وضع طرق أفضل لإنتاج الغذاء من شتى الجوانب وتنقية الماء وغيره مما يتناوله الإنسان.
أن المجال الخصب لتقنية النانو هو مجال التجسس، حتى أن البعض يخشى بأن الحياة المدنية للأشخاص ستكون مكشوفة للعيان مع هذه التقنية المخيفة فماذا لو سقطت في أيدي العامه فلن يكون هناك خصوصية لأحد في منزله
فالدول المتقدمة توصلت لصنع طائرات تجسسية بحجم راحه اليد بواسطة تقنية النانو وفي مجال صناعة الأسلحة والقنابل فالميدان خصب لإنتاجها بتقنية النانو
فعلى سبيل المثال فإن أصغر حشرة تكون بحجم 200 مايكرون وهذا يمثل الحجم المناسب للأسلحة القادرة على تعقب الأشخاص غير المحميين وحقن السموم في أجسادهم. هذه الجرعات المميتة تبلغ 100 نانوجرام أو 1/100 من حجم السلاح.
ومن الأفكار المطروحة و توجهات التوظيف العسكري الراهن للتكنولوجيا
بديل الكتروني للدماغ البشري
-ايجاد بديل إلكتروني للجزء الحيوي من الأدمغة البشرية المعروف باسم (قرن آمون)، للوصول إلى وضع يستطيع معه صاحب الدماغ المعدل إلكترونياً تحميل الذاكرة بمئات أضعاف ما هو متاح طبيعياً، وتخزين التعليمات المعقدة، والقدرة على تحقيق الاتصال والتواصل بين دماغ بشري وآخر.
ابتكار أعضاء وبدائل مصنعة لأجزاء من الجسم بما يتيح رفع مستوى وقدرات الأداء البشري.
صناعة أقراص تغير عمليات الاستقلاب في خلايا أجسام الجنود بما يمنحهم القدرة على البقاء لعدة أيام بدون نوم أو طعام.
صنع روبوتات تكاد تطابق الكائنات الحية، مصممة على غرار الصراصير، تستطيع التسلق على الجدران والسلالم والتضاريس الصخرية المختلفة.
استخدام نحل قادر على اكتشاف المتفجرات.
صنع أنظمة ترصد من مسافة بعيدة الحالة الذهنية للأشخاص المشكوك بهم، أو المرغوب بمراقبتهم والتجسس على أفكارهم، باستخدام تقنية قريبة من التصوير بالرنين المغناطيسي وسواه، بحيث تتمكن هذه الأنظمة من كشف نوايا الشخص وقراءة أفكاره مسبقاً.
وفي المجالات الاخرى تستخدم تقنية النانو الآن تستخدم في صيانة أنابيب النفط
فكميه لا بأس بها من النانو تقوم بصيانه الأنابيب من الداخل بالقضاء على الأجزاء الصدئه وإعادة ترميمها وبنائها0
منقول
الموضوع لاستاذ أحمد قنديل على الرابط التاليhttp://www.almobdeoon.com/vb/showthread.php?t=29
قدرات وتطبيقات فاقت الخيال
إذا كنت لا تزال تعتقد أن الأفلام السينمائية التي تتحدث عن المركبات المصغرة التي تُحقن في الدم (كفيلم الرحلة الفضائية الممتعة) أو فيلم (كان يا ما كان الحياة) واللذان حازا على جوائز الأوسكار هي نوع من الخيال العلمي أو ضرب من المستحيل فيجب عليك أن تعيد التفكير.
فمشروع المركبات الدقيقة التي تسير مع الكريات الحمراء أمر محتمل تحقيقه في المستقبل القريب وذلك عن طريق علم النانو تكنولوجي أو التقنية الدقيقة.
لان تحويل المواد إلى الحجم الذري اصبح ممكنا وقد فتح الطريق لبناء الآلات الدقيقة جدا مثل الروبوتات.
ورغم ان تاريخ تقنية النانو عموماً يعود إلى عام 1959 حيث كشفها العالم الفيزيائي فينمان Feynman، ثم العالم دريكسلر Drexler الذي أنشأ في ما بعد معهداً يختص بأبحاث علم النانو.. ولكن حتى الآن مازالت هذه التقنية التي تشبه الخيال العلمي في مرحلة طفولتها..عما ان النظريات والأبحاث في هذا المجال الهام، تتوالى دون انقطاع، بل يبدو أن المستقبل سيكون لـ «تقنية النانو Nanotechnology ، التقنية المتناهية الصغر التي يمكن أن تقود العالم إلى ثورة صناعية جديدة، وستقدم منافع جمة للإنسانية، وسيكون التحدي في المستقبل هو كيف يمكن إنتاج كميات صناعية من هذه المواد والآلات في مثل هذه المقاييس المتناهية الصغر؟
منشأ المصطلح
مصطلح "تقنية النانو" اشتق اساسا من كلمة "نانو" التي ترمز إلى ألف مليون إشارة إلى جزئيات العنصر، وتعني كلمة النانو Nano باللغة اليونانية قزم Dwarf، فهذا الاصطلاح قصد به القدرة على العمل مع مستوى الجزئيات، ذرة بذرة لصنع بنية ضخمة مع فرضية أساسية جديدة لتنظيم جزئيات المواد.
فالنانو هو أدق وحدة قياس مترية معروفة حتى الآن ( نانو متر ) ويبلغ طوله واحد من بليون من المتر أي ما يعادل عشرة أضعاف وحدة القياس الذري المعروفة بالأنغستروم ، و حجم النانو أصغر بحوالي 80.000 مرة من قطر الشعرة ، وكلمة النانو تكنولوجي تستخدم أيضاً بمعنى أنها تقنية المواد المتناهية في الصغر أو التكنولوجيا المجهرية الدقيقة أوتكنولوجيا المنمنمات. .
النانو تكنولوجي هو الجيل الخامس الذي ظهر في عالم الإلكترونيات وقد سبقه أولاً الجيل الأول الذي استخدم المصباح الإلكتروني ( Lamp) بما فيه التلفزيون ، والجيل الثاني الذي استخدم جهاز الترانزيستور، ثم الجيل الثالث من الإلكترونيات الذي استخدام الدارات التكاملية (IC: Integrate Circuit )=وهي عبارة عن قطعة صغيرة جداً قامت باختزال حجم العديد من الأجهزة بل رفعت من كفاءتها وزادت من وظائفها .
وجاء الجيل الرابع باستخدام المعالجات الصغيرة Microprocessor الذي أحدث ثورة هائلة في مجال الإلكترونيات بإنتاج الحاسبات الشخصية (Personal Computer) والرقائق الكومبيترية السيليكونية التي أحدثت تقدماً في العديد من المجالات العلمية والصناعية.
فماذا عن الجيل الخامس ؟ وهو ما صار يعرف باسم النانوتكنولوجي.
تركز الأبحاث أساساً في هذا المجال على الصناعات الجزيئية، وبالتالي فإن فن المعالجة البارعة للمواد على مقياس صغير جداً لصنع آلات وأجهزة بالغة الصغر له أهمية عظيمة. وفوائد هذه التقنية تشمل كثيراً من المجالات الحيوية والتطبيقية.. والمفاجأة الحقيقية أن الخبراء حينما يصنعون الأشياء في هذه المقاييس، فإنهم يحصلون على تأثيرات مدهشة، فمن الممكن إنتاج مخترعات كثيرة متناهية الصغر مثل رقاقات الكمبيوتر والمغنطيسات والمصابيح والأقمشة.. وعلى سبيل المثال، تقنية النانو تخلص الجسم من الخلايا
السرطانية وتصلح الأنسجة المتضررة التوصل إلى صناعة رقاقات كمبيوتر أحجامها صغيرة جداً لدرجة أن مئات منها يمكن أن نضعها على سطح حبيبة ملح طعام!
والخطوة التالية هي تصنيع مواد وآلات ذكية يمكنها أن «تفكر»، وتعمل لحل المشاكل في ظروف متغيرة، فهناك المواد والآلات بالغة الصغر التي يمكن بطريقة حميدة أن تطوف في مجرى الدم، ويمكن أن تكتشف فوراً العدوى، وتخلص الجسم من السموم والخلايا السرطانيـــة، وتصـــلح الأنسجــــة المتضـــررة. وعموماً هي تجعل الإنسان يتمتع بصحة وعافية بدون حدود.. وفي المجالات الأخرى صناعة ملابس تستطيع أن تتخلص بنفسها من الأوساخ، وأقشمة يمكن حالاً أن تدرك حدوث أي تمزق وحتى يمكن أن تصلحه..
عظام من السيراميك
يمكن الإستفادة الصحية والطبية من تقنية النانو، فأبحاث علاج السرطان والبحث الدقيق عن وجود خلاياه تعد بما يحل محل كل وسائل العلاج والفحوصات الطبية المتوفرة اليوم لذلك. والأبحاث التي نشرت بداية هذا العام عن دور هذه التقنية في التعامل مع الملاريا وتأثر مرونة خلايا الدم الحمراء تضع أسس دور رائد لها في فهم الأمراض المعدية وعلاجها، وهناك دراسات اخرى تحدثت عن دور هذه التقنية في صنع سيراميك للعظام بدرجة متناهية في النعومة والصلابة تبشر بشيء كثير في مجال استبدال المفاصل وتطور تقنيتها إضافة إلى صناعة العظم!. الدراسات التي صدرت هذا الشهر تسلط مزيداً من الضوء على فائدة تقنية النانو في كتابة شفرات الجينات داخل «دي أن أيه» بما يسهل ويوفر المال لفحصه. واستخدام هذه التقنية كما في بحث نشر مؤخرا يسخرها للاستفادة حتى من بول الإنسان في صنع بطاريات طويلة العمر لفحص مرضى السكر كما نشرته مجلة «آليات الهندسة الدقيقة» للدكتور «كاي بانغ ليي» من مؤسسة أبحاث النانو والكيمياء الحيوية في سنغافورة.
الباحثون من أسبانيا يتحدثون عن طريقة جديدة يستخدمها الأطباء في الكشف عن خلايا السرطان بسرعة وخاصة سرطان الثدي كما تقول «لورا ليشاغا» مديرة المركز القومي للإلكترونيات الدقيقة بأسبانيا من خلال هذه التقنية، ونشرت حديثا. وهناك أبحاث حديثة ايضا تحدثت عن دور هذه التقنية في صنع الأجهزة الطبية المستخدمة في غرف العمليات والعناية المركزة لتسلط ضوءا ساطعاً على فائدتها في تقليل عدوى المستشفيات وانتقال الجراثيم إلى المرضى كما طرح في مؤتمر أبحاث النانو في ولاية أريغون الأميركية، الدكتور «بروس غيبينس» وقد اوضح الفكرة بأن وضع طبقة رقيقة على مستوى النانو من الفضة فوق أسطح الأدوات الطبية لا يعطي مجالاً للمكروبات للالتصاق عليها وهو ما يتم لأول مرة في العالم وهو أولى الخطوات الصحيحة للحد من عدوى المستشفيات على حد قوله.
تقنية النانو في عالم الصيدلة واسعة الاستخدام بدءاً من طرق إنتاج الدواء ومروراً بوسائل حفظه وانتهاء بكيفية إعطائه للمريض في هيئة تتفوق بمراحل على الطرق الحالية.
تقنية النانو تجاوزت اليوم في الأبحاث وضع طرق أفضل لإنتاج الغذاء من شتى الجوانب وتنقية الماء وغيره مما يتناوله الإنسان.
أن المجال الخصب لتقنية النانو هو مجال التجسس، حتى أن البعض يخشى بأن الحياة المدنية للأشخاص ستكون مكشوفة للعيان مع هذه التقنية المخيفة فماذا لو سقطت في أيدي العامه فلن يكون هناك خصوصية لأحد في منزله
فالدول المتقدمة توصلت لصنع طائرات تجسسية بحجم راحه اليد بواسطة تقنية النانو وفي مجال صناعة الأسلحة والقنابل فالميدان خصب لإنتاجها بتقنية النانو
فعلى سبيل المثال فإن أصغر حشرة تكون بحجم 200 مايكرون وهذا يمثل الحجم المناسب للأسلحة القادرة على تعقب الأشخاص غير المحميين وحقن السموم في أجسادهم. هذه الجرعات المميتة تبلغ 100 نانوجرام أو 1/100 من حجم السلاح.
ومن الأفكار المطروحة و توجهات التوظيف العسكري الراهن للتكنولوجيا
بديل الكتروني للدماغ البشري
-ايجاد بديل إلكتروني للجزء الحيوي من الأدمغة البشرية المعروف باسم (قرن آمون)، للوصول إلى وضع يستطيع معه صاحب الدماغ المعدل إلكترونياً تحميل الذاكرة بمئات أضعاف ما هو متاح طبيعياً، وتخزين التعليمات المعقدة، والقدرة على تحقيق الاتصال والتواصل بين دماغ بشري وآخر.
ابتكار أعضاء وبدائل مصنعة لأجزاء من الجسم بما يتيح رفع مستوى وقدرات الأداء البشري.
صناعة أقراص تغير عمليات الاستقلاب في خلايا أجسام الجنود بما يمنحهم القدرة على البقاء لعدة أيام بدون نوم أو طعام.
صنع روبوتات تكاد تطابق الكائنات الحية، مصممة على غرار الصراصير، تستطيع التسلق على الجدران والسلالم والتضاريس الصخرية المختلفة.
استخدام نحل قادر على اكتشاف المتفجرات.
صنع أنظمة ترصد من مسافة بعيدة الحالة الذهنية للأشخاص المشكوك بهم، أو المرغوب بمراقبتهم والتجسس على أفكارهم، باستخدام تقنية قريبة من التصوير بالرنين المغناطيسي وسواه، بحيث تتمكن هذه الأنظمة من كشف نوايا الشخص وقراءة أفكاره مسبقاً.
وفي المجالات الاخرى تستخدم تقنية النانو الآن تستخدم في صيانة أنابيب النفط
فكميه لا بأس بها من النانو تقوم بصيانه الأنابيب من الداخل بالقضاء على الأجزاء الصدئه وإعادة ترميمها وبنائها0
منقول
الموضوع لاستاذ أحمد قنديل على الرابط التاليhttp://www.almobdeoon.com/vb/showthread.php?t=29