ما هي تكنولوجيا النانو؟

تكنولوجيا النانو

تم تعريف تكنولوجيا النانو من قِبَل الجمعية الوطنية الأمريكية لتكنولوجيا النانو على أنها التكنولوجيا التي تقوم على تصميم واستخدام جسيمات على مقياس النانو،^[١] وهو مقياس صغير جداً حيث يساوي النانوميتر (1× 10^-9) متراً،^[٢] وتشمل تكنولوجيا النانو جميع محاور العلوم والهندسة حيث يمكن تطبيقها في مجالات عدة، مثل الكيمياء والبيولوجيا والفيزياء والهندسة، بالإضافة إلى ذلك، فإنه تتعدد أنواع الجسيمات التي يمكن تصنيعها وتطويرها على مستوى النانو، وذلك يعتمد على طبيعة الجسيم والهدف منه.^[١]

تجدر الإشارة إلى أنه جميع الذرات تتواجد تحت مقياس النانو، فهي عبارة عن جسيمات صغيرة جداً لا يمكن رؤيتها بالمجهر العادي، كما تتواجد العديد من المركبات والجزيئات تحت مقياس النانو مثل جزيئات الماء، إلا أن تكنولوجيا النانو لا تُعنى بدراسة الذرات والجزيئات في هذا الحجم، بل تهتم بدراسة تصميم المواد التي يمكن الاستفادة من خصائصها في التطبيقات العملية عند تواجدها بحجم النانو، حيث تتغير خصائص المواد عندما تتواجد في ذلك الحجم، على سبيل المثال، عند تصميم جزيئات ثاني أكسيد التيتانيوم (TiO2) بحجم النانو تكتسب خصائص تعطيها لوناً أبيضاً يستخدم في تصنيع الكريمات وواقيات الشمس.^[٣]

تطبيقات تكنولوجيا النانو

بدأت تطبيقات تكنولوجيا النانو منذ ثمانينات القرن الماضي بعدما تم تطوير المجهر النفقي الماسح الذي يسمح برؤية الجسيمات على مقياس النانو، وقد كان البروفيسور نوريو تانيغوتشي هو من صاغ مصطلح تكنولوجيا النانو، إلا أن ذلك لا يجعل من أفكار تكنولوجيا النانو أفكاراً حديثة، حيث إنه بدأت الأفكار المقترنة بهذه التكنولوجيا مع الفيزيائي ريتشارد فاينمان في اجتماع الجمعية الفيزيائية الأمريكية في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا في عام 1959، عندما وصف إمكانية التعامل مع الجسيمات صغيرة الحجم والتحكم فيها، ومع تطور العلم، أصبح بالإمكان تطوير العديد من مختلف أنواع الجسيمات النانوية،^[١] وفيما يلي أهم تطبيقات تكنولوجيا النانو:

التطبيقات الفيزيائية

تستخدم إضافات نانوية في المواد المركبة من البوليمر في تصنيع قطع غيار السيارات والطائرات بهدف جعلها خفيفة الوزن، بالإضافة إلى الحفاظ على كونها صلبة ومتينة ومرنة، كما يتم تطوير صفائح أنابيب نانوية كربونية لاستخدامها في الجيل القادم من المركبات الجوية، تكمن أهمية ذلك في كونها تجمع بين العديد من الصفات كالوزن الخفيف والتوصيل؛ مما يجعلها مثالية للتدريع الكهرومغناطيسي والإدارة الحرارية.^[٤]

التطبيقات الطبية

تتواجد العديد من الأبحاث التي تقوم بتطوير جسيمات نانوية الحجم في المجال الطبي التي تركز على آليات إيصال الأدوية في جسم الإنسان، حيث تتمتع هذه الجسيمات بدقة توصيل أعلى للخلايا المريضة، مما يقلل من الضرر الذي يلحق بالخلايا السليمة التي قد تحدث نتيجة بعض العلاجات مثل العلاج الكيمياوي للسرطان، مما يقلل من الأعراض الجانبية الناجمة عن العلاج.^[٥]

التطبيقات البيئية

تقوم بعض الأبحاث البيئية في مجال النانو بتطوير مرشحات مائية تهدف إلى تنقية المياه بشكل عالي وسليم لضمان سلامة استهلاكها، كما ترتكز بعض الأبحاث على تطوير مرشحات تصل إلى المستوى الخلوي للتخلص من البكتيريا وحتى إزالة الجسيمات الفيروسية من الماء.^[٥]