ماذا تعرفين عن النانو التكنولوجي nano technolgy الذي سيغزو العالم قريبا

1. فماذا عن الجيل الخامس ؟ وهو ما صار يعرف باسم النانوتكنولوجي.


2. تعني هذه العبارة حرفياً تقنيات تصنع على مقياس النانو متر .


3. الهليكوبتر المجهرية


4. النانوبيوتكس ( الحلقات الملونة ) تدمر خلايا البكتريا


5. من جامعة دمشق .

النانو التكنولوجي
وهو صناعه يابانيه اتركم مع الموضوع :/
التقنيات المتناهية في الصغر أو النانو تكنولوجي .
هل تساءلت يوماً عما سيمكن للإنسان أن يفعله في حال السيطرة على الذرة الواحدة وتحريكها بحرية وسهولة ؟
جاء هذا على لسان العالم فاينمان عندما أعلن عن ظهور تقنية حديثة سميت بالتقنية النانوية أو النانوتكنولوجي .
لقد تنبأ العلماء بمستقبل واعد لهذه التقنية التي بدأت بشكل حقيقي عام 1990 والتي باتت الدول الصناعية تضخ الملايين من الدولارات من أجل تطويرها وقد وصل تمويل اليابان لدعم بحوث النانوتكنولوجي لهذا العام إلى بليون دولار أما في الولايات المتحدة فهناك 40.000 عالم أمريكي لديهم المقدرة على العمل في هذا المجال ، وتقدّر الميزانية الأمريكية المقدمة لهذا العلم بتريليون دولار حتى عام 2015 .
فما هو هذا العلم الذي يتوقع له أن يغزو العالم بتطبيقاته التي قاربت الخيال ؟
النانوتكنولوجي 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 وعددت 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.

تعني هذه العبارة حرفياً تقنيات تصنع على مقياس النانو متر .

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 .سمها ما شئت .
وإذا كنت تعتقد أن الأفلام السينيمائية 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 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 .
فتحويل المواد إلى الحجم الذري سيكون الطريق الجديد لبناء الآلات الدقيقة مثل الروبوتات

الهليكوبتر المجهرية

وبحسب العالم كريلمان فإن علم النانو يقوم بتوحيد وضم جميع أنواع العلوم باحتمالات لاحدّ لها ولا يمكن التنبؤ بنتائجها . وقد تمكن العلماء اليابانيين من نحت ثور يمكن اعتباره أصغر منحوتة في العالم بحيث يمكن وضع ثلاثين من أقرانه في حيّز لايزيد قطره عن قطر النقطة واستخدموا لذلك التقنيات الليزرية وكان الهدف من ذلك هو الحصول على مركبة نانوية لإستخدامها في الجراحة الروبوتية الخليوية .
وتعد التطبيقات الطبية لتكنولوجيا المنمنمات من أهم التطبيقات الواعدة على الإطلاق، فمن المحتمل الحصول على مركبات نانوية تدخل إلى جسم الإنسان وترصد مواقع الأمراض وتحقن الأدوية وتأمر الخلايا بإفراز الهرمونات المناسبة وترمم الأنسجة .كما يمكن لهذه المركبات الذكية أن تحقن الأنسولين داخل الخلايا بالجرعات المناسبة أوتدخل إلى الخلايا السرطانية لتفجرها من الداخل و تدعى عندئذ بالقنابل المنمنمة والتي استطاعت أن تطيل عمر الفئران من 43 يوم إلى 300 يوم . أما أجهزة الإستشعار النانوية فباستطاعها أن تزرع في الدماغ لتمكن المصاب بالشلل الرباعي من السير.
كما تم الحصول على طاقم أسنان سيليكوني لايزيد حجمه عن حجم الخلية يستطيع ابتلاع الكريات الحمراء وقضمها ثم اطلاقها مجدداً إلى الدم بمعدل عشر خلايا في الثانية ، ويمكن لطاقم الأسنان هذا أن يساعد على إدخال الأدوية أو الجينات إلى داخل الخلايا وبالتالي يعزز العلاج الخلوي المركز للكثير من الأمراض .
ويتوقع المراقبون أن تؤدي هذه التكنولوجيا الجديدة إلى ثورة غير مسبوقة للتصدي للكائنات الدقيقة حيث يعتمد النانو بيوتكس Nanobiothics) ( وهو البديل الجديد للأنتبيوتيك على الثقب الميكانيكي للخلايا الممرضة (الجراثيم أو الفيروسات ).
فالنانوبيوتكس هو ببتيد حلقي ذاتي التجمع ، ومُخَلّق صنعياً، من الممكن له أن يتجمع على هيئة أنابيب (نانوتوب = Nanotubes) أو دبابيس نانوية متناهية في الصغر. فعند دخول ملايين من هذه الأنابيب اللزجة والمكونة من الببتيدات الحلقية داخل الجذر الهلامي للبكتريا فإنها تنجذب كيميائياً إلى بعضها البعض ، و تجمع نفسها إلى أنابيب طويلة متنامية ومتجمعة ذاتياً تقوم بثقب الغشاء الخلوي ، وتعمل مجموعات الأنابيب المتجاورة هذه على فتح مسام أكبر في جدار الخلية البكتيرية ، وخلال دقائق معدودة تموت الخلية البكتيرية نتيجة لتشتيت الجهد الكهربائي الخارجي لغشائها, وهذا ما ينهي حياة الخلية عملياً .
وقد أظهرت هذه التقنية نجاحاً ملحوظاً في القضاء على كل من الجراثيم العنقودية الذهبية المعندة و عصيات القيح الأزرق وغيرها الكثير .
ويتوقع العلماء أن تنجح هذه التقنية النانوية في القضاء على الفطريات أيضاً .

النانوبيوتكس ( الحلقات الملونة ) تدمر خلايا البكتريا

هذا ومن المعروف أن الببتيدات الحلقية الطبيعية المنشأ حققت نجاحاّ باهراً في مقاومة الجراثيم و مثال ذلك الباستيراسين الذي غالباً ما يستخدم بشكل موضعي .
وعلى هذا نرى أن مبدأ النانوبيوتكس و النانوتوب يختلف تماماً عن طريقة عمل الصادات الحيوية والمطهرات وبذلك يصعب على هذه الكائنات أن تطور مناعة ذاتية أو مقاومة . وهي طريقة مختلفة تماماً عن طريقة عمل الصادّات الحيوية والمطهرات الكيماوية والتي غالباً ما تؤثر على العمليات الإستقلابية لهذه الكائنات الدقيقة ، ويتوقع أن تبدأ مثل هذه التجارب السريرية على البشر بعد حوالي 2 - 3سنوات من الآن ونجاح هذه الطريقة
يوفر وبحسب منظمة الصحة العالمية مبلغ عشرة بلايين دولار سنوياّ وهي تكلفة معالجة الإصابات الناجمة عن العدوى بالبكتريا المقاومة للمضادات الحيوية .
أما تطبيقات النانو تكنولوجي الأخرى فهي كثيرة و واسعة. و يتنافس كل من الجيش الأمريكي ووكالة ناسا على العمل ضمن هذا المجال فيأملون في الحصول على الملابس التي يمكن تصغير نفسها حتى تكون بمقاس مرتديها ، أو يمكنها أن تتصلب عند الخطر لتصبح مقاومة للرصاص واللهب ، أو تغير من لونها للتمويه أوالتخفي .
ويخشى بعض العلماء من استخدام مثل هذه التقنيات لإغراض لاإنسانية. وبحسب العالم بيل جوي هي تقنية مُبيدة عديدة المخاطر يمكن أن تؤدي لظهور جوو الرمادي، وهو عبارة عن آلة متقدمة تكنولوجيا ، دقيقة الحجم ، تستطيع أن تستنسخ نفسها كما تفعل الكائنات الحية الدقيقة ، وتتحول إلى جحافل من التجمعات الآلية الصغيرة
تقتلع أي شيء في طريقها وتبيد كل أشكال الحياة على وجه الأرض . على أن أكثر تخوفات جوي مبالغ فيها ،
لكن الآمال المعلقة عليها يمكن أن تشوبها المبالغة أيضا" ، ولهذا بدأ المستثمرون في وادي السيليكون يبحثون عن آفاق جديدة لاستخدام النانوتكنولوحي . يتوقع المراقبون أن تُشعل تكنولوجيا النانو سلسلة من الثورات الصناعية خلال العقدين القادمين والتي ستؤثر على حياتنا بشكل كبير .
فمرحباً بكم في عالم متناه في الصغر ، عالم النانوتكنولجي .
الدكتورة رحاب الصوّاف . ماجستير في التشخيص المخبري - دكتوراه في الكيمياء الحيوية

من جامعة دمشق .

هذه التقنية يتم تطبيقها وتصنيعها حالياً في المملكة العربية السعودية وهذا مقتطف من مقالة خاصة بشركة أرامكو السعودية وردت في العدد 40 من مجلة (شل في الشرق الأوسط):
يضيف د. محمد السقاف، مدير مركز إكسبك للأبحاث المتقدمة في أرامكو السعودية: وآخر التقنيات التي أود الحديث عنها والتي نحن الآن بصدد تطويرها هي تقنية المجسات الروبوتية المجهرية (النانوروبوت). كل من هذه المجسات هو عبارة عن إنسان آلي في غاية الصغر، حيث يصل حجمه إلى بضع مئات فقط من النانومتر، أو حوالي واحد بالمائة من حجم قطر شعرة الإنسان! ويجب أن تكون هذه المجسات بهذا الصغر حتى تتمكن من المرور خلال الفسحات المسامية والمجازات الضيقة للغاية في الصخور والتي تكون مكامن الزيت في باطن الأرض.
سنصنع هذه المجسات بإعداد كبيرة ونضخها كجيش إلى باطن الأرض مع الماء الذي يحقن في المكمن لدفع الزيت. ستمضي هذه المجسات - محمولة بالماء والزيت - خلال المكمن، وتجمع خلال رحلتها معلومات عن ضغط وحرارة ونوع السوائل، كما تقوم بتخزين هذه المعلومات في ذاكرة حاسوبية. ومع مضي عمليات الإنتاج قدماُ سيحمل الزيت هذه المجسات إلى الآبار المنتجة للزيت، ومن ثم سيتم إلتقاطها من الزيت المُنتَج واستخلاص المعلومات من ذاكرتها. بهذه ألطريقه سنتمكن من رسم خارطة دقيقة لخواص المكمن بشكل لا يمكن تخيله في الوقت الراهن. ستكون هذه نقلة نوعية وثورة كبيرة في مجال قدرتنا على رصد ما يحدث في باطن المكمن!"
يضيف د. محمد السقاف:" لقد بدأنا بالفعل الرحلة الطويلة لتطوير هذه المجسات الروبوتية المجهرية، وخطتنا تشمل القيام بأبحاث تتعلق بتصغير أجهزة الاستشعار إلى مستويات عالية الدقة، وتطوير أنظمة للتواصل مع هذه المجسات، وذاكرات حاسوبية مجهرية وعدة أشياء أخرى. ولكننا يجب أن نبدأ بالإجابة على سؤال بسيط جداً: ما حجم أكبر مجس أو روبوت يمكن له أن يمر خلال المكمن دون أن يعلق في الفسحات المسامية والمجازات الضيقة للصخور الجوفية؟
بطبيعة الحال فإنه من غير المجدي إهدار الوقت والجهد والمال على مجسات أصغر من اللازم. ومن جهة أخرى، لا توجد فائدة من نشر مجسات أكبر من مسام المكامن لتعلق في المجازات الضيقة للصخور حول فتحة البئر، حيث أن هذه النهاية المفاجئة لرحلتها تعني أننا لن نستطيع استردادها مع إنتاج الزيت، وبالتالي لن نستطيع الاستفادة منها.
وللوصول إلى المستوى الأمثل لصغر حجم المجسات بحثنا في توزيع المجازات الضيقة في حقل الغوار، وقمنا بتحليل أكثر من 850 عينة صخرية ودراسة حجم المجازات بها. إنها صغيرة جداً، لكن معظمها أكبر من حوالي 500 نانومتر، وهكذا أصبح لدينا هدف أولي ترمي إليه جهود التصغير.
كما أننا ننفّذ حالياً أول تجربة في العالم لاختبار هذه النتيجة بشكل عملي. في هذه التجربة قمنا بصنع روبوتات مجهرية ذات أحجام مختلفة يتم حقنها في عينات صخرية من حقل الغوار، ويتم حساب عدد هذه الجسيمات الدقيقة التي تتمكن من المرور خلال العينات الصخرية بحيث تدخل من أحد أطرافها وتخرج من الطرف الآخر. وبذلك نتمكن من الإجابة عن السؤال المتعلق بحجم المجسات بشكل عملي.
ويبتسم د. محمد السقاف متداركاً:" وبالطبع "فالروبوتات" التي صنعناها لغرض هذه التجربة هي روبوتات "غبية" لا تحتوي على أية أجهزة استشعار، فهي جسيمات دقيقة فحسب، لأن ما يهمنا في هذه المرحلة هو اختبار الحجم فحسب.
وتقنية الجسيمات الدقيقة (النانو) هي واحدة من التقنيات الأسرع نمواً وتطوراً في العالم، خصوصاً في تطبيقات الطب وعلم المواد، وأرامكو السعودية هي من رواد تسخير هذه التقنية المتطورة في قطاع الزيت، وسوف ننظم في القريب أول ورشة عمل دولية لجمعية مهندسي البترول في هذا المجال، بعنوان: "تطبيقات النانو في قطاع الزيت".
منقول للفائده
سبحان الله العظيم
(( علم الإنسان مالم يعلم))