- مدخل إلى الكوسموس التكنونانوي
- تطبيقات التكنولوجيا النانوية
- التكنولوجيا النانوية ومخاطر التلوث البيئي
- الأثر البيئي للذرات النانوية على النبات والحيوان
- الأثر البيئي للذرات النانوية على المناخ
- الأثر البيئي للذرات النانوية على دورة حياة الماء
- الأثر البيئي للذرات النانوية على الهواء
- الأثر البيئي للذرات النانوية على التربة
كلنا منعرف بحكايات عالمية زهرة الكوسموس ....................بس انا رح احكي عن كوسموس من نوع تاني
مدخل إلى الكوسموس التكنونانوي
يشهد العالم مع بداية الألفية الثالثة ثورة صناعية من نوع جديد هي الثورة النانوية التي يصفها بعض الخبراء بأنها "الثورة الصناعية الأخيرة في تاريخ البشرية". وتقوم التكنولوجيا النانوية على التشبيك والتنسيق بين العلوم البيولوجية والفيزيائية والكيميائية والميكانيكية والإلكترونية وعلم المواد وتقنية المعلومات، وذلك من أجل دراسة البُنى المكوِّنة للمادة الحية وغير الحية. وكما تبدلت حياة الشعوب في القرن العشرين نتيجة ثورة المعلومات والاتصالات، بدأت إرهاصات تبدل جذري جديد بالظهور بفعل التطور الهائل في مجال التكنولوجيا النانوية والبيولوجية والنانوبيولوجية والميكروية والبصرية.
تهتم النانوتكنولوجيا بنمنمة الآلات والأدوات والمواد إلى الدرجة النانوية وبتطوير أساليب الإنتاج والتحليل النانوي. وتعبِّر كلمة "نانو" في الفيزياء عن واحدة قياس تعادل 0.0000000001 من المتر. وعلى هذا الطول يمكن رصف حوالى ثماني ذرات بعضها بجانب بعض. وهكذا فإن النانومتر أصغر من قطر شعرة بشرية بحوالى 70000 مرة؛ في عبارة أخرى، يمكن مقارنة حجم الجسيم النانوي بحجم كرة القدم بالنسبة إلى حجم الكرة الأرضية! وتعود كلمة "نانو" في أصلها إلى اللغة اليونانية، وتعني عالم الأقزام الخرافي المتناهي في الصغر. وعليه، فإن عالم التكنولوجيا النانوية أشبه بعالم المخلوقات الخرافية غير القابلة للرصد بالعين المجردة، حيث تسري عليه قوانين الميكانيكا الكوانتية.
قام الباحث الياباني نوريو تانيغوشي بإدخال مصطلح "التكنولوجيا النانوية" لأول مرة في العام 1974، وذلك عندما حاول بهذا المصطلح التعبير عن وسائل وطُرُق تصنيع وعمليات تشغيل عناصر ميكانيكية وكهربائية في دقة ميكروية عالية. أما البوابة إلى عالم الذرات، فقد تم فتحها في العام 1982 بجهود الباحثَين السويسريين غيرد بينيغ وهاينريش روهرِر اللذين قاما بتطوير الميكروسكوپ الأدق من أجل رصد الذرات وإمكان التأثير فيها وإزاحتها؛ وبعد إنجازهما المشترك بأربع سنوات، حصلا على جائزة نوبل (1986). وفي العام 1991، اكتشف الباحث الياباني سوميو ليجيما الأنابيب النانوية المؤلَّفة فقط من شبكة من الذرات الكربونية. وبالقياس تم الحصول على مقاومة شد تفوق مقاومة شد الفولاذ بعشر مرات وعلى مادة أقسى وأكثر استقرارًا من الماس بمرتين على الأقل.
تطبيقات التكنولوجيا النانوية
لقد نجح الباحثون في "مركز فراونهوفر للبحث العلمي" في مدينة فورتسبورغ الألمانية في اكتشاف وسيلة نانوية لدائنية لمعالجة السطوح شديدة القذارة التي لا يمكن تنظيفها بالوسائل المتاحة؛ وهذا ما يفتح آفاقًا جديدة في تقنيات تنظيف الحمامات ودورات المياه العامة والخاصة. وبهذا يكون قد أصاب الهدف مَن تنبأ بأن أشكال العمل في المجتمع العلمي المتقدم جميعًا، بما فيها تنظيف دورات المياه.
وفي "معهد تطوير المواد الجديدة" في مدينة ساربروكن الألمانية، تم اكتشاف وسيلة نانوية جديدة بغية حفظ المخطوطات القديمة وحمايتها من التلف ومن تأثير العوامل الخارجية. وفي معاهد أخرى، تم تطوير مراهم وقائية جديدة بالاعتماد على الجزيئات النانوية، وذلك لاستخدامها للجسم والوجه واليدين، بما تضمنه من حماية مثلى للبشرة من تأثيرات المحيط الخارجي. وفي المجال الغذائي، يتم تطوير مساحيق غذائية نانوية لإضافتها إلى المادة الغذائية الأساسية بغية تحسين خواصها ومذاقها ولونها.
وفي عالم المادة النانوية، ستكون للمواد المنتَجة خواصها الجديدة، مثل خواص التجدد الذاتي وخواص الترابط الجزيئي بين مواد نانوية متباينة: فمادة السيراميك قد تسلك سلوك المادة الزجاجية لتصير شفافة؛ وقد يصير الزجاج لدنًا مثل مادة لاصقة؛ وستتصف المعادن بالقدرة على فقدان خاصيتها المغناطيسية واستعادتها ذاتيًّا.
وفي عالم الميكانيكا الهندسية، حقق الباحثون نتائج مذهلة في مجال السيطرة على عمليات الاهتراء والصدأ والتآكل الميكانيكي والكيميائي، وكذلك في مجال التغلب على هدر الطاقة الناجم عن الاحتكاك الميكانيكي، بما يمكِّن، بالتالي، من الاستغناء عن مواد التزييت والتشحيم؛ وهذا ما يساعد على إطالة عمر العنصر الآلي وزيادة مردودية الميكانيزمات العاملة.
وبواسطة الليزر النانوي والحسَّاسات النانوية، تتم دراسة تشغيل المواد المعدنية والتحكم في البنية البلورية للمادة المراد تشغيلها وفي أماكن توضُّع الذرات بهدف تغيير الطبقات السطحية للمواد.
كذلك فإن الكثير من مشكلات الرياضيات المستعصية التي مازال حلها غير ممكن إلى اليوم ستجد الحلَّ المناسب مع التطور النانوي نظرًا للتطور السريع في مجال الأجهزة الحاسوبية ذات المعالجة النانوية ووسائط التخزين ذات القدرات الفائقة والوسائط المساعدة على إيجاد الحلول وتطويرها.
لقد فتحت التكنولوجيا النانوية آفاقًا جديدة في المجال الطبي والجراحي: فهناك دراسات عديدة من أجل تطوير روبوتات نانوية يمكن إرسالها داخل الجسم للتعرف إلى الخلايا المريضة وترميمها، وكذلك للتعرف إلى محرضات الأمراض ومعالجة الأمراض المستعصية والأورام الخبيثة. وفي عالم الأدوية، ستكون للروبوت النانوي مساهمته عن طريق إيصال الحقنة الدوائية إلى الموضع المراد معالجته بدقة وبالتركيز الدوائي المطلوب من دون هدر.
أما في المجال العسكري حيث إن جندي المستقبل سوف يرتدي بزة عسكرية "ذكية" مصنوعة من مواد تكنونانوية، مجهزة كومبيوتريًّا، تقيه الحرارة والبرودة والإشعاع وموجات الضغط وتكون، في الوقت نفسه، خفيفة الوزن ومريحة في التنقل
التكنولوجيا النانوية ومخاطر التلوث البيئي
إن أكثر من 90% من سكان البلدان المتقدمة لا يعرفون إلا النزر اليسير عن التكنولوجيا النانوية وتطبيقاتها ومخاطرها ؟!
تنطوي التكنولوجيا النانوية على إمكانية تثوير حياتنا. إلا أنها، في الوقت نفسه، قد تمثل التهديد الأعظم لحياة الإنسان والحيوان والنبات، حتى إنها تُعتبَر تهديدًا أخطر من تهديد أسلحة التدمير الشامل في القرن العشرين. ويرى الخبراء في المجال التكنونانوي أن التكنولوجيا النانوية تنضوي، باعتبارها "الثورة الصناعية الأخيرة في تاريخ البشرية"، تحت فئة المخاطر "الثورية" للقرن الحادي والعشرين التي ستجر ورائها مجموعة متلاحقة من المخاوف والأضرار. من هنا طالبت منظمةُ البيئة الكندية في العام 2003 بالتوقف عن دعم البحث العلمي في المجال النانوي وذلك لمدة عامين؛ وكانت حجتها في ذلك هو أن المشرعين، وطنيًّا وعالميًّا، لم تعد باستطاعتهم متابعة سرعة تطورات هذه التكنولوجيا الغامضة!
والأسئلة الأساسية المطروحة هي: هل في الإمكان ضبط الصناعات والتطورات النانوية
إن الجانب الإيجابي للتطبيق التكنونانوي في المجال الإيكولوجي لا يعني بالضرورة غياب الإضرار والتثقيل السلبي على البيئة. وفي هذا السياق، سنستعرض بعضًا من ملامح الخطورة النانوية.
في المجتمع النانوي، سيكون الإنسان على تماس مباشر مع الجسيمات النانوية التي ستدخل الأجسام عن طريق تناوُلها مباشرة أو ابتلاعها أو تنفسها بطريقة غير مباشرة. وبحسب أسلوب الإنتاج المستخدَم، يمكن للجزيئات النانوية الوصول إلى التربة والماء والهواء، وبهذا ستشكل في السنوات القادمة نوعًا جديدًا من النفايات التي يجب التخلص منها أو إعادة تدويرها.
الأثر البيئي للذرات النانوية على النبات والحيوان
إذا ما تم امتصاص الجزيئات النانوية عبر جذور النباتات والأشجار أو عبر الهواء فإنها ستصل حتمًا إلى الإنسان والحيوان عن طريق الغذاء. وهنا تكمن الخطورة، وخاصةً إذا احتوت هذه الجزيئات خلال مراحل تصنيعها على مواد ضارة، أو إذا ما نقلت معها المواد الخطرة الناتجة عن عمليات تنظيف محددة قامت بها النانويات.
الأثر البيئي للذرات النانوية على المناخ
إن احتمالية التأثير السلبي للمنتجات النانوية على الدورة المناخية هي حتمًا مسألة تدعو إلى التبصر والتفكير الجدي. فقد تساهم النانويات في رفع درجة حرارة الغلاف الجوي أو خفضها في شكل ما. كذا فإن التأثير النانوي على المناخ ما يزال غير قابل للتقدير نظرًا لغياب الدراسات البيئية في هذا المضمار؛ إلا أنه يمكن التنبؤ الأولي بأن هذه النانويات، في العقود الثلاثة القادمة، ستكون ذات تأثير أقل بكثير من تأثير الانبعاث الغازي.
الأثر البيئي للذرات النانوية على دورة حياة الماء
بفعل التأثير الحراري، يتبخر الماء وتتشكل الغيوم، ثم تهطل الأمطار. ضمن هذه الدورة، سيكون باستطاعة الجزيئات النانوية أن تتوزع في وقت قصير جدًّا، ممهدةً بذلك الطريق لنقل المواد الضارة ونشرها. إن مدى تأثير النانويات على جودة الماء وسلوكه، وكمياتها المؤثرة، مازالا موضع سجال، مع العلم أن تغيرات صغيرة كافية لإحداث اضطراب محسوس في المنظومة الإيكولوجية.
الأثر البيئي للذرات النانوية على الهواء
إن تأثير الغبار النانوي على الهواء وجودته، وبالتالي، على صحة الإنسان عبر استنشاقه للهواء الملوث بالذرات النانوية، لأخطر بكثير من تأثير الغبار الدقيق وأدخنة وسائل المواصلات والمعامل، وذلك لأن الغبار النانوي يبقى متخثرًا في الهواء مدة أطول دون قابلية سريعة للترسب، مما يساهم في دخوله إلى الرئتين دخولاً أسرع. وفي الوقت الذي يمكن تخليص الهواء من الغبار العادي والدقيق وتقليله إلى الحدود الدنيا المسموح بها وفقًا للمواصفات العالمية، يصعب حتى اليوم تقدير إمكانات تخليص الهواء من الغبار والذرات النانوية، وكذلك تقدير حجم الصعوبات المرافقة لذلك، بما فيها الحاجة إلى أجهزة القياس المناسبة والمطوَّرة على أرضية التكنولوجيا النانوية.
الأثر البيئي للذرات النانوية على التربة
هناك مخاوف كبيرة في شأن مدى قدرة الذرات النانوية الدقيقة على حمل المواد الضارة وتوزيعها في التربة، ومن بعدُ نقلها إلى الكائنات الأخرى وتشكيل ارتباطات وتفاعلات سامة؛ حيث إن الغرام الواحد من الغبار النانوي كافٍ لتلويث مساحة لا تقل عن 1000 متر مربع. وبما أن القدرة الحركية للجزيئات النانوية كبيرة فإن هناك احتمالية عالية لانتقال المواد الضارة، بكميات كبيرة وسرعات عالية، إلى طبقات مختلفة من التربة، وخاصةً إذا كانت التربة رطبة وسرعة جريان الماء فيها كبيرة نسبيًّا.
موني
معلومات غير عادية
شكرا لك موني الفراشة النانونية