تكنولوجيا النانو من الظهور الى التطبيق ومميزاتها

نانو كلمه صغيره متكونه من اربع حروف ...لكن كسرت الدنيا ...وبقت تكنولوجيا القرن الواحد والعشرين

رحله فى تاريخ ظهور تقنيه النانو ...

ماذا سيمكن للعلماء فعله اذا استطاعوا التحكم فى تحريك الذره الواحده واعادتها كما يريدون ؟؟!!

من خمسين سنه فى حفل فى الجمعيه الامريكيه للفيزياء العالم ريتشارد فينمان ( حاصل على جايزه نوبل فى الفيزياء )

هناك متسع كبير فى القاع ... ده اسم المحاضره الى فينمان القى فيها السؤال ده من خمسين سنه

فى المحاضره دى اعطى فينمان تصور خلاق ينبئ عن امكانيه تغيير خواص اى ماده وده عن طريق اعاده ترتيب ذراتها بالشكل الى بيسمح بالحصول على الخواص المتميزه والمختلفه تماما عن صفاتها الاساسيه قبل اعاده هيكلتها

واعتمدت فكرته دى انه كان مؤمن ان فى علاقه مباشره بتربط بين

بنيه الماده ( شكل ترتيب الذرات ) وخواصها ... سواء كانت بقى خواص كيميائيه او فيزيائيه او ميكانيكه

وطبعا محدش اقتنع بكلام فينمان ولا عبره

رغم ان الى كانوا حاضرين الحفله علماء ..مش بتوع بطاطا

وشافوا كمان ان الموضوع مستحيل

بس طبعا هم مش زينا هنا فى مصر ..بنحبط الواحد بدون اسباب وخلاص او لعدم توفر التمويل ..او لوئد العلم

العلماء الى كانوا فى الحفله شافوا ان الموضوع ده مستحيل ساعتها لانهم كانوا شايفين ان مفيش وسيله او اداه متناهيه الصغر ممكن عن طريقها اننا نمسك الذرات ونعد نحركها .. وندمجها مع مواد تانيه وبكده نقدر نكون شبكه بلوريه من مواد لها ابعاد نانويه لها صفات وخصائص مميزه ... شافوا كل ده خيال علمى ومستحيل !!

مكنش يعرف فينمان ان المحاضره دى هى الى فجرت شراره النانو ...

جت تسميه كلمه نانو من كوكب اليابان الشقيق 

على ايد العالم نوريو تانيغوتشى سنه 1974 .. يعنى بعد محاضره فينمان ب 15 سنه ..ورغم انه عالم يبانى ..لكن اصدقائنا الى فى كليات علوم وطب .. عارفين ان اليونانى هو الاصل

كلمه نانو هى بادئه منحوته من اللغه اليونانيه ومعناها قزم NANOS ( بنعلمكم يونانى اهو .. )

لكن فى لغه العلم الحالى كلمه نانو معناها جزء من المليار

وفى  سويسرا ... العالمان هنريتش روهر و جيرد بيننغ ( حصلوا على جايزه نوبل برضه ) بيشتغلوا فى شركه IBM ..فى سنه 1981 اخترعوا نوع جديد من الميكروسكوبات الى بتعتمد على المسح البحثى لذرات الماده وكان اسمه الميكروسكوب النفقى الباحث 

ومن خلال الميكروسكوب ده عرفوا يتعاملوا مع الذرات الاحاديه وتحديد ابعادها الثلاثيه وده عن طريق ابره دقيقه التركيب والاداء ... الابره ده بتقدر من خلال تطبيق شحنات الكترونيه سالبه استشعار الذرات الموجوده على السطح الخارجى للعينه وتحديد شكل وترتيب ذراتها ... 

وطبعا الانجاز العلمى ده ..فرح فيلمان جدااااا لان الاختراع ده اكد الكلام الى قاله سنه 1969 ..وبكده يبقى وضع منتقديه من المشككين فى افتراضياته الرائده فى حرج بالغ وخصوصا بعد ما نشر ارك دريكسلر سنه 1981 ورقه بحثيه عن تطبيقات تكنولوجيا النانو 

ومش عايزين ندخل فى الحاجات التاريخيه اكتر من كده ..بس الشئ الى زعلنى ان فينمان للاسف مات قبل اول تجربه استخدم فيها مواد بابعاد النانو لانها كانت سنه 1989 وهو مات 1988 ..سنه واحده بس 

وصلنا لتكنولوجيا النانو .. نقول بقى شويه معلومات سريعه كده 

نانو : متناهى الصغير 

النانو متر : وحده قياس متريه = 1 من مليون جزء من الملليمتر = 10 ^-9 متر 

مقياس النانو : القياس من 1 نانومتر الى 100 نانومتر 

علم النانو : دراسه تركيب وخصائص المواد عند مقياس النانو متر 

تقنيه النانو : تصميم وصنع مواد والات عن مقياس النانو متر 

طول 10 ذرات هيدروجين متراصه = 1 نانومتر 

خصائص النانو 

اول خاصيه :
تقنيه النانو بتخلينا نتحكم فى تحريك الذرات المنفرده بدقه واعاده ترتيبها 
وده ادى الامكانيه فى بناء اى ماده فى الكون لان الذره هى وحده البناء لكل المواد 

تانى خاصيه :
الخصائص الفيزيائيه والكيميائيه للماده عند مقياس النانو متر تختلف عن خصائص نفس الماده عند مقياسها الطبيعى ..
وده ادى لاكتشاف خصائص مميزه للمواد يستفاد منها فى كثير من الاختراعات والمجالات التطبيقيه 

تالت خاصيه : 
بتعتمد تقنيه النانو على مبادئ الفيزياء والكيمياء والاحياء والهندسه الكهربيه والالكترونيه .. وده شجع الناس من جميع التخصصات العلميه للدخول لمجال تقنيه النانو وانهم يتعاونوا فيما بينهم 

رابع خاصيه :
امكانيه التحكم بالذرات فى صنع المواد والالات وتنقيتها من الشوائب وتخليصها من العيوب ... ده ادى ان خصائص المواد والالات بقت افضل لانها بقت اصغر واخف واسرع واقوى وارخص واقل استهلاكها للطاقه هتمشى 

الفيزياء الكلاسيكيه والفيزياء الحديثه .. والحديثه دى ظهرت بسبب ماكس بلانك .. وكمل مشواره البرت اينشتاين 
هنصف بقى المواد النانويه وتطبيقتها 

كل المواد التقليديه ..الفلزات وسبائكها ..اشباه الموصلات .. الزجاج .. السيراميك .. البوليمرات ... بتعتبر المواد الاوليه الى بنستخدمها علشان ننتج ماده بابعاد نانونيه 

وبتختلف اشكال المواد النانويه باختلاف طريقه التحضير 

ممكن تبقى ماده النانو ..فى صوره اغشيه ..او انابيب .. او اسلاك .. او عيدان .. او حبيبات 

واى ماده بتبقى ثلاثيه الابعاد 
 ... X Y Z ... و مش لازم التلت ابعاد يبقوا كلهم بمقاييس نانونيه 

وبكده قسم العلماء المواد النانونيه لتلت فئات 

1-
 المواد النانونيه احاديه الابعاد : يعنى بعد واحد بس هو الى بمقياس نانونى ( اقل من 100 نانومتر ) والمقياسين التانين لا ومثال على هذه الفئه .. 
surface nanocoating
 ودى زى الى بتستخدم فى طلاء اسطح المواد الفلزيه لحمايتها من التاكل والصدى .. وبرده مواد اشباه الموصلات المختلفه زى رقائق السيلكون الى بتصنع منها الخلايا الشمسيه 

2-
 المواد النانونيه ثنائيه الابعاد : يعنى مقياسين من التلت مقاييس لهم بعد نانونى .. زى انابيب الكربون النانونيه 

3-
 المواد النانونيه ثلاثيه الابعاد : التلت مقاييس لهم بعد نانونى .. وده زى
 ultrafine powders 
والفئه دى بتتصدر قائمه الانتاج العالمى من المواد النانونيه بوجه عام وده راجع لكثره استخدامها فى المجالات والتطبيقات 
التكنولوجيه الحديثه 

فى المستقبل ومع الـــ

 nanobots

 التكنولوجيا هتبقى داخل اجسامنا 

بدل ما تاخد دوا او تعمل عمليه جراحيه وتبقى نسبه نجاحها ضعيفه .. هناخد ال

 nanobots 

طبعا ده مش شاى صينى ولا افتكاسه جديده زى اللاصقه السحريه 

الnanobots دى عباره عن ربوتات دقيقه جدا من حيث الحجم والوظيفه وبتتصنع عن طريق تقنيه النانو تكنولوجى 

وهيتم استخدامها على نطاق واسع فى تطبيقات حيويه كتير داخل اجسامنا 

فمثلا : علاج تصلب الشرايين ( ببساطه ) عباره عن ترسب بعض المواد فى جدار الشريان وبيؤثر سلبا على وصول الدم للاجزاء الى بيغذيها الشريان ده ...ساعتها بقى ممكن نستخدم الربوتات الدقيقه دى علشان نشيل المواد المترسبه فى الشرايين دى 

( توضيح بسيط للمرض وليس توضيح طبى ..لشرح الفكره لا اكثر )

الربوتات دى كمان هيتم تزودها بالليزر دقيق جدا ..علشان تقدر تفتت الحصوات الى بتبقى داخل الكلى

وممكن صناعه جيش كبير منها ..لمحاربه الطفيليات والبكتريا

وبيتوقعوا ان مع ظهور التقنيه دى الانسان هيعيش فى حاله ملل ..لان دايما الانسان هيعيش مفعم الحيويه خالى من الامراض وهيبقى صاحب ال 100 سنه كأنه فى ال 20 سنه 

وبيتوقعوا انه عن طريق النانوبوتات هيستطيع الانسان تغيير الخلايا والانسجه الضعيفه والمنهكه 

وهيبقى فى محل للنانو ..الانسان يروح عادى ويشترى كريات دم حمرا ..وهيبقى فى نسخ واصدارات وتحديث زى الويندوز كده