تكنولوجيا النانو أو علم النانو هي علم دراسة و تطبيق الأشياء المتناهية في الصغر، و يمكن استخدامها في جميع المجالات العلمية الأخرى؛ كالكيمياء و البيولوجيا و الفيزياء و علوم المادة و الهندسة. و تطلق على التكنولوجيا التي أجريت في مقياس النانو، الذي يتراوح ما بين 1 و 100 نانومتر. و يشكل نانومتر واحد جزء من المليون من المتر، أو 10-9 من المتر.
تكنولوجيا النانو و مفاهيمها الأساسية
بداية تكنولوجيا النانو:
بدأ ظهور الأفكار و المفاهيم الكامنة وراء علم النانو و تكنولوجيا النانو في حديث بعنوان “There’s Plenty of Room at the Bottom” للفيزيائي ريتشارد فاينمان في اجتماع لجمعية أمريكا للفيزياء في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا (CalTech) بتاريخ 29 دجنبر 1959. في حديثه، وصف فاينمان عملية يتمكن فيها العلماء من التلاعب و التحكم في الذرات الفردية و الجزيئات. بعد أكثر من عقد من الزمان، في استكشافاته الخاصة الفائقة الدقة، ابتكر الأستاذ “نوريو تانيجوتشي Norio Taniguchi” مصطلح تكنولوجيا النانو. لم تبدأ تكنولوجيا النانو الحديثة حتى عام 1981، بتطوير مجهر المسح النفقي الذي يمكن أن يرى الذرات الفردية.
المفاهيم الأساسية في علم النانو و تكنولوجيا النانو:
من الصعب تخيل مدى صغر حجم هذه التكنولوجيا. حيث يشكل نانومتر واحد جزء من المليون من المتر، أو 10-9 (10 أس ناقص 9) من المتر. فيما يلي بعض الأمثلة التوضيحية:
• هناك 2540000 نانومتر في البوصة.
• يبلغ حجم الصحيفة حوالي 100000 نانومتر.
لعلم النانو و تكنولوجيا النانو القدرة على رؤية الذرات و الجزيئات الفردية و التحكم فيها. يتكون كل شيء على الأرض من ذرات؛ الطعام الذي نأكله، الملابس التي نرتديها، المباني و المنازل التي نعيش فيها، و أجسامنا كذلك. و لكنه من المستحيل رؤية شيء صغير كالذرة بالعين المجردة. في الواقع، من المستحيل أن نراها أيضا بالمجهرات المستخدمة عادة في فصول العلوم في المدرسة الثانوية. تم اختراع المجاهر اللازمة لرؤية الأشياء على مقياس النانو في الآونة الأخيرة نسبيا منذ حوالي 30 عاما. و هكذا وُلد عصر تكنولوجيا النانو بمجرد حصول العلماء على الأدوات الصحيحة، كمجهر المسح النفقي (STM) و مجهر القوة الذرية (AFM).
على الرغم من أن علم النانو الحديث و تكنولوجيا النانو حديثان إلى حد كبير، فقد استخدمت المواد النانوية منذ قرون. لقد أحدثت جسيمات الذهب و الفضة ألوانا في نوافذ الزجاج الملون في كنائس القرون الوسطى منذ مئات السنين. لم يعرف الفنانون في ذلك الوقت أن العملية التي استخدموها لإنشاء هذه الأعمال الفنية الجميلة أدت إلى تغييرات في تركيبة المواد التي كانوا يعملون بها.
يجد علماء و مهندسو اليوم طرقا عديدة لصنع المواد عمدا في مقياس النانو للاستفادة من خصائصها؛ مثل القوة الكبيرة و الوزن الخفيف و زيادة التحكم في طيف الضوء و زيادة التفاعل الكيميائي.
للمزيد زورا هذا الموقع
تابعونا عبر الصفحة الرسمية للموقع على الفيسبوك Education Libre و يمكنكم متابعتنا أيضا عبر تطبيق Telegram لتتوصلوا بمستجدات موقع التعلم الحر باستمرار.
