الراي - النانو – كلمة اغريقية وتعني (نانوس) – القزم. (المواد المتناهية في الصفر). العلم الذي يهتم بدراسة معالجة المادة على المقياس الذري والجزيئي. وتهتم بابتكار تقنيات جديدة تقاس أبعادها بالنانومتر–وهو جزء من المليون من الميليمتر. اي تتعامل مع تجمعات ذرية تتراوح بين خمس ذرات إلى ألف ذرة. وهي أبعاد أقل كثيرا من أبعاد البكتيريا والخلية الحية.

 

تقنية النانو إحدى المجالات الواسعة في علوم الفيزياء والكيمياء العضوية والهندسة الميكانيكية والبيولوجيا الحيوية–تشكل اختصاصات متعددة يتعلق جميعها ببحث خواص المادة على هذا المستوى الصغير. وتكمن صعوبة تقنية النانو في مدى إمكانية السيطرة على الذرات بعد تجزئة المواد المتكونة منها. فهي تحتاج لأجهزة دقيقة جدا وهناك صعوبة التوصل لقياس دقيق عند الوصول لمستوى الذرة تواجه هذا العلم الجديد. بالإضافة لمخاوف من تأثيرات تقنية النانو.

 

بدأت ثورة النانو في العالم: بدراسات وبحوث في جامعات متخصصة بإشراف خبراء مميزين. وشهدت تطوراً مثل: (1) اختراع إلكترونيات السيليكون أو الترانزيستور. (2) المعامل الإلكتروني أدى لظهور (الشرائح الصغيرة) وهي ثورة تقنية في مجالات الاتصالات والحاسوب والطب وغيرها. وبعد عام (1950) برز مصطلح «تقنية النانو». بدأت الابحاث العلمية وبسبب تعدد امكانيات استخدام هذه التقنية في الصناعة وخاصة الحربية ، بدأت الحكومات توظف بلايين الدولارات في بحوثها ولعام (2012) وظفت امريكا (3.7) مليار دولار والاتحاد الاوروبي (1.2) مليار. فتطور التلفاز الأبيض والأسود، وانتشرت الحواسيب والهواتف والانترنت في العالم أجمع.

 

تقنية النانو تبشر بقفزة هائلة في جميع فروع العلوم والهندسة والطب والاقتصاد والعلاقات الدولية وحياتنا اليومية. فتخيل ظهور حواسيب خارقة الأداء وتوضع على رؤوس الأقلام وأسطولا من روبوتات النانو الطبية التي يمكننا حقنها في الجسم أو ابتلاعها لعلاج الجلطات الدموية والأورام والأمراض المستعصية.

 

يعتقد العلماء ان تقنية النانو ستحل مجموعة من التحديات التي تواجه البشرية كالأمراض وتوفير المياه النظيفة ورحلات فضائية رخيصة لا تؤثر فيها الإشعاعات. لكن القلق يبدأ بتصنيع شرائح تحمل خصائص نانوية. ففي عام (2010) تم الاعتقاد بان تصبح جميع المبادئ الأساسية في صناعة الشرائح قابلة للتغيير وإعادة النظر فيها بمجرد أن نبدأ بالانتقال إلى الشرائح النانوية. اذن، إعادة تصميم وصناعة الشرائح تحتاج لثورة تتغير معها المفاهيم، واعادة حسابات الشركات لتطبيقات النانو التقنية المذهلة، كاستخدامها في الجراحة دون جراحة بواسطة سفينة بحجم الذرة، وصنع سيارة بحجم الحشرة وطائرة بحجم البعوضة وزجاج غير موصل للحرارة وصناعة أقمشة لا يخترقها الماء. صناعة النانو دخلت حيز التطبيق في مجموعة من السلع تستخدم جزيئات الأكسيد بأنواعه «الألمنيوم والتيتانيوم وغيرها «. خصوصاً في مواد التجميل والمراهم المضادة للأشعة، حيث تحجب الأشعة فوق البنفسجية (UV). وقد تمكن باحثون في جامعة (هانج يانج) في سيئوول–كوريا الجنوبية، إدخال الفضة للمضادات الحيوية. والمتوقع نزول ما يسمى «هاولت باكارد «–عملاق الكمبيوتر قريبا إلى السوق بشكل (رقاقات) يدخل في صنعها (نانو اليكترونات) قادرة على حفظ المعلومات أكثر بآلاف المرات من الذاكرة الموجودة حالياً. وتمكن باحثو جامعتي كولومبيا ونيو أورليانز جمع جزيئين غير قابلين للاجتماع إلى بلور ثلاثي الأبعاد. فتم اختراع ماده غير موجودة في الطبيعة هي» مغنيسيوم مع خصائص مولده للضوء مصنوعة من نانو» وأوكسيد الحديد محاطا برصاص السيلينايد». وهو نصف موصل للحرارة وقادر على توليد الضوء. هذه الميزة لها استعمالات كثيرة في مجالات الطاقة والبطاريات. ويتوقع صنع مواد معدنية قوية لكنها خفيفة لاستعمالها في هيكل الطائرات وأجنحتها، لأنها مضادة للجليد ومقاومة للحرارة حتى درجة 900 مئوية. العلماء يتوقعون ان تعمل التقنية عمل الإنزيمات والمضادات الحيوية الموجودة في أجسامنا.

 

حصلت انتقادات، كما حصل في الثورة الصناعية الأولى كاختراع الحاسوب وظهور الهندسة الوراثية. فجدل العلماء حول مستقبل استخدامات تقنية النانو، لأنها قد تستخدم في نانو الطب او الالكترونيات، والطاقة. لكن المخاوف تتمثل في:

 

(1) النانو جزيئات صغيره جدًا لحد يمكنها التسلل وراء جهاز المناعة في الجسم البشري، وعبور خلايا الجلد والرئة، وهذا مقلق لأن بإمكانها تخطى حاجز شرايين الدماغ. واظهرت دراسة من جامعة أكسفورد جزيئات ثاني أكسيد التيتانيوم الموجودة في المراهم والكريمات المضادة للشمس أصابت الحمض النووي (DNA) للجلد بالضرر.

 

(2) او يصبح النانو–ذاتي التكاثر بلا حدود والسيطرة على كل شيء في الكرة الأرضية. كذلك التسمم البيئي وتأثيره على الاقتصاد العالمي. لذا بدأت منظمات البيئة والصحة العالمية تنظم المؤتمرات لبحث هذه المخاطر.

 

السؤال: (ما المتوقع من النانو) غداً؟.

 

(1) انابيب كاربونية نانو، خفيفة تحدث ثورة في تصميم السيارات بسبب قوتها وقدرتها على توصيل الكهرباء والحرارة.

 

(2) نانو روبوت: تؤدي لتصنيع محركات أو روبوتات ميكروسكوبية للمساعدة في دراسة الخلايا والنظم البيولوجية، والألياف.

 

(3) عربات ميكرو متناهية في الصغر يمكن تطويرها لأبحاث الفضاء والمدارات والمناخ. (4) مجسات نانو: متناهية في الصغر ولاسلكية وسريعة وفي غاية الحساسية، يمكن وضعها مع المجسات الالكترونية والكيميائية أو البصرية لاستخدامها في المهام العلمية، خاصة في عمليات الروبوت.

 

(5) إدماج تقنية النانو في شبكات بشرية مثل شبكات المراقبة البيئية.

 

(6) إدارة الأوضاع الصحية لرواد الفضاء: يمكنهم في رحلات طويلة استخدام تقنية النانو لمواجهة الأوضاع المناخية ذات الإشعاعات المرتفعة وتصنيع أجهزة رقابة طبية ومعدات للعلاج، والمساعدة في التغلب على الضغوط والتوتر الناشئ عن رحلات الفضاء الطويلة. بطريقتين.

 

(1) تصنيع المواد النانو التي يمكن استخدامها للتغلب على اختراق الأشعة الكونية للسفن الفضائية. (2) مجسات النانو لتحديد مستويات الأشعة.

 

ومن بين قائمة أهم 10 موضوعات بالإضافة إلى مواجهة الأمراض المعدية وعلاج السرطان، وتوفير المياه النظيفة للجميع وتوفير رحلات فضائية رخيصة. واحدى الأفكار العظيمة لأنابيب النانو لتطبيق تقنية النانو هو المصعد الفضائي. تخيل كابل مرتبط بالأرض على منصة عائمة في خط الاستواء، وفي الناحية الأخرى معلقة في الفضاء فيما بعد المدار. ويستخدم المصعد الفضائي مصاعد كهربائية تتحرك على الكابل لوضع صواريخ ومحطات فضائية ومعدات في مدار الأرض. وستتيح أنابيب النانو للمهندسين بناء مصاعد فضائية والتحرك بسرعة في الفضاء. ويمكن لنفس المادة خفض كلفة نقل المعدات عبر المصاعد وتخفيف وزن الأقمار التي تعمل بالطاقة الشمسية ومحطات الفضاء». موضوع النانو مهم لمستقبل الانسان وعلينا فهمه.