ما هي تقنية النانو : ( نانو تكنولوجي nano technology)

تعد تقنية النانو مجالًا متطورًا يتمتع بإمكانيات هائلة للعلوم والصناعة المعاصرة.

 





الجسيمات غير المرئية التي تحارب الخلايا السرطانية، والمعالجات الدقيقة الأسرع التي تستهلك طاقة أقل، والبطاريات التي تدوم 10 مرات أطول أو الألواح الشمسية التي تنتج ضعف الطاقة. 

هذه ليست سوى بعض التطبيقات العديدة لتقنية النانو، وهو نظام به جميع المكونات اللازمة للتحول إلى الثورة الصناعية القادمة.


تعد تقنية النانو مجالًا متطورًا يتمتع بإمكانيات هائلة للعلوم والصناعة المعاصرة. شهد الحقل انتعاشًا في العقدين الماضيين، مع وجود سوق عالمية مزدهرة من المتوقع أن تتجاوز 125 مليار دولار في غضون السنوات الخمس المقبلة  وفقًا لتقرير سوق تكنولوجيا النانو العالمية.


ما هي تقنية النانو؟

هذا الفرع من التكنولوجيا مسؤول عن معالجة التركيب الجزيئي للمواد لتغيير خصائصها الجوهرية ولديها مجموعة متنوعة من التطبيقات الثورية الأخرى. أحد الأمثلة على ذلك هو الجرافين - وهو شكل معدل من الكربون أقوى من الفولاذ وأخف وزنا من الألمنيوم وشفاف تقريبا. تُستخدم الجسيمات النانوية أيضًا في مجالات مثل الإلكترونيات والطاقة والطب الحيوي والدفاع.


في عام 1959، كان الفيزيائي الأمريكي الحائز على جائزة نوبل ريتشارد فاينمان أول من تحدث عن تطبيقات تكنولوجيا النانو في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا. مع القرن الحادي والعشرين، تم توحيد هذه المنطقة وتسويقها، بما في ذلك مجالات أخرى مثل التصنيع الدقيق للكيمياء العضوية والبيولوجيا الجزيئية.


في الولايات المتحدة وحدها، على سبيل المثال، تم استثمار أكثر من 18 مليار دولار بين عامي 2001 و 2013 من خلال NNI (مبادرة النانو الوطنية) لتحويل هذا القطاع إلى محرك للنمو الاقتصادي والقدرة التنافسية.



أنواع تكنولوجيا النانو:

  • يتم تصنيف الأنواع المختلفة لتقنية النانو وفقًا لكيفية تقدمها:


تنازلي (من الأكبر  الى الأصغر).

يتم تصغير في حجم الآليات والهياكل بمقياس نانومتر "من واحد إلى 100 نانومتر".

  •  إنه الأكثر شيوعًا حتى الآن، خاصة في الإلكترونيات.


تصاعدي (من الأصغر إلى الأكبر).

تبدأ ببنية نانومتريه ومن خلال عملية التركيب أو التجميع الذاتي، يمكنك إنشاء آلية أكبر من تلك التي بدأت بها.


تقنية النانو الجافة.

يتم استخدامه لتصنيع الهياكل من الفحم والسيليكون والمواد غير العضوية والمعادن وأشباه الموصلات التي لا تعمل مع الرطوبة.


تقنية النانو الرطبة.

يعتمد على الأنظمة البيولوجية الموجودة في البيئة المائية، بما في ذلك المواد الوراثية والأغشية والإنزيمات والمكونات الخلوية الأخرى.


أمثلة وتطبيقات تكنولوجيا النانو

يمكن تطبيق تقنية النانو والمواد النانوية في جميع أنواع القطاعات الصناعية:


  إلكترونيات


تقترب الأنابيب النانوية الكربونية من استبدال السيليكون كمواد لصنع رقاقات وأجهزة أصغر حجمًا وأسرع وأكثر كفاءة، بالإضافة إلى أسلاك نانوية كمومية أخف وزنًا وأكثر توصيلًا وأقوى. تجعل خصائص الجرافين منه مرشحًا مثاليًا لتطوير شاشات اللمس المرنة.


  الطاقة


يتيح شبه الموصل الجديد الذي طورته جامعة كيوتو إمكانية تصنيع الألواح الشمسية التي تضاعف كمية ضوء الشمس المحولة إلى كهرباء. 

تعمل تقنية النانو أيضًا على خفض التكاليف، وإنتاج توربينات رياح أقوى وأخف وزنًا، وتحسين كفاءة الوقود، وبفضل العزل الحراري لبعض المكونات النانوية، يمكنها توفير الطاقة.


  الطب الحيوي


خصائص بعض المواد النانوية تجعلها مثالية لتحسين التشخيص والعلاج المبكر للأمراض التنكسية العصبية أو السرطان. 

إنهم قادرون على مهاجمة الخلايا السرطانية بشكل انتقائي دون الإضرار بالخلايا السليمة الأخرى. كما تم استخدام بعض الجسيمات النانوية لتعزيز المنتجات الصيدلانية مثل واقي الشمس.


  البيئة


تعد تنقية الهواء بالأيونات وتنقية المياه العادمة باستخدام الفقاعات النانوية أو أنظمة الترشيح النانوية للمعادن الثقيلة من بعض تطبيقاتها الصديقة للبيئة. 

المحفزات النانوية متاحة أيضًا لجعل التفاعلات الكيميائية أكثر كفاءة وأقل تلويثًا.


  الغذاء


في هذا المجال، يمكن استخدام المستشعرات النانوية للكشف عن وجود مسببات الأمراض في الغذاء أو المركبات النانوية لتحسين إنتاج الغذاء عن طريق زيادة المقاومة الميكانيكية والحرارية وتقليل نقل الأكسجين في المنتجات المعبأة.


  الغزل والنسيج


تتيح تقنية النانو تطوير أقمشة ذكية لا تترك بقعًا ولا تتجعد، بالإضافة إلى مواد أقوى وأخف وزناً وأكثر متانة لصنع خوذات الدراجات النارية أو المعدات الرياضية.


تقنية النانو في المستقبل

هناك نقاط مضيئة ومظلمة في مستقبل تكنولوجيا النانو. من ناحية أخرى، من المتوقع أن ينمو هذا القطاع عالميًا، مدفوعًا بالتقدم التكنولوجي، وزيادة الدعم الحكومي، وزيادة الاستثمار الخاص والطلب المتزايد على الأجهزة الأصغر، على سبيل المثال لا الحصر. 


ومع ذلك، فإن المخاطر البيئية والصحية والسلامة لتقنية النانو والمخاوف المتعلقة بتسويقها يمكن أن تعرقل توسع السوق.


ستقود الولايات المتحدة والبرازيل وألمانيا صناعة تكنولوجيا النانو في عام 2024، مع وجود مهم في أكبر 15 دولة آسيوية مثل اليابان والصين وكوريا الجنوبية والهند وتايوان وماليزيا.... 


سيصعد قطاع مستحضرات التجميل إلى مراكز سرقة المركز الثالث من قطاع الطب الحيوي في الترتيب الذي سيقوده الإلكترونيات والطاقة، كما هو الحال الآن.


ما هي تقنية : نانو تكنولوجي  nano technology

إرسال تعليق

جميع الحقوق محفوظة © Elkhabbabi academy | Online Courses.