ماهي تقنية النانو

ماهي تقنية النانو

إذا كنت تسأل نفسك هذا السؤال كثيراً ولم تجد حتى الآن الإجابة المناسبة له، فببساطة هي عبارة عن وحدة قياس صغيرة للغاية، وتعتبر هذه التقنية العلم الذي يدرس إمكانية تغيير المادة على مستوى النانو في سبيل إنتاج وتوليد مواد جديدة وأجهزة متطورة يتم تقديمها من أجل تسهيل بعض الخدمات له.

في البداية، عليك معرفة أنّ النانو الواحد يساوي مليون من المليميتر لذلك فمن الصعب للغاية رؤيته بالعين المجردة وكذلك يصعب رؤيته تحت أغلب المكبرات وبشكل عام يتم استخدام وحدة النانو من أجل القياسات الذرية وذلك بهدف تحديد أحجام جزيئات المادة فيها.

ويعتبر مصطلح النانو واحداً من أقدم المصطلحات العلمية التي عرفها العالم، وكان السبب في إطلاق هذا المصطلح هو العالم ريتشير فينمان وذلك في عام 1959م عندما كان يلقي محاضرة له في الجمعية الفيزيائية الأمريكية.

مع مرور الوقت وتطور هذه التقنية أصبح من الممكن استخدمها في دوائر الكمبيوتر الكهربائية، لذلك يمكننا القول بأنّ تقنية النانو ساهمت إلى حد كبير في التقدم الكبير في مجال الحوسبة والإلكترونيات، ممّا أدى إلى أنظمة أسرع وأصغر حجماً وأكثر قدرة على إدارة وتخزين كميات أكبر من المعلومات.

تاريخ تقنية النانو

بدأ التطوير في مجال تقنية النانو في عام 1958 وسوف نلخص المراحل المختلفة من هذا التطوير في السطور التالية:

•  سنة 1974 تم استخدام مصطلح تكنولوجيا النانو من قبل تانيجوتشي لأول مرة.

•  سنة 1986 صدر أول كتاب عن محركات الخلق في مجال تكنولوجيا النانو من إعداد K. Eric Drexler.

• سنة 1989 تم تصنيع شعار IBM المشهور مع ذرات فردية.

• سنة 1991 اكتشف S. Iijima أنبوبة كاربون نانو لأول مرة.

• سنة 1999 تم نشر كتاب طب النانو الأول من تأليف ر. فريتاس بعنوان "طب النانو".

• سنة 2000 لأول مرة تم إطلاق المبادرة الوطنية لتقنية النانو.

• سنة 2001 تم تطوير نظرية الأجهزة الإلكترونية على نطاق النانومتر ولتركيب وتوصيف الأنابيب النانوية الكربونية وأسلاك النانو ومُنحت جائزة فاينمان في تقنية النانو.

• سنة 2004 تم عقد أول مؤتمر للسياسات حول تكنولوجيا النانو المتقدمة وتم إنشاء المركز الأول للأنظمة الميكانيكية النانوية وقد تم تصميم جائزة Feynman في تقنية النانو لتصميم هياكل بروتينية مستقرة وإنشاء إنزيم جديد مع تغيير الوظيفة.

• سنة 2005-2010 تم إعداد أنظمة 3D Nano مثل الروبوتات والشبكات ثلاثية الأبعاد ومنتجات النانو النشطة التي تغير حالتها أثناء الاستخدام.

• سنة  2011 بدأت تكنولوجيا النانو الجزيئية.

كيف تحسن تقنية النانو قدرات المكونات الإلكترونية

تحمل الإلكترونيات النانوية بعض الإجابات عن كيفية زيادة قدرات الأجهزة الإلكترونية مع تقليل وزنها واستهلاكها للطاقة وتتضمن بعض مجالات الإلكترونيات النانوية قيد التطوير.

• من أهم الأشياء التي تقدمها لك تقنية النانو هي تحسين شاشات العرض على الأجهزة الإلكترونية مع تقليل استهلاك الطاقة وتقليل وزن وسمك الشاشات.

• زيادة كثافة رقائق الذاكرة حيث يقوم الباحثون بتطوير نوع من شرائح الذاكرة بكثافة متوقعة تبلغ تيرابايت واحد من الذاكرة لكل بوصة مربعة أو أكبر.

• تقليل حجم الترانزستورات المستخدمة في الدوائر المتكاملة حيث يعتقد أحد الباحثين أنه قد يكون من الممكن وضع قوة جميع أجهزة الكمبيوتر الحالية في راحة يدك.

• تشكل بلورات نانوية سيلينيد الكادميوم المودعة على ألواح بلاستيكية دوائر إلكترونية مرنة، وفي الوقت الحالي يهدف الباحثون إلى الجمع بين المرونة وعملية التصنيع البسيطة ومتطلبات الطاقة المنخفضة في مكان واحد.

• دمج مكونات السيليكون النانوية في الدوائر المتكاملة CMOS، حيث أنّ هذه التقنية البصرية تهدف إلى توفير نقل البيانات بسرعة أعلى بين الدوائر المتكاملة وهو ممكن مع الإشارات الكهربائية.

المجالات التي تقوم باستخدام تقنية النانو

هناك الكثير من المجالات المختلفة التي تعتمد على تقنية النانو من أجل تحقيق أفضل النتائج الممكنة ومن أهم هذه المجالات هي:

• الصحة والطب: يقوم الباحثون بتطوير جزيئات نانوية مخصصة بحجم الجزيئات التي يمكنها الدخول في الأدوية مباشرة ويتم نقلها إلى الخلايا المريضة في جسم المريض.

• الإلكترونيات: تحمل تقنية النانو بعض الإجابات عن كيفية زيادة قدرات الأجهزة الإلكترونية مع تقليل وزنها واستهلاكها للطاقة.

• الطاقة والبيئة: يتم إنتاج بطاريات تخزين من أجل الاحتفاظ بكميات كبيرة من الطاقة التي تستمر لفترات طويلة، وهذا الأمر ساهم في إنتاج سيارات تعمل بالطاقة النظيفة تكون تكلفتها أقل من غيرها.

• استكشاف الفضاء: يتم استخدام مواد مصنوعة من أنابيب الكربون النانوية لتقليل وزن سفن الفضاء مع الاحتفاظ بزيادة القوة الهيكلية.