ما هي تقنية النانو في الكيمياء ؟، تقنية النانو هي العلوم والهندسة والتكنولوجيا المصنوعة على مقياس النانو، والذي يتراوح من 1 إلى 100 نانومتر، والآن سنتعرف على هذه التقنية بمزيد من التفصيل.
ولادة تكنولوجيا النانو
- بدأت الأفكار والمفاهيم الكامنة وراء علم النانو وتكنولوجيا النانو بخطاب بعنوان “هناك مساحة كبيرة في القاع” للفيزيائي ريتشارد فاينمان في اجتماع الجمعية الفيزيائية الأمريكية في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا في 29 ديسمبر 1959، قبل استخدام مصطلح تكنولوجيا النانو.
- وصف فاينمان في خطابه عملية يمكن للعلماء من خلالها التحكم في الذرات والجزيئات الفردية والتلاعب بها. منذ أكثر من عقد من الزمان، صاغ البروفيسور نوريو تانيجوتشي، في استكشافاته للمعالجة فائقة الدقة، مصطلح تكنولوجيا النانو.
- لم يكن حتى عام 1981، مع تطوير مجهر المسح النفقي الذي يمكنه “رؤية” الذرات الفردية، بدأت تقنية النانو الحديثة.
راجع أيضًا: ما هي تقنية 3D؟
ما هي تقنية النانو في الكيمياء؟
- تقنية النانو هي دراسة الهياكل الصغيرة للغاية، أولاً وقبل كل شيء، كلمة “نانو” هي كلمة يونانية تعني “قزم”، وتعني “نانو” صغيرة جدًا أو صغيرة جدًا.
- علوم النانو وتكنولوجيا النانو هي دراسة واستخدام أشياء صغيرة جدًا ويمكن استخدامها في جميع مجالات العلوم الأخرى، مثل الكيمياء والبيولوجيا والفيزياء وعلوم المواد والهندسة.
- اليوم، وجد العلماء والمهندسون مجموعة متنوعة من الطرق لإنشاء مواد بمقياس نانوي عن قصد للاستفادة من خصائصها المحسّنة مثل القوة العالية والوزن الخفيف والتحكم الأكبر في طيف الضوء وتكون أكثر تفاعلًا كيميائيًا من نظيراتها الأوسع نطاقًا.
كيف تعمل تقنية النانو؟
- ما هي تقنية النانو في الكيمياء؟ من الصعب تخيل مدى الدقة التي يمكن أن تكون عليها تقنية النانو الصغيرة. النانومتر هو واحد من المليار من المتر، أو 10-9 أمتار. فيما يلي بعض الأمثلة التوضيحية:
- هناك 25400000 نانومتر في البوصة، ورقة جريدة يبلغ سمكها حوالي 100000 نانومتر.
- على نطاق مقارن، إذا كان الرخام نانومترًا، فسيكون حجم الأرض مترًا.
- يتضمن علم النانو وتكنولوجيا النانو القدرة على مراقبة الذرات والجزيئات الفردية والتحكم فيها. كل شيء على الأرض يتكون من الذرات والطعام الذي نأكله والملابس التي نرتديها والمباني والمنازل التي نعيش فيها وأجسادنا.
- لكن من المستحيل رؤية شيء صغير مثل الذرة بالعين المجردة. في الواقع، من المستحيل رؤية المجاهر التي تُستخدم عادةً في فصول العلوم بالمدارس الثانوية، لأن المجاهر اللازمة لرؤية الأشياء على مقياس النانو لم يتم اختراعها إلا مؤخرًا، منذ حوالي 30 عامًا.
- بمجرد حصول العلماء على الأدوات المناسبة، مثل مجهر المسح النفقي (STM) ومجهر القوة الذرية (AFM)، وُلد عصر تقنية النانو.
- على الرغم من أن علم النانو وتكنولوجيا النانو الحديثين حديثان تمامًا، فقد تم استخدام المواد النانوية لعدة قرون، مع تناوب جزيئات من الذهب والفضة تخلق ألوانًا في النوافذ الزجاجية الملونة لمئات من الكنائس في العصور الوسطى.منذ سنوات.
- في ذلك الوقت، لم يكن الفنانون يعرفون أن العملية التي استخدموها لإنشاء هذه الأعمال الفنية الجميلة أدت في الواقع إلى تغييرات في تكوين المواد التي كانوا يعملون بها.
انظر أيضاً: معلومات عن مجالات تقنية المعلومات وأهميتها
تطبيق تقنية النانو في مجال الصيدلة
- ما هي تقنية النانو في الكيمياء؟ أحدثت التطورات في تكنولوجيا النانو وتطبيقاتها في مجال الطب والمستحضرات الصيدلانية ثورة في القرن العشرين.
- تقنية النانو هي معالجة الذرات الفردية أو الجزيئات أو المركبات في هياكل لإنشاء مواد وأجهزة ذات خصائص خاصة.تتضمن تقنية النانو العمل من أعلى إلى أسفل، أي تقليل الحجم على الهياكل الكبيرة إلى الهياكل الأصغر.
- على سبيل المثال، تطبيقات الضوئيات في الإلكترونيات النانوية والهندسة النانوية تكون من أعلى إلى أسفل أو من أسفل إلى أعلى، وتتضمن تحويل الذرات الفردية والجزيئات إلى بنى نانوية وهي مشابهة جدًا لبيولوجيا الكيمياء.
- تشير تقنية النانو إلى المواد التي يتراوح حجمها من 0.1 إلى 100 نانومتر، ولكن من الطبيعي أيضًا أن تظهر هذه المواد خصائص مختلفة مثل التفاعلات الكيميائية، والتوصيل الكهربائي، والمغناطيسية، والتأثيرات الضوئية، والقوة الفيزيائية، عن المواد السائبة نظرًا لصغر حجمها.
- تعمل تقنية النانو مع المادة بأبعاد مقياس النانومتر (1-100 نانومتر)، وبالتالي يمكن استخدامها في مجموعة واسعة من التطبيقات وإنشاء أنواع مختلفة من المواد النانوية وأجهزة النانو.
- بمساعدة الاكتشاف المبكر والوقاية من الطب النانوي، من الممكن تحسين التشخيص والعلاج المناسب ومتابعة الأمراض.تستخدم بعض الجسيمات النانوية كواسمات وعلامات، وأصبح الاختبار أكثر حساسية ومرونة.
- يمكن تطوير أجهزة الاستشعار الحيوية المتقدمة ذات الميزات الجديدة بمساعدة الأنابيب النانوية الكربونية، ويمكن استخدام هذه المستشعرات الحيوية في علم الأحياء الفلكي وتسليط الضوء على أصل الحياة.
تقنية النانو في الطب
- حتى اليوم، تشكل الأمراض المختلفة مثل مرض السكري والسرطان ومرض باركنسون ومرض الزهايمر وأمراض القلب والأوعية الدموية والتصلب المتعدد وكذلك أنواع مختلفة من الأمراض الالتهابية أو المعدية الخطيرة (مثل فيروس نقص المناعة البشرية) عددًا كبيرًا من الأمراض الخطيرة والمعقدة التي تشكل مشكلة كبيرة للبشرية.
- طب النانو هو تطبيق لتقنية النانو يعمل في مجال الصحة والطب. يستخدم الطب النانوي المواد النانوية وأجهزة الاستشعار الإلكترونية النانوية. في المستقبل، سوف يستفيد الطب النانوي من تقنية النانو الجزيئية.
- يحتوي المجال الطبي لتطبيق علم النانو على العديد من الفوائد المتوقعة والقيمة المحتملة لجميع الأجيال البشرية.
- أصبح التسلسل الجيني أكثر فاعلية مع اختراع الأجهزة النانوية مثل جزيئات الذهب النانوية، ويمكن استخدام جزيئات الذهب هذه لتمييز امتدادات قصيرة من الحمض النووي للكشف عن التسلسل الجيني للعينة.
شاهد أيضاً: أهمية تقنية المعلومات في حياتنا
وأخيرًا في نهاية رحلتنا مع ما هي تقنية النانو في الكيمياء؟ بمساعدة تقنية النانو، يمكن نسخ الأنسجة التالفة أو إصلاحها، وتستخدم ما يسمى بالخلايا المحفزة صناعياً في هندسة الأنسجة، والتي يمكن أن تغير زرع الأعضاء أو النقل الاصطناعي.