استخدامات تقنية النانو في الفيزياء

استخدامات تقنية النانو في الفيزياء

تلعب تقنية النانو دوراً في التركيب الجزيئي للمادة، وذلك من أجل تغيير خصائصها، والحصول على تطبيقات جديدة، ومثال على ذلك الكربون المعدل الذي يعد أقوى من الفولاذ، وأخف من الألمنيوم، كما يتميز بأنه شبه شفاف، ومن استخدامات تقنية النانو في الفيزياء ما يأتي:^[١]

• تستخدم الأنابيب النانوية الكربونية في صنع الرقاقات والأجهزة صغيرة الحجم، والسريعة، والأكثر كفاءة، وذلك بدلًا من السليكون، كما تعد الأسلاك النانوية خفيفة الوزن، وموصلة، وقوية بدرجة أكبر من غيرها.
• تستخدم في تصنيع الألواح الشمسية التي تضاعف كمية ضوء الشمس التي تتحول إلى طاقة كهربائية، كما تسهم تقنية النانو في خفض التكاليف، وصنع توربينات رياح قوية وخفيفة الوزن، كما تحسن من كفاءة الوقود، وتوفير الطاقة؛ بسبب خاصية العزل الحراري.
• تسهم تقنية النانو في تحسين عملية التشخيص والعلاج المبكر للأمراض التنكسية العصبية أو السرطانات، إذ تمتلك المواد النانوية القدرة على مهاجمة الخلايا السرطانية بالتحديد دون المساس بالخلايا السليمة.
• تستخدم تقنية النانو في عملية تنقية الهواء والمياه العادمة باستخدام الأيونات، أو الفقاعات النانوية، أو أنظمة الترشيح النانوي للمعادن الثقيلة، كما أن المحفزات النانوية تسهم في جعل التفاعلات الكيميائية أكثر كفاءة، وأقل ضررًا على البيئة.
• تستخدم المستشعرات النانوية عند الكشف عن مسببات الأمراض في الغذاء، كما تستخدم المركبات النانوية في تحسين إنتاج الغذاء عبر زيادة المقاومة الميكانيكية والحرارية، والحد من نسبة الأكسجين داخل المنتجات الغذائية المعبأة.
• تساعد تقنية النانو في صنع أقمشة ذكية، حيث إنها لا تتأثر بالظروف والعوامل المختلفة، كما تسهم في إنتاج مواد قوية وخفيفة الوزن، إذ تُصنع منها خوذات الدراجات النارية أو المعدات الرياضية.
• تستخدم تقنية النانو في زرع الكاميرات الشبكية؛ لمراقبة الحركة من أجل الخدمة الإدارية والحفاظ على القانون والنظام، بالإضافة إلى تصنيع أسلحة الدمار الشامل، والمنتجات المفيدة في الحياة اليومية،^[٢] كما تستخدم في صناعة مستحضرات التجميل، وأجهزة الاستشعار، والأجهزة الكهروحرارية.^[٣]
• تدعم بعض الجسيمات النانوية المنتجات الدوائية مثل كريم واقي الشمس،^[١] بالإضافة إلى دخولها في تصنيع الروبوتات الطبية التي تسهم في إنقاذ حياة الإنسان.^[٢]

أنواع تكنولوجيا النانو

يوجد عدة أنواع من تقنية النانو وفقًا لكيفية تقدمها والوسيط الذي تعمل فيه، وذلك كما يأتي:^[١]

• النانو التنازلي: تتقدم من أعلى إلى أسفل، حيث يصغر حجم الآليات والهياكل بمقياس نانومتر، بما يتراوح بين 1 - 100 نانومتر، كما يشيع استخدام هذا النوع تحديدًا في الإلكترونيات.
• النانو التصاعدي: تتقدم من أسفل إلى أعلى، حيث تبدأ ببنية نانومترية (جزيء)، ومثال على ذلك: عملية التركيب أو التجميع الذاتي.
• تقنية النانو الجافة: تستخدم في صنع الهياكل المكونة من الفحم، والسيليكون، والمواد غير العضوية، والمعادن، وأشباه الموصلات، والتي لا تؤدي عملها جيدًا مع الرطوبة.
• تقنية النانو الرطبة: ترتكز على الأنظمة البيولوجية المتوفرة في البيئة المائية؛ مثل المواد الوراثية والأغشية والإنزيمات والمكونات الخلوية.

مخاطر تقنية النانو

يوجد عدة مخاطر قد تترتب على استخدام تقنية النانو، وهي:^[٤]

• إمكانية حدوث إرهاب بيولوجي، حيث أصبحت منتشرة، ورخيصة الثمن، وسهلة الاستخدام.
• إمكانية تطوير أسلحة متطورة، حيث يسهل إخفاؤها ونقلها، كما أن تكلفة إنتاجها رخيصة، ويُشار إلى أن القوانين الوطنية والدولية التي تمنع انتشار المواد الكيميائية الخطرة غير قادرة على مواكبة التطورات السريعة التي تحدث بفعل تقنية النانو.
• تسهم في تسريع سباق التسلح وتقويض الاستقرار بين الدول.

المراجع

1. ^ ^{أ ب ت} "Nanotechnology: a small solution to big problems", iberdrola, Retrieved 15/1/2022. Edited.
2. ^ ^{أ ب} "Physics - Nanotechnology", tutorialspoint, Retrieved 15/1/2022. Edited.
3. ↑ Ali Salman (6/3/2020), "Application of Nanomaterials in Environmental Improvement", intechopen, Retrieved 15/1/2022. Edited.
4. ↑ "The Applications and Implications of Nanotechnology", american, 15/4/2020, Retrieved 15/1/2022. Edited.