عاروري تكنولوجي

تقنية النانو | مفهومها وخصائصها
English French German Spain Italian Russian Japanese Korean Chinese Simplified
  • السبت، 23 مايو 2020

    تقنية النانو | مفهومها وخصائصها

    تقنية النانو | مفهومها وخصائصها
    تقنية النانو | مفهومها وخصائصها

    تقنية النانو | مفهومها وخصائصها


    هل تسائلت يوماً كم عدد العناصر الالكترونية مثل الترانزستور الموجودة في معالج جهاز الحاسوب أو الهواتف الذكية؟
    نرى في حياتنا اليومية عدد كبير من الأجهزة الكهربائية في داخلها عدد هائل من العناصر الالكترونية لا ترى بالعين المجردة ، فمع تطور التكنولوجيا زاد الاهتمام بتصغير حجم العناصر والأشياء ومن هنا تم اختراع تقنية النانو .

    تعرف تقنية النانو بالعلم الذي يهتم بدراسة الأشياء الصغيرة الحجم ، والتي تقاس بوحدة النانو متر ويعرف النانو متر بأنه جزء من الف مليون (1 × 9-10 ) متر ، فبذلك تتعامل هذه التقنية مع أصغر الأشياء على الإطلاق أصغر من خلايا الإنسان .

    من بداية اختراع المعالجات الرقمية في التسعينيات تم التنبؤ بالزيادة المستمرة لعدد العناصر الالكترونية داخل المعالجات مع تقدم الزمن ، فتم الاتجاه الى تصغير احجام هذه العناصر لزيادة كثافتها وعددها داخل المعالجات ، ومن هنا تأتي تقنية النانو فمن خلالها يتم انتاج عناصر أخف ، أقوى وأقل استهلاكاً للطاقة الكهربائية ، ومن هذه العناصر الالكترونية النانومترية وأشهرها على الاطلاق الترانزستور النانومتري .

    الترانزستور النانومتري : يعتبر من أقوى العناصر التي تم اختراعها ، فقد أحدثت ثورة هائلة في زمننا هذا في مختلف المجالات كالهندسة في مختلف مجالاتها والاتصالات والمجال الطبي ، فقد أدى إختراع الترانزستور النانومتري الى تطور كبير جداً في الدوائر المتكاملة (Integrated Circuit) ويرمز لها (IC) وهي دوائر صغيرة الحجم تضم الآلاف وحتى الملايين من العناصر الالكترونية والتي تستطيع إنجاز عدد كبير من الأعمال والمهام الرقمية في الوقت نفسه .

    تقنية النانو أسهمت في تطوير العديد والعديد من المجالات من ضمنها الهندسة البصرية والبيولوجية أو الحيوية أو الالكترونية ، الطاقة المتجددة ، صناعة الأنسجة والجانب الزراعي .

    1) الهندسة البصرية :


    تعرف بالعلم الذي يهتم بدراسة المؤثرات البصرية المختلفة والمتمثلة بالخدع البصرية انكسار وانعكاس الضوء وتشكل الاجسام خلال العدسات والمرآيا المختلفة .
    تلعب تقنية النانو دوراً مهماً في الهندسة البصرية ، فمن خلالها يتم تصنيع تلسكوبات مجهرية مصنعة من عدسات نانومترية لتجميع الضوء في بقع صغيرة جداً لزيادة كفاءة ومدى رؤية المجهر ، وتستخدم ايضاً في صناعة زيادة وضوح الكاميرات الرقمية فتركيز الضوء على مساحة ضئيلة جداً يزيد من دقة الصورة الناتجة من الكاميرا .

    2) الهندسة الحيوية :


    تعرف الهندسة الحيوية أو البيولوجية بالهندسة التي تتمحور حول دراسة الكائنات الحية وما تحويه هذه الكائنات من أجزاء وتراكيب مختلفة ، بهدف حل المشاكل التي تحدث والتي ستحدث لهذه الكائنات الحية .
    ستسهم تقنية النانو باحداث ثورة كبيرة في علم الهندسة الحيوية ، فبفضلها سيتم انتاج مختلف الأدوية وحتى بعض الأجهزة الطبية بحجم النانوميتر ، وهذا يعنى استخدامها بشكل فعال ومفيد أكثر في أجسام الكائنات الحية تتمثل في سرعة تحديد وايجاد الأضرار والمشاكل التي تعرض لها الكائن الحي وسرعة محاربتها والقضاء عليها .


    3) الهندسة الالكترونية :



    من أكثر المجالات تطوراً على الاطلاق وبالتأكيد أكثرها استخداماً في حياتنا اليومية فلا يخلى مكان من وجود جهاز كهربائي في داخله عناصر الكترونية ، ومن هنا تتم استخدام تقنية النانو في الأجهزة الخلوية الذكية ، فكل جهاز يحتوي على وحدة معالجة مركزية فيها عدد كبير من العناصر الالكترونية النانومترية ، ويتم استخدامها ايضاً في الحواسيب الفائقة القدرة وغيرها من الأجهزة الكهربائية . 


    4) الطاقة المتجددة :



    الطاقة المتجددة هي عبارة عن الطاقة التي تنيج باستخدام موارد متجددة بما أنها لا  تنتهي ، مثل الشمس وطاقة الرياح وقوة المياه مثل المد والجزر في البحار وغيرها من الموارد المتجددة الأخرى ، باستخدام تقنية النانو نستطيع تحقيق أكبر فائدة من هذه الموارد المتجددة ، فعلى سبيل المثال تستخدم ألواح شمسية من أجل تحويل أشعة الشمس الى طاقة كهربائية بل وحتى تخزين الفائض منها ، تتكون الألواح الشمسية من عناصر الكترونية (دايودات) ، عند استخدام دايودات بتقنية النانو داخل الألواح الشمسية فهذا من شأنه زيادة كمية الطاقة الكهربائية المنتجة بسبب زيادة المساحة المستخدمة في الألواح الشمسية .


    5) صناعة الأنسجة :



    نستخدم في حياتنا اليومية عدد كبير من الملابس ذات الأنسجة المختلفة ، منها الصوف ومنها القطن وغيرها ، ولكن بماذا تفيدنا تقنية النانو في هذا المجال ؟
    تلعب تقنية النانو دوراً مهماً في مجال صناعة الأنسجة ، فمن خلالها يتم صنع ملابس وأحذية وغيرها ذات كثافة وقوة تحمل عالية ، كيف لا والأبعاد بين أنسجتها تقاس بالنانومتر فهذا يعني منع أغلب المواد من اختراقها حتى الماء ، فهذه الأنسجة لا تتعرض للبلل أو تراكم المواد المختلفة عليها مثل الأوساخ .


    6) الجانب الزراعي :



    عرفت الزراعة منذ قديم الأزل ، وتم تطويرها والأعتناء بها بشكل دوري وعلى مدار السنين ، فتم اختراع طرق لتطعيم النباتات وانتاج نبات بصفات وخصائص جديدة وتم اختراع السماد لتقوية التربة وزيادة نمو النباتات وأيضاً تم اختراع مبيدات حشرية لمنع الحشرات الضارة من الاقتراب من هذه النباتات ، ومن هذا الحرص الكبير على الجانب الزراعي والسعي لتطويره المستمر ، يتم استخدام تقنية النانو في الجانب الزراعي فتم اختراع سماد بحجم النانو وانظر لمدى فاعليته في زيادة خصوبة التربة فهو يعطي نتائج أكثر فاعلية من السماد العادي ، ويتم حالياً البحث عن سبل أخرى نستطيع من خلالها الاستفادة من تقنية النانو في الجانب الزراعي .


    أنواع المواد التي تستخدم تقنية النانو (النانوية) :




    1) مواد معدنية :



    يشتمل هذا النوع على المعادن المختلفة والمستخدمة لهذه التقنية ، مثل الفضة النانوية و الذهب النانوي والالمنيوم النانوي وغيرها ، تصنع هذه المعادن من آلاف الذرات فحجمها قليل ولكن كثافتها عالية ، وعند تغيير عدد من هذه الذرات يؤدي ذلك الى تغيير في شكل ولون المادة ، لهذه المعادن عدة استخدامات في الجانب الصناعي فيتم استخدامها في تصنيع كافة الأجهزة النانومترية .


    2) المركبات :



    يتم في هذا النوع الجمع بين مركبات نانوية مختلفة أو أجزاء نانوية مع مركبات كبيرة أخرى ، والفائدة هنا تتحقق برفع كفاءة وفاعلية المركبات الكبيرة من خلال الأجزاء النانوية المضافة اليها ، ومثال ذلك الطين النانوي ومدى اهميته في تعزيز خصائص الإسمنت والرفع من كفاءته ، التحسين من الخصائص الميكانيكية للمركبات المختلفة المتمثلة في قطع غيار السيارات ، تطوير طفايات الحريق وغيرها .


    3) مواد كربونية :



    تتكون بصورة رئيسية من الكربون بأشكال مختلفة ، وكما نعلم الكربون عنصر مهم في حياتنا ، فهو يدخل في كثير من المركبات الكيميائية ، ويتميز بخفة وزنه لذلك يستعمل في التطبيقات التي تحتاج أوزان خفيفة ، وتم استخدام المواد الكربونية النانوية من أجل مادة الطلاء ، فمن خلال تقنية النانو أصبح طلاء السيارات مثلا أسرع وأكثر جمالاً وبالتأكيد أكثر عمراً .


    الخلاصة :



    تعتبر تقنية النانو من التقنيات الحديثة التي يتم تطويرها باستمرار ، لما لها من فوائد ستعود علينا بالنفع ، ولتطوير هذه التقنية يعمل العلماء من مختلف التخصصات والمجالات معاً .


    مواضيع قد تهمك :             

    ليست هناك تعليقات:

    إرسال تعليق

    نموذج الاتصال

    الاسم

    بريد إلكتروني *

    رسالة *

    ©جميع الحقوق محفوظة لدى عاروري تكنولوجي 2020