تطبيقات النانو تكنولوجي في الكيمياء

ما هي تقنية النانو

 هي عبارة عن دراسة ، وتطبيق الأشياء الصغيرة للغاية ، والتي يمكن استخدامها في جميع مجالات الحياة ، وجميع مجالات العلوم مثل الكيمياء ، والفيزياء ، والبيولوجيا ، وعلوم المواد ، والهندسة .

 وقد بدأت المفاهيم والأفكار وراء علم النانو تكنولوجي ، عندما قام الفيزيائي ريتشارد فاينمان بعقد اجتماع الجمعية الفيزيائية الأمريكية ، في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا ، قد وصف عملية معينة يستطيع من خلالها العلماء التحكم في الذرات والجزئيات الفردية .

وعلى الرغم أن علم النانو تكنولوجي الحديث حديث بشكل تام ، إلا أن المواد النانوية قد تم استخدامها لعدة قرون ، يجد العلماء اليوم مجموعة متنوعة من الطرق لصنع المواد ، اعتماداً على المقياس النانوي للاستفادة من خصائصها المميزة . [1]

مزايا تقنية النانو

توفر تقنية النانو العديد من الإمكانيات للعديد من الأنواع الجديدة ، والأسرع من أجهزة الكمبيوتر ، ومصادر الطاقة الأكثر كفاءة ، والعلاجات الطبية التي تنقذ الحياة .

 تعمل تقنية النانو على توفير مواد جديدة يمكن أن تحدث ثورة في العديد من مجالات التصنيع ، على سبيل المثال يمكن للأنابيب النانوية والجزيئات النانونية ، وهي عبارة عن أنابيب ، وجزيئات لا يتجاوز عرضها بضع ذرات أن تمهد الطريق لتقنيات جديدة ، ومنتجات فائقة الجودة .

 وقد تساعد الروبوتات البالغ طولها بضعة نانومترات فقط ، والتي تعرف باسم الروبوتات النانوية ، والمصانع النانوية في بناء مواد ، وأشياء جديدة .

 قد تقوم تقنية النانو بتغيير الطرق التي نحصل بها على الطاقة ونستخدمها ، حيث أن تقنية النانو قد تجعل الطاقة الشمسية أكثر اقتصاداً ، وذلك عن طريق تقليل تكلفة بناء الألواح الشمسية والمعدات ذات الصلة .

 تمتلك تقنية النانو قدرة كبيرة على إحداث العديد من التطورات الكبيرة ، في مجال الطب ، حيث يمكن إرسال روبوتات النانو إلى شرايين المريض لإزالة الانسدادات . [2]

تطبيقات النانو تكنولوجي في الكيمياء

تعتبر تقنية النانو جزء من الابتكارات في العلوم ، والهندسة التي يمكنها تحويل العديد من القطاعات بما فيها الطاقة ، والفضاء ، وتكنولوجيا المعلومات ، والطب ، والدفاع الوطني ، والنقل .

سوف تتمكن تطبيقات النانوتكنولوجي في الكيمياء من تطوير مواد الجيل التالي التي سوف تكون أقوى ، وأخف وزن ، وأكثر متانة من تلك المواد التي تستخدم اليوم في العديد من التطبيقات .

ونجد أن مفهوم النانو في الكيمياء يقوم على المواد التي نطاق حجمها كبير ، حيث يعتبر مقدار واحد جرام من أي مادة كبير للغاية ، وذلك بسبب احتوائه على ملايين الملايين من الجزيئات ، وكذلك التفاعلات الكيميائية التي يمكنها التأثير على الذرات .

يعمل علم الناو كيمياء على المواد صغيرة الحجم والتي قد تصل إلى حجم الذرة ، كما أنه يوضح لنا أهمية الكيمياء في حياتنا اليومية ، نجد أن تلك الثورة قد خلقت بيئة عمل مشتركة بين الكيميائيين ، وغيرهم من المختصين في علم الهندسة ، والأحياء ، والفيزياء .

نجد أن علماء النانو كيمياء في يومنا هذا يعملون في مجال الكيمياء العضوية الطبية ، وكيمياء البوليمرات ، والعديد من المجالات الآخرى ، فهم يعملون جاهدين على الابتكار لتطوير الخصائص ، والعناصر الكيميائية ، والإلكترونية والمغناطيسية.

باستخدام تقنية النانو ، تم صناعة جميع الأجهزة الإلكترونية في العقد الماضي ، والتي من ضمنها الكمبيوتر ، والأجهزة الإلكترونية الشخصية الأكثر تقدماً ، والعديد من الأجهزة الآخرى . [3]

تطبيقات النانو تكنولوجي في الحياة اليومية

تستخدم تطبيقات النانو في جميع مجالات الحياة المختلفة ، حيث تتمثل العديد من تطبيقاتها الأساسية في تطوير طرق عديدة ، ومبتكرة لتصنيع منتجات جديدة ، وصياغة مواد كيميائية جديدة.

 بالإضافة إلى استبدال الجيل الحالي من المعدات بمعدات أداء أفضل ، مما ينتج عنه انخفاض استهلاك المواد ، وكذلك الطاقة وتقليل الأضرار التي قد تلحق بالبيئة ، كما يتم تقديم العلاج البيئي أيضاً . [4]

 تلعب تقنية النانو دور كبير في كل ما نستخدمه في حياتنا اليومية ، وتنصيع العديد من المنتجات من الملابس ، والنظارات الشمسية إلى محركات الأقراص الصلبة للكمبيوتر ، وأيضاً منتجات التنظيف ، والتي غالباً تكون مأخوذة من العالم الطبيعي .

 تعتبر تقنية النانو جزء أساسي من الحياة اليومية الحديثة ، يوجد العديد من الأشياء التي نستخدمها ، ولا نلاحظ  أنها تحتوي على مكونات بحجم النانو ، والتي من ضمنها الليزر في مشغلات السي دي والدي في دي .

 ليست التكنولوجيا النانوية نتيجة النشاط البشري بشكل كامل، ولكن التطور حقق العديد من التقدم ، وخاصة عندما يرتبط الأمر بمعالجة المواد على أصغر المقاييس ، وقد أصبح تقليد تكنولوجيا النانو في الطبيعة عمل تجاري كبير .

 لجأت العديد من فرق الباحثين إلى بلح البحر ، والأبراص من أجل تطوير مواد لاصقة تلتصق بالأسطح الجافة ، والرطبة على حد سواء ، وقد جاءت لهم تلك الفكرة ، من خلال التركيبات النانوية التي يستخدمها بلح البحر ، لكي يلصق نفسه بالصخور ، على الرغم من وجوده تحت الماء . [5]

تطبيقات النانو تكنولوجي في الطب

 تتمثل تقنية النانو في الطب في العديد من التطبيقات للجسيمات النانوية ، والتي هي قيد التطوير في الوقت الحالي ، بالإضافة إلى الأبحاث طويلة المدى التي تتضمن استخدام الروبوتات النانوية المصنعة ، من أجل إجراء العديد من الإصلاحات على المستوى الخلوي .

 قد تحدث تقنية النانو في مجال الطب ثورة في الطريقة ، التي يمكننا أن نكتشف بها الأضرار التي قد تلحق بجسم الإنسان ، وكذلك الأمراض التي يتم علاجها في المستقبل .

 تساعد تطبيق تقنية النانو في الطب على توصيل الدواء ، أو الحرارة ، أو الضوء ، أو غيرها من المواد إلى مواد معينة من الخلايا مثل الخلايا السرطانية ، حيث يتم تصميم الجزيئات ، بحيث تنجذب إلى الخلايا المرضية ، مما يسمح بمعالجة تلك الخلايا بشكل مباشر ، كما تعمل تقنية النانو على تقليل تلف الخلايا السليمة في الجسم ، وتسمح بالكشف المبكر عن المرض .

يقوم الباحثون في ولاية كارولينا الشمالية بتطوير طرق لتوصيل الخلايا الجذعية القلبية إلى أنسجة القلب التالفة ، كما أنهم يقومون بتعليق الحويصلات النانوية التي تنجذب إلى إصابة الخلايا الجذعية ، لزيادة كمية الخلايا الجذعية التي يتم توصيلها إلى الأنسجة المصابة . [6]