ما هي تقنية النانو في الكيمياء؟ تقنية النانو هي العلوم والهندسة والتكنولوجيا التي يتم تصنيعها بالمقياس النانوي، والتي تتراوح من 1 إلى 100 نانومتر، واليوم سوف نتعلم المزيد عن هذه التكنولوجيا.
ولادة تكنولوجيا النانو
- بدأت الأفكار والمفاهيم الكامنة وراء علم النانو وتكنولوجيا النانو بخطاب الفيزيائي ريتشارد فاينمان بعنوان “قبل فترة طويلة من استخدام تقنية النانو المصطلح” في اجتماع الجمعية الفيزيائية الأمريكية في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا في 29 ديسمبر 1959.
- وصف فاينمان في حديثه عملية يمكن للعلماء من خلالها التحكم في الذرات والجزيئات الفردية والتلاعب بها. بعد أكثر من عقد من الزمان، صاغ البروفيسور نوريو تانيجوتشي، في بحثه حول المعالجة فائقة الدقة، مصطلح تكنولوجيا النانو.
- لم يكن حتى عام 1981، عندما تم تطوير مجهر مسح نفقي يمكنه “رؤية” الذرات الفردية، بدأت تقنية النانو الحديثة.
أنظر أيضا: ما هي تقنية 3D؟
ما هي تقنية النانو في الكيمياء؟
- تقنية النانو هي دراسة الهياكل الصغيرة للغاية، وفي الأساس كلمة “نانو” هي كلمة يونانية تعني “قزم”، وتعني “نانو” صغيرة جدًا أو مصغرة.
- علم النانو وتكنولوجيا النانو هو دراسة وتطبيق أشياء صغيرة جدًا ويمكن استخدامها في جميع مجالات العلوم الأخرى، مثل الكيمياء والبيولوجيا والفيزياء وعلوم المواد والهندسة.
- اليوم، يجد العلماء والمهندسون العديد من الطرق لتصنيع المواد النانوية بشكل متعمد للاستفادة من خصائصها المحسّنة، مثل القوة الأكبر، والوزن الخفيف، والتحكم الأكبر في طيف الضوء، والتفاعل الكيميائي الأكبر من نظرائهم الأكبر حجمًا.
كيف تعمل تقنية النانو؟
- ما هي تقنية النانو في الكيمياء؟ من الصعب تخيل مدى دقة تقنية النانو الدقيقة. النانومتر هو واحد من المليار من المتر، أو 10-9 أمتار. هنا بعض الأمثلة التوضيحية.
- هناك 25400000 نانومتر في البوصة الواحدة، ورقة واحدة يبلغ سمكها حوالي 100000 نانومتر.
- على نطاق نسبي، إذا كان الرخام نانومترًا، فسيكون حجم الأرض مترًا واحدًا.
- يتضمن علم النانو وتكنولوجيا النانو القدرة على رؤية 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 الرؤية من خلال المجاهر المستخدمة بشكل شائع في فصول العلوم بالمدارس الثانوية لأن المجاهر اللازمة لرؤية الأشياء في المقياس النانوي لم يتم تطويرها إلا مؤخرًا نسبيًا، حوالي 30 عامًا. مند سنوات
- عندما يمتلك العلماء الأدوات المناسبة، مثل مجهر المسح النفقي (STM) ومجهر القوة الذرية (AFM)، يولد عصر تقنية النانو.
- على الرغم من أن علم النانو وتكنولوجيا النانو الحديثين حديثان تمامًا، فقد تم استخدام المواد النانوية لعدة قرون، حيث تتناوب جزيئات الذهب والفضة التي تخلق ألوانًا في النوافذ الزجاجية الملونة في كنائس العصور الوسطى منذ مئات السنين.
- لم يكن الفنانون يعرفون في ذلك الوقت أن العملية التي ابتكروا بها هذه الأعمال الفنية الجميلة غيرت بالفعل تكوين المواد التي كانوا يعملون بها.
انظر أيضاً: معلومات عن مجالات تقنية المعلومات وأهميتها
تطبيق تقنية النانو في مجال المستحضرات الصيدلانية
- ما هي تقنية النانو في الكيمياء أحدثت التطورات في تقنية النانو وتطبيقاتها في الطب والصيدلة ثورة في القرن العشرين.
- تقنية النانو هي معالجة الذرات الفردية أو الجزيئات أو المركبات في هياكل لإنتاج مواد وأجهزة ذات خصائص محددة.
- على سبيل المثال، تطبيقات الضوئيات في الإلكترونيات النانوية والهندسة النانوية تكون من أعلى إلى أسفل أو من أسفل إلى أعلى، والتي تتضمن تحويل الذرات والجزيئات الفردية إلى بنى نانوية وتشبه إلى حد بعيد البيولوجيا الكيميائية.
- تشير تقنية النانو إلى المواد التي يتراوح حجمها بين 0.1 و 100 نانومتر، ولكن من المعتاد أيضًا أن تظهر هذه المواد خصائص مختلفة، مثل التفاعل الكيميائي، والتوصيل الكهربائي، والمغناطيسية، والتأثيرات الضوئية، والقوة الفيزيائية، عن المواد ذات الحجم الأصغر. من
- تعمل تقنية النانو على المادة بمقياس النانومتر (1-100 نانومتر) وبالتالي يمكن استخدامها في مجموعة واسعة من التطبيقات وإنشاء أنواع مختلفة من المواد النانوية والأجهزة النانوية.
- من خلال الكشف المبكر عن الطب النانوي والوقاية منه، من الممكن تحسين تشخيص المرض والعلاج المناسب والمتابعة، حيث يتم استخدام بعض الجسيمات النانوية كواسمات وبطاقات، 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 ويمكن أن تلقي الضوء على دراسة 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 هي المشكلة الرئيسية للبشرية.
- طب النانو هو تطبيق لتقنية النانو يعمل في الصحة والطب. يستخدم الطب النانوي المواد النانوية وأجهزة الاستشعار الإلكترونية النانوية. في المستقبل، سوف يستفيد الطب النانوي من تقنية النانو الجزيئية.
- المجال الطبي لتطبيقات العلوم النانوية له الكثير من الفوائد المتوقعة والقيمة المحتملة لجميع الأجناس البشرية.
- أصبح التسلسل الجيني أكثر فاعلية مع اختراع الأجهزة النانوية مثل الجسيمات النانوية الذهبية، ويمكن استخدام جزيئات الذهب هذه لتمييز الامتدادات القصيرة من الحمض النووي لتحديد التسلسلات الجينية في العينة.
راجع أيضًا: أهمية تقنية المعلومات في حياتنا
وأخيرًا، في نهاية رحلتنا “ما هي تقنية النانو في الكيمياء؟” بمساعدة تقنية النانو، يمكن إعادة إنتاج الأنسجة التالفة أو استعادتها، وتستخدم ما يسمى بالخلايا المحفزة صناعياً في هندسة الأنسجة، والتي يمكن أن تحدث ثورة في زراعة الأعضاء أو الزرع الاصطناعي.