تقنية النانو
تُعتبر تقنية النانو من أبرز المجالات في علم المواد، حيث تتداخل مع مجموعة من العلوم الأخرى مثل الفيزياء، والهندسة الكيميائية، والهندسة الحيوية، والهندسة الميكانيكية. تركز هذه التقنية على دراسة وتصنيع المواد في نطاق الذرة الصغيرة جدًا.
تاريخ ظهور تقنية النانو
مع تطور صناعة المجاهر في عام 1930م، انفتحت آفاق جديدة أمام العلماء في مجال تقنية النانو. فقد تمكنوا من تطوير معدات أكثر قدرة وكفاءة وأصغر حجمًا، وذلك بعد نجاحهم في تصنيع قطع إلكترونية بحجم الملي متر، والذي يُعبر عنه بـ 10^3 من المتر. ومع زيادة الحاجة إلى قطع إلكترونية متخصصة وموثوقة، تم الانتقال إلى المقياس الميكرو، أو 10^6، الذي مثّل قفزة نوعية في عالم التكنولوجيا. وهذا سمح بإنتاج الأجهزة الحديثة مثل الهواتف الذكية والحواسيب الصغيرة. لكن لم تتوقف الطموحات عند هذا الحد، حيث استمر البحث لتطوير تقنية أصغر وأكثر دقة، وهي تقنية النانو، التي يُعبر عنها بـ 10^9 من المتر.
مقياس النانو
إذا نظرنا إلى حجم النانو، نجد أن شعرة الإنسان تبلغ حوالي 50 ميكرو متر، أي ما يعادل 50*10^6، مما يعني أن سمك الشعر الواحد يساوي 50 ألف نانو متر. وأصغر طول يمكن للعين المجردة رؤيته هو 10 آلاف نانو متر. النانو متر الواحد يعادل تجمع 10 ذرات هيدروجين بجوار بعضها البعض. وتجدر الإشارة إلى أنه في المواد النانوية، لا تتبع الموصلية الكهربائية أو الحرارية مبدأ الحجم. فعند توصيل الكهرباء في موصل نانوي، لا يتبع ذلك قانون أوم التقليدي، حيث يعتمد التوصيل الكهربائي على التدفق الإلكتروني فقط، كما لو كان هناك تدفق للأنهار. وبما أن سمك الموصلات النانوية صغير جدًا، لا يمكن أن توجد أكثر من إلكترون واحد فوق الآخر، مما يؤدي إلى عدم وجود مجال يتسبب في تطبيق قانون أوم والمقاومة الكهربائية.
أهمية تقنية النانو
في مجال الأجهزة الإلكترونية
تُعتبر تقنية النانو من أهم التطورات التقنية في القرن العشرين، حيث ساهمت في تصنيع واختراع إلكترونيات السيليكون، بما في ذلك الترانزستور والمعامل الإلكتروني. كما وُجدت الشرائح الصغيرة التي أثرت بشكل كبير على جميع المجالات، بما في ذلك الاتصالات، والحاسوب، والطب. بعد عام 1950م، أتاح الاختراع الجديد للشرائح الصغيرة إمكانية ظهور التلفاز الملون، الذي كان متوفرًا فقط بتكلفة مرتفعة جدًا في إصدار الأبيض والأسود. وهذا التطور جعل التلفاز الملون في متناول جميع أفراد الأسرة.
في مجال الطب
في مجال الطب، أدت تقنية النانو إلى تطويرات مذهلة. فقد قام العلماء مؤخرًا بتصنيع روبوتات صغيرة جدًا تعمل بتقنية النانو، قادرة على الحركة في الشرايين الدموية داخل جسم الإنسان. هذا الابتكار سيسمح في المستقبل بعلاج الجلطات الدموية من خلال أسطول من الروبوتات التي يمكن حقنها في المنطقة المتضررة أو ابتلاعها لعلاج المريض فورًا.