تكنولوجيا النانو في المنزل وفي الصناعة

كل يوم نقترب من الثورة التي لا مفر منها، والتي نانوتيشنولوجيز تحمل في حد ذاتها. نحن خلق أجهزة جديدة، نحصل على مواد فريدة من نوعها، ونحن لم نفكر من قبل. إن استخدام تكنولوجيا النانو في الحياة اليومية جعل من الممكن تغيير شكل الأشياء المألوفة لنا. ونتيجة لذلك، حصلنا على خصائص مختلفة تماما ولكنها مفيدة للمادة. الواقع حولنا أصبح أقل خطورة وأكثر ملاءمة لحياة مريحة. مثال واضح: انخفاض في الأبعاد المعتادة للأجهزة الكهربائية المستخدمة في حجم الجسيمات النانوية غير المرئية للعين البشرية. أجهزة الكمبيوتر تصبح أصغر حجما، ولكن أكثر إنتاجية. وقد سمحت لنا التكنولوجيا النانوية في المنزل وفي الصناعة بتغيير كل شيء من حولنا بشكل كبير.

هل من الممكن إنشاء شكل من الذكاء الاصطناعي الذي يمكن أن يلبي أي من احتياجاتنا؟ الجواب يكمن في الاستخدام الرشيد لأحدث التطورات. تكنولوجيا النانو هي الطريق إلى المستقبل، لأنها تؤثر على جميع جوانب حياتنا. ويتيح استخدام تكنولوجيا النانو فرصا عديدة، ولكنه يثير أيضا عددا من الشواغل.

نافذة على نانووورلد

المجهر الإلكتروني يسمح لك أن ننظر إلى صورة مصغرة. وبدون معدات خاصة، من الصعب جدا ملاحظة تكنولوجيا النانو في الحياة اليومية على الفور، لأنها صغيرة جدا بحيث لا يمكن تمييزها بالعين المجردة. على هذا النطاق أن المواد تظهر الخصائص الأكثر غرابة وغير متوقعة. إن استخدام هذه العقارات يعد ثورة تكنولوجية فريدة. وهي توفر فرصا جديدة جذريا، مثل إدارة جسم الإنسان والبيئة.

تاريخ تكنولوجيا النانو

كل ذلك يبدأ في 80s من القرن 20th مع اختراع أداة تسمى المجهر نفق المسح (ستم). أستاذ جامعة كاليفورنيا جيمس جيمزيفسكي قضى حياته المهنية بأكملها في عالم النانو. وهو واحد من أول الناس في العالم لديهم الفرصة لاستكشاف المسألة على مستوى كميات صغيرة بشكل لا يصدق، المليون من ملليمتر. هذه المجاهر تسمح لك لدراسة السطح تماما كما أعمى قراءة برايل. ثم لا يمكن لأحد أن يشك كيف التكنولوجيا النانوية مفيدة في الحياة والصناعة.

مبدأ العمل مع الجسيمات النانوية

المجهر الضوئي يستخدم مسبار، وهو إبرة 1 ذرة. عندما تقترب فقط من عدد قليل من نانومتر إلى العينة، وتبادل الإلكترونات مع أقرب جسيمات متناهية الصغر. وتسمى هذه الظاهرة تأثير النفق. ويحدد نظام التحكم التغير في حجم تيار النفق، واستنادا إلى هذه المعلومات، يجري بناء أكثر دقة لتضاريس سطح العينة قيد الدراسة. البرنامج يسمح لك لتحويل البيانات إلى صورة تعطي العلماء مفتاح لعالم جديد، وذلك باستخدام تكنولوجيا النانو في الحياة اليومية وغيرها من الصناعات.

وفقا لجيمس جيمزيفسكي، وذلك بفضل المجهر الإلكتروني المسح، والعلماء لأول مرة الحصول على صور من الذرات والجزيئات وكانوا قادرين على دراسة شكلها. كانت هذه ثورة حقيقية في العلم، لأن العلماء بدأوا ينظرون إلى أشياء كثيرة بشكل مختلف تماما، لافتا الانتباه إلى خصائص الذرات الفردية، بدلا من الملايين والمليارات من الجسيمات، كما كان في الماضي.

الاكتشافات الأولى

وأدى استخدام التكنولوجيات الجديدة إلى اكتشاف مذهل. عندما اقترب الجهاز من ذرة مسافة 1 نانومتر، كان هناك اتصال بينه وبين الذرة. جعلت هذه الميزة من الممكن العثور على وسيلة لتحريك الجسيمات الدقيقة الفردية. وبفضل هذا الاكتشاف، أصبح من الممكن استخدام تكنولوجيا النانو من أجل حياة مريحة.

وكما أوضح جيمس جيمزيفسكي، أستاذ في جامعة كاليفورنيا، فإن المجهر الضوئي للنفق جعل من الممكن عمليا لمس الجزيئات والذرات. تمكن العلماء لأول مرة من التلاعب بالذرات على سطح المادة وخلق هياكل لم يكن من الممكن تخيلها في السابق.

هذا الاكتشاف المكتشف حديثا (القدرة على مراقبة ومعالجة أصغر الجسيمات التي تشكل المسألة) جعل من الممكن استخدام تكنولوجيا النانو في جميع الصناعات دون استثناء.

تطوير التكنولوجيات النانوية

يعتقد الفيزيائي والفيلسوف إتين كلين أن إمكانية تحقيق طفرة تكنولوجية بسبب تكنولوجيا النانو هي حقيقة حقيقية، ولكن في كثير من النواحي أنها مبنية على حماسة العالم. كما يقول الفيزيائي والفيلسوف إتين كلين، من لحظة تأكيد تجريبي لوجود ذرات حتى أقل من 100 سنة مرت منذ أن أعطيت لهم الفرصة للتلاعب بها. ويواجه العلماء هذه الفرص التي لم يكن من الممكن النظر فيها في السابق. وبسبب ذلك فقط، بدأت حكومة جميع البلدان المتقدمة النمو تبدي اهتماما بالعلوم ذات الصلة. بدأ كل ذلك بمبادرة أمريكية عام 2002، والتي تحدث بها الفيزيائيون من روك وبنبريدج. وقد توصل هؤلاء العلماء إلى فكرة مجنونة، وبفضل تكنولوجيا النانو، فإن البشرية سوف تكون قادرة على حل جميع المشاكل التي تواجهه.

وكان هذا البيان حافزا لبداية العديد من الدراسات التي جعلت من الممكن تنفيذ مثل هذه المجالات المتقدمة للعلوم والتكنولوجيا مثل الالكترونيات الدقيقة، وعلوم الكمبيوتر، وبحوث الطاقة النووية، وعلم الأحياء المجهرية، تكنولوجيا الليزر، والطب، وأكثر من ذلك بكثير.

تكنولوجيا النانو: أمثلة

في الحياة اليومية هناك الكثير من دون أن يلاحظها أحد، ولكن المواد الهامة جدا، وجود التي نحن حتى لا يشك! دعونا ننظر إلى الأمثلة الأكثر لفتا:

• الهواتف الحديثة. بفضل استخدام تكنولوجيا النانو، أصبح من الممكن لتجهيز الهواتف الذكية، اي فون وغيرها من الأجهزة مع أجهزة الاستشعار الخاصة التي تعمل كحماية. حتى مع كسر الزجاج، رقائق لا تتوقف العمل.

• معجون الأسنان. في وقت سابق، لا أحد يفكر لماذا المطهر للأسنان مختلفة. هذا هو كل شيء بسبب وجود جسيمات نانوية معينة. على سبيل المثال، هيدروكسيباتيت من الكالسيوم، وهو غير مرئي للعين المجردة، ويساعد على استعادة المينا المدمرة وحماية الأسنان من التسوس.

• لاصق الجص. وتجد التكنولوجيات النانوية في الحياة اليومية في أكثر المواضيع غير المتوقعة. على سبيل المثال، جص لاصق منتظم. لديها نانولاير الفضة التي تعزز الشفاء السريع ولها خصائص مضادة للجراثيم.

• الطلاء للسيارات. الطلاء السيارة الحديثة، وذلك بفضل الجسيمات النانوية، ويمكن أن تغطي الخدوش الضحلة والتجويف الأخرى التي شكلت على الجسم. وتشمل الكرات المجهرية، التي توفر هذا التأثير.