ما هي تقنية النانو في الكيمياء ، تقنية النانو هي العلوم والهندسة والتكنولوجيا التي يتم تصنيعها بمقياس النانو الذي يتراوح من 1 إلى 100 نانومتر واليوم سوف نتعلم المزيد عن هذه التكنولوجيا.
جدول المحتويات
ولادة تكنولوجيا النانو
- بدأت الأفكار والمفاهيم الكامنة وراء علم النانو وتكنولوجيا النانو بحديث بعنوان “هناك مساحة كبيرة في القاع” للفيزيائي ريتشارد فاينمان في اجتماع 29 ديسمبر 1959 للجمعية الفيزيائية الأمريكية في CalTech ، قبل وقت طويل من استخدام مصطلح تكنولوجيا النانو.
- وصف فينمان في حديثه عملية تسمح للعلماء بتوجيه والتحكم في الذرات والجزيئات الفردية ، وبعد أكثر من عقد من الزمان ، صاغ البروفيسور نوريو تانيجوتشي مصطلح تكنولوجيا النانو في تحقيقاته في المعالجة فائقة الدقة.
- لم تبدأ تقنية النانو الحديثة إلا في عام 1981 مع تطوير مجهر المسح النفقي ، والذي كان قادرًا على “رؤية” الذرات الفردية.
راجع أيضًا: ما هي تقنية 3D؟
ما هي تقنية النانو في الكيمياء؟
- تقنية النانو هي دراسة الهياكل الصغيرة للغاية ، أولاً وقبل كل شيء ، 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 أي مجال علمي آخر مثل الكيمياء والبيولوجيا والفيزياء وعلوم المواد والهندسة.
- اليوم ، يجد العلماء والمهندسون مجموعة متنوعة من الطرق لتصنيع المواد النانوية للاستفادة من خصائصها المحسنة ، مثل القوة العالية ، والوزن الخفيف ، والتحكم الأفضل في طيف الضوء ، والتفاعل الكيميائي الأكبر من نظرائهم الأوسع.
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. فيما يلي بعض الأمثلة التوضيحية:
- تبلغ سماكته 25400000 نانومتر في البوصة ، ويبلغ سمك ورقة الصحيفة 100000 نانومتر.
- إذا كان حجم الرخام نانومترًا واحدًا ، فسيكون حجم الأرض مترًا واحدًا بالمقارنة.
- يتضمن علم النانو وتكنولوجيا النانو القدرة على رؤية والتحكم في الذرات والجزيئات الفردية كل شيء على الأرض يتكون من الذرات والطعام الذي نأكله والملابس التي نرتديها والمباني والمنازل التي نعيش فيها وجسمنا.
- لكن من المستحيل رؤية شيء صغير مثل الذرة بالعين المجردة. في الواقع ، من المستحيل رؤية المجاهر التي تُستخدم عادةً في فصول العلوم بالمدارس الثانوية لأن المجاهر اللازمة لرؤية الأشياء بالمقياس النانوي كما ترون ، تم اختراعها مؤخرًا نسبيًا ، منذ حوالي 30 عامًا.
- بمجرد حصول العلماء على 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 تخلق جزيئات الذهب والفضة البديلة اللون في النوافذ الزجاجية الملونة في كنائس العصور الوسطى منذ مئات السنين.
- لم يكن الفنانون يعرفون في ذلك الوقت أن العملية التي استخدموها لإنشاء هذه الأعمال الفنية الجميلة أدت في الواقع إلى تغييرات في تكوين المواد التي كانوا يعملون بها.
انظر أيضاً: معلومات عن مجالات تقنية المعلومات وأهميتها
تطبيق تقنية النانو في الصيدلة
- 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 لإنشاء مواد وأجهزة ذات خصائص محددة ، وتتضمن تقنية النانو العمل من أعلى إلى أسفل ، أي تقليل الهياكل الكبيرة إلى أصغر هيكل.
- على سبيل المثال ، يحدث تطبيق الضوئيات في الإلكترونيات النانوية والهندسة النانوية من أعلى إلى أسفل أو من أسفل إلى أعلى ، حيث يتم تحويل الذرات والجزيئات الفردية إلى بنى نانوية وتشبه إلى حد بعيد الكيمياء والبيولوجيا.
- تتعامل تقنية النانو مع المواد التي يتراوح حجمها من 0.1 إلى 100 نانومتر ، ومع ذلك ، فمن المتأصل أيضًا أن هذه المواد تظهر خصائص مختلفة مثل التفاعل الكيميائي ، والتوصيل الكهربائي ، والمغناطيسية ، والتأثيرات الضوئية ، والقوة الفيزيائية مقارنة بالمواد السائبة بسبب صغر حجمها.
- تعمل تقنية النانو على مادة ذات أبعاد نانومترية (1–100 نانومتر) ويمكن بالتالي استخدامها في مجموعة متنوعة من التطبيقات وتصنيع أنواع مختلفة من المواد النانوية والأجهزة النانوية.
- بمساعدة الاكتشاف المبكر والوقاية من طب النانو ، من الممكن تحسين التشخيص والعلاج المناسب والرعاية اللاحقة للأمراض: تُستخدم بعض الجسيمات النانوية كواسمات وعلامات ، وأصبح الاختبار أكثر حساسية ومرونة.
- باستخدام الأنابيب النانوية الكربونية ، يمكن تطوير أجهزة استشعار حيوية متقدمة ذات خصائص جديدة يمكن استخدامها في علم الأحياء الفلكي وتسليط الضوء على أصول دراسة الحياة.
تكنولوجيا النانو في الطب
- أمراض مختلفة مثل مرض السكري والسرطان ومرض باركنسون ومرض الزهايمر وأمراض القلب والأوعية الدموية والتصلب المتعدد وأنواع مختلفة من الأمراض الالتهابية أو المعدية الخطيرة (مثل فيروس نقص المناعة البشرية) تمثل بالفعل عددًا كبيرًا من الأمراض الخطيرة والمعقدة التي تشكل مشكلة كبيرة بالنسبة للمريض. إنسانية.
- طب النانو هو تطبيق لتقنية النانو يعمل في مجال الصحة والطب. يستخدم الطب النانوي المواد النانوية وأجهزة الاستشعار الإلكترونية النانوية. في المستقبل ، سوف يستفيد الطب النانوي من تقنية النانو الجزيئية.
- يتمتع المجال الطبي لتطبيق علم النانو بالعديد من الفوائد المتوقعة والقيمة المحتملة لجميع الأجناس البشرية.
- أصبح التسلسل الجيني أكثر كفاءة مع اختراع الأجهزة النانوية مثل جزيئات الذهب النانوية ، ويمكن استخدام جزيئات الذهب هذه عند وسم أجزاء قصيرة من الحمض النووي للكشف عن التسلسلات الجينية في عينة.
شاهد أيضاً: أهمية تقنية المعلومات في حياتنا
وأخيرًا في نهاية رحلتنا مع ما هي تقنية النانو في الكيمياء؟ يمكن إعادة إنتاج الأنسجة التالفة أو إصلاحها بمساعدة تقنية النانو ، وتستخدم هندسة الأنسجة ما يسمى بالخلايا المحفزة صناعياً والتي يمكن أن تحدث ثورة في زراعة الأعضاء أو الزراعة الاصطناعية.