بحث بعنوان تقنية النانو

بحث بعنوان :

تقنيةالنانو

لقد كانالتطور التكنولوجي هو السمة الفريدة في القرن العشرين , و قد أجمع الخبراء على أنأهم تطور تكنولوجي في النصف الأخير من القرن الماضى هو اختراع الإلكترونيات ، فقدأدى تطورها إلى ظهور ما يسمى بشرائح المايكرو (Microchips) والتي بدورها أدت إلى ثورة علمية وتقنية في جميع المجالات. وحتى الخمسينات من القرنالماضى لم يكن هناك غير التلفاز الأبيض و الأسود , ولم توجد إلا عشرة حواسب فيالعالم أجمع تقريباً, ولم تكن هناك هواتف نقالة أو ساعات رقمية أو الانترنت , كلهذه الاختراعات يعود الفضل فيها بعد الله سبحانه وتعالى ، إلى تلك الشرائح ، و التيأدى ازدياد الطلب عليها إلى انخفاض أسعارها بشكل سهل دخولها في تصنيع جميعالالكترونيات الاستهلاكية التي تحيط بنا اليوم.

وخلال السنوات القليلة الماضية , برز إلى الأضواء مصطلح جديد ألقى بثقله علىالعالم وأصبح محط الاهتمام بشكل كبير , هذا المصطلح هو تقنية النانو أو كما يسميهالبعض بتكنولوجيا النانو. فهذه التقنية و بكل بساطة ستمكننا من صنع أي شيء نتخيلهوذلك عن طريق صف جزيئات المادة بجانب بعضها البعض بشكل يفوق الخيال , فلنتخيل إنتاجحواسيب بالغة الدقة يمكن وضعها على رأس قلم أو دبوس , ولنتخيل أسطولاً من الروبوتاتالنانومترية الطبية والتي يمكن حقنها في الدم أو ابتلاعها لتعالج الجلطات الدمويةوالأورام السرطانية والأمراض الأخرى المستعصية.

وهذه التقنية الواعدة تبشر بقفزة هائلة في جميع فروع العلم , ويرىالمتفائلون أنها ستلقي بظلالها على كافة مجالات الطب الحديث و الاقتصاد العالمي والعلاقات الدولية وحتى الحياة اليومية للفرد العادي.

ما هى تقنيةالنانو؟

تقنية النانو (Nanotechnology) قد يَعرفها البعض وقد يجهلها البعض الآخر، وقديخاف منها آخرون. و قد ظهرت مفاهيم مختلفة لتعريف تقنية النانو، فهناك من يصفالنانو بأنها التقنية القادرة على تحقيق درجات عالية من الدقة في وظائف وأحجاموأشكال المواد ومكوناتها، وهذا بدوره يساعد على التحكم في وظائف الأدوات المستعملةفي ميادين الطب والصناعة والهندسة والزراعة والعقاقير والاتصالات والدفاع والفضاءوغيرها...، وآخر يعرفها بأنها علم التعامل مع أشياء أصغر من الصغر نفسه. ومصطلح "تقنية النانو" مشتق من اللغة اليونانية وتعني عالم الأقزام الخرافي المتناهي فيالصغر، و تقنية النانو معناها التقنيات التي تصنع علي مقياس النانومتر‏(شكل1),‏ وهيأصغر وحدة قياس مترية وتعادل واحد من ألف مليون من المتر ، أي واحد من مليار منالمتر ، ويمثل ذلك أدق وحدة قياس مترية معروفة حتى الآن ، والنانومتر يعادل عشرةأضعاف وحدة القياس الذري المعروفة بالأنجستروم ، و حجم النانو أصغر بحوالي 80.000مرة من قطر شعرة الرأس ، فهى حقاً تقنية المنمنمات.
ويصف توماس كيني من جامعة ستانفورد حجم النانو بأمثلة كثيرة، مثل كونه يشبهعرض الحمض النووي منقوص الأوكسجينDNAأو بحجم عشر ذراتهيدروجين، أو معدّل نموّ ظفر الإنسان في ثانية واحدة، أو ارتفاع قطرة ماء بعد بسطهاكليّا على سطح مساحته متر مربّع واحد.

شكل(1) شكل توضيحي لمقارنة وحدة النانومتربالمقاييس الأخرى:

(أ) قطر الذرة يبلغ عدةإنغسترومات (عشرات من النانومتر)

(ب) اتساع جزيئات الDNA حوالى 2.5 نانومتر

(ج)الخلية الحيوية (كرات الدم الحمراء) يبلغ قطرها آلاف النانومترات

(د) شخص طولهمتران ، يمثل 2 مليار نانومتر.

وقد يجد القارئالعادى غير المتخصص تناقضاً فى تعريف تقنية النانو ، ولكن الأهم فيها أنها منظومةظاهرة فى جميع مناحى حياتنا اليومية ، فعندما يهاجم فيروس ما جسم الإنسان، فبالطبعلا يمكن قتله بأى آلة حادة، ولكن لابد أن نبحث عن آلة صغيرة جداً تهاجم الفيروس،فالنانو هي التقنية التي تصنع هذه الآلة الدقيقة.

ولتقريب مفهوم تقنية النانو للقارئ العادى ،فكلنا يعرف طعم البرتقال , ونتفقجميعا بأنه مهما اختلفت طريقة تقديم البرتقال فلن يتغير طعمه و لو قمنا بتقطيعهوعصره عصراً شديداً فلن يتغير طعمه أبداً.

أما فى تقنية النانو فالأمر مختلف فقديصبح البرتقال شياً آخر مختلفاً فى الشكل والطعم واللون.
الموضوع الأصلى من هنا: Chemistry City http://www.ch-la.com/vb/showthread.php?t=1162

والآن نستطيع أن نعطى تعريفاً مختصراً لتقنية النانو، على أنها مجموعة منالأدوات والتقنيّات والتطبيقات التي تتعلّق بتصنيع بنية معيّنة وتركيبها باستخداممقاييس غاية فى الصغر.
تاريخ تقنيةالنانو:
منذ آلاف السنين قصد البشر استخدام النانو دون أن يعرفوا هذا المصطلح ،فاستخدمت في صناعة الصلب والمطاط و الفلكنه وكلها تمت اعتماداً على خصائص عشوائيةللحجوم الذرية لتلك المواد. ولا يمكن تحديد حقبة أو عصر بعينه لاستخدام هذه التقنيةفقد ذُكر أن صانعى الزجاج فى العصور الوسطى كانوا يستخدمون حبيبات الذهب النانويةالغروية فى تلوين الزجاج ، ويعضد ذلك كأس الملك الرومانى لايكورجوس الموجود فىالمتحف البريطانى منذ القرن الرابع الميلادى، والذى يحتوى على جسيمات من الذهبوالفضة نانوية الحجم، حيث يلاحظ تغير لون الكأس من اللون الأخضر إلى اللون الأحمرالغامق عندما يتعرض لمصدر ضوئى. وفى عام 1959 تحدث الفيزيائى الأمريكى الشهيرريتشارد فيمان فى محاضرة ألقاها أمام الجمعية الفيزيائية الأمريكية تحت عنوان " هناك مساحة واسعة فى الأسفل" وضح خلالها أن المادة عند المستويات المتناهية فىالصغر ( النانو الآن) ، بعدد قليل من الذرات ، تتصرف بشكل مختلف عن حالتها عندماتكون بالحجم المحسوس ، كما أشار إلى إمكانية إيجاد طرق لتحريك ذرات وجزيئات المادةبشكل مستقل للوصول إلى الحجم المطلوب. وفي عام‏1986‏ وضع عالم الرياضيات الأمريكياريك دريكسلر المؤسس الفعلي لهذا العلم كتابا اسماه محركات التكوين بسط فيه الأفكارالأساسية لعلم النانو. وفى عام 1991 تم اكتشاف ظاهرة فيزيائية جديدة لأول مرة وهىالنانوتيوب في شركة NEC للصناعات الإلكترونية في اليابان بواسطة العالم سوميوليجيما، حينما كان يدرس الرماد الناتج عن عملية التفريغ الكهربي بين قطبين منالكربون باستخدام ميكروسكوب إلكتروني عالي الكفاءة ، وكانت النتيجة أنه وجد أنجزيئات الكربون تأخذ ترتيبًا يشبه الأنابيب في داخل بعضها البعض. وفي عام 1993 تمكنالعالم دونالد بثيون من شركة IBM لتكنولوجيا الحاسبات في الولايات المتحدةالأمريكية من رصد نانوتيوب مكونة من طبقة واحدة (single-wall) يبلغ قطر الأنبوبالواحد منها 12 نانومتر، وانطلق العلماء بعد ذلك في مجال النانوتيوب، حتى استطاعفريق من العلماء الصينيين حديثاً من رصد أصغر نانوتيوب في العالم الذي يصل قطره إلى 0.5 نانومتر فقط، مع العلم أن أقل قطر لأصغر شيء نظريًّا هو 0.4 نانومتر. وفي عام 2003م تم معرفة أسرار هذه التقنية والتحكم بعالم المواد النانونية. وفي عام 2004مبدأت مرحلة التطبيقات الصناعية لهذه التقنية ، حيث استخدمت المواد النانوية فيصناعة المطاط الماليزي وكانت النتائج مذهلة فقد قفزت الخصائص الميكانيكية للمطاط من 12 إلى 20 ضعفاً بإضافة أجزاء بسيطة من المواد النانوية. ولقد حظيت تقنية النانو فىالوقت الحاضر بالاهتمام الكبير نظراً لتطبيقاتها المتوقعة فى المجالات المختلفةوخاصة المجالات الطبية والعسكرية والحوسبةوالاتصالات.

طرق تحضير الموادالنانومترية:

خلافاً لما يحدث عندتحضير وتصنيع المواد المحسوسة (الحجمية) ، فإن الخواص الفيزيائية والكيميائيةللمادة الخام المستخدمة فى تحضير المواد النانوية ، تلعب دوراَ هاماً للغاية. فقداكتشف العلماء أن بعض المركبات عندما تصنع بأحجام نانومترية فإنها تكتسب خواص فريدةلا تتوافر لها عندما تكون في الحجم المحسوس ‏,‏ فعلي الرغم من تطابق التكوينالكيميائي في الحالتين إلا أن المادة النانومترية المتناهية في الصغر تكتسب صفاتوخواص كهربية وضوئية ومغناطيسية استثنائية نتيجة للترتيب الجديد الذي تأخذه الذرات ,‏ فالبورسلين مثلا يعتبر مادة مهمة ولكنها هشة ، وسبب هشاشتها أن الفراغ بينجزيئاتها (المكون من الرمل) كبير نسبيا مما يقلل من تماسكها فيمكن اخذ البورسلينالموجود في الصحون المكسورة مثلاً وتفكيكه إلي مكوناته الذرية الأصغر ثم إعادةترتيب هذه المكونات فنحصل على بورسلين أقوي من الحديد يمكن استعماله في البناء أوفي صناعة سيارات خفيفة الوزن لا تحتاج إلي كثير من الوقود‏. ‏ ومثال آخر ، البتروليتشابه في تركيبه مع الكثير من المواد العضوية‏,‏ فتقنية النانو تمكننا من صناعة أوتخليق مكونات بترولية من أي نفايات أو مخلفات عضوية بعد تفكيكها إلي مكوناتهاالذرية ثم إعادة تجميعها فنحصل على بترول‏ . وبناء علي هذا المفهوم يمكن صناعةالتيتانيوم (المعدن الأشد صلابة علي الأرضالذي تصنع منه مركبات الفضاء) من أي خردةمعدنية ، ويمكن صناعة ملابس عادية واقية من الرصاص من النفايات والمخلفات وغيرها منالتطبيقات التي تعد بمثابة انقلاب جذري في العلاقة بين الصناعة والمواد الأولية بلومجمل نظام التبادل الاقتصادي العالمي‏.‏

وهناك طرقعديدة لتصنيع المواد النانوية تم تقسيمها إلى قسمين رئيسيين(شكل 3) ، أحدهما منأعلى إلى أدنى (top-down) حيث يتم تكسير المادة الأصلية (الكبيرة) شيئاً فشيئاً حتىالوصول إلى الحجم النانوى. وتستخدم عدة طرق لذلك منها الحفر الضوئى ، القطع ، الكحتوالطحن. واستخدمت هذه التقنيات فى الحصول على مركبات إلكترونية مجهريه كشرائحالحاسب وغيرها. أما الطريقة الثانية فهى تبدأ من أسفل لأعلى(bottom –up)، بعكس الطريقة الأولى ، حيث يتم بناء المادة النانوية انطلاقاً منذرات وجزيئات يتم ترتيبها حتى نصل إلى الشكل والحجم النانوى المطلوب. وهذه الطريقةغالباً ما تكون طرق كيميائية ، وتتميز بصغر حجم المواد الناتجة ، وقلة الفاقدوالحصول على روابط قوية للمادة النانوية الناتجة. وتجدر الإشارة بأن هناك العديد منالطرق التى لا يمكن حصرها .

.

ويستخدم عدد من الأجهزة النانويةلدراسة تركيب المواد الناتجة من تلك العمليات مثل: المجهر الإلكترونى الإنفاذى (TEM) ، المجهر الإلكترونى الماسح (TFM) ، مجهر القوى الذرية (AFM) ، وحيود الأشعةالسينية(XRD). وفى عام 1981 اخترع العالمان جيرد بينج وهنريك الميكروسكوب النفقىالماسح (STM)، الذى يقوم بتصوير الأجسام بحجم النانو، ومنذ ذلك التاريخ فقد زادتالاهتمامات البحثية المتعلقة بتصنيع ودراسة التركيبات النانوية للمواد.

أشكال المواد النانومترية:

تحضر المواد النانوية على أشكال مختلفةمنها:

1- النقاط الكمية Quantum Dots
وهى عبارة عننانوى شبه موصل ثلاثى البعد ، تتراوح أبعاده ما بين 2 إلى 10 نانومتر. وعندما يكونقطر النقطة الكمية 10 نانومتر فإنه يمكن صف 3 ملايين نقطة كمية بجوار بعضها البعضبطول يساوى عرض إصبع إبهام الإنسان (شكل4).

2- - الفولورين Fullerene

جزيئات نانوية مكونة من ذرات كربون مترابطة ثلاثيا تعطي شكل كريات لهابناء يماثل الجرافيت , ولكن بدلاً من الشكل السداسي النقي, فإنها تحتوى على أشكالخماسية (و احتمال سباعية) من ذرات الكربون, مما يؤدى لانثناء الطبقات إلى كريات أوأسطوانات ، و يعد أكثر الفولورينات شهرة هو الجزيء C60 ، حيث تترتب الـ60 ذرة كربونعلى رؤوس مجسم عشريني ناقص . وشكل المجسم العشريني الناقص يشبه كرة القدم (شكل5) ،و يتميز بأنه جزيء ممغنط و غير قابل للاحتكاك. وتم اكتشاف الفولورين قدراً عام 1944عندما لاحظ أوتوهان وجود سلاسل من الكربون أثناء إجرائه لتجارب كانت تستهدف تكوينذرات ثقيلة من ذرات أخف عن طريق امتصاصها للنيوترونات . إذ أن بحثه كان منصباً فيالكشف عن الفروق الصغيرة في الوزن بين بعض ذرات العناصر الثقيلة التي يقوم بتبخيرهافي قوس كربوني .

وأثناء مشاهدته لتلكالنتائج ، لاحظ أن القوس أنتج أيضا سلاسل من الكربون كان لها (قدراً) نفس الوزنالجزيئي للمعدن، وحيث أنه لم يكن مهتما بسلاسل الكربون فقد دوَّن ملاحظاته بشأنهافي نهاية تقريره ثم انطلق وراء الهدف الرئيسي من بحثه ولم تتم متابعة النتائج التيتوصل إليها بشأن سلاسل الكربون إلا فى عام 1985م عن طريق هارولد كروتو و معه كل منروبرت كيرل و ريتشارد سمالي الذين توصلوا إلى أن سلاسل الكربون تلك ما هي إلاّ صورةجديدة من صور الكربون.

3-الكرات النانوية Nanoballs

تنتمى الكرات النانوية إلى فئةالفلورينات (C60) ، مع الاختلاف فى التركيب شيئاً قليلاً وذلكلأنها متعددة القشرة، وخاوية المركز ، وبسبب تركيبها الذى يشبه البصل فقد أطلقعليها العلماء اسم bucky أى البصل. وقد يصل قطرها إلى ما يزيد عن 500 نانومتر (شكل6).

شكل(6) شكل توضيحى لكرةنانوية

4- الجسيماتالنانوية Nanoparticles

فىتقنية النانو يعرف الجسيم بأنه أصغر وحدة(شيء) له الخواص الكيميائية والفيزيائيةللمادة الحجمية. والجسيمات النانوية لها أبعاد تتراوح بين 1 إلى 100 نانومتر(شكل7).

5- الأنابيبالنانوية Nanotubes

الموادالمستخدمة فى تقنية النانو تخضع لشرط أساسى ، هذا الشرط هو مقياس النانو 1-100نانومتر لذلك فإن المواد المستخدمة يجب أن يتم تقطيعها إلى أجزاء لا تزيد أقطارهاعن 100 نانومتر. فالأنابيب النانوية تتكون من خليط من مواد موصلة ومواد أشباه موصلةأسطوانية الشكل مجوفة يتراوح قطر الأنبوب بين 1 إلى 100 نانومتر.

ويمكن إدخال عدة أنابيب ذاتأنصاف أقطار متدرجة فى الصغر.
وكل أنبوبة من هذه الأنابيبتؤدى وظيفة مختلفة عن الأخرى. وأشهر الأنابيب النانوية أنابيب الكربون متناهيةالصغر Carbon Nanotubes ، والتى سوف نفرد لها مقالاً خاصاً لأهميتها العلميةوالتطبيقية.

6-الأسلاك النانوية Nanowires
وهى عبارة عن أسلاك ذات بعد واحد (شكل9)، أقطارها تقل عن نانومتر واحدوبأطوال مختلفة ، تكون فى الغالب نسبة طولها إلى عرضها أكثر من 1000 مرة. وتتميز عنالأسلاك العادية (ثلاثية البعد) بقوة التوصيل الكهربى ، نتيجة لحصر الإلكتروناتكمياً فى إتجاه جانبى واحد مما يجعلها تحتل مستويات طاقة محددة تختلف عن المستوياتالعريضة فى المادة الحجمية.

7-الأليافالنانوية Nanofibers

منأشهر الألياف النانوية الألياف المصنوعة من البوليمرات. ويكون عدد ذرات سطح الأليافكبير مقارنة بالعدد الكلى ، وهذا يكسب الألياف خواص ميكانيكية ( كالشدة ‘ والصلابة،...) تؤهلها للاستخدام كمرشحات فى تنقية السوائل والغازات ، وفى العديد منالتطبيقات الطبية والعسكرية

8-المركباتالنانوية Nanocomposites
وهى عبارة عن مواد يضاف إليها جسيمات نانوية تكسبها خواصاً مميزة إضافية. فعند إضافة أنابيب نانوية (الكربون مثلاً) إلى مادة ما ، تزداد خواص التوصيلالكهربى والحرارى لتلك المادة نتيجة لإضافة أنابيب الكربون النانوية لها. وقد يحدثأيضاً تحسن فى الخصائص الضوئية والميكانيكية ( الصلابة ، الشدة) نتيجة لإضافة موادنانوية معينة لبعض المواد. ومن أشهر المركبات النانوية الموجودة الآن المركباتالبوليمرية.


مصطلحات النانو تكنولوجي:
هذه بعض من مصطلحات النانو تكنولوجي وسوف أقوم بتحديثها بأستمرار ان شاء الله ومن هذه المصطلحات:
1 - AFM ميكروسكوب القوه الذريه: هو عباره عن مجهر يعطي معلومات دقيقه عن تضاريس الماده تصل للمستوي الذري حيث تعمل مجساته علي مسح تضاريس المواد بدقه متناهيه عن طريق حساب اي مقاومه يتعرض لها المجس .
2 - NANO-biosensors جهاز الاستشعار البيولوجي: هو جهاز أستشعار متقدم يستخدم للكشف عن البكتيريا والغازات والهرمونات بدقه تصل الي أكتشاف بضعه جزيئات ويدخل في تركيبه مواد عضويه .
3 - Buckyball كرات بوكي:هي جزيئات كرويه من الكربون وتتكون عاده من 60 ذره كربون علي شكل كره القدم حيث تترتب ذرات الكربون بشكل سداسي .
4 - Bottom up طريقه البناء: وهي طريقه من طرق بناء الماده وفيها توضع الذره بجانب الذره الاخري أو الجزيء بجانب الجزيء الاخر حتي تتكون مركبات وهياكل عضويه وغير عضويه مكونه من عده ذرات وجزيئات .
5 - Carbon nanotubes أنابيب الكربون النانويه: وهي أنابيب كربونيه أسطوانيه الشكل ورقيقه جدا لدرجه النانو و تعتبر أيضا رقائق من الجرافيت ملفوفه علي شكل أنبوب أسطواني وهذه الانابيب تتميز بخصائص أستثنائيه الكترونيه وحراريه وميكانيكيه وتركيبيه مما يجعلها أخف من الالومنيوم وأقوي بخمسه أضعاف من الحديد الصلب . وهناك نوعان من أنابيب الكربون النانويه (أنابيب الكربون النانويه وحيده الجدار اي ذات طبقه واحده وأنابيب كربون نانويه متعدده الجدر) .
6 - Catalyst الماده الحفازه: هي ماده تعمل علي زياده معدل التفاعل الكيميائي من خلال الحد والتقليل من الطاقه الفعاله ولا تتغير هذه الماده بالتفاعل والماده الحفازه تعمل علي توفير سطح ملائم للتفاعل من خلال أتاحه الفرصه للمزيد من الجسيمات للاصطدام مع بعضها البعض .
7 - Chips المعالج الألكتروني: هي عباره رقاقه الكترونيه صغيره من أشباه الموصلات السليكونيه والتي صنعت لأداء الوظائف الالكترونيه في الدوائر المتكامله .
8 - Composites المركب: هو ماده مركبه من مادتين أو أكثر تختلف خواصها عن المواد المكونه لها وتكون أحد مكونات هذا المركب مقواه بالماده الاخري حيث تعمل هذه الخاصيه علي تحسين خصائص المواد المركبه بشكل عام وعاده تكون الماده الاساسيه في طور السائل أما مواد التقويه فعاده ماتكون جسيمات أو الياف . والاسمنت المقوي بقضبان الفولاذمن الأمثله الأوليه للمركبات .
9 - Electron Microscopy المجهر الألكتروني: هو مجهر يستخدم حزمه من الألكترونات بدلا من الضوء المستخدم في المجاهر التقليديه ويتميز بقوه تكبير عاليه جدا تفوق أفضل المجاهر البصريه أكثر من مائه مره .
10 - Fuel Cell خلايا الوقود:هي خلايا كهروكيميائيه تعمل علي تحويل الطاقه الكيميائيه الي طاقه كهربائيه حيث تنتج الكهرباء والحراره من الوقود (الهيدروجين والاكسجين) دون الحاجه للأحتراق في عمليه تحليل كهربي عكسي محفز بأستمرار .
11 - Lithography الطباعه: هي مجموعه من الأساليب الكتابيه علي التراكيب أو الهياكل بأستخدام مجسات خاصه و هناك أنواع مهمه من الطباعه منها الضوئيه والتي تستخدم الضوء والألكترونيه والتي تسنخدم حزمه من الألكترونات .
12 - Molecule الجزىء: هو مجموعه من الذرات مرتبطه معا بروابط كيميائيه .
13 - Moor's Law قانون مور: قانون شهير في مجال الألكترونيات حيث أكد مور علي أن عدد الترانزيستورات في البوصه المربعه في الدوائر المتكامله سوف يتضاعف كل 18 شهر منذ تصنيعها وكان هذا في عام 1965 م .
14 - Nanobiotechnology تقنيه النانو البيولوجيه: وهي أستخدام تقنيه النانو في بناء أجهزه تمكن من دراسه النظم البيولوجيه .
15 - Nanobot النانوبوت: هي روبوتات ذات أبعاد نانويه وتكون أما ميكانيكيه أو كهروميكانيكيه .
16 - Nanocomposites مركبات النانو: هي مركبات تتكون من أثنين أو أكثر من المواد وتكون أحد مركباتها ذات أبعاد أقل من 100 نانومتر .
17 - Nanocrystals بلورات النانو: مواد صلبه صغيره بلوريه وتكون المسافه بها متساويه بين كل ذره وأخري أو كل جزيء وأخر. وبلورات النانو لها تطبيقات كثيره وهامه مثل الألكترونيات البصريه حيث لها القدره علي تغيير الطول الموجي للضوء ولها تطبيقات أخري في الخلايا الشمسيه وغيرها .
18 - Nanometer نانومتر: واحد من المليار من المتر . وقطر شعره الأنسان تقريبا 70000 نانومتر وخلايا الدم الحمراء تقريبا 5000 نانومتر والجزيئات العضويه البسيطه يتراوح حجمها بين 0.5 الي 5 نانومتر .
19 - Nanoparticles جسيمات النانو: هي الجسيمات التي تقل أبعادها أو أحد أبعادها عن 100 نانومتر .
20 - Nanoscale مقياس النانو: مقياس يستخدم لقياس وحساب أبعاد تتراوح بين 0.1 الي 100 نانومتر .
21 - Nanoscience علم النانو: علم يهتم بالتعامل مع المواد في مستواها الذري والجزيئي بمقياس لا يتعدي 100 نانومتر وهو علم يهتم أيضا بأكتشاف ودراسه الخصائص المميزه لمواد النانو .
22 - Nanotechnology تقنيه النانو: هي التقنيه التي تعطينا القدره علي التحكم المباشر في المواد العضويه أو الغير عضويه والتي تقل أبعادها عن 100 نانومتر وذلك بتصنيعها ومراقبتها وقياسها ودراسه خصائصها .
23 - Nanoshells صدفات النانو: هي جسيمات في أبعاد النانو لها قشره أو يمكن أن نقول هي طبقه معدنيه رقيقه تحيط بكره مصنوعه من ماده شبه موصله لها القدره علي أمتصاص أو تشتيت الضوء في جميع أطواله الموجيه .
24 - Nanostructure تراكيب النانو: هي هياكل وتراكيب بنيت من مواد نانويه .
25 - Nanotubes أنابيب النانو: أنابيب في مقياس النانو ومن أمثلتها أنابيب الكربون النانويه وهي عباره عن أنابيب أسطوانيه من ذرات الكربون ذات بعد واحد مرتبه بشكل سداسي أو خماسي ولها خصائص فيزيائيه مميزه جدا .
26 - Nanowires أسلاك النانو: هي أسلاك متناهيه الصغر في أبعاد النانو لها تركيب ذو بعد واحد وتتميز بخصائص كهربيه وضوئيه ممتازه جدا وتعتبر أسلاك النانو البنيه الاساسيه التي تستخدم في بناء أجهزه النانو .
27 - Quantum dots النقاط الكميه: تصنع النقاط الكميه من مواد موصله أو شبه موصله وتكاد تكون أبعادها تساوي صفر ولها شكل بلوري . وللنقاط الكميه خصائص كهربيه مميزه تمكنها من تخزين الالكترونات وتحويل لون الضوء حيث تعمل علي أمتصاص اللون الابيض وأعاده أنبعاثه خلال نانو ثانيه بلون مميز ولها تطبيقات كثيره في مجال الكمبيوتر والطب والهندسه .
28 - Nanofabrication التصنيع الدقيق: يشير الي تصنيع أجهزه بأبعاد النانو .
29 - NanoLithography طباعه النانو: هو أي عمل من حفر أو كتابه أو طباعه في نطاق مقياس النانو . ويعد الميكروسكوب النفقي الماسح (STM) وميكروسكوب القوه الذريه (AFM) من الأدوات التي بها الحفر والطباعه والكتابه علي سطح ذو أبعاد ذريه .
30 - Quantum well البئر الكمي: هو مفهوم يستخدم لتفسير سلوك النطاقات النانويه المقيده وخاصه توزيع الطاقات الميكانيكيه .
31 - Quantum wires الأسلاك الكميه: مصطلح أخر لأسلاك النانو .
32 - Quantum bit البت الكمي: أصغر وحده معلوماتيه تستخدم في الحوسبه الكميه .
33 - SEM المجهر الألكتروني الماسح: هو تقنيه تصوريه تعمل عن طريق تركيز حزمه من الألكترونات علي المنطقه المراد دراستها حيث يتم التفاعل بين الألكترونات وذرات السطح مولده بذلك ثلاث أنواع من الأشعه (الألكترونات المتشتته من الخلف والألكترونات النانويه وأشعه أكس) .
34 - SPM مجهر المجس الماسح: تحتوي هذه الأنواع من المجاهر علي مجس يعمل علي تجميع معلومات السطح وذلك عن طريق التفاعل بين المجس وتضاريس السطح المراد دراسته . ويندرج تحت هذا النوع مجهر التأثير النفقي الماسح STM ومجهر القوه الذريه AFM .
35 - مجهر التأثير النفقي الماسح STM: حيث يقوم بالحصول علي صور للذرات الموجوده علي السطح بواسطه مجس ماسح .
36 - Self-Assembly التجمع الذاتي: ظاهره طبيعيه لتجمع الذرات أو الجزيئات في نظم وتراكيب معقده كما هو الحال مع أنابيب الكربون النانويه .
37 - Top down طريقه التصغير: وهي طريقه من طرق صتاعه المواد وفيها يتم أستخدام طرق مختلفه مثل التكسير أو النحت أو الأذابه للمواد الكبيره . لتقليل حجمها والوصول لمواد ذات أحجام نانويه .
38 - Synthesis التوليف: مصطلح يستخدم لوصف طريقه تحضير وتشكيل مركبات أكثر تعقيدا بأستخدام مكونات بسيطه .
39 - TEM المجهر الألكتروني النفاذي: أحد أنواع المجاهر الألكترونيه ويستخدم حزمه من الألكترونات ذات طاقه عاليه لدراسه التركيب الدقيق للعينات وذلك عن طريق الألكترونات النافذه من خلال العينه المدروسه .
40 - X-ray analysis تحليل أشعه أكس: عباره عن تطبيق من تطبيقات أشعه أكس للتمييز بين العناصر الثقيله والخفيفه ويستخدم أيضا في تحديد ومعرفه العناصر الموجوده بالماده .
41 - X-ray diffraction حيود أشعه أكس: هي تشتت أشعه أكس من العينات البلوريه والذي يعطي أنماط تداخل معينه يمكن من خلالها دراسه التراكيب الدقيقه لهذه البلورات .




العالم مصطفي السيد:
الدكتور مصطفى السيد هو واحد من أعظم ما أنجبتهم مصر فقد أحتل عدة مراكز أكاديمية منها: رئيس كرسي جوليوس براون بمعهد جورجيا للعلوم والتكنولوجيا ورئيس مركز أطياف الليزر بنفس المعهد كما أنتخب عضواً بالأكاديمية الوطنية للعلوم بالولايات المتحدة العام 1980 وقد تولى على مدى 24 عاماً رئاسة تحرير مجلة «علوم الكيمياء الطبيعية» والتي تعتبر من أهم المجلات العلمية في العالم وقد حاز الدكتور مصطفي السيد مؤخرا علي أعلي وسام أمريكي في العلوم قدمه له الرئيس الأمريكي الأسبق جورج بوش لانه قام بأبتكار طريقه جديده تمكن من القضاء علي الخلايا السرطانيه في جسم الأنسان عن طريق تقنيه النانوتكنولوجي بجزيئات نانو الذهب حيث تعتبر هذه الطريقه الحديثه أكثر دقه وأكثر فاعليه من العلاجات الأخري كالعلاج الكيميائي وغيرها حيث أن العلاج الكيميائي تم أثبات نتائجه السلبيه علي المريض .


ريشارد فينمان:
هو عالم الفيزياء الشهير الذي القي محاضرته الشهيره في 29 ديسمبر عام 1959 م بمعهد التكنولوجيا بكاليفورنيا والتي كان عنوانها "هناك الكثير من المسافات في الأسفل" وكانت تلك المحاضره هي بدايه أهتمام الأوساط العلميه بالتقنيه التي تتعامل مع الجزيئات والذرات بشكل منفرد وكانت هذه هي البدايه الأساسيه لفلسفه تقنيه النانو ومفاهيمها. وفي هذه المحاضرة لم يشر فينمان الي مصطلح النانوتكنولوجي nanotechnology بشكل مباشر ولكنه تحدث عنها بشكل استشرافي للمستقبل وأنه سيجيء اليوم الذي يتحكم فيه الأشخاص في الذرات والجزيئات المنفرده وأوضح فينمان أن البشر مع تقدم العلوم سيتمكنون من تصنيع الات دقيقه تمكنهم من أنشاء مصانع تقوم بصنع الات بمقياس النانو فشيئا فشيئا سيحاول العلماء تصغير المواد حتي نصل للمستوي النانوي أو التحكم في الذرات والجزيئات وكما ذكرنا سابقا فان فينمان لم يشر الي مصطلح النانوتكنولوجي لوصف هذه التقنيه الحديثه ولكنه تحدث عن التقنيه التي ستمكن البشر من التحكم في الذرات والجزيئات وقد ذكر فينمان أن في هذا المقياس الصغير لن تكون قوي الجاذبيه مهمه وأن التحكم والسيطره ستكون لقوي أخري مثل قوي التوتر السطحي وقوي فان دير وول وأضاف أن المعلومات والبيانات سيمكن تخزينها بكثافه كبيره جدا وهذا ما توصلت اليه الأبحاث والدراسات في مجال النانو . وحتي بدايه السبعينات من القرن الماضي لم يستخدم هذا المسطلح ولم يستخدم لوصف هذه التقنيه وفي عام 1974 ظهر مصطلح النانو في محاضره البروفيسور الياباني Norior Taniguchi في جامعه طوكيو للعلوم وكان وكان يقصد بالمصطلح الألات الدقيقه والتي كانت بمقياس الميكرو ولم يكن المصطلح للدلاله علي تقنيه مستقله وفي عام 1986 بدأ أول أستخدام لمصطلح النانو تكنولوجي في الاوساط العلميه بعدما نشر Eric Drexler كتابه الشهير بعنوان "محركات الأنشاء عصر تقنيه النانو القادم" وبدأ بعد ذلك أستخدام مصطلح النانوتكنولوجي للدلاله علي الابعاد من 0.1 الي 100 نانومتر .
وهذه صوره لفكره المصانع النانويه المعتمده علي الطواحين الجزيئيه






















العالم الكبير منير نايفه:
نعم أنه العالم العربي العالمي منير نايفه (64 سنه) أستاذ الفيزياء بجامعة الينوي الأميركية في اربانا ـ شامبين المرشح لجائزة نوبل للفيزياء أحد رواد علم تقنيات النانو حيث يقوم حاليا بتأسيس شركة متخصصة بصناعة أجهزة نانوية وتطبيقات متناهية الصغر "نانوساي أدفانسد تكنولوجيس".
ولد منير نايفه في فلسطين ودرس الأبتدائيه والثانوية في بلدته الشويكه وأنتقل الي المدرسة الهاشمية التابعه لمدارس البيرة برام الله واربد ثم التحق بالجامعة الأميركية في بيروت للتخصص في الهندسة بمنحة من وكالة الأنماء الأميركية وقد حصل منها علي البكالوريوس في الفيزياء عام 1968 وأتبعها بالماجستير عام 1970 ثم حصل على منحة للحصول علي الدكتوراه من جامعة ستانفورد الأميركية لدراسة الفيزياء الذرية والليزر وقد أظهر أهتماما كبيرا بدراسه ذره الهيدروجين بأستخدام آشعه الليزر وفسر أهتمامه بأن ذره الهيدروجين هي أصغر عنصر كيميائي وتدخل في تفاعلات كيميائيه لاحصر لها وبعد أن نال الدكتوراه عام 1974 ألتحق بمعهد أوك ريدج القومي وكان باحثا به حيث أستحدث مع زملائه طريقة ليزرية جديده لقياس التجمعات الذرية الغازية لأعلى المستويات من الدقة والتحكم وهو قياس ذرات منفردة ثم أنتقل الى جامعة ييل الأميركية وكان مدرسا بها ثم توجه الى جامعة الينوي حيث أستحدث طريقة جديدة للتحكم وترتيب الذرات والجزيئات على السطوح وهو ما سمي «الكتابة بالذرات». وعندما التحمت العلوم والهندسة والطب في بعضها البعض في تقنيات النانو حيث يصبح العالم مهندسا والمهندس عالما وتقل الفوارق بين الفيزياء والكيمياء والميكانيكا والأحياء كانت الفرصة الذهبية لتجميع كل أهتماماته في مجال واحد فأبحاثه الآن تضم بالاضافة الى المبادئ العلمية للمواد أيضا هندسة وبناء وفهم كيفية تشغيل أجهزة المستقبل النانوية وقد أنخرط ثلاثة من أولاده في دراسه تقنيات النانو ومازال نايفه مرتبط بجامعتي كنتاكي وآلينوي منذ عام 1980

تطبيقات تقنيةالنانو:
مما لا شك فيه أن هناكحاجة ملحة لمرور بعض الوقت حتى نرى تطبيقات أكثر لهذه التقنية على أرض الواقع ، فقدنحتاج لفترة زمنية تتراوح ما بين 10 إلى 15 عاماً قبل أن ينتج سوبر كمبيوتر بحجمالمعصم. وسيكون لكل مجال حظه الوافر من هذه التقنية ولا نستطيع أن نعرّج فى هذاالمقال على كل المجالات، ولكن سيكون للمجال الطبى الحظ الأوفر من هذه التقنية ،فسيصبح للأطباء القدرة على السيطرة على بعض الأورام الصغيرة التي لا يمكن التأثيرعليها في السابق. وقد تمكن باحثون في جامعة هانج يانج بكوريا الجنوبية من إدخالجسيمات نانوية من الفضة إلى المضادات الحيوية ، ومن المعروف أن الفضة قادرة على قتلحوالي 650 جرثومة دون أن تؤذي الجسم البشري. كما سيتمكن العلماء من خلال تقنيةالنانومن صنع سفينة فضائية في حجمالذرة يمكنها الإبحار في جسد الإنسان لإجراءعملية جراحية والخروج من دون جراحة. ولقد دخلت صناعة النانو حيز التطبيق في مجموعهمن السلع التي تستخدم الأكاسيد النانوية على أنواعها (الألمنيوم والتيتانيوموغيرها) ، خصوصا في مواد التجميل والمراهم المضادة للأشعة. وهذه الجسيمات النانويةتحجب الأشعة فوق البنفسجية كلها ويبقى المرهم في الوقت نفسه شفافا. كما يتوقع أنتساهم تقنية النانو فى تنقية مياه الشرب وذلك برش قليل من جسيمات نانوية داخلأنابيب المياه لتنقيتها من أدق الجزيئات والرواسب العالقة بها. أما فى المجالالعسكرى ، فحدث و لا حرج ، فيمكن من خلال تقنية النانو الدخول في صناعاتالموجات الكهرومغناطيسية التي تتمكن بمجرد ملامستها للجسم علىإخفائه مثلالطائرة أوالسيارة ومن ثم لا يراهاالرادار ويعلن اختفاءها . وبالنانو سيكون بمقدورناصنع سيارة في حجمالحشرة وطائرة في حجمالبعوضة وزجاج طارد للأتربة وغير موصل للحرارةوأيضا صناعةالأقمشة التي لا يخترقهاالماء بالرغم من سهولة خروجالعرق منها. وفى مجال الحاسباتالرقمية سيظهر فى القريب العاجل حاسبات ذات ذاكرة نانوية قادرة على حفظ المعلوماتأكثر بآلاف المرات من الذاكرة الموجودة حالياً.
الموضوع الأصلى من هنا: Chemistry City http://www.ch-la.com/vb/showthread.php?t=1162









النانو و الدولالعربية:
في الخمسينيات ، أي فيبداية التفكير فى تقنية النانو، تخيل عالم أمريكي اختراع طريقة لوضع المعلوماتالموجودة فى مكتبة الكونجرس الأمريكى (أكبر مكتبة في العالم) على سن دبوس، وقتهاكان هذا الكلام محض خيال، واليوم وبعد ظهور تقنية النانو أوشك هذا الحلم الأمريكىأن يتحقق. وبدأ اهتمام الأمريكان بهذه التقنية ورصدوا لها مبالغ خيالية ، وباستخدامالنانو استطاع الجيش الأمريكي صنع بدله للجنود تتناسب مع أي طقس، فإذا كانوا فيالصحراء تصيب النانو البدلة بالرطوبة، وإذا كانوا في مكان بارد تصيب النانو البدلةبالحرارة.
ولا يخفى على أحد أن إسرائيل بدأت فعلاًفى تطبيق تقنية النانو فى المجالات العسكرية وتحاول أن يكون لها السبق على الدولالعربية فى هذا المجال.
أما الدول العربية فقداجتمعت وتحمست وتكلمت عن تقنية النانو ، ولكنها للأسف الشديد لم تفعل شيئاً ملموساًعلى أرض الواقع ، باستثناء القليل منهاً. واليوم الحكومات العربية أمامها فرصةذهبية لامتلاك هذه التقنية ، لأنها لديها مقومات هذه التقنية من موارد مالية وعقولبشرية. وهذا يتطلب رصد ميزانيات للإنفاق على هذه التقنية ، والتعاون المشترك فيمابينها، والاستفادة من علاقاتها الطيبة بالدول التى بدأت فعلاً تتقدم فى تقنيةالنانو مثل الصين واليابان وكوريا الجنوبية. ولا ننكر أنه توجد عوائق لدى الكثير منالدول العربية ، وأكبر عائق يقف أمام تطور تقنية النانو فى تلك الدول هو المواردالمالية ، لأن الأجهزة المستخدمة فى النانو عالية التكاليف ، كما أن ثمة عائق آخرلا يقل أهمية عن الموارد المالية، ألا وهو توفير البيئة العلمية القادرة علىاستقطاب العلماء المتميزين فى هذا المجال.
النانو والمملكةالعربية السعودية:
لقد أدركت المملكة العربية السعودية أهمية هذه التقنية وتطبيقاتهاالمستقبلية ، وكان هذا واضحاً من اهتمام خادم الحرمين الشريفين شخصياً ، وتبرعه منماله الخاص ، وإنشاء معاهد متخصصة فى تقنية النانو ، واستقطاب الكوادر العلميةالمتميزة فى هذا المجال ، وإبرام العديد من الاتفاقيات المشتركة مع المعاهدالعالمية المتخصصة فى تقنية النانو. والمتتبع لأنشطة معهد الملك عبد الله لتقنيةالنانو سيرى أن هناك بحوثاً عملية تطبيقية قد أجريت باسم المعهد، وهذا يبشر بأنالمملكة فى المستقبل القريب ستكون لها الريادة فى هذا المجال بما لديها من إمكاناتمادية وبشرية.
الخاتمة
لقد انطلقت الثورةالعلمية الجديدة (تقنية النانو) ، وانطلقت معها بعض الدول وأنشأت المعاهد والمراكزالمتخصصة فى هذا المجال. ومن الخطأ فعل ما يفعله كثيرون بالابتعاد وعدم الاقتراب منهذه التقنية ، خوفاً من عدم فهمها أو لصعوبة استيعابها، على الرغم من بساطتها،وشئنا أم أبينا، فهذه التقنية قادمة وتطبيقاتها ستكون هى محور حياتنا اليوميّة فىالمستقبل القريب.
المراجع
أولاً: المراجعالعربية:
1- مقدمة فى تقنيةالنانو، محمد الصالحىوعبد الله الضويان، من مطبوعات جامعة الملك سعود، 1428 هـ.
2- تقنية النانو أين ستقودنا ، عبدا لله الضويان و محمد الصالحى من مطبوعاتجامعة الملك سعود، 1428 هـ.
3- مقالات من الموقعالعربى : www.islam-online.net.
4- مقالات من جريدة الأهرام المصرية.
5- مجلةالنانو (معهد الملك عبد الله لتقنية النانو) ، العدد الأول – نوفمبر 2008م.
ثانياً:ً المراجعالأجنبية:
1-Dutta and H. Hofmann "Nanomaterials", Electronic Book. (2005).
2- http://unit.aist.go.jp/nanotech
http://uw.physics.wisc.edu/ 3-
http://www.technologyreview.com/nanotech4-
http://www.technologyreview.com/Nanotech 5-
6- http://www.technologyreview.com/Nanotech
http://en.wikipedia.org 7-
http://www.sciencedaily.com8-
9-http://www.nanotechnology.com.
10- Dutta , I. M. Reaney, P. R. I. Cabarrocas and H. Hofmann "
Nanomaterials" , Nanostructured Mater. 6(1995)843.

تحياتي يأستاذة لكن سؤال انتي قلتي في فقرة ماهي تقنية النانو من البحث انظر الشكل 1
سؤال/اين هو الشكل مع كامل اعتزازي