تكنولوجيا النانو : سلاح ذو حدين

سيوا · #1 10-27-2015, 02:19 PM

بسم الله الرحمن الرحيم

قد سمعت كثيرًا عن النانو و كنت أشعر بالغربة والعجب عند سماع هذه الكلمة. وصارت تتكرر كثيرًا ولا أفهم ما تعنيه تحديدًا. وخفت أن تكون أمية العصر القادم هى ألا تعرف ما هى النانو تكنولوجى !!! وأكيد يشاركني في هذا الأمر الكثيرون لذا قررت عمل بحث موجز للتعريف بكل ما يتعلق بهذه التكنولوجيا حتى نحل سويًا لغز النانو ولا نصبح من أميين الألفية الثالثة !بعد كل هذا العمر !!

ما هو تعريف النانو بشكل مبسط؟

- أولا نبدأ بتخصصنا الذي نفهمه فلغويًا النانو هو تعبير مشتق من كلمة نانوس الإغريقية وهى تعنى " القزم" أو الشيء المتناهي الصغر، وهى عبارة عن" وحدة قياس" تعادل واحد على مليون من الملليمتر وواحد على مليار من المتر وهو ما يساوى واحد على عشرة آلاف من سمك شعرة رأس الإنسان، ونستطيع القول إن النانو تعني التحكم التام والدقيق في إنتاج المواد وذلك من خلال التحكم في تفاعل الجزيئات الداخلة في التفاعل وتوجيه هذه الجزيئات من خلال إنتاج مادة معينة وهذا النوع من التفاعل يعرف بالتصنيع الجزيئي، ووضع الذرات أثناء التفاعل في مكانها الصحيح أو المناسب.

المزيد من التوضيحات عن النانو وتطبيقاته:

النانو هو واحد على مليار من المتر كما ذكرنا. ويصف توماس كيني Thomas Kenny من جامعة ستانفورد حجم النانو بأمثلة كثيرة، مثل كونه بنفس عرض الحمض النووي منقوص الأوكسجين DNA أو بحجم عشر ذرّات هيروجين، أو معدّل نموّ ظفر الإنسان في ثانية واحدة، أو ارتفاع قطرة ماء بعد بسطها كليّا على سطح مساحته متر مربّع واحد، أو واحد على عشرة من سماكة الطبقة الملوّنة على النظّارات الشمسيّة. والجدير بالذكر أنّ عرض أصغر مركّب في معالج البنتيوم Pentium هو 100 نانومتر.

وبمعنى آخر فالنانوتكنولوجي هو الجيل الخامس الذي ظهر في عالم الإلكترونيات وقد سبقه أولاً الجيل الأول الذي استخدم المصباح الإلكتروني (Lamp) بما فيه التلفزيون ، والجيل الثاني الذي استخدم جهاز الترانزيستور ، ثم الجيل الثالث من الإلكترونيات الذي استخدام الدارات التكاملية (IC= Integrate Circuit) وهي عبارة عن قطعة صغيرة جداً قامت باختزال حجم العديد من الأجهزة بل رفعت من كفاءتها وعددت من وظائفها .

وجاء الجيل الرابع باستخدام المعالجات الصغيرة Microprocessor الذي أحدث ثورة هائلة في مجال الإلكترونيات بإنتاج الحاسبات الشخصية (Personal Computer) والرقائق الكومبيترية السيليكونية التي أحدثت تقدماً في العديد من المجالات العلمية والصناعية .
وموعدنا الآن مع الجيل الخامس وهو ما صار يعرف باسم النانو تكنولوجي.

وكما نعلم أن الحجم له اعتبار غاية في الأهمية في عالم الحاسب الآلي والإلكترونيّات، فالحاسب الخارق اليوم الموجود في مراكز الأبحاث والتطوير أو في الجامعات الكبيرة سيكون مجرّد ساعة يد في المستقبل القريب. والمباني والآلات ستستطيع إرسال إشارات لاسلكيّة عندما تحتاج إلى صيانة، أو قد تستطيع إصلاح نفسها. اما ثيابنا فستأخذ بيانات عن صحتنا وتنبهنا لعوامل بيئيّة مضرّة وستنظّف نفسها من الأوساخ والروائح دون أيّ مساعدة وستقوم بتدفئة أو تبريد الجسم حسب درجة الحرارة الخارجيّة. وسيمكن صناعة غرفة عملّيات كاملة في كبسولة صغيرة، يتمّ وضعها داخل جسم المريض لتقوم بتنفيذ برنامج العمليّة الذي برمجه الطبيب فيها حسب حالة المريض (من الممكن جدّا أن يحتاج الخيّاط أو المهندس أو الطبيب لأخذ دروس في برمجة هذه التقنيّات). مجالات لا تُعدّ ولا تُحصى تدخل فيها النانوتكنولوجيا، وستغيّر حياتنا عشرات الألوف من المرّات التي استطاع فيها الإنسان تغيير حياته منذ بدء الزمان وحتّى يومنا هذا. وسيصبح محتوى أكثر أفلام الخيال العلميّ خصوبة الآن، مجرّد تخيّلات بسيطة لطفل صغير.

متى كانت البداية الحقيقية لعصر النانو تكنولوجي؟

- شهد عام 1990 انطلاقة هذا العلم ويعتبر هذا العام البداية الحقيقية لعصر النانو تكنولوجي، ويرجع الاكتشاف الأول إلى العالم الأمريكي ريتشاردفايمينن وهو الحائز على جائزة نوبل في الفيزياء عام 1959.

- ما هي أول دول عملت على تطوير واستخدام النانو تكنولوجي؟

من أوائل الدول التي عملت على برنامج النانو منذ البداية هى كما تتوقعون بالتأكيد أمريكا ومن ورائها إسرائيل طبعًا ، فهناك 280 شركة تبيع منتجات النانو في العالم ، يوجد في إسرائيل وحدها 70 شركة وهذا توضيح لمدى اهتمام إسرائيل في الحصول على اى برنامج تكنولوجي أو علمي والاستفادة منه في الداخل وتصديره للخارج..والسؤال إلى متى نبقى متفرجين ومستهلكين فقط ؟ وماذا عنا نحن؟ نحن كالعادة وعلى الدوام نهتم بالمأكل والمشرب والكماليات..أما هم فيبحثون عن العلم والمعرفة ورفاهية التقدم العلمي. وأضيف هنا أن اليابان رصدت لدعم بحوث النانوتكنولوجي لعام 2007م بليون دولار. أما في الولايات المتحدة فهناك 40 ألف عالم أمريكي موقوفون للعمل في هذا التخصص، وتقدر الميزانية الأمريكية المقدمة لهذا العلم حتى عام 2015م بتريليون دولار.( لا أعلم بعد الأزمة الاقتصادية التى تمر بها هل مازالت كذلك أم خصصوا بعضًا منها لإيواء المشردين!!).

وربما يتبادر لذهنكم السؤال التالي :

ما هي أول دولة شرق أوسطية بادرت إلى الاهتمام بتطبيقات النانو؟

- على غير المتوقع فهي المملكة العربية السعودية. فالمملكة هي أول دولة عربية مسلمة تبدأ في برنامج النانو تكنولوجي ، وتعتبر مبادرة الملك عبد الله بن عبد العزيز بتبني هذا البرنامج من حسابه الخاص خطوة رائدة نأمل أن يحذو حذوه حكام المنطقة العربية ( ولكن ليس من حسابهم الخاص طبعًا). ولقد قامت مدينة الملك عبد العزيز للعلوم والتقنية بتبني المبادرة الوطنية للتقنية متناهية الصغر وهى تتبع الملك مباشرة وقامت بإنشاء المركز الوطني لبحوث التقنية متناهية الصغر.

وهناك تقدم أيضا في هذا المجال بدأ مؤخرا في الكويت وقطر والأردن والإمارات .

ماذا عن مصر ؟

لا ننكر و لا أحد يمكن له أن يتجاهل أن مصر كانت و مازالت العمود الفقري للأمة العربية وهى مركز الثقل الحقيقي و بلد الحضارات العريقة جدا و كل ذلك و لكن للأسف في مصر دائما نرى أن الرجل المناسب لا يمكن أن نجده في المكان المناسب وهذا هو السبب في تردى الوضع العلمي والبحثي والمعرفي، كما أن الانحطاط في وضع التعليم العالي وراء هذا التراجع أيضا ومع هذا يجب ألا ننسى أن تقدم مصر وإصلاح الخلل فيها هو في غاية الأهمية لكل بلدان المنطقة وإلا فسوف لا يكون أهمية لأية مليارات تصرف في بلدان كثيرة في المنطقة. وكما أوضحنا إن مصر بها أوضاع شاذة متعددة الأشكال و الأنواع على سبيل المثال فهناك آلاف الأبحاث التى تتم و تصدر من أبناء و علماء مصر سنويا و يطبق في البحث العلمي لا شيء!! وبالرغم أن في مصر عدد كبير من علماء النانو وأكثر من الموجودين في إسرائيل على سبيل المثال ولكنهم لا يملكون المال وأبحاثهم تبقى حبيسة الأدراج. في اعتقادي أن التأخر في مصر ممنهج ومدبر ،ولا استبعد المؤامرة على قوة مصر وسيادتها في المنطقة وهى دولة مستهدفة ، عودة للحديث عن الخلل في مصر هناك مثلا رئيس مدينة مبارك لا نعلم كيف ولماذا وعلى اى أساس تم اختياره؟، ورئيس المركز القومي للبحوث كذلك. هي مناصب علمية يتم تسييسها ، المفترض أن يتم اختيار الرجل الذي يمتلك القدرة على القيادة إلى جانب امتلاكه للعلم والمعرفة والثقافة كي يتمكن من قيادة المؤسسة التي ينتمي إليها ويترأسها بشكل صحيح وجاد وفاعل.والواقع لا علاقة له بذلك .والكلمة الأخيرة عن مصر بعد البحث و التقصي هي أن مصر من أهم الدول المؤهلة لدخول ثورة النانو وهذا لتميز علمائها و أيضا لأنها لا تتطلب رؤوس أموال ضخمة نسبيا ولو أن الحكومة تبنت هذا البرنامج وجعلته مشروعها الاستراتيجي لبناء مصر المستقبل وتحديثها لصار لمصر شأن كبيرولاستعادت ريادتها القديمة .( الحكاية شوية إخلاص و أمانة )

ما هي استخدامات النانو؟

1- المجال الطبي :

إن طب النانو في الواقع استخدام تقنية النانو في الوقاية من الأمراض التي تصيب الإنسان وعلاجها واذا ما تكاملت هذه التقنية، فإنها سوف تقود الى تغيير جذري في عالم الطب والجراحة.

اما الاستخدامات المسجلة مختبرياً في هذا المجال فيمكن ان نشير إليها في النقاط التالية:

اولاً : اختبارات التشخيص للأمراض.

ثانياً: العلاج الكيميائي.

ثالثاً :مضخات هرمون الأنسولين ذي الأثر الفعال في علاج حالات مرض السكر او البول السكري.

رابعاً:حقن الأدوية دون الإستفادة من الأبر والمحاقن التقليديه.

خامساً: اعمال مساعدة في مجال تحسين السمع.

سادساً :نظام تحويل وارسال الدواء الى الأنسجة المريضة.

على ان احدى المشاكل التي تعترض طريق الباحثين في هذا المجال، هو فهم تأثير جزئيات النانو على الأنسجة الحية في الجسم، ومقدار التسمم الذي قد تسببه للجسم.

لقد أنجزت العديد من الدول في مختلف انحاء العالم اعمالاً ضخمة في هذا الإطار، وحتى العام 2006 للميلاد، تم تسجيل ما يقرب من 130 دواءاً ونظاماً لإيصال الدواء الى الجسم، استفيد فيها من تقنية النانو.

هذا ومن المتوقع في المستقبل القريب، ان تتمكن تقنية النانو في عالم الطب وفي اقسامه المختلفة مثل نظام ايصال الدواء الى الجسم، وانواع العلاج وتصوير اجزاء الجسم باساليب متطورة للغايه تتمكن من تحقيق ثورة علمية يسجلها التاريخ الأنساني، بين ثورات البشر العلمية والتقنية.

وسيأتي خلال هذا الموضوع الحديث باختصار وايجاز حول المحاور التالية:

الف) نظام ايصال الدواء الى انسجة الجسم.

ب) مرض السرطان، والأورام الخبيثة.

ج) التصوير الطبي.

د) نانو روبوت NANO RABOT

هـ) اجهزة تعمير الخلايا التالفة.

نظام إرسال الدواء إلى أنسجة الجسم.

في هذا المجال ينصب اهتمام العلماء والباحثين على حصول الأنسجة من الناحية البايلوجية على الدواء الذي تحتاجه في حالة المرض.

السرطان والأورام الخبيثة :

من الأمراض التي اعيت الطب مهما حقق من تقدم مرض السرطان، والأورام الخبيثة التي قد تظهر في اجزاء مختلفة من جسم الإنسان.

ان قدرة تقنية النانو على تشخيص الأورام السرطانية، هي من بين الأحلام التي راودت لسنين مخيلة الباحثين بالإمكان باستخدام تقنية النانو من الحصول على صور متطورة من الناحية الطبية للأورام والخلايا السرطانية، ويمكن القول انها صور استثنائية واحجام هذه الصور تساعد الأطباء والباحثين على الحصول على معلومات كافية حول هذه الأورام هذا واظهرت نتائج آخر البحوث ان العلماء قد توصلوا الى طريقة جديدة بفضل تقنية النانو يمكن بواسطتها تصوير الأورام الخبيثة في الجسم وتحديد اماكنها بدقة، ومن بعد ذلك القيام بعملية العلاج بشكل مباشر من خلال التخلص من الورم الخبيث.

وفي هذا المجال وفي علاج السرطان بالذات (عافانا الله و عافاكم ) أحب أن أعرض عليكم إنجازات العلماء المصريين ولكن في الخارج! فأرجو الإطلاع على هذا المقال التفصيلي من جريدة الأهرام :

العالم المصري الحائز علي أعلي وسام أمريكي في العلوم: علاج السـرطان بالذهب خلال ‏7‏ سـنوات

(( في احتفال خاص بالبيت الأبيض ‏,‏ تم تكريم العالم المصري الأصل الدكتور مصطفي السيد أستاذ الكيمياء الحيوية ومدير معمل ديناميكيات الليزر في معهد جورجيا للتكنولوجيا لحصوله علي أرفع وسام علمي أمريكي في مجال الكيمياء لعام‏ 2007.‏ و نال الدكتور مصطفي السيد هذه الجائزة لإسهاماته العديدة البناءة والمبدعة التي أسهمت في فهم الخواص البصرية والالكترونية للمواد الثانوية وتطبيقاتها في مجالات عديدة وبخاصة طب النانو ومجال العوامل المساعدة الثانوية وجهوده الانسانية في التعاون والتبادل بين مختلف الدول ودوره البارز في تطوير الريادة العلمية في المستقبل‏.‏

وأكد الدكتور مصطفي السيد أن أبحاثه تركزت حول استخدام تقنية النانو تكنولوجي في مجال الطب‏,‏ وبخاصة في أبحاث السرطان بمشاركة نجله الدكتور أيمن استاذ جراحة العنق والرأس بمركز السرطان بجامعة كاليفورنيا في سان فرانسيسكو‏,‏ فقد توصلا الي أن جزيئيات الذهب النانو التي تساعد في اكتشاف الخلايا السرطانية وعند تسخينها يمكنها تدمير الخلايا السرطانية‏.
وهما يعملان حاليا علي تطوير قضبان ذهب نانوية اسطوانية الشكل يمكن أن تلتحم بالخلايا السرطانية‏,‏ حيث ينبعث ضوء عند عملية الالتحام مما يسهل اكتشاف هذه الخلايا المصابة‏,‏ وباستخدام أشعة الليزر يمكن لهذه القضبان تدمير هذه الخلايا بشكل انتقائي وبنسبة‏100%‏ ودون إحداث أي إضرار بالخلايا السليمة‏,‏ إذ أن هذه القضبان مصممة بتردد يسمح لها باستخدام أشعة الليزر التي تنقب تحت الجلد لقتل الخلايا السرطانية دون إلحاق أي ضرر بالجلد‏.‏

وقد توقع العالم المصري أن يتم تطبيق اختراعه في علاج السرطان برقائق الذهب النانونية في خلال ‏7 سنوات من الآن‏، معربًا عن تخوفه من أن يسبق الصينيون بتطبيق هذا العلاج نظرا لعدم التزامهم بقيود التجريب علي البشر‏,‏ خاصة أن أغلب فريقه من الصينيين‏,‏ وأكد أن القيود الصارمة علي التجارب العلمية علي البشر في الولايات المتحدة تحول دون الإسراع في تجريب هذا الأسلوب علي المرضي من البشر‏,‏ مشيرا إلي أنه في انتظار الموافقة علي تجريبه علي البشر‏,‏ بعد أن نجح بنسبة‏100%‏ في علاج الحيوانات المصابة بالسرطانات البشرية باستخدام متركبات الذهب النانومترية‏.‏

يذكر أن النانو هو أصغر وحدة في الذرة توصل اليها العلماء حتي الآن وتبلغ من الدقة تحت الميكروسكوب بحيث يعادل سمك شعرة الانسان الواحدة ‏50‏ ألف نانو‏,‏ ويصل حجم كرة الدم الحمراء إلي ألف نانو ويشكل واحدا علي ألف من المللي‏.‏

وقال الدكتور مصطفي السيد أن مادة الذهب تفقد خواصها اللاتفاعلية حينما يتم تفتيتها إلي دقائق نانوية وتتحول إلي مادة تفاعلية ومحفزة تتفاعل مع جسم الخلية السرطانية وتحدث وميضا داخلها‏,‏ بينما لاتتفاعل مع الخلية السليمة‏,‏ وبالتالي تبدو الأخيرة داكنة تحت المجهر‏.‏ وتتجمع رقائق الذهب الناونية لتشكل طبقة مضيئة علي جسم الخلية المريضة لتقتلها خلال دقائق بينما تتفتت داخل الخلايا السليمة ولاتؤثر عليها بأي حال‏.‏

ويشير إلي أن رقائق الذهب النانونية تتعرف علي الخلايا السرطانية المصابة لكنها لاتري الخلايا السليمة‏,‏ وتقوم مادة النانوالذهبية بامتصاص ضوء الليزر الذي يسلط عليها بعد وصولها إلي الخلية المصابة وتحوله إلي حرارة تذيب الخلية السرطانية‏.‏ وتوقع العالم المصري‏(‏ الأمريكي الجنسية‏)‏ أن يكون هذا العلاج أقل تكلفة من ناحية المواد المستخدمة فيه من العلاج بالليزر‏,‏ حيث قد يكفي ميكروجرام واحد‏ (‏واحد علي ألف من جرام الذهب‏)‏ لعلاج كبد مصابة بالسرطان‏.‏

وقال أن هذا البحث استغرق منه سنتين‏,‏ وحذر من أن النانوالذهبي يقتل الخلايا فقط التي يتم توجيهه إليها‏,‏ إذ من الممكن أن تظهر في أماكن أخري من الجسم وبالتالي يتعين التعامل معها بنفس الأسلوب أينما تكن‏.‏

وتجدر الاشارة الي أن الباحثة المصرية الدكتورة مني محمد المدرس بالمعهد القومي لعلوم الليزر بجامعة القاهرة هي التي دربت الفريق الصيني الذي أجري الأبحاث مع الدكتور مصطفي السيد علي كيفية تفتيت المادة الي نانو قبل أن تعود الي القاهرة‏.‏

يذكر ان الدكتور مصطفي السيد تخرج في كلية العلوم جامعة عين شمس عام‏1952,‏ ونال درجة الدكتوراه من جامعة فلوريدا عام‏1959‏ وعمل باحثا في كل من جامعات يال وهارفارد ومعهد كاليفورنيا للتكنولوجيا‏,‏ ويعد واحدا من أبرز العلماء في العالم في مجال تطبيقات الوسائل الطيفية الجزيئية لدراسة التحولات الحركية في الجزيئيات الكيمائية والمجموعات الذرية الغازية والأجسام الصلبة والأنظمة الحيوية ودراسة آليات تحولات الطاقة في مختلف الجمل الفوتوكيميائية والفوتو تركيبية‏.‏

وللدكتور مصطفي السيد قاعدة علمية عرفت باسمه السيد رول أسسها في الستينيات من القرن الماضي‏,‏ وتدرس في الكتب الدراسية حتي الآن كما نال اعتراف العديد من الدوائر العلمية المرموقة بفضل بحوثه الرائدة في مجال تخصصه‏,‏ وقد نشر له أكثر من‏500‏ بحث في الدوريات العلمية المحكمة والرائدة‏,‏ وفي‏8‏ يناير‏2008‏ أحتل أحد أبحاثه المركز الأول في قائمة العشرة بحوث القمة الأكثر اقتباسا في الكيمياء)) انتهى المقال

التصوير الطبي:

يمكّن التصوير بالنانو الباحثين والأطباء من تعقب اي حركة تحدث في النسيج الحي داخل جسم الإنسان.

وفي مستطاع الأطباء هنا التعرف بدقة على حركة الدواء داخل النسيج المريض ..

هذا وإن دراسة بعض خلايا الجسم يكون صعباً، ومن هنا يلجأ العلماء إلى تلوينها وهناك مشكلة أخرى ألا وهي أن الخلايا التي تصدر أمواجًا ضوئية مختلفة في الطول لا تعمل بشكل واحد أو بكيفية واحدة على الدوام.
الأمر الذي يجعل عمليات التصوير الطبي تواجه مشاكلاً على صعيد التشخيص الصحيح.
وقد تمكن العلماء من حل هذه المشكلة وذلك باستخدام بعض جزئيات النانو التي تبدي ردود فعل مختلفة إزاء الترددات الموجية المختلفة الناشئة بطبيعة الحال عن اختلاف طول الموجة.
جدير أن نذكر هنا ان تقنية نانو جزئيات هي إحدى فروع تقنية النانو بشكل عام، حيث يتم الاهتمام في إطار هذه التقنية بالمكونات الجزئية للمادة وهي بلا شك المكونات الأساسية فيها بعد الذرات وهذا العلم في حد ذاته حالياً يعتبر علماً نظرياً، وقد يحتاج إلى العديد من السنين ليدخل مرحلة التطبيق العملي.

نانو روبوت أو الأجهزة الآلية الدقيقة:

عندما تصل هذه الأجهزة إلى مرحلة الاستخدام العملي تكون قد أحدثت تغييراً أساسيا في علم الطب حيث يمكن بواسطة هذه الأجهزة الدقيقة إيصال الدواء إلى الأجزاء والأعضاء المريضة في الجسم.

ومن الضروري الإشارة هنا الى ان الباحثين والعلماء في جامعة (كارنكي ملون) قد تمكنوا حديثاً من انتاج محرك نانو يكون في مستطاعه التجول بكل سهولة في الأوعية الدموية داخل جسم الإنسان.

وهذا الحدث بالإمكان اعتباره نقطة مهمة في مجال محركات النانو او المحركات الدقيقة جداً.

ولابد من القول هنا ان التصوير بواسطة الرنين المغناطيسي magnetic Resonance Imaging الذي يعرف اختصاراً بـ M.R.I يمكّن من رؤية محركات النانو وهي متحركة وعاملة داخل الجسم.

مكائن تعمير الخلايا التالفة:

في طرق العلاج التقليدية المتبعة في علم الطب والجراحة، يقوم الأطباء بمعالجة الأنسجة والخلايا التالفة بواسطة العمليات الجراحية المختلفة والأدوية المتعددة.
بيد أن الحال يختلف فيما لو استخدمت مكائن تعمير الخلايا التالفة.
وبواسطة ابر خاصة لا تؤدي إلى قتل الخلايا، تدخل المكائن المعمرة إلى الخلايا التي يراد الدخول إليها.

وفي هذه الطريقة العلاجية الحديثة يتم الاستفادة من حقيقة ان خلايا الجسم تبدي ردود فعل إزاء المحركات الخارجية مهما كانت فإذا ما وصلت إليها محركات النانو أو المحركات الدقيقة أبدت رد الفعل هذا. الأمر الذي يغير من عمل الخلايا ويأخذ بها من المرض إلى الشفاء وهذه الطريقة كما يبدو طريقة مباشرة في العلاج .

تكنولوجيا النانو لعلاج إصابات الحبل الشوكى:

من المعروف أن إصابات الحبل الشوكى تؤدى في الغالب إلى الإصابة بالشلل بالموضع أسفل الإصابة و ذلك بسبب عدم مقدرة الخلايا العصبية على النمو مرة أخرى حول مكان الإصابة .
و لكن علماء جامعة نورث ويسترن نجحوا بتطوير تقنية جديدة للتغلب على هذه المشكلة باستخدام جل نانو ( Nano-gel ) و الذي يمنع نمو أنسجة الجرح بمكان الإصابة و يمكن من نمو الخلايا العصبية للحبل الشوكى .و يستخدم الجل عن طريق حقنه كسائل بالحبل الشوكى ثم يتركب في شكل سقالة ( scaffold ) مساندة للخلايا العصبية الجديدة أثناء نموها للأعلى و الأسفل مخترقة موقع الإصابة .و أجرى العلماء اختبارات على الفئران حيث أظهرت الاختبارات تحسن مقدرة الفئران على استخدام أطرافها و المشي بعد العلاج بستة أسابيع .

2- المجال الحربي أو العسكري (الأسلحة)

إليكم مختصر شديد لتصورات استخدامات النانو تكنولوجي في المجال العسكري:

المجال الخصب لها هو مجال التجسس حتى أن البعض يخشى بأن الحياة المدنية للأشخاص ستكون مكشوفة للعيان مع هذه التقنية المخيفة فماذا لن يكون هناك خصوصية لأحد في منزله !

فالدول المتقدمة توصلت لصنع طائرات تجسسية بحجم راحه اليد بواسطة تقنية النانو وفي مجال صناعة الأسلحة والقنابل فالميدان خصب لإنتاجها بتقنية النانو , فعلى سبيل المثال فإن أصغر حشرة تكون بحجم 200 مايكرون وهذا يمثل الحجم المناسب للأسلحة القادرة على تعقب الأشخاص غير المحميين وحقن السموم في أجسادهم. هذه الجرعات المميتة تبلغ 100 نانوجرام أو 1/100 من حجم السلاح.

ومن الأفكار المطروحة و توجهات التوظيف العسكري الراهن للتكنولوجيا:

-ايجاد بديل إلكتروني للجزء الحيوي من الأدمغة البشرية المعروف باسم (قرن آمون)، للوصول إلى وضع يستطيع معه صاحب الدماغ المعدل إلكترونياً تحميل الذاكرة بمئات أضعاف ما هو متاح طبيعياً، وتخزين التعليمات المعقدة، والقدرة على تحقيق الاتصال والتواصل بين دماغ بشري وآخر.

-ابتكار أعضاء وبدائل مصنعة لأجزاء من الجسم بما يتيح رفع مستوى وقدرات الأداء البشري.

-صناعة أقراص تغير عمليات الاستقلاب في خلايا أجسام الجنود بما يمنحهم القدرة على البقاء لعدة أيام بدون نوم أو طعام.

-صنع روبوتات تكاد تطابق الكائنات الحية، مصممة على غرار الصراصير، تستطيع التسلق على الجدران والسلالم والتضاريس الصخرية المختلفة.

-استخدام نحل قادر على اكتشاف المتفجرات.

-صنع أنظمة ترصد من مسافة بعيدة الحالة الذهنية للأشخاص المشكوك بهم، أو المرغوب بمراقبتهم والتجسس على أفكارهم، باستخدام تقنية قريبة من التصوير بالرنين المغناطيسي وسواه، بحيث تتمكن هذه الأنظمة من كشف نوايا الشخص وقراءة أفكاره مسبقاً.

بالأمس القريب كانت لدينا أسلحة الدمار الشامل (Massive Destruction Weapons)، والتي تتضمن السلاح البيولوجي (Biological Weapons)، والسلاح الكيميائي (Chemical Weapons)، والسلاح النووي (Nuclear Weapons)، وذلك لإنتاج أسلحة فتاكة ذات تأثير فعال سريع. ثم تطوّر الأمر ليصبح لدينا خليط من السلاح أكثر ضراوة يجمع بين الأسلحة الثلاثة السابقة، وقد تم للقوى العظمى ذلك مما أذهل العالم من خطورة ذلك الناتج العجيب. واليوم تم الانتقال تماما من تلك الأسلحة التقليدية حديثة العهد إلى السلاح المعتمد على تقنيه النانو.

3- المجالات العامه كالاقتصاد:

هل تعلمون أن تقنية النانو الآن تستخدم في صيانة أنابيب النفط تقوم بصيانه الأنابيب من الداخل بالقضاء على الأجزاء الصدئه وإعادة ترميمها وبنائها.

4- مجال الفضاء :

ذكر ميا ميابان مدير مركز تقنية النانو في مركز اميس للأبحاث التابع لناسا «لقد تحقق تقدم مؤكد في هذا المجال» بالمقارنة بالأبحاث الرئيسية التي كانت تجرى قبل خمسة أو ستة أعوام. واضاف «لقد بدأنا التوصل إلى بعض الاستنباطات.
- فقد تم تصنيع مجس كيميائي محكم باستخدام انابيب نانو كربونية. ومثل هذا الجهاز مثالي للاستخدام في مهام ناسا المتعلقة بكيمياء الفضاء. كما تم تصميم جهاز لقياس الموجات باستخدام تقنية النانو، وهو جهاز أداؤه اعلي بكثير من الأجهزة التجارية المتوفرة بينما يستخدم طاقة اقل كما انه اخف واصغر حجما. وقال ميابان انه يمكن وضع الجهاز في كف يده.

وانه يجب ان يكون معدا للاستخدام في بعثات الفضاء بين عامي 2009 و2010». وذكر ميابان ان على ناسا ان تنظر نظرة بعيدة المدى فيما يتعلق بقدرات تقنية النانو التي يمكن ان تكون فعالة في القمر والمريخ والخطط الخاصة بفترة تتراوح ما بين 10 إلى 15 سنة». وكان ميابان قد قاد ورشة التحدي العظيم لمبادرة تقنية النانو في بالو التو بكاليفورنيا في الصيف الماضي. وقد جمعت هذه المبادرة التي تمت تحت رعاية ناسا خبراء في 6 مجالات من المرجح ان تلعب فيها تقنية النانو دورا في جهود الفضاء وهي:

* مواد نانو: انابيب نانو كاربون Nano carbonic tubes ، مواد خفيفة يمكن ان تحدث ثورة في تصميم السيارات بسبب قوتها وقدرتها على توصيل الكهرباء والحرارة.

* نانو روبوت: المرحلة المقبلة في عمليات التصغير يمكن ان تؤدي إلى تصنيع محركات أو روبوتات ميكروسكوبية للمساعدة في دراسة الخلايا والنظم البيولوجية، بالإضافة إلى الألياف.

* عربات ميكرو: عربات متناهية في الصغر يمكن تطويرها لأبحاث الفضاء العميق، والمدارات والمناخ أو استكشاف الأسطح المتحركة.

* مجسات نانو: مجسات متناهية في الصغر ولاسلكية وسريعة وفي غاية الحساسية، يمكن وضعها مع المجسات الالكترونية والكيميائية أو البصرية لاستخدامها في المهام العلمية، ولاسيما في التحليل الفوري وعمليات الروبوت.

* يمكن إدماج تقنية النانو في شبكات بشرية مثل أجهزة الرعاية وشبكات المراقبة البيئية.

* إدارة الأوضاع الصحية لرواد الفضاء: يمكن لرواد الفضاء في رحلات طويلة استخدام تقنية النانو لمواجهة الأوضاع المناخية ذات الاشعاعات المرتفعة وتصنيع أجهزة رقابة طبية ومعدات للعلاج، والمساعدة في خفض أو التغلب على الضغوط والتوتر الناشئ عن رحلات الفضاء الطويلة. ويمكن تحقيق ذلك عن طريقتين. الاولى هي تصنيع المواد النانو التي يمكن استخدامها للتغلب على اختراق الأشعة الكونية للسفن. والطريقة الأخرى هي المجسات النانو لتحديد مستويات الأشعة.

مصعد الفضاء (( عجائب الدنيا في المستقبل))

* واحد من الأفكار العظيمة لتطبيق تقنية النانو هو المصعد الفضائي. تخيل كابل مرتبط بالأرض على منصة عائمة في خط الاستواء، وفي الناحية الأخرى معلقة في الفضاء فيما بعد المدار. ويستخدم المصعد الفضائي مصاعد كهربائية تتحرك على الكابل لوضع صواريخ ومحطات فضائية ومعدات في مدار الأرض.

وستتيح أنابيب النانو للمهندسين بناء مصاعد فضائية والتحرك بسرعة في الفضاء. ويمكن لنفس المادة خفض كلفة نقل المعدات عبر المصاعد وتخفيف وزن الاقمار التي تعمل بالطاقة الشمسية ومحطات الفضاء

مسك الختام كما يقولون !

أجمل و أعجب ما يتعلق بتكنولوجيا النانو ( على الأقل بالنسبة لي !)

هل تعلمون ما هو؟

سيف صلاح الدين الأيوبي! كان سيف نانو أصلي !

نعم ما قرأتموه صحيح تمامًا ! ....وأنا أبحث في مختلف الأوراق والأبحاث و المواقع عن كل ما يتعلق بتكنولوجيا النانو هذا أكثر ما أدهشني (برغم أن كل ما يتعلق بتلك التكنولوجيا مدهش) وأعجبني وأسعدني أيضًا وملخص الأمر أن سيف صلاح الدين الأيوبي كان معروفًا و مشهورًا بقطع سيوف الأعداء وليس رقابهم فقط! وإليكم التفاصيل:

أولا الأمر ليس مبالغة بل إنه حقيقة فالسيف الدمشقي كان سر من أسرار دولة صلاح الدين الأيوبي التي هزم بها الصليبيين واكتشف سر هذا السيف بعد قرون طويله وليس هذا فحسب إنما ذهب العلماء أن المسلمين هم أول من استخدم علم النانو تكنولوجي بصناعة هذا السيف ومعاً لنتعمق في ما يميز السيف الدمشقي .

شكّل السيف الدمشقي عبر القرون الماضية لغزاً مستعصياً علي الحل في الصناعة الحربية، إذ رويت عنه الأساطير وقيل أن الشعرة كانت تنشطر إلي نصفين لدي سقوطها علي نصله، وأنه كان من عوامل انتصار "صلاح الدين الأيوبي" علي الصليبيين في المعارك التي خاضها ضدهم، وأن القادة الأوروبيين كانوا يرسلون التجار إلي دمشق لشراء تلك السيوف المميزة وبأغلي الأثمان للتباهي بها، واستخدامها في المبارزات وفي المعارك الهامة.

وروي أن الاسكندر الأكبر ما كان ليقطع عقدة "غورديان" لو لم يمتلك سيفاً دمشقياً، ورغم محاولة الحرفيين الغربيين تقليده عبر العصور فإن صناعته ظلت لغزاً حتي يومنا هذا.

امتازت السيوف الدمشقية عن غيرها بظاهرة فنية عرفت باسم "جوهر السيف" أو "فرنده"، وللجوهر أسماء منها "الدمشقي" أو "الشامي"، وله أشكال عديدة تظهر علي النصال وتشاهد له تموجات وبقع، ومن أهم خصائص الجوهر الدمشقي أنه يمتاز بأشكال البقعة المحكمة كتموجات رائعة، كما يمتاز بإشراق له مائل إلي البياض مع عدم قابليته للصدأ كسائر أنواع الجوهر، كما يمتاز بلينه ولدانته وثباته فالجوهر الدمشقي إذا طرق نصله وأعيد تحضيره وظهر فيه الجوهر .

* أين السر؟

بعد سبعة قرون من الحيرة والاختبارات الفاشلة، نجح عالمان أمريكيان من جامعة ستانفورد في الولايات المتحدة الأمريكية في التوصل إلي معرفة سر السيف العربي بعد أن بذلا جهداً مضنياً خلال ما لا يقل عن ست سنوات في المختبرات، فما هي ميزات ذلك السيف؟

بدأ العالمان الأمريكيان اختباراتهما بالبحث عن سر المرونة الفائقة في السبائك المعدنية وكيفية تحقيقها في الفولاذ بشكل خاص.

العالم الأول هو "أوليغ شيربي" الذي يعمل أستاذاً في علم المعادن والهندسة في جامعة ستانفورد، والثاني هو "هيفري وادسورث" ويعمل في مختبرات شركة "لوكهيد" للصناعة الحربية في بالوالتو.والواقع أن المرونة الفائقة تتوفر عادة في عدد ضئيل من السبائك المعدنية، ولها ميزة التكيف مع المتطلبات الصناعية في أخذ الشكل المطلوب دون الحاجة إلي التقطيع واستخدام أسلوب الوصل في ما بين القطع، وهذا النوع من السبائك لا يفقد صلابته بعد تبريده، كما يحافظ علي شكله المصقول ولا تظهر فيه البقع والحبيبات الصغيرة بعد صناعته. ولكن لا تمتلك المعادن جميعها مثل هذه الخاصية، كما أن أهم معدن يستخدم في تلك الصناعة وهو الفولاذ، لا تزال سبيكته الساخنة صعبة التكيف وممتنعة جزئياً عن التشكيل.

اختبار علمي
اتبع "وادسورث وشربي" أسلوباً حقق لهما الغرض المطلوب في فك هذا اللغز، إذ قاما بتقليب المعدن المسّخن وهو في حرارة "2050 فهرنهايت" بصورة مستمرة، وعمدا في تلك الأثناء إلي خفض حرارته إلي درجة "1200 ف" وحافظا علي تلك الحرارة خلال عملية تشكيله.
وهذه العملية تشبه كثيراً عملية صنع الخزف الذي يعجن وهو يلف بصورة مستمرة.

وبعد أن عرض هذه الإنجاز علي جمهرة من العلماء صاح أحدهم: أن هذا الذي صنعه العالمان هو الفولاذ الدمشقي بالتحديد، وبعد مقارنة المعدنين ببعضهما لوحظ تطابق شديد بينهما مع فارق واحد هو أن المعدن الجديد صنع بواسطة الآلات بينما الأول صنع علي يد الحداد الدمشقي بالطرق العادية.!!.

* باحثون ألمان: صانعو السيوف المسلمين كانوا يستخدمون شكلاً من أشكال النانو تكنولوجي:
أعلن "بيتر بوفلر" الباحث بالجامعة التكنولوجية بمدينة دريسدن الألمانية أن الفريق البحثي قد اكتشف عند تحليله لواحد من شفرات السيوف الدمشقية دقيقة التكوين عن وجود آثار لأنابيب متناهية الصغر عبارة عن اسطوانات دقيقة من الكربون ذات مواصفات خاصة. وفقًا لما ورد عن جريدة "القبس الإلكترونية"

وأضاف "بوقلر" أن تلك الأنابيب متناهية الصغر المصنوعة من الكربون صارت اليوم قمة تكنولوجيا النانو أو علم المواد متناهية الصغر، كما وجدت بقايا الأسلاك متناهية في الصغر' من الكربيد، هذه الأسلاك المصنوعة من مادة شديدة الصلابة ربما احتوت داخلها على أنابيب متناهية الصغر من الكربون وهي التي أعطت السلاح قوته غير الطبيعية وشكله الأخاذ.

وأشار إلى أن الحدادين قد استطاعوا من خلال تطوير معالجة الشفرة لأقصى حد ممكن عمل أنابيب متناهية في الصغر قبل أكثر من 400 سنة، مما يمكن للعلماء بمزيد من الدراسة لتركيبة السيف القدرة على إعادة إنتاج هذه الوصفة التي طال نسيانها للصلب الدمشقي، والتي ظلت الكيفية التي تمكن بها حدادو العصور الوسطى من التغلب على ضعف المادة الصلبة لإخراج هذا المنتج النهائي القوي سرًا من الأسرار حتى الآن.

******************

كتب ومراجع عن النانو تكنولوجي :

الكتاب الأول

Introduction to Nanotechnology

الكتاب الثاني

Nanotechnology: Global Strategies, Industry Trends and Applications

الكتاب الثالث

The Handbook of Nanotechnology : Business, Policy, and Intellectual Property Law
Author: John C. Miller

المصدر :
النانو تكنولوجي .. أعجوبة العالم الجديدة - SuezNas ( ناس السويس )