ما هي تقنية النانو في الكيمياء ؟، تقنية النانو هي العلوم والهندسة والتكنولوجيا التي يتم إنتاجها على مقياس نانوي يتراوح من 1 إلى 100 نانومتر واليوم سوف نتعلم المزيد عن هذه التكنولوجيا.
ولادة تكنولوجيا النانو
- بدأت الأفكار والمفاهيم الكامنة وراء علم النانو وتكنولوجيا النانو بخطاب الفيزيائي ريتشارد فاينمان بعنوان “هناك مساحة كبيرة في القاع” في اجتماع للجمعية الفيزيائية الأمريكية في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا في 29 ديسمبر 1959، قبل وقت طويل من صياغة المصطلح. تقنية النانو.
- وصف فينمان في خطابه عملية يمكن للعلماء من خلالها التحكم في الذرات والجزيئات الفردية ومراقبتها، وبعد أكثر من عشر سنوات، صاغ البروفيسور نوريو تانيجوتشي مصطلح تكنولوجيا النانو في بحثه حول المعالجة فائقة الدقة.
- لم يكن حتى عام 1981، مع تطوير مجهر مسح نفقي يمكنه “رؤية” الذرات الفردية، بدأت تقنية النانو الحديثة.
راجع أيضًا: ما هي تقنية 3D؟
ما هي تقنية النانو في الكيمياء؟
- تقنية النانو هي دراسة الهياكل الصغيرة للغاية، وفي المقام الأول، “نانو” هي الكلمة اليونانية للقزم، وتعني “نانو” صغيرة جدًا أو مصغرة.
- علم النانو وتكنولوجيا النانو هو دراسة وتطبيق أشياء صغيرة جدًا ويمكن استخدامها في جميع مجالات العلوم الأخرى مثل الكيمياء والبيولوجيا والفيزياء وعلوم المواد والهندسة.
- اليوم، يجد العلماء والمهندسون مجموعة متنوعة من الطرق لتصنيع المواد عمدًا على المقياس النانوي للاستفادة من خصائصها المحسّنة، مثل القوة الأعلى، والوزن الخفيف، والتحكم الأفضل في طيف الضوء، والتفاعل الكيميائي الأكبر من نظرائهم الأكبر حجمًا. .
كيف تعمل تقنية النانو؟
- ما هي تقنية النانو في الكيمياء؟ من الصعب تخيل مدى دقة تقنية النانو الدقيقة. نانومتر واحد هو واحد من المليار من المتر، أو 10-9 أمتار. فيما يلي بعض الأمثلة التوضيحية:
- هناك 25400000 نانومتر لكل بوصة، وسماكة صحيفة حوالي 100000 نانومتر.
- على نطاق مقارن، إذا كان حجم الرخام نانومترًا، فسيكون حجم الأرض مترًا واحدًا.
- يتضمن علم النانو وتكنولوجيا النانو القدرة على رؤية الذرات والجزيئات الفردية ومعالجتها، فكل شيء على الأرض مصنوع من الذرات والطعام الذي نأكله والملابس التي نرتديها والمباني والمنازل التي نعيش فيها وأجسادنا.
- لكن من المستحيل رؤية شيء صغير مثل الذرة بالعين المجردة. في الواقع، من المستحيل رؤيته بالمجاهر المستخدمة بشكل شائع في فصول العلوم بالمدارس الثانوية لأن المجاهر اللازمة للمراقبة على المستوى النانوي تم اختراعها مؤخرًا نسبيًا، حوالي 30 عامًا منذ.
- بمجرد حصول العلماء على الأدوات التي يحتاجون إليها، مثل مجهر المسح النفقي (STM) وميكروسكوب القوة الذرية (AFM)، فإن عصر التكنولوجيا النانوية قد بدأ.
- على الرغم من أن علم النانو وتكنولوجيا النانو الحديثين حديثان تمامًا، فقد تم استخدام المواد النانوية لعدة قرون، مع تناوب جزيئات من الذهب والفضة تخلق ألوانًا 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 الرائعة أحدثت بالفعل تغييرات في تكوين المواد التي كانوا يعملون بها.
انظر أيضاً: معلومات عن مجالات تقنية المعلومات وأهميتها
تطبيق تقنية النانو في مجال الصيدلة
- ما هي تقنية النانو في الكيمياء؟ أحدثت إنجازات تقنية النانو وتطبيقاتها في مجال الطب والصيدلة ثورة في القرن العشرين.
- تقنية النانو هي معالجة الذرات الفردية أو الجزيئات أو المركبات في بنية لإنتاج مواد وأجهزة ذات خصائص خاصة. تتضمن تقنية النانو العمل من أعلى إلى أسفل، أي. تقليل حجم الهياكل الكبيرة إلى أصغر هيكل.
- على سبيل المثال، يتم تطبيق الضوئيات في الإلكترونيات النانوية والهندسة النانوية على حد سواء من أعلى إلى أسفل ومن أسفل إلى أعلى، والذي يتضمن تغيير الذرات والجزيئات الفردية في الهياكل النانوية وهو مشابه جدًا للبيولوجيا الكيميائية.
- تتعامل تقنية النانو مع المواد التي يتراوح حجمها بين 0.1 و 100 نانومتر، ولكن من الطبيعي أيضًا أن تظهر هذه المواد خصائص مختلفة، مثل التفاعل الكيميائي، والتوصيل الكهربائي، والمغناطيسية، والتأثيرات الضوئية، والقوة الفيزيائية، عن المواد السائبة نظرًا لصغر حجمها. بحجم.
- تعمل تقنية النانو مع المادة بمقياس نانومتر (1-100 نانومتر)، وبالتالي يمكن استخدامها في مجموعة واسعة من التطبيقات وإنشاء أنواع مختلفة من المواد النانوية والأجهزة النانوية.
- بمساعدة الاكتشاف المبكر والوقاية من الطب النانوي، من الممكن تحسين التشخيص والعلاج المناسب ومراقبة الأمراض. تُستخدم بعض الجسيمات النانوية كواسمات وعلامات، وأصبح الاختبار أكثر حساسية ومرونة.
- يمكن تطوير أجهزة الاستشعار الحيوية المتقدمة ذات الوظائف الجديدة باستخدام الأنابيب النانوية الكربونية، ويمكن استخدام هذه المستشعرات الحيوية في علم الأحياء الفلكي وإلقاء الضوء على أصل دراسة الحياة.
تقنية النانو في الطب
- حتى اليوم، فإن أمراض مثل 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) مسؤولة عن عدد كبير من الأمراض الخطيرة والمعقدة، المشكلة الرئيسية للبشرية.
- طب النانو هو تطبيق لتقنية النانو يعمل في الصحة والطب. يستخدم الطب النانوي المواد النانوية وأجهزة الاستشعار الإلكترونية النانوية. في المستقبل، سوف يستفيد الطب النانوي من تقنية النانو الجزيئية.
- يحتوي التطبيق الطبي لعلم النانو على العديد 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 لتمييز أجزاء قصيرة من الحمض النووي لتحديد التسلسلات الجينية في العينة.
شاهد أيضاً: أهمية تقنية المعلومات في حياتنا
وأخيرًا، في نهاية رحلتنا مع ما هي تقنية النانو في الكيمياء؟ بمساعدة تقنية النانو، يمكن تجديد الأنسجة التالفة أو إصلاحها، وتستخدم هندسة الأنسجة ما يسمى بالخلايا المحفزة صناعياً، والتي يمكن أن تحدث ثورة في زراعة الأعضاء أو الزرع الاصطناعي.