ماهي تقنية النانو

تقنية النانو هي مجال بحث وابتكار يهتم ببناء “الأشياء” بشكل عام، المواد والأجهزة، على نطاق الذرات والجزيئات، النانومتر هو واحد من المليار من المتر تساوي عشرة أضعاف قطر ذرة الهيدروجين، في مثل هذه المقاييس، لم تعد القواعد العادية للفيزياء والكيمياء سارية.على سبيل المثال، يمكن أن تختلف خصائص المواد، مثل اللون والقوة والتوصيل والتفاعل، اختلافًا كبيرًا بين المقياس النانوي والماكرو، تعتبر “الأنابيب النانوية” الكربونية أقوى 100 مرة من الفولاذ لكنها أخف وزناً بست مرات.

أهمية تقنية النانو

تم الترحيب بتقنية النانو باعتبارها لديها القدرة على زيادة كفاءة استهلاك الطاقة، والمساعدة في تنظيف البيئة، وحل المشكلات الصحية الرئيسية.

يقال إنه قادر على زيادة الإنتاج الصناعي بشكل كبير بتكاليف منخفضة بشكل كبير.

ستكون منتجات تكنولوجيا النانو أصغر وأرخص وأخف وزناً ولكنها أكثر فاعلية وتتطلب طاقة أقل ومواد خام أقل لتصنيعها ، كما يزعم دعاة التكنولوجيا النانوية.

تاريخ تقنية النانو

في يونيو 1999، تحدث ريتشارد سمالي، الحائز على جائزة نوبل في الكيمياء، أمام لجنة العلوم بمجلس النواب الأمريكي حول فوائد تقنية النانو.

قال: “إن تأثير تكنولوجيا النانو على صحة الناس وثروتهم وحياتهم ، سيكون على الأقل مساويًا للتأثيرات المجمعة للإلكترونيات الدقيقة والتصوير الطبي والهندسة بمساعدة الكمبيوتر والبوليمرات التي يصنعها الإنسان والتي تم تطويرها في هذا القرن. . “

فوائد تقنية النانو

تقنية النانو في الطب

لكن يمكن أن تؤدي تكنولوجيا النانو في يوم من الأيام إلى أنظمة أرخص وأكثر موثوقية لتوصيل الأدوية.

على سبيل المثال، يمكن للمواد المبنية على المقياس النانوي أن توفر أنظمة تغليف تحمي وتفرز الأدوية المغلقة بطريقة بطيئة ومنضبطة.

قد يكون هذا حلاً قيمًا في البلدان التي ليس لديها مرافق تخزين وشبكات توزيع مناسبة، وللمرضى الذين يخضعون لأنظمة الأدوية المعقدة والذين لا يستطيعون تحمل الوقت أو المال للسفر لمسافات طويلة لزيارة طبية.

مرشحات نانومترية لتحسين أنظمة تنقية المياه

توفر الفلاتر التي تم تصميمها على المقياس النانوي وعدًا بأنظمة تنقية مياه أفضل رخيصة التصنيع وطويلة الأمد ويمكن تنظيفها.

يمكن لتقنيات أخرى مماثلة امتصاص أو تحييد المواد السامة، مثل الزرنيخ، التي تسمم منسوب المياه الجوفية في العديد من البلدان بما في ذلك الهند وبنغلاديش.

الأمن الغذائي

استخدام مستشعرات النانو على المحاصيل وجسيمات النانو في الأسمدة

توفر المستشعرات الصغيرة إمكانية مراقبة مسببات الأمراض على المحاصيل والماشية وكذلك قياس إنتاجية المحاصيل.

بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تزيد الجسيمات النانوية من كفاءة الأسمدة.

مجالات الطاقة المتجددة والمستدامة لمساعدة البيئة

يمكن لتطبيق تكنولوجيا النانو في مجال الطاقة المتجددة والمستدامة (مثل الخلايا الشمسية وخلايا الوقود) أن يوفر مصادر طاقة أنظف وأرخص.

هذه من شأنها تحسين صحة الإنسان والبيئة.

تطبيقات النانو لتنظيف البيئة

يمكن لمرشحات مياه الصرف الصغيرة أن تنخل الانبعاثات من المنشآت الصناعية، وتزيل حتى أصغر المخلفات قبل إطلاقها في البيئة.

مرشحات مماثلة يمكن أن تنظف الانبعاثات من محطات الاحتراق الصناعية.

يمكن استخدام الجسيمات النانوية لتنظيف الانسكابات النفطية، وفصل الزيت عن الرمل، وإزالته من الصخور، وعن ريش الطيور العالقة في الانسكاب.

تطبيقات تقنية النانو في الفيزياء

يركز على تطوير طرق وأنظمة لتقنيات التعرض والتوصيف الفيزيائي والكيميائي والسموم للمعايير البيئية.

تم اعتماد طرق الهباء الجوي المبتكرة هذه كطرق مرجعية من قبل العلماء ومقيّمي الصحة العامة.

الدراسات الميكانيكية والجزيئية الحيوية

يركز على نقل الجسيمات النانوية في الوسائط الفسيولوجية والأنظمة الفسيولوجية بالإضافة إلى تفاعلات الجسيمات النانوية والجسيمات النانوية والخلايا النانوية التي تؤثر بشكل مباشر على الامتصاص الخلوي ومصير الجسيمات النانوية.

دراسات السمية وحركية الدواء داخل الجسم الحي

يستخدم هذا التقسيم كلاً من الاستنشاق والتقطير في الجسم الحي لتقييم درجة الإصابة والالتهاب وكذلك الاستجابة الدوائية للمواد النانوية التي يتم تسليمها.

تقنية النانو المستدامة

يعتمد النجاح المحتمل أو الفشل المحتمل لصناعة تكنولوجيا النانو على الصحة والسلامة البيئية للمواد النانوية الهندسية (ENMs).

يهتم بتطوير أساليب جديدة تجعل تكنولوجيا النانو وتطبيقها أكثر أمانًا للمستخدم والبيئة.

بحث عن تقنية النانو

عند الاستعانة بما قدمه الآخرون من بحث عن تقنية النانو نجد أنه يتوخى آخرون الحذر مثل حماسة سمالي. حذر إريك دريكسلر، العالم الذي ابتكر مصطلح تكنولوجيا النانو، من تطوير “تقنيات بالغة القوة والخطورة للغاية”.

في كتابه محركات الخلق، تصور دريكسلر أن الجزيئات ذاتية التكاثر التي أنشأها البشر قد تفلت من سيطرتنا.

على الرغم من أن الباحثين في هذا المجال قد فقدوا مصداقية هذه النظرية على نطاق واسع، إلا أن العديد من المخاوف لا تزال قائمة فيما يتعلق بتأثيرات تقنية النانو على صحة الإنسان والبيئة بالإضافة إلى التأثير الذي يمكن أن تحدثه الصناعة الجديدة على الانقسام بين الشمال والجنوب.

يشعر النشطاء بالقلق من أن علم وتطوير تكنولوجيا النانو سيتقدمان بشكل أسرع مما يمكن لصانعي السياسات استنباط التدابير التنظيمية المناسبة.

يقولون إنه يجب إجراء مناقشة مستنيرة لتحديد التوازن بين المخاطر والفوائد.

سلبيات تقنية النانو

الجسيمات النانوية والسمية

أظهرت الأبحاث أن جزيئات بحجم النانو تتراكم في تجاويف الأنف ورئتي وأدمغة الفئران، وأن المواد النانوية الكربونية المعروفة باسم “كرات بوكي” تسبب تلفًا في الدماغ في الأسماك.

حذر فيفيان هوارد، عالم السموم بجامعة ليفربول في المملكة المتحدة، من أن صغر حجم الجسيمات النانوية يمكن أن يجعلها سامة، وحذر من أن هناك حاجة لتقييم المخاطر الكاملة قبل ترخيص التصنيع.

الجسيمات النانوية في البيئة

أعرب العديد من الأطراف المهتمة، بما في ذلك مجموعة ETC الكندية وشركة التأمين SwissRe، عن قلقهم بشأن إطلاق جزيئات صغيرة، نظرًا لصغر حجمها، فإنها قادرة على السفر لمسافات بعيدة في البيئة.

إنهم يحذرون من أننا لا نعرف حتى الآن كيف ستعمل هذه الجسيمات في البيئة أو ما هي التفاعلات الكيميائية التي ستطلقها عند مواجهة الجسيمات الأخرى.

ومع ذلك، تتفق هذه المجموعات نفسها أيضًا مع دعاة تكنولوجيا النانو الذين يشعرون أن المجال قد يوفر تقنيات “أنظف”، وفي النهاية بيئة أنظف.

لكن القلق ينصب في الغالب على نقص الأبحاث في التهديدات المحتملة لتكنولوجيا النانو على صحة الإنسان والمجتمع والبيئة.[1]

ماهي تقنية النانو البيئية

تركز تقنية النانو البيئية على التطبيقات المتعلقة بالمعالجة البيئية، بما في ذلك تطهير الهواء وتعطيل مسببات الأمراض على الأسطح والوسائط البيولوجية.

يقومون حاليًا بتطوير تقنية جديدة خالية من المواد الكيميائية تعتمد على تكنولوجيا النانو تقتل البكتيريا ومسببات الأمراض الأخرى في الهواء وعلى الأسطح.

يستكشفون تطبيق التكنولوجيا في مجال المنتجات الطازجة في محاولة للحد من انتشار مسببات الأمراض التي تنقلها الأغذية وإطالة العمر الافتراضي للمنتجات الطازجة.[2]