التفكير النانوى

التفكير النانوى

يكافح الباحثون لابتكار كمبيوترات أجزاؤها فى حجم الجزيئات أو الذرات وإن ترتيب هذه الجزيئات والذرات سيكون له عدد هائل من التطبيقات التكنولوجية وأنه من الممكن أن يصمموا أسلاكا يبلغ قطرها ( 10 ذرات ) ودوائر الكترونية تتكون من ( 7 ذرات ) .

وعن طريق الاستنتاج يتم استنتاج طرق جديدة للتصنيع فى اطار ( التكنولوجيا النانوية ) .

مجهر المسح النفقى :

إن التكنولوجيا النانوية هى التكنولوجيا التى تتعامل مع أجسام يبلغ قطرها جزء واحد من البليون من المتر فإن ( 10 ذرات ) مصفوفة بجوار بعضها البعض يمكن وضعها فى مقياس ( النانو ) الفائق الصغر .

ولقد صنع العلماء مفاتيح محولات صغيرة لوصل ذرات كهربائية أو فصلها تجريبيا من ذرات أو جزيئات وحيدة عن طريق ( مجهر المسح النفقى ) كما حرك العلماء لأول مرة ذرات متفردة لتشكيل نماذج وأشكال معينة .

وربما تكون هذه التكنولوجيات أساسا لجيل جديد من الأجهزة ذات الذاكرة بحيث يمكن تخزين محتويات ( 30 مليون كتاب ) فى حجم لا يزيد عن ( 1 سم مكعب ) .

وهناك مجموعة من الكيميائيين تجرى تجاربها لتصنيع مجموعات بالغة الدقة من مجرد بضع عشرات من الذرات التى يمكن استخدامها فى صنع الترانزستورات والمكونات الالكترونية الأخرى .

تطبيقات تكنولوجية مذهلة :

1 ) أجهزة احساس للتلوث الهوائى يمكن أن تكتشف ذرات منفردة من مواد سامة .

2 ) أنابيب نانوية لا يتجاوز سمكها بضع ذرات لكنها أقوى من الصلب .

3 ) أصغر بطاريات ومحركات فى العالم .

4 ) آلات فى حجم الميكروبات ( روبوتات نانوية ) تحقن فى جسم الانسان للقضاء على انسداد الشرايين أو تدمير الأورام السرطانية .

5 ) آلات نانوية للكشف عن المعادن فى أعماق الأرض وإنشاء ناطحات سحاب من سطح الأرض إلى أعلى .

6 ) كمبيوترات نانوية صغيرة فى الحجم وفائقة السرعة والدقة .

وقد تركزت الجهود البحثية فى مجال التكنولوجيا النانوية على ابتكار كمبيوترات أو أجزاء من الكمبيوتر فى حجم الجزيئات أو الذرات بسبب الحاجة لصنع كمبيوترات أكثر سرعة وذات ذاكرة أكبر وبتكلفة أقل عن طريق صنع كمبيوترات أصغر حجما .

ولقد تحققت معظم الانجازات الضخمة عن طريق ( مجهر المسح النفقى ) ( STM ) الذى ابتكر عام ( 1981 ) ويعمل بوضع إبرة فائقة الدقة على مسافة بضعة أقطار ذرية من السطح المراد فحصه ثم من خلال قياس عدد الالكترونات التى تقفز عبر الثغرة التى بين الإبرة والسطح يمكن العلماء من رسم الشكل الجانبى الدقيق للسطح حتى أبعاد الذرات .

ولقد فتح مجهر المسح النفقى أفاقا واسعة بحيث يمكن للعلماء صف ذرات بجوار بعضها البعض وصناعة أجهزة وآلات نانوية .

البروتينات والتكنولوجيا النانوية :

جعل العلماء التكنولوجيا النانوية حقيقة واقعة عن طريق الاهتمام بالبروتينات فى جسم الانسان لأن البروتينات تؤدى كم هائل من الوظائف فى جسم الانسان إذ أنها تحارب الأمراض وتنقل الأكسجين من الرئتين إلى باقى أجزاء الجسم وتؤدى إلى انقباض العضلات وهضم الطعام .

إن خلايا الجسم تحتوى على مصانع تكنولوجيا نانوية لصنع البروتينات ( ريبوسومات ) إلى جانب المكافىء الحيوى لمراكز شحن وتسلم البروتينات وانتقال الكتلة ورصد حركة المخزون .

وقد تمكن علماء البيولوجيا من تغيير بروتين جسم مضاد بحيث يلتقط ويحتفظ بذرة زنك واحدة وهو ما لا يمكن لأى جسم مضاد عمله طبيعيا وسوف يساعد هذا على مكافحة الأمراض .

استخدم علماء الكيمياء الحيوية بروتينا ( فيرتين ) لحجز قطع صغيرة من أكسيد الحديد فى قفص شديد الضآلة لتكوين مغنطيسات بأبعاد نانوية .

إن مثل هذه الجزيئات قد تصبح أجزاء من روبوتات تعمل داخل الجسم البشرى وتزيل الكيماويات الضارة بالجسم ( المواد المؤكسدة ذات الشق الطليق ) التى تسبب الشيخوخة .