النانوتكنولوجي

[لك عدت]

النانوتكنولوجي

أخي .. أختي :
هل تخيلت يوماً أن تلبس في معصمك كمبيوتر متكامل الإمكانيات بما فيه هاتف الجوال ..
هل تخيلت يوماً .. أن تأتي للطبيب تشكو من عرض معين فيدخل روبوت في جسمكيتجول في الشرايين يصلح ويرمم ثم يخرج بعد أن أنجز المهمة على أكمل وجه..


هذا ما ستحدثه تقينه النانوتكنولوجي!!!!!

من أسماء هذه التقنية:

- النانو تكنولوجي Nanotechnology
- تقنية المواد المتناهية في الصغر
- التكنولوجيا المجهرية الدقيقة
- تكنولوجيا المنمنمات
- الجيل الخامس


النانوتكنولوجي

يشتق مصطلح "نانوتكنولوجي" من النانومتر، وهو مقياس مقداره واحد من الف من مليون من المتر، اي واحد على بليون من المتر، او واحد من مليون من المليمتر. ويمثل ذلك واحداً على ثمانين الفاً من قطر... شعرة واحدة! واضح انه مقدار شديد الصغر. انه المقياس الذي يستخدمه العلماء عند قياس الذرة والالكترونات التي تدور حول نواة الذرة وما الى ذلك.
تاريخه:

ترجع اول افكار Nanotechnology الى عالم الرياضيات الاميركي فون نييمان، الحائز جائزة نوبل (1959). ولشرح الفكرة، يعطي نييمان المثال التالي: يرسل عالم الى زميله دبوساً كتب على رأسه جملة "ما رأيك بهذا، هل تستطيع تقليده"؟ فيرد الزميل الدبوس بعد ان يكتب على نقطة في تلك الجملة عبارة "حسناً، ما رأيك انت بهذا"؟
في عام 1986، وضع عالم الرياضيات الاميركي اريك دريكسلر، المؤسس الفعلي لهذا العلم، كتاباً اسمه "محركات التكوين"، بسَّط فيه الافكار الاساس لعلم نانوتكنولوجي. وعرض فيه ايضاً المخاطر الكبرى المرافقة له.

الفكره التى يقوم عليها :

تتمثل الفكرة الاساس في الكتاب بان الكون كله مكون من ذرات وجزيئيات Atoms & Molecules، وأن لا بد من نشوء تكنولوجيا للسيطرة على هذه المكونات الاساس. واذا عرفنا تركيب المواد، يمكن صناعة اي مادة، او اي شيء، بواسطة رصف مكوناتها الذرية ورصها الواحدة الى جانب الاخرى. مثلاً، المعروف ان الماس مكون من ذرات الفحم وجزيئياته. ونظرياً، يمكن تفكيك الفحم، ثم اعادة رص مكوناته الذرية لصناعة الماس. يعتبر البورسلان مادة مهمة، ولكنها هشَّة. سبب هشاشتها ان الفراغ بين جزيئياتها، وهي من الرمل، كبير نسبياً، ما يقلل من تماسكها. يمكن اخذ اي بورسلان، مثل الصحون، وتفكيكه الى مكوناته الذرية الاصغر، ثم اعادة رصف هذه المكونات بصورة متماسكة جداً. النتيجة؟ بورسلان اقوى من الحديد، يمكن استعماله في صنع سيارات خفيفة الوزن لا تحتاج الى كثير من الوقود. يتشارك البترول، مثلاً، في تركيبه مع الكثير من المواد العضوية. يمكن تركيب البترول،انطلاقاً من اي نفايات عضوية، بعد تفكيكها الى مكوناتها الذرية ثم اعادة تجميعها لتصنع بترولاً!
الحال ان الاحتمالات لا متناهية. يمكن صناعة التيتانيوم، المعدن الاشد صلابة على الارض الذي تصنع منه مركبات الفضاء، انطلاقاً من اي خردة معدنية. انه انقلاب جذري العلاقة بين الصناعة والمواد الاولية، بل ومجمل نظام التبادل الاقتصادي العالمي.

الرواصف تبيد البشرية!

اذاً في كل صناعة نانوتكنولوجي، هناك ضرورة للسيطرة على الذرة الواحدة والجزيء الواحد. كيف يمكن ذلك؟ انها الرواصفAssembler، ذلك هو الحلم الكبير لدريكسلر

الراصف:

بالكومبيوترات التي تدير الرواصف وبرامجها. يمكن تخيّل راصف طبي بحجم فيروس. انه مبرمج لملاحقة البكتيريا التي تسبب امراضاً في الانسان. يمكن حقن مجموعة من تلك الرواصف في دم مريض مهدد بالتهاب عجز الطب عن علاجه. بعدها، تلاحق الرواصف البكتيريا وتمزقها، ما يخلص المريض من شبح الموت. هكذا يشرح دريكسلر عمل رواصف النانوتكنولوجي في كتابه المذكور آنفاً
يمكن هذه الرواصف ان تبَرْمَج لتمسك بذرات معدنية لصنع مركبات فضاء بحجم الظفر. تلك المركبات مزودة بكومبيوترات واجهزة اتصال مع الارض. ولانها مركبات فائقة الصغر، يمكن ان تستعمل اي مصدر للطاقة في الفضاء الخارجي، مثل الضوء او حتى الذبذبات الصوتية، للانطلاق الى مجرات لا يحلم الانسان بالوصول اليها. وينطبق الوصف نفسه على صنع غواصات تقدر على مسح قيعان محيطات الكرة الارضية. وهكذا دواليك. واضح ان الامر يتطلب اعداداً كبيرة من الرواصف. يتمثل الحل في صناعتها، او حتى تكليف الرواصف نفسها بصنعها، اي اعطاء الرواصف القدرة على "استنساخ" نفسها بنفسها. كأنها انسال لنوع جديد سيولد على الارض بفضل علم نانوتكنولوجي.
لكن ماذا لو حدث خلل ما لعمل الرواصف او بالاحرى كومبيوتراتها؟؟؟؟؟؟؟؟
الجواب رهن المستقبل .

في الطب

يمكن صنع مركبات نانوية تدخل إلى جسم الإنسان وترصد مواقع الأمراض وتحقن الأدوية وتأمر الخلايا بإفراز الهرمونات المناسبة وترمم الأنسجة .كما يمكن لهذه المركبات الذكية أن تحقن الأنسولين داخل الخلايا بالجرعات المناسبة أوتدخل إلى الخلايا السرطانية لتفجرها من الداخل و تدعى عندئذ بالقنابل المنمنمة.
أجهزة الإستشعار النانوية فباستطاعها أن تزرع في الدماغ لتمكن المصاب بالشلل الرباعي من السير.
الحصول على طاقم أسنان سيليكوني لايزيد حجمه عن حجم الخلية يستطيع ابتلاع الكريات الحمراء وقضمها ثم اطلاقها مجدداً إلى الدم بمعدل عشر خلايا في الثانية ، ويمكن لطاقم الأسنان هذا أن يساعد على إدخال الأدوية أو الجينات إلى داخل الخلايا وبالتالي يعزز العلاج الخلوي المركز للكثير من الأمراض .
ويتوقع المراقبون أن تؤدي هذه التكنولوجيا الجديدة إلى ثورة غير مسبوقة للتصدي للكائنات الدقيقة حيث يعتمد النانو بيوتكس Nanobiothics) ( وهو البديل الجديد للأنتبيوتيك على الثقب الميكانيكي للخلايا الممرضة (الجراثيم أو الفيروسات ).

تطبيقات النانوتكنولوجي في الطب:


1 القضاء على الخلايا المتسرطنة: حيث بإمكان هذه الأجهزة المتناهية الصغر أن تتحرك داخل الجسم بحثا عن الخلايا السرطانية وقتلها.

. 2 الإمداد بالأوكسجين

3. ميتوكندريا صناعية


وهذه نماذج لبعض التطبيقات المقترحة



وهي خلايا دم حمراء صناعية ، بإمكانها حمل أكسجن أكثر من الخلية الطبيعية بـ 236 مرة Respirocytes









Vasculocyte
وهي أجهزة تقوم بإصلاح حالات تصلب الشرايين

[G]




Microbivore pathogen
وهي أجهزة تقوم بتنظيف الدم من الأجسام العالقة فيه والمسببة لأمراض







Bionanobots
وهي أجهزة مبدأها مأخوذ من الخلايا المتحركة الطبيعية ، حيث يعتقد أن هذه الخلايا إذا أعيد صناعتها قد تؤدي مهام علاجية مفيدة






استخدامات قريبة المدى لتكنولوجيا النانو *
1في التشخيص الطبي والعلاج
2(photovoltaic)تجميع الطاقة الشمسية والاستفادة منها
3مركبات تحتو على أنابيب نانوية

4في صناعة الدهانات والتغليف
5ثنائيات الوصلة والترانزستورات
6 مكبرات الإشارة في أجهزة الجوال
7 زيادة صلابة المكونات

استخدامات بعيدة المدى لتكنولوجيا النانو *
1 أنظمة تخزين البيانات بسعات هائلة جدا
2رقائق لتخزين الفيديو قد تصل إلى 1000 ساعة
3 عمل ألواح بلاستيكية تستخدم في البناء تكون رقيقة وخفيفة جدا للنوافذ ولكنها ذات صلابة عالية



ويتوقع المراقبون أن تُشعل تكنولوجيا النانو سلسلة من الثورات الصناعية خلال العقدين القادمين والتي ستؤثر على حياتنا بشكل كبير

.
ويا ترى من يعيش!!!!!

[أبو يوسف]

أشكرك أختي علي طرح هذا الموضوع

أتمنى يا رب أن يكون للمسلمين فيها إسهام أو على الأقل مكان

حتى لا نصبح فقط مستهلكين بكل ما في الكلمة من معنى

أعجبتني جدا التطبيقات الطبية

وايضا ننتظر في السنين القادمه ثورة جديدة تماما في عالم التكنولوجيا

التكنولوجيا الحديثة المسماة نانوتكنولوجي

قد يعرفها بعض الناس. وقد يجهلها البعض الآخر، وقد يخاف منها الآخرون. والنانو تكنولوجي او تقنيات النانو، هي مجموعة من الأدوات والتقنيّات والتطبيقات التي تتعلّق بتصنيع بنية معيّنة وتركيبها باستخدام مقاييس في غاية الصغر. ومن الخطأ فعل ما يفعله الكثيرون عند سماعهم بهذه التقنيّة، إذ أنّهم يبتعدون عن معرفة المزيد عنها، خوفا من عدم فهمهم أو لصعوبة تخيّلهم لهذه التقنية، ولكنّها بسيطة جدّا، وشئنا أم أبينا، ستكون تطبيقات هذه التكنولوجيا في محور حياتنا اليوميّة خلال بضع سنين

Nanotechnology

شركة آي بي إم

تعلم ذلك، ولهذا تصبّ جُلّ جهودها لتطوير هذه التكنولوجيا في مجال تقنيّة المعلومات. ومن إنجازات آي بي إم في هذا المجال، مجهر لتصوير الذرّات وتسجيلها باستخدام رؤوس أقراص صلبة على مستوى النانو

International Business Machines IBM

وتطلعاتها إلى المستقبل أكبر بكثير من حجم هذه التكنولوجيا، فهي تطمح لتطوير بنية معيّنة على مستوى الذرّات أو الجزيئات لتطوير تقنيّات المعلومات. ويمكن باستخدام هذه التقنية أن يتمّ «تفصيل» مركّبات من ذرّات معيّنة انتقائيّا باليد. وسيصبح بالإمكان تكوين مركّبات بأي مواصفات يريدها الشخص، أو إيجاد مركّبات بمواصفات ليست موجودة في الطبيعة، وبكلّ المقاييس من المستوى الذريّ إلى مستوى ناطحات السحاب، وبالتالي إيجاد عمليّات تصنيعيّة زهيدة الثمن وعالية الأداء، مما سيمهّد الأساس لمستقبل مزدهر لتقنيّة المعلومات.



النانو وتطبيقاته: النانو هو واحد من مليار من المتر، أو 9-10 من المتر. ويصف توماس كيني

من جامعة ستانفورد حجم النانو بأمثلة كثيرة، مثل كونه بنفس عرض الحمض النووي منقوص الأوكسجين

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

هو 100 نانومتر.
DNA Pentium Thomas Kenny


الحجم له اعتبار 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 (عبوة) 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

ابداعات «آي بي إم»: شركة آي بي إم استطاعت إيجاد طريقة لاستخدام طرق التصنيع التجاريّ المستخدمة الآن في صنع أنظمة تحكّم في مجموعات من أسلاك صغيرة، وهو التطوّر الذي تأمل الشركة أن يؤدي إلى إيجاد شرائح ذاكرة للحاسب الآليّ ذات كثافة تبلغ أربعة أضعاف الكثافة الحاليّة

ومع أنّ كثافة الذاكرة تزداد الآن، إلا أنّها تزداد بمقدار ثابت (خطّيّ)، وهذه التقنيّة الجديدة ستسمح بالقفز تقنيّا إلى الأمام بعشرات السنين في لحظة واحدة، وستقلّص من تكاليف التصنيع بشكل كبير جدّا. التقنية هذه تتكوّن من إيجاد نمط لنظام تحكّم يتكوّن من ثلاثة عناصر، يوضع أحدها على نهاية مجموعة من الأسلاك المتوازية ويقوم بإمداد الإلكترونيات، والعنصران المتبقيان يوضعان على جانبي المجموعة، ويقومان معا بتكوين مجالات كهربائيّة عبر مجموعة الأسلاك انتقائيّا، ويمكنهما إيقاف التيّار في كلّ الأسلاك، عدا سلك واحد مختار. ومجموعة الأسلاك التي استطاعت آي بي إم استخدامها إلى الآن تتكوّن من أربعة أسلاك، ولكنّ المبدأ نفسه يمكن تطبيقه على ثمانية أسلاك. ووجود القدرة على انتقاء سلك معيّن تعني أنّه من الممكن إيجاد عناوين محدّدة للإشارات الكهربائيّة، العنصر المهمّ جدّا والرئيسيّ في تصميم وعمل الذاكرة العشوائيّة

Random Access Memory RAM
وعلى سبيل المثال يمكن جعل خليّة ذاكرة ما في شبكة كبيرة من الخلايا أن تقرأ أو تكتب المعلومات عن طريق تفعيل خطّين متعامدين، تماما مثل قراءة إحداثيّات نقطة ما في المستوى الديكارتي (المحورين السيني والصادي) أو مثل استخدام خطوط الطول والعرض معا لتحديد موقع ما على الخريطة

وتتوقّع شركة آي بي إم أن تستطيع إيجاد نماذج من هذه الذاكرة صالحة للاستخدام في عام 2006، وإذا أثبتت هذه النماذج قدرتها على العمل بكفاءة، فإنّه سيصبح بالإمكان إيجاد استخدامات أكثر تعقيدا من هذه النماذج في السنوات اللاحقة، مثل معالجات الحاسب الآليّ، فتطبيقات المبدأ كثيرة وستُحدث ثورة في عالم الإلكترونيّات

وفي تطوّر آخر لشركة آي بي إم، استطاع باحثون فيها (يوري فلاسوف ومارتن أوبويل وهيندريك هامان وشاري مكناب من مركز تي جيه واتسون للأبحاث بدعم جزئيّ من وكالة مشاريع أبحاث الدفاع المتقدّمة

المؤسسة المسؤولة عن التطوير والأبحاث المركزيّة التابعة لوزارة الدفاع الأميركيّة، عن طريق برنامجها «إبطاء وتخزين ومعالجة الضوء»

من الاقتراب أكثر من حلم استبدال الكهرباء بالضوء في إيصال سيل المعلومات بين أجزاء الدارات

Slowing، Storing and Processing Light DARPA

وهذا الأمر سيؤدّي إلى تطوّرات جذريّة في أداء الحاسب الآلي وكلّ الأنظمة الإلكترونيّة الأخرى، فالباحثون استطاعوا إبطاء سرعة الضوء إلى واحد على 300 من سرعته المعتادة عن طريق تمريره في قنوات من السليكون المصنّع بعناية بالغة، يسمّى موجّه موجات الكريستا ـ الفوتونيّ

شريحة رقيقة من السليكون «منقّطة» بمجموعات من الثقوب تكسر أو تغيّر من مسار الضوء المار بها
Photonic Crystal Waveguide PCW


هذا التصميم للقنوات يسمح بتغيير سرعة الضوء عن طريق تمرير تيّار كهربائيّ لموجّه الموجات. ويجدر بالذكر أنّ الكثير من الباحثين في السابق استطاعوا إبطاء سرعة الضوء في ظروف مخبريّة، ولكنّ تحكّمهم في سرعة الضوء على شرائح سليكونيّة باستخدام وسائل تصنيعيّة تعتمد على النانو تكنولوجيا هو سابقة جديدة. وحجم هذا الجهاز الذي استطاع العلماء تصنيعه صغير جدّا، ويمكن استخدام المواد شبه الموصلة فيه المواد التي تُستخدم عادة في تصنيع الدارات الكهربائيّة والقدرة على التحكّم بسرعة الضوء أو إبطائه في هذه الحالة تجعل بالإمكان لهذه التقنية أن تصنع دارات ضوئيّة

في غاية الصغر من الحجم، وعمليّة في آن واحد لوضعها في الأدوات الإلكترونيّة
Optical Circuits

معوّقات التطوّر: للتشبيه، فإنّه من الصعب إيصال سلع تجاريّة في وقت سريع في مدينة دائمة الازدحام بالسيّارات، مهما كان حجم الإنتاج وسرعته. والحل هو إمّا زيادة عرض الشوارع في المدينة (الأمر المستحيل بسبب وجود مبان محيطة بالشوارع)، أو إيجاد طرق بديلة (الأمر المكلف زمنيّا). وعدم القدرة على إيصال المعلومات في الدارات الكهربائيّة هي أحد أكبر «الإختناقات المروريّة» التي يمرّ فيها مصمّمو الدارات الكهربائيةّ. كما ان من المشاكل التي تواجه مصمّمي الدارات الكهربائيّة، زيادة الناتج الحراريّ بسبب ازدياد مرور الإلكترونات في الدارات الكهربائيّة، الأمر الذي قد يؤدّي إلى «احتراق» الدارة بكاملها إن لم يتمّ تبريدها بشكل مدروس. وأحد أكبر المشاكل التي تشلّ تطوّر المعالجات والذاكرة في الحاسب الآليّ هي ظاهرة انتقال الإلكترونات من مسارها إلى مسار آخر عند تقليص حجم الدارة الكهربائيّة

فالتقنيّات المستخدمة اليوم تعتمد تقنية 90 و65 و45 نانو متر في التصميم، ولكنّ المصمّمين يواجهون ظاهرة انتقال الإلكترونات من مسار ما إلى آخر بسبب التنافر الكهربائيّ بينها وبين إلكترونات أخرى قريبة. هذه الظاهرة لم تكن موجودة من قبل لأنّ التقنيات المستخدمة حينها كانت تستخدم مسارات إلكترونيّة أكثر عرضا من المسارات المستخدمة الآن. ولكنّ نتائج أبحاث آي بي إم لن تحلّ هذه المشاكل، بل ستتجاوزها لتنعدم من أساسها، إذ ستتغيّر قوانين الفيزياء في الدارات لتصبح تعتمد على نظريّات وقوانين الضوء (كميّة أو موجيّة أو غيرها)، لتنعدم الآثار الحراريّة لمرور الإلكترونات في الأسلاك والدارات الكهربائيّة، ولينعدم التنافر الإلكترونيّ. وسيصبح الضوء هو أساس توصيل المعلومات بين مكوّنات الحاسب الآليّ

ولكن ليتمّ كلّ ما تمّ ذكره، يجب أن تدعم المكوّنات هذه تحكّما كاملا بإشارات الضوء، ويجب أن تكون تكلفة تصنيع آليّة هذا التحكّم زهيدة الثمن وحجمها صغيرا. واستطاعت آي بي إم من أن تقدّم بعض الحلول لهذه المشكلة عن طريق استخدام موجّهات موجات الكريستال ـ الفوتونيّ، التي تحتوي على معامل انحراف للضوء عال بسبب وجود أنماط من مجموعات الثقوب فيها. فكلّما ازداد معامل الانحراف، قلّت سرعة الضوء الخارج منها. وبزيادة حرارة موجّهات موجات الكريستال ـ الفوتونيّ عن طريق تمرير تيّار كهربائيّ فيها، يتمّ تغيير معامل الانحراف، الأمر الذي يغيّر من سرعة الضوء الخارج من الثقوب، باستخدام قدرة كهربائيّة قليلة جدّا



ويجدر ذكر أنّ كلّ ما تمّ تطبيقه في الأبحاث موجود على منطقة صغيرة جدّا من الدارة، ولا يمكن مشاهدتها إلا تحت المجهر. هذا الأمر يعني أنّّه بالإمكان إيجاد دارات ضوئيّة في غاية التعقيد بنفس حجم الدارات الحاليّة. أمّا بالنسبة لعمليّة التصنيع، فإنّها موجودة في أغلب مصانع الدارات الحاليّة. والقدرات الوظيفيّة التي يدّعيها الباحثون تسمح بإيجاد مكوّنات بحجم النانو، مثل اماكن لحفظ المعلومات الضوئيّة والمعالجات الضوئيّة والكثير غيرها. وإن تمّ صنع جميع هذه المكوّنات بأسعار معتدلة، فإنّ أوّل جهاز حاسب آليّ ضوئيّ (هل سيصبح اسمه الحاسب الضوئيّ؟) سيكون من صنع شركة آي بي إم. وعلى الأغلب، فإنّ الجيل الأوّل سيكون عبارة عن هجين من الدارات الإلكترونيّة والضوئيّة مع بعضها البعض، إلى حين نضوج هذه التقنيّة

[لك عدت]

جزاك الله خيرا على هذه الاضافه الرائعه المفيده
120352..jpg
كان اختاري لشرح التطبيقات الطبيه يرجع الى انها مصدر اهتمامى وما افهم فيه12775939493..gif

فكل ينظر الى الموضوع من زاويته الخاصه!!!!

[المفوض امره لله]

بارك الله لكما وفيكما وفقهكم فى الدين وزادكم فى العلم