محاضرات وكورسات يتناول علم النانو تكنولوجي دراسة المواد في نطاق متناهي الصغر وتحديداً في مقياس النانو من 1-100 نانومتر؛ وقد استطاع هذا العلم الاندماج بسهولة مع كافة العلوم الأخرى مما ساهم بشكل جذري وفعال في إحداث ثورة حقيقية بها. من خلال هذا المقال سنستعرض معاً فروع علم النانو تكنولوجي ونبذة مختصرة عن كل تخصص.
محتويات
1- بصريات النانو (Nanophotonics)
تشير كلمة (photonics) في هذا المصطلح إلى الفوتونات وهي اللبنات الأساسية التي يتكون منها الضوء، يتناول هذا المجال دراسة سلوك الضوء في المقياس النانوي؛ بمعنى آخر كيف يُمكن للعلماء التحكم بفوتونات الضوء أو التلاعب بها مما قد يساهم في ابتكارات جديدة كإيجاد طرق أفضل لتصوير الخلايا السرطانية.
2- ميكانيكا النانو (Nanomechanics)
أحد فروع علم النانو تكنولوجي الذي يتناول دراسة الخصائص الميكانيكية (المرنة، الحرارية، والحركية) الأساسية للأنظمة الفيزيائية على مقياس النانو
3- الإلكترونيات النانوية (Nanoelectronics)
تطبيق علوم النانو في تصنيع المكونات الإلكترونية مثل الترانزستورات فائقة الصغر، حيث يُصنف علم الإلكترونيات النانوية كامتداد لهندسة الإلكترونيات الدقيقة (Microelectronics).
4- الهندسة النانوية (Nanoengineering)
تعتبر الهندسة النانوية مرادفًا للتكنولوجيا النانوية إلى حد كبير ، ولكنها ترتكز على الجوانب الهندسية بدلاً من الجوانب العلمية البحتة في هذا المجال
5- تقنية النانو الخضراء (Green nanotechnology)
تتناول تعزيز الاستدامة البيئية لعمليات وتفاعلات تنتج – في الوقت الحالي – عوامل مؤثرة على البيئة بشكل سلبي، حيث يرتكز هذا العلم على دراسة إمكانية استخدام وتطبيق النانو تكنولوجي في الحفاظ على البيئة، مثل استخدام طاقة أقل أثناء عملية التصنيع، والقدرة على إعادة تدوير المنتجات بعد الاستخدام، واستخدام مواد صديقة للبيئة.
من المتوقع أن تساعد التقنيات النانوية الخضراء في توفير ما يلي: توفير المياه النظيفة لمليارات الأشخاص حول العالم من خلال تقنيات الترشيح الجديدة والقدرة على معالجة وتنقية المياه الغير نظيفة؛ حل مشكلات الكفاءة لزيادة استخدام الطاقة المتجددة؛ ولإدارة النفايات والعلاج البيئي.
6- تقنية النانو الحيوية (Nanobiotechnology)
يشمل استخدام وتطبيق أدوات النانو في المشكلات التي يواجهها الأطباء وعلماء البيولوجيا في دراسة الخلايا الحية.
7- علم السموم النانوي (Nanotoxicology)
يتناول دراسة تأثير السمية للمواد النانوية، بسبب تأثير مساحة السطح الكبيرة إلى الحجم، فإن المواد النانوية تتميز بخصائص فريدة مقارنة بنظيراتها الأكبر بحيث تؤثر على مستوى سميتها. من بين الأخطار المحتملة ، قد يُشكل التعرض لاستنشاق هذه المواد خطرا كبيراً، حيث أظهرت الدراسات التي أجريت على الحيوانات إثر التعرض لبعض المواد النانوية آثارًا سلبية على الرئة مثل الالتهاب، التليف، والتسبب في الإصابة بالسرطان، أيضاً يُشكل ابتلاع هذه المواد أو ملامستها عن طريق الجلد مصدر خطورة.
علم السموم النانوي هو تخصص فرعي لعلم سموم الجسيمات (Particle toxicology)؛ فقد تبيّن للعلماء أن المواد في الحجم النانوي لها تأثيرات سمية غير عادية ولا تُرى مع الجزيئات ذات الحجم الكبير، على سبيل المثال عنصر الذهب وهو خامل كيميائياً في حالته العادية يصبح نشطًا للغاية في أبعاد النانومتر.
تهدف دراسات السمية النانوية إلى تحديد ما إذا كانت هذه الخواص قد تشكل تهديدًا للبيئة وللإنسان وإلى أي مدى.
8- طب النانو (Nanomedicine)
الطب النانوي هو تطبيق تقنية النانو لتحقيق الابتكارات في مجال الرعاية الصحية. حيث يستخدم الخواص التي تظهر للمادة في في مقياسها النانومتري والتي تختلف غالبًا من حيث الخواص الفيزيائية والكيميائية عن المادة نفسها في حجم أكبر.
علاوة على ذلك ، فإن الحجم النانومتري هو مقياس للعديد من الآليات البيولوجية في جسم الإنسان مما يسمح للجسيمات والمواد النانوية بعبور الحواجز الطبيعية للوصول إلى أماكن صعبة داخل الجسم لإيصال علاجات معينة أو للتفاعل مع الحمض النووي أو البروتينات الصغيرة على مستويات مختلفة، في الدم أو داخل الأعضاء، الأنسجة أو بداخل الخلايا.
المصادر
1- https://en.wikipedia.org/wiki/Outline_of_nanotechnology
2- https://en.wikipedia.org/wiki/Nanotoxicology
3- https://etp-nanomedicine.eu/about-nanomedicine/what-is-nanomedicine
4- https://www.azocleantech.com/article.aspx?ArticleID=330
5- https://medium.com/@hannah.lgbhan/an-introduction-to-nanophotonics-dff86b045565
–