*النانوتكنولوجي..



- تقنية النانو


- الحجم النانوي الحرج
*إنّ شعرة الإنسان تبلغ 50 ميكرو متر أي 50*10^6 أي أنّ الشعر
الواحدة تمتلك في سماكتها 50 ألف نانو متر، وأصغر طول يمكن
للإنسان رؤيته بالعين المجردة هو 10 آلاف نانو متر، والنانو متر
الواحد هو عبارة عن اصطفاف 10 ذرات هيدروجين بجوار بعضها
البعض، وممّا يميز المواد النانونية أنّها لا تتبع الحجم في موصليتها
للكهرباء أو الحرارة، ....فعند توصيل الكهرباء في موصل نانوني فإنّه لا يتبع لقانون أوم الشهير في
المقاومة الكهربية للأجسام الذي تربط معادلته بين التيار والجهد والمقاومة، ففي الموصلات النانونية
يعتمد التوصيل الكهربائي على التدفق الإلكتروني فقط كالتدفق النهري كمثال، وبالتالي فإنّ الإلكترون
يحتاج إلى المرور بعملية تدفقية داخل الموصل كما لو أنني أصف بعض الكرات خلف بعضها البعض في
طريق، ويبدأ كل واحدة من الكرات بالتدفق والخروج من الطرف الآخر واحدة تلو الأخرى؛ وهذا يحدث
بسبب صغر سماكة الموصل التي لا تسمح بوجود أكثر من الكترون فوق بعضهما البعض وبالتالي عدم
وجود المجال الذي سيولد قانون أوم والمقاومة الكهربائية.
- تكنولوجيا النانو
تطبيقات الأشياء الصغيرة جداً، والتي تكون أبعادها تتراوح بين 1
إلى 100 نانو متر والتي يُمكن أن تُستخدم في مجالات مختلفة
وواسعة من العلوم والهندسة. بدأت فكرة تكنولوجيا النانو مع العالم
الفيزيائي ريتشارد فاينمان سنة 1959م، وتطور هذا العلم مع
تطورقدرتنا على دراسة الذرات والجزيئات.
- النانومتر
العالمي للوحدات وهي المتر، والنانومتر الواحد يساوي 1 ×10-9 متر، وتقوم تكنولوجيا النانو على
أجهزة صغيرة جداً تقاس أبعادها بالنانومتر. ولتوضيح ما هو النانومتر أكثر وإعطائه انطباعاً محسوساً
أكثر فإنه من الممكن مقارنة النانومتر بقطر شعرة الإنسان، أو طول جسيم مجهري (مثل
(الميكرون أو الميكرو متر) وهو وحدة قياس طول أيضاً وهي تساوي جزء من مليون
أي إن 1 ميكرون = 10-6 متر، وهو ما يكافئ 75,000 نانومتر (خمسة وسبعون ألف
سبق يتضح أن النانومتر هو وحدة قياس للأطوال والمسافات الصغير والقصيرة جداً جداً. وكمثال آخر
لتوضيح كم النانومتر صغير فإنه من المعروف أن طول فيروس الإيبولا ( Ebola) يبلغ
نانومتر، بينما يبلغ عرضه 50 نانومتر.
- التحويل بين نانومتر ومتر
مثال (1): إذا علمت أن الطول الموجي للون الأصفر هو 580 نانومتر فكم هو طوله
الحل: لحل هذه المسألة يجب التحويل من نانومتر إلى متر، ويتم هذا كما يأتي:
1 نانومتر ← 1 × 10-9 متر580 نانومتر ← س متربالضرب التبادلي
الحل: يمكن حل هذا المثال بالطريقة نفسها في المثال السابق ولكن مع مراعاة ان المجهول هذه المرة هو الطول بالنانومتر وليس الطول بالمتر، حيث أن:
1 نانومتر ← 1 × 10-9 متر
س نانومتر ← 1.5 متر
بالضرب التبادلي
س × 10-9 = 1.5
إذاً، س = 1.5 ÷ 10-9
س = 1.5 × 109 نانومتر.
*علم النانو كيمياء فيعمل ضمن نطاق المواد ذات الحجم المتناهي في الصغر، والذي يصل لمستوى حجم الذرة.
- تطبيقات استخدام وحدة النانومتر
- تقنية النانو في الكيمياء
أسهمت ثورة النانو في علم الكيمياء في خلق بيئة للعمل المشترك بين الكيميائيين
وغيرهم من المختصين في حقول الفيزياء، والأحياء، والهندسة، حتى وصلت للتعاون
مع علماء المادة، والصناعة، وحتى يتمكّن العلماء والمتخصّصون في كلّ صنف من
العلوم من النهوض بعلومهم وبسرعة فإنّه من الضروري أن يتفهّموا متطلبات علوم
غيرهم لكي يصلوا إلى آلية تعاون بكفاءة فيما بينهم، وأصبح مختصو النانو كيمياء
يعملون هذه الأيام في الكيمياء العضوية الطبية، وكيمياء البوليمرات،
وتركيب المنتجات، ومجالات أخرى، فهم يستندون إلى مجموعة خيارات واسعة النطاق
لتحضير وابتكار قطع متناهية الصغر ذات خصائص إلكترونية، ومغناطيسية، وضوئية
وكيميائية، وتكون منظومتها الميكانيكية قابلة للتفسير ضمن الحيّز المتناهي في
الصغر؛
- مواد النانو /عبارة عن مواد كيميائية متناهية في الصغر تستخدم بجودة عالية في العديد من التطبيقات الصناعية كالاتصالات والإلكترونيات والمجالات الطبية لاحتوائها على العديد من الخصائص الفيزيائية والكيميائية، ويتم تحضيرها بعدة طرق تشترك جميعها باعتمادها على المقياس الذري أي ذرة اتجاه ذرةً أخرى للحصول على نتائج مرغوبة، وكلما اختلف مقياس الحجم لكتلة المادة اختلفت الفعالية الكيميائية بمعنى كلما صغر المقياس زادت الفعالية الكيميائية للمادة.
- ****************************************************
تعليقات
إرسال تعليق