القائمة الرئيسية

الصفحات

كيمياءالنانو..الكيمياكده👍😎

 *النانوتكنولوجي..!!

*اسرارتكنولوجيا النانو..الكيمياكده👍😎..النانوتكنولوجيNanotechnology
الكيمياكده👍😎
النانوNanotechnology

الكيمياكده👍😎

**النانو ( Nano) هو عبارة عن بادئة (جزء نبدأ به الكلمة) مشتقة من الكلمة الإغريقية "nanos" والتي تعني قزم، ويستخدم النانو للتعبير عن جزء من مليار من الشيء؛ فمثلاً نقول نانومتر، أو نانو ثانية، وهذا يدل على جزء من مليار جزء من المتر، وجزء من مليار جزء من الثانية. ويمكن كتابة النانو بالأرقام على أنه 10-9
    *تقنية النانو :من التقنيات التابعة لعلم المواد، وتتصل هذه التقنيات مع العلوم التالية: الفيزياء، الهندسة الكيميائية، الهندسة الحيوية، والهندسة الميكانيكية، وهو علم متخصص ببحث المواد وإنتاجها في العالم النانوي الصغير جدًا.
    بعد صناعة الميكروسكوبات وتطويرها في عام 1930م، ظهرت العديد من القدرات التي استطاع العلم إضافتها إلى التقنية عن طريق صناعة الأجهزة الأقل حجمًا والأكثر قوة وكفاءة من الأحجام الأكبر، فتمكن المهندسون في بداية الأمر من صناعة قطع ولوحات إلكترونية تتعامل بوحدات الملي متر والتي يعبّر عنها من المتر ب   
    10-3 .

    ولكن زادت الحاجة إلى لوحات وقطع إلكترونية أكثر تخصصًا ومصداقية، فكان ما تلا ذلك هو الميكرو، والذي يعبّر عنه بـ 10-6، والذي كان يعتبر نقلة نوعية في عالم صناعة التقنية، فاستطاع العالم من طريقه إنتاج الهواتف الذكية والحواسيب الصغيرة ووحدات التخزين ذات الحجم الصغير، لكن لم يتوقف طمع العلم لهذا الحد بل فكّر في تجاوز ذلك مراحل متعددة فبدأ العمل على التقنية الأصغر والأكثر رسوخًا ودقة، وهي تقنية النانو الذي يعبر عنه من المتر بـ 10-9  .
    https://forms.gle/zkLZUhgxmqiAvZoh7
    • الحجم النانوي الحرج
    (هوالحجم الذي تظهرعنده الخواص الجديدةوالفريدةللمادة, يقع بين 1-----100نانومتر)

    *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

    تكنولوجيا النانو ( Nanotechnology) هو العلم الذي يدرس 

    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
    النانومتر هو عبارة عن وحدة قياس طول، ويُعتبر جزءاً من وحدة قياس الطول الرئيسية في النظام 

    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

     الفايروسات أوالبكتيريا أوكريات الدم الحمراء). يبلغ قطر شعرة الإنسان حوالي 75 ميكرون 

    (الميكرون أو الميكرو متر) وهو وحدة قياس طول أيضاً وهي تساوي جزء من مليون

     جزء من المتر، 

    أي إن 1 ميكرون = 10-6 متر، وهو ما يكافئ 75,000 نانومتر (خمسة وسبعون ألف

     نانومتر)، ومما 

    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
     1,500 

    نانومتر، بينما يبلغ عرضه 50 نانومتر.

    1. التحويل بين نانومتر ومتر
    يمكن التحويل من نانومتر إلى متر عن طريق ضرب النانومترات التي لدينا ب 10-9. بينما يتم التحويل من متر إلى نانومترعبر ضرب المترات التي لدينا ب 10-9.

    مثال (1): إذا علمت أن الطول الموجي للون الأصفر هو 580 نانومتر فكم هو طوله

     الموجي بالمترات؟

    الحل: لحل هذه المسألة يجب التحويل من نانومتر إلى متر، ويتم هذا كما يأتي:
    1 نانومتر ← 1 × 10-9 متر
    580 نانومتر ← س متربالضرب التبادلي
    س = 580 × 10-9 متر
    *********************
    مثال (2): لو أراد طالبٌ ما معرفة طوله بالنانومتر فإنه يلزم تحويل طوله من متر إلى نانومتر، فلو كان طول هذا الطالب هو 1.5 متراً، كم يبلغ طوله بالنانومتر؟
    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
    بدأ العلماء باستخدام وحدة النانومتر في بداية التسعينات، في العديد من المجالات، التي تعود بالنفع على البشرية، مثل مجال الطب، والصناعة الدوائية، والزراعة، وتنقية المياه، والبيئة، وصناعة مستحضرات التجميل، والأجهزة الإلكترونية وغيرها، فعلى سبيل المثال، في مجال الطب، تمّ تحضير كبسولة متناهية الصغر في الحجم، وإدخالها في الجسم، لفتح الشرايين في حالة الجلطات، أو لمعالجة الخلايا أو الأعضاء التالفة في الجسم، وغسيل الكلى، وتفتيت الحصوات، وتجبير الكسور بسرعة، وزراعة الأعضاء، كما يطمح الأطباء بتطوير هذه التقنية، واستخدامها لاستهداف الخلايا السرطانية في الجسم بشكل محدد، أمّا في مجال الصناعة، فتستخدم في صناعة الزجاج الطارد للغبار، كما يتم التسويق لصناعة الملابس بتقنية النانو، لتجنّب تشكّل البقع المختلفة
    • 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

    التنقل السريع