التقنيات المتناهية في الصغر أو النانو تكنولوجي .
هل تساءلت يوماً عما سيمكن للإنسان أن يفعله في حال فرض السيطرة على الذرة الواحدة وتحريكها بحرية وسهولة ؟
أتى ذلك على لسان العالم فاينمان عندما أفصح عن ظهور تكنولوجيا جديدة سميت بالتكنولوجيا النانوية أو النانوتكنولوجي .
لقد توقع العلماء بمستقبل واعد لتلك التكنولوجيا التي بدأت على نحو حقيقي عام 1990 والتي باتت الدول الصناعية تضخ الملايين من الدولارات بهدف تحديثها وفي ذلك الحين بلغ دفع مورد مالي اليابان لمساندة بحوث النانوتكنولوجي لذلك العام إلى بليون دولار أما في أميركا فهناك 40.000 عالم أمريكي يملكون المقدرة على الشغل في ذلك الميدان ، وتقدّر الميزانية الأمريكية الصدارة لذلك العلم بتريليون دولار حتى عام 2015 .
فما هو ذلك العلم الذي يتنبأ له أن يغزو العالم بتطبيقاته التي قاربت الخيال ؟
النانوتكنولوجي هو الجيل الخامس الذي ظهر في عالم الإلكترونيات وفي ذلك الحين سبقه أولاً الجيل الأول الذي استخدم المصباح الإلكتروني ( Lamp) بما فيه التلفزيون ، والجيل الثاني الذي استخدم جهاز الترانزيستور ، ثم الجيل الثالث من الإلكترونيات الذي استعمال الدارات التكاملية (IC) Integrate Circuit =وهي عبارة عن قطعة ضئيلة بشكل كبيرً قامت باختزال مقدار الكثير من الأجهزة لكن رفعت من كفاءتها وعددت من وظائفها .
وأتى الجيل الرابع باستعمال المعالجات الضئيلة Microprocessor الذي أجدد ثورة عظيمة في ميدان الإلكترونيات بإنتاج الحاسبات الشخصية (Personal Computer) والرقائق الكومبيترية السيليكونية التي أحدثت تقدماً في الكثير من الميادين العلمية والصناعية .
فماذا عن الجيل الخامس ؟ وهو ما صار يعلم باسم النانوتكنولوجي.
تعني تلك العبارة حرفياً تقنيات تصنع على معيار النانو متر .
فالنانو هو أدق وحدة قياس مترية معروفة حتى هذه اللحظة ( نانو متر ) ويصل طوله واحد من بليون من المتر أي ما يعادل عشرة أضعاف وحدة القياس الذري المعروفة بالأنغستروم ، و مقدار النانو أصغر بنحو 80.000 مرة من دولة قطر الشعرة ، وكلمة النانو تكنولوجي تستخدم أيضاًً بمعنى أنها تكنولوجيا المواد المتناهية في الصغر أو التقنية المجهرية الدقيقة أوتكنولوجيا المنمنمات .سمها ما شئت .
وإذا كنت تعتقد أن الأفلام السينيمائية التي تتحدث عن السيارات المصغرة التي تُحقن في الدم (كفيلم السفرية الفضائية الممتعة) أو فيلم (كان يا ما كان الحياة) واللذان حازا على جوائز الأوسكار هي نوع من الخيال أو ضرب من المستحيل فيجب عليك أن تعيد التفكير .
فمشروع السيارات الدقيقة التي تمشي مع الكريات الحمراء أمر جائز تحقيقه في المستقبل القريب وهذا من خلال معرفة النانو تكنولوجي أو التكنولوجيا الدقيقة .
فتحويل المواد إلى الكمية الذري سوف يكون الطريق الحديث لبناء الآلات الدقيقة مثل الروبوتات
الهليكوبتر المجهرية
وبحسب العالم كريلمان فإن معرفة النانو يقوم بتوحيد وضم جميع أشكال العلوم باحتمالات لاحدّ لها ولا يمكن التنبؤ بنتائجها . وربما تمكن العلماء اليابانيين من نحت ثور يمكن اعتباره أصغر منحوتة في العالم بحيث يمكن وضع ثلاثين من أقرانه في حيّز لايزيد قطره عن دولة قطر النقطة واستخدموا لهذا التقنيات الليزرية وقد كان المبتغى من هذا هو الاستحواذ على سيارة نانوية لإستخدامها في العملية الجراحية الروبوتية الخليوية .
وتعتبر التطبيقات الطبية لتكنولوجيا المنمنمات من أكثر أهمية التطبيقات الواعدة تماما، فمن الممكن الاستحواذ على سيارات نانوية تدخل إلى جسد الإنسان وترصد مواقع الأمراض وتحقن العقاقير وتأمر الخلايا بإفراز الهرمونات المناسبة وترمم الأنسجة .كما يمكن لتلك السيارات الفطنة أن تحقن الأنسولين داخل الخلايا بالجرعات المناسبة أوتدخل إلى الخلايا السرطانية لتفجرها من الداخل و تدعى عندئذ بالقنابل المنمنمة والتي استطاعت أن تطيل عمر الفئران من 43 يوم إلى 300 يوم . أما أجهزة الإستشعار النانوية فباستطاعها أن تزرع في الرأس لتمكن الجريح بالشلل الرباعي من السير.
كما تم الاستحواذ على طاقم أسنان سيليكوني لايزيد حجمه عن كمية الخلية يمكنه ابتلاع الكريات الحمراء وقضمها ثم اطلاقها من جديدً إلى الدم بمعدل عشر خلايا في الثانية ، ويمكن لطاقم الأسنان ذلك أن يعين على إدخال العقاقير أو الجينات إلى داخل الخلايا وبذلك يعزز الدواء الخلوي الترتيب للكثير من الأمراض .
ويتنبأ المراقبون أن تؤدي تلك التقنية الحديثة إلى ثورة غير مسبوقة للتصدي للكائنات الدقيقة حيث يعتمد النانو بيوتكس Nanobiothics) ( وهو البديل الحديث للأنتبيوتيك على الثقب الميكانيكي للخلايا الممرضة (الجراثيم أو الفيروسات ).
فالنانوبيوتكس هو ببتيد حلقي ذاتي التجمع ، ومُخَلّق صنعياً، من المحتمل له أن يتجمع على هيئة أنابيب (نانوتوب = Nanotubes) أو دبابيس نانوية متناهية في الصغر. فعند دخول ملايين من تلك الأنابيب اللزجة والمكونة من الببتيدات الحلقية داخل الجذر الهلامي للبكتريا فإنها تنجذب كيميائياً إلى بعضها القلة ، و تجمع ذاتها إلى أنابيب طويلة متنامية ومتجمعة ذاتياً تقوم بثقب الغشاء الخلوي ، وتعمل مجموعات الأنابيب المتجاورة تلك على فتح مسام أضخم في جدار الخلية البكتيرية ، وخلال دقائق معدودة تموت الخلية البكتيرية حصيلة لتشتيت التعب الكهربائي الخارجي لغشائها, وذلك ما يكمل حياة الخلية عملياً .
وفي ذلك الحين أظهرت تلك التكنولوجيا نجاحاً ملحوظاً في القضاء على كل من الجراثيم العنقودية الذهبية المعندة و عصيات القيح الأزرق وغيرها العديد .
ويتنبأ العلماء أن تنجح تلك التكنولوجيا النانوية في القضاء على الفطريات أيضاًً .
النانوبيوتكس ( الحلقات الملونة ) تدمر خلايا البكتريا
ذلك ومن المعلوم أن الببتيدات الحلقية الطبيعية المنشأ أحرزت نجاحاّ باهراً في مقاومة الجراثيم و مثال هذا الباستيراسين الذي كثيرا ماً ما يستعمل على نحو موضعي .
وعلى ذلك نشاهد أن مبدأ النانوبيوتكس و النانوتوب يتغاير على الإطلاقً عن أسلوب عمل الصادات الحيوية والمطهرات وهكذا يصعب على تلك الكائنات أن تطور مناعة ذاتية أو مقاومة . وهي أسلوب مغايرة على الإطلاقً عن أسلوب عمل الصادّات الحيوية والمطهرات الكيماوية والتي كثيرا ماً ما يقع تأثيرها على العمليات الإستقلابية لتلك الكائنات الدقيقة ، ويتنبأ أن تبدأ مثل تلك التجارب السريرية على الإنس بعد نحو 2 - 3سنوات من هذه اللحظة ونجاح تلك الأسلوب
يوفر وبحسب ممنهجة الصحة الدولية مِقدار عشرة بلايين دولار مرة كل عامّ وهي تكلفة معالجة الإصابات الناجمة عن العدوى بالبكتريا الصمود للمضادات الحيوية .
أما تطبيقات النانو تكنولوجي الأخرى فهي كثيرة و واسعة. و يتبارى كل من القوات المسلحة الأمريكي ووكالة ناسا على الشغل ضمن ذلك الميدان فيأملون في الاستحواذ على الملابس التي يمكن تصغير ذاتها حتى تكون بمقاس مرتديها ، أو تستطيع أن تتصلب نحو الخطر لتكون مقاومة للرصاص واللهب ، أو تبدل من لونها للتمويه أوالتخفي .
ويخشى بعض العلماء من استعمال مثل تلك التقنيات لإغراض لاإنسانية. وبحسب العالم بيل جوي هي تكنولوجيا مُبيدة عديدة المخاطر يمكن أن تؤدي لظهور جوو الرمادي، وهو عبارة عن ماكينة متقدمة تقنية ، دقيقة المقدار ، يمكنها أن تستنسخ ذاتها كما تفعل الكائنات الحية الدقيقة ، وتتحول إلى جحافل من التجمعات الآلية الضئيلة
تقتلع أي شيء في سبيلها وتبيد كل أنواع الحياة على وجه الأرض . على أن أكثر تخوفات جوي مبالغ فيها ،
بل الآمال المعلقة عليها يمكن أن تشوبها المبالغة ايضا" ، ولذا بدأ المستثمرون في وادي السيليكون يبحثون عن آفاق حديثة لاستعمال النانوتكنولوحي . يتنبأ المراقبون أن تُشعل تقنية النانو سلسلة من الثورات الصناعية أثناء العقدين القادمين والتي ستؤثر على حياتنا بشكل ملحوظ .
فمرحباً بكم في عالم متناه في الصغر ، عالم النانوتكنولجي .
هل تساءلت يوماً عما سيمكن للإنسان أن يفعله في حال فرض السيطرة على الذرة الواحدة وتحريكها بحرية وسهولة ؟
أتى ذلك على لسان العالم فاينمان عندما أفصح عن ظهور تكنولوجيا جديدة سميت بالتكنولوجيا النانوية أو النانوتكنولوجي .
لقد توقع العلماء بمستقبل واعد لتلك التكنولوجيا التي بدأت على نحو حقيقي عام 1990 والتي باتت الدول الصناعية تضخ الملايين من الدولارات بهدف تحديثها وفي ذلك الحين بلغ دفع مورد مالي اليابان لمساندة بحوث النانوتكنولوجي لذلك العام إلى بليون دولار أما في أميركا فهناك 40.000 عالم أمريكي يملكون المقدرة على الشغل في ذلك الميدان ، وتقدّر الميزانية الأمريكية الصدارة لذلك العلم بتريليون دولار حتى عام 2015 .
فما هو ذلك العلم الذي يتنبأ له أن يغزو العالم بتطبيقاته التي قاربت الخيال ؟
النانوتكنولوجي هو الجيل الخامس الذي ظهر في عالم الإلكترونيات وفي ذلك الحين سبقه أولاً الجيل الأول الذي استخدم المصباح الإلكتروني ( Lamp) بما فيه التلفزيون ، والجيل الثاني الذي استخدم جهاز الترانزيستور ، ثم الجيل الثالث من الإلكترونيات الذي استعمال الدارات التكاملية (IC) Integrate Circuit =وهي عبارة عن قطعة ضئيلة بشكل كبيرً قامت باختزال مقدار الكثير من الأجهزة لكن رفعت من كفاءتها وعددت من وظائفها .
وأتى الجيل الرابع باستعمال المعالجات الضئيلة Microprocessor الذي أجدد ثورة عظيمة في ميدان الإلكترونيات بإنتاج الحاسبات الشخصية (Personal Computer) والرقائق الكومبيترية السيليكونية التي أحدثت تقدماً في الكثير من الميادين العلمية والصناعية .
فماذا عن الجيل الخامس ؟ وهو ما صار يعلم باسم النانوتكنولوجي.
تعني تلك العبارة حرفياً تقنيات تصنع على معيار النانو متر .
فالنانو هو أدق وحدة قياس مترية معروفة حتى هذه اللحظة ( نانو متر ) ويصل طوله واحد من بليون من المتر أي ما يعادل عشرة أضعاف وحدة القياس الذري المعروفة بالأنغستروم ، و مقدار النانو أصغر بنحو 80.000 مرة من دولة قطر الشعرة ، وكلمة النانو تكنولوجي تستخدم أيضاًً بمعنى أنها تكنولوجيا المواد المتناهية في الصغر أو التقنية المجهرية الدقيقة أوتكنولوجيا المنمنمات .سمها ما شئت .
وإذا كنت تعتقد أن الأفلام السينيمائية التي تتحدث عن السيارات المصغرة التي تُحقن في الدم (كفيلم السفرية الفضائية الممتعة) أو فيلم (كان يا ما كان الحياة) واللذان حازا على جوائز الأوسكار هي نوع من الخيال أو ضرب من المستحيل فيجب عليك أن تعيد التفكير .
فمشروع السيارات الدقيقة التي تمشي مع الكريات الحمراء أمر جائز تحقيقه في المستقبل القريب وهذا من خلال معرفة النانو تكنولوجي أو التكنولوجيا الدقيقة .
فتحويل المواد إلى الكمية الذري سوف يكون الطريق الحديث لبناء الآلات الدقيقة مثل الروبوتات
الهليكوبتر المجهرية
وبحسب العالم كريلمان فإن معرفة النانو يقوم بتوحيد وضم جميع أشكال العلوم باحتمالات لاحدّ لها ولا يمكن التنبؤ بنتائجها . وربما تمكن العلماء اليابانيين من نحت ثور يمكن اعتباره أصغر منحوتة في العالم بحيث يمكن وضع ثلاثين من أقرانه في حيّز لايزيد قطره عن دولة قطر النقطة واستخدموا لهذا التقنيات الليزرية وقد كان المبتغى من هذا هو الاستحواذ على سيارة نانوية لإستخدامها في العملية الجراحية الروبوتية الخليوية .
وتعتبر التطبيقات الطبية لتكنولوجيا المنمنمات من أكثر أهمية التطبيقات الواعدة تماما، فمن الممكن الاستحواذ على سيارات نانوية تدخل إلى جسد الإنسان وترصد مواقع الأمراض وتحقن العقاقير وتأمر الخلايا بإفراز الهرمونات المناسبة وترمم الأنسجة .كما يمكن لتلك السيارات الفطنة أن تحقن الأنسولين داخل الخلايا بالجرعات المناسبة أوتدخل إلى الخلايا السرطانية لتفجرها من الداخل و تدعى عندئذ بالقنابل المنمنمة والتي استطاعت أن تطيل عمر الفئران من 43 يوم إلى 300 يوم . أما أجهزة الإستشعار النانوية فباستطاعها أن تزرع في الرأس لتمكن الجريح بالشلل الرباعي من السير.
كما تم الاستحواذ على طاقم أسنان سيليكوني لايزيد حجمه عن كمية الخلية يمكنه ابتلاع الكريات الحمراء وقضمها ثم اطلاقها من جديدً إلى الدم بمعدل عشر خلايا في الثانية ، ويمكن لطاقم الأسنان ذلك أن يعين على إدخال العقاقير أو الجينات إلى داخل الخلايا وبذلك يعزز الدواء الخلوي الترتيب للكثير من الأمراض .
ويتنبأ المراقبون أن تؤدي تلك التقنية الحديثة إلى ثورة غير مسبوقة للتصدي للكائنات الدقيقة حيث يعتمد النانو بيوتكس Nanobiothics) ( وهو البديل الحديث للأنتبيوتيك على الثقب الميكانيكي للخلايا الممرضة (الجراثيم أو الفيروسات ).
فالنانوبيوتكس هو ببتيد حلقي ذاتي التجمع ، ومُخَلّق صنعياً، من المحتمل له أن يتجمع على هيئة أنابيب (نانوتوب = Nanotubes) أو دبابيس نانوية متناهية في الصغر. فعند دخول ملايين من تلك الأنابيب اللزجة والمكونة من الببتيدات الحلقية داخل الجذر الهلامي للبكتريا فإنها تنجذب كيميائياً إلى بعضها القلة ، و تجمع ذاتها إلى أنابيب طويلة متنامية ومتجمعة ذاتياً تقوم بثقب الغشاء الخلوي ، وتعمل مجموعات الأنابيب المتجاورة تلك على فتح مسام أضخم في جدار الخلية البكتيرية ، وخلال دقائق معدودة تموت الخلية البكتيرية حصيلة لتشتيت التعب الكهربائي الخارجي لغشائها, وذلك ما يكمل حياة الخلية عملياً .
وفي ذلك الحين أظهرت تلك التكنولوجيا نجاحاً ملحوظاً في القضاء على كل من الجراثيم العنقودية الذهبية المعندة و عصيات القيح الأزرق وغيرها العديد .
ويتنبأ العلماء أن تنجح تلك التكنولوجيا النانوية في القضاء على الفطريات أيضاًً .
النانوبيوتكس ( الحلقات الملونة ) تدمر خلايا البكتريا
ذلك ومن المعلوم أن الببتيدات الحلقية الطبيعية المنشأ أحرزت نجاحاّ باهراً في مقاومة الجراثيم و مثال هذا الباستيراسين الذي كثيرا ماً ما يستعمل على نحو موضعي .
وعلى ذلك نشاهد أن مبدأ النانوبيوتكس و النانوتوب يتغاير على الإطلاقً عن أسلوب عمل الصادات الحيوية والمطهرات وهكذا يصعب على تلك الكائنات أن تطور مناعة ذاتية أو مقاومة . وهي أسلوب مغايرة على الإطلاقً عن أسلوب عمل الصادّات الحيوية والمطهرات الكيماوية والتي كثيرا ماً ما يقع تأثيرها على العمليات الإستقلابية لتلك الكائنات الدقيقة ، ويتنبأ أن تبدأ مثل تلك التجارب السريرية على الإنس بعد نحو 2 - 3سنوات من هذه اللحظة ونجاح تلك الأسلوب
يوفر وبحسب ممنهجة الصحة الدولية مِقدار عشرة بلايين دولار مرة كل عامّ وهي تكلفة معالجة الإصابات الناجمة عن العدوى بالبكتريا الصمود للمضادات الحيوية .
أما تطبيقات النانو تكنولوجي الأخرى فهي كثيرة و واسعة. و يتبارى كل من القوات المسلحة الأمريكي ووكالة ناسا على الشغل ضمن ذلك الميدان فيأملون في الاستحواذ على الملابس التي يمكن تصغير ذاتها حتى تكون بمقاس مرتديها ، أو تستطيع أن تتصلب نحو الخطر لتكون مقاومة للرصاص واللهب ، أو تبدل من لونها للتمويه أوالتخفي .
ويخشى بعض العلماء من استعمال مثل تلك التقنيات لإغراض لاإنسانية. وبحسب العالم بيل جوي هي تكنولوجيا مُبيدة عديدة المخاطر يمكن أن تؤدي لظهور جوو الرمادي، وهو عبارة عن ماكينة متقدمة تقنية ، دقيقة المقدار ، يمكنها أن تستنسخ ذاتها كما تفعل الكائنات الحية الدقيقة ، وتتحول إلى جحافل من التجمعات الآلية الضئيلة
تقتلع أي شيء في سبيلها وتبيد كل أنواع الحياة على وجه الأرض . على أن أكثر تخوفات جوي مبالغ فيها ،
بل الآمال المعلقة عليها يمكن أن تشوبها المبالغة ايضا" ، ولذا بدأ المستثمرون في وادي السيليكون يبحثون عن آفاق حديثة لاستعمال النانوتكنولوحي . يتنبأ المراقبون أن تُشعل تقنية النانو سلسلة من الثورات الصناعية أثناء العقدين القادمين والتي ستؤثر على حياتنا بشكل ملحوظ .
فمرحباً بكم في عالم متناه في الصغر ، عالم النانوتكنولجي .
تعليقات
إرسال تعليق