اليابان سيكون أول بلد في العالم يفعل البث التلفزيوني بدقة الـ 4K

اليابان سيكون أول بلد في العالم يفعل البث التلفزيوني بدقة الـ 4K

لاحظنا مؤخرا وخصوصا في معرض CES الذي أقيم مطلع هذا الشهر بمدينة لاس فيغاس الأمريكية بأن العديد من الشركات التقنية المتخصصة في قطاع أجهزة التلفاز كشفت عن العديد من شاشاتها فائقة الوضوح بدقة الـ 4K أو ما يعرف حاليا بـ UHD TV، وعلى الرغم من أن هذه الشاشات ستكون مكلفة جدا إلا أنها ستكون بدون شك هي المستقبل بإمتياز، وهذا ما يعني أن زمن الـ HD والـ Full HD سنودعه قريبا خلال السنوات القليلة القادمة، تماما كما ودعنا شاشات الـ BlackWhite خلال العقود الماضية

شاشات الـ 4K هو اسم مختصر لنوع من أنواع دقة العرض الجديدة، وللتوضيح أكثر فهي تفوق دقة الـ HD أربع مرات، ولكن كما قلنا سابقا هذه الشاشات ستكون المستقبل بإمتياز لذلك فليس من الغريب أن نلاحظ بأن جميع الشركات التقنية المتخصصة في هذا القطاع تحاول تطوير شاشاتها لتصل إلى هذه الدقة الفائقة الوضوح

رغم أن الأسعار الخاصة بهذه الشاشات مرتفعة بشكل كبير والتي تتجاوز 20 آلف دولار أمريكي للشاشة الواحدة، إلا أن بعض الحكومات تحاول منذ الآن التخطيط لتفعل هذه الشاشات في خدماتها خلال السنوات القليلة القادمة، فاليوم وردتنا بعض الأنباء من بعض المواقع التقنية اليابانية تفيد أن الحكومة اليابانية تخطط حاليا لتفعيل البث التلفزيوني بدقة الـ 4K بحلول نهاية العام 2014، وأشارت بعض التقارير الأخرى أن نفس الحكومة تخطط لتكون أول بلد في العالم يفعل البث التلفزيوني بدقة الـ 4K وذلك من خلال بث فعاليات كأس العالم التي ستقام بالبرازيل عام 2014 بهذه الدقة الفائقة الوضوح

اليابان تأمل في بث البرامج التلفزيونية بدقة الـ 4K بحلول شهر يوليو من العام 2014، وهي مدة سنتين على الجدول الزمني الأصلي، وأشارت الحكومة بأنها ستفعل أولا البث بدقة الـ 4K فيما يعني القنوات الفضائية والإتصالات ثم بعد ذلك سيتم تفعيل هذه الخطة كذلك على البث من خلال الأقمار الصناعية والبث الرقمي

تجدر الإشارة أن 4K ليست أعلى كثافة في العالم بل توجد كثافة أعلى منها هي 8K والتي تصل إلى 4320 × 7680 ( 33.2 ميجا بكسل) ولا أظن أن أحداً بدأ في بناء أجهزة تعمل بهذه التقنية حتى الآن

للآسف نحن نعرف القليل جدا عن هذا الموضوع، لذلك فكل ما نعرفه حتى الآن وهو أن الحكومة اليابانية ستفعل البث بدقة الـ 4K خلال العام 2014 ومن المحتمل ان تفعل كذلك البث بدقة الـ 8K خلال السنوات القادمة على الرغم من أن هذه الأخيرة غير متداولة حاليا بشكل كبير في الأوساط التقنية.
تك عربي

ملف خاص يبحث في تقنية النانو؟. - 5 - سرّ السيف الدمشقي في تقنية النانو!!

سرّ السيف الدمشقي في تقنية النانو!!

السيف الدمشقي .. لغز حضاري صنعته أنامل الدمشقيين ليحيّروا به علماء العالم
بقلم: الدكتور دارم طباع

ماهو سر السيف الدمشقي؟
شكّل السيف الدمشقي عبر القرون الماضية لغزاً مستعصياً على الحل في الصناعة الحربية، إذ رويت عنه الأساطير ونسجت حول صناعته القصص والحكايات وقيل إن الشعرة كانت تنشطر إلى نصفين لدى سقوطها على حده، وأنه كان الأساس في انتصار صلاح الدين الأيوبي على الصليبيين في المعارك التي خاضها ضدهم، وكان القادة الأوروبيون يرسلون التجار الى دمشق لشراء السيوف الدمشقية المميزة بأغلى الأثمان للتباهي بها، واستخدامها فى المبارزات والمعارك الهامة. وقد روي أن الاسكندر الأكبر ماكان ليقطع عقدة «غورديان» لو لم يمتلك سيفاً دمشقياً، وبقيت صناعة هذا السيف لغزاً محيراً رغم محاولة الحرفيين الغربيين تقليده عبر العصور. ‏

نصب تذكاري للسيف الدمشقي

ومن أشهر هذه الأساطير التي رويت أن السيوف الدمشقية ورثها الدمشقيون عن الإله السوري الشهير «حدد» إله الصاعقة، حيث كان صنّاع السلاح الدمشقيون ينتظرون أن يشق البرق رحم الأرض ويزرع فيها شيئا من وميضه محدثا فيها عروقاً معدنية كبيرة يأخذونها ويعجنونها ويلقونها بالنار ويطرقونها ويضعونها في خليط من الماء والزيت ليصنعوا منها تلك السيوف السحرية التي طافت العالم لبناء صرح الحضارة العربية التي انتشرت في أصقاع الأرض وردّت الأذى والطغيان عن دمشق وكل بلاد الشام. ‏

امتازت السيوف الدمشقية عن غيرها بظاهرة فنية عرفت باسم «جوهر السيف» أو «فرنده»، وللجوهر أسماء مختلفة منها «الدمشقي» و«الشامي»، وتظهر على النصال بأشكال عدة على شكل تموجات وبقع، ومن أهم خصائص الجوهر الدمشقي أنه يمتاز بأشكال البقعة المحكمة كتموجات رائعة، كما يمتاز بإشراق له مائل الى البياض مع عدم قابليته للصدأ كسائر أنواع الجوهر، كما يمتاز بلينه ولدانته وثباته. ‏

احتار العلماء في سر السيف الدمشقي فقد حاول الجنرال الروسي انوسوف ان يدمشق السيوف الرسمية في بلاده، وقام بتجارب عدة ليعلن في عام 1837م أنه اكتشف سر السيف الدمشقي. ولقد نمت صناعة سيوف مدمشقة فى روسيا، واستطاع بياسكوفسكي ان يعرض طرقها وأنواعها وهو يعتقد ان إنتاجها ممكن جداً وحاول كثير من الباحثين فى القرن الماضي كشف أسرار الدمشقة من أمثال بريان Breant الذي نشر دراسة تحت عنوان «وصف طريقة للحصول بواسطتها على نوع من فولاذ السيوف الشرقية المدمشقة». ‏

وفى عام 1918 قام بيلانو بأبحاثه فتبين لديه ان صناعة السيوف الدمشقية الجوهر تقوم على مبادئ خاصة. ولكنه لم يتمكن من اكتشافها كاملة لأنه لم يطلع على المصادر العربية في هذا المجال. ‏

وبعد اكثر من سبعة قرون من الحيرة والاختبارات الفاشلة، والأساطير والحكايات، نجح عالمان أمريكيان من جامعة ستانفورد في الولايات المتحدة الأمريكية في التوصل الى معرفة سر السيف الدمشقي بعد أن بذلا جهداً مضنياً خلال عدة سنوات في المختبرات. ‏

العالمان أوليغ شيربي الذي يعمل أستاذاً فى علم المعادن والهندسة فى جامعة ستانفورد، وهيفري وادسورث الذي يعمل فى مختبرات شركة لوكهيد للصناعة الحربية في بالوالتو اتبعا أسلوباً حقق لهما الغرض المطلوب في فك هذا اللغز، إذ قاما بتقليب المعدن المسّخن وهو في حرارة 2050 فهرنهايت بصورة مستمرة، وعمدا في تلك الأثناء الى خفض حرارته الى درجة 1200 «ف» وحافظا على تلك الحرارة خلال عملية تشكيله. هذه العملية تشبه كثيراً عملية صنع الخزف الذي يعجن وهو يلف بصورة مستمرة. ومع أن مركب «كربيد الحديد» يتشكل في مثل هذه الحالة، إلا أنه لا يعطى فرصة الاستقرار في صورته الهشة، إذ إن استمرار اللف يفرض عليه البقاء ضمن الحدود الضيقة التي تسمح له فقط بملء الحبيبات الفارغة، وبذلك تتشكل المصنعات الفولاذية من معدن شديد الليونة وهو في حالة السخونة والصلابة الشديدة بعد تبريده. ‏

كذلك أكد فريق بحث علمي من جامعة دريسدن للتكنولوجيا بألمانيا، برئاسة بيتر بوفلر Peter Paufler بروفيسور «الكريستالوجرافيا» حصوله على السر الكامن في صناعة السيف الدمشقي، عبر التدقيق في عينة مأخوذة من سيف دمشقي من صنع المعلم الحداد أسد الله الفارسي في القرن السادس عشر عبر المجهر الإلكتروني، فقد استنتج فريق البحث وجود نانو ـ أنابيب وهي أنابيب بأبعاد نانومترية أي من رتبة جزء من المليار من المتر من الكربون، تعطي هذا السيف ميزاته الفائقة. وهذه لم تكتشف إلا عام 1991. ‏

ولصناعة السيف الدمشقي يستعمل الحدادون فولاذاً خاصاً مصنوعاً في الهند يسمى ووتز wootz، ويستورد منها بشكل سبائك، تحتوي حديداً وفحماً بنسبة 1.2 إلى 1.8%، والقليل من السيليكون والمنغنير والفوسفور والكبريت. وكانت تصنع بعدها عبر سلسلة من عمليات التسخين والطرق، حسب تقنية لا مثيل لها. ‏

وكما هو الحال مع كل مافي دمشق فإن سيوف دمشق لم تبح بعد بكل أسرارها، والسبب هو التعقيد الكبير فى صناعتها. ‏

يقول جون فيرهوفن وألفريد بيندري في مقالتهم حول لغز السيف الدمشقي أن هناك نوعاً واحداً مِنْ السيوف يريده كل إنسان. هذا النوع صنع في دمشق و لذلك سمي السيف الدمشقي. شاهده الأوروبيون الغربيون لأول مرة في أيدي المحاربين العرب المسلمينِ قَبْلَ ألف عام واليوم بقيت نماذج منه معلقة في أقسامِ الدروعَ والأسلحةَ في معظم المتاحفِ الكبيرةِ. ‏

لم تكن السيوفَ الدمشقية حادّة وجميلة فقط، بل كانت أيضاً باعثة على الغموض بحيث لم يستطع أفضل صانعي السيوف الأوروبية مِنْ العصور الوسطى و حتى الآن صنعها، بالرغم من أنّهمَ دَرسوا بعناية نماذج عن الأنصالِ المصنوعة في الشرقِ. وهذا ما جعل الأنصال الدمشقية غامضة لدرجة كبيرة وخصوصاً عندما انقرض فعلياً فَنّ صنعها في العالم حيث تمت صناعة آخر السيوف الدمشقية في أوائل الثمانينيات من القرن الماضي. ‏

وللوقوف على لغز السيف الدمشقي حلل العلماء على مدى مئة عام مكونات 10 أنصال دمشقية حيث أظهرت هذه التحليلاتِ بأنّ فولاذَ wootz يَحتوي كميات صغيرة مِنْ أربعة عناصرِ شائبةِ ، كبريت، فوسفور، سيليكون ومنغنيز. وبدأت راحة العالمين المذكورين تزداد عندما بدأا بصنع الفولاذ الخاص بهما باستخدام نوع من الحديد التجاري يدعى حديد Sorel، الذي تم صقله وترسيبه من خام خاص في كندا يحتوي على روابط جزيئاتِ الكربيدِ وكميات صغيرة مِنْ الفاناديوم والتيتانيومِ. ‏

ونظراً لأن الأنصال الدمشقية الأصيلة تعد كنوزاً حقيقيةً فلم يكن مالكوها يسمحون لعلماءِ المعادن بتقطيعها. لكن الباحثين تمكنا من أخذ قطع صغيرة من عدة أنصال أصلية من متحف في سويسرا للدراسة كانت كلها تحتوي على كميات صغيرة جداً مِنْ الفاناديوم. وهذا يؤكد أنّ الفاناديوم هو عنصر شائب رئيس من أجل صناعة الفولاذ الدمشقي. ‏

لايزال العديد من الورش الفنية الخبيرة في دمشق القديمة تصنع السيوف الدمشقية الثمينة إلا أن النصل الأصلي القاطع الذي اشتهر عبر التاريخ لم يعد ينتج وبقيت الأنصال الدمشقية حبيسة أشهر خزائن النفائس والمجوهرات النادرة في أضخم متاحف العالم. ‏

لا أنسى فرحتي وأنا أزور جزيرة المتاحف وسط طوكيو في اليابان عندما شاهدت السيف الدمشقي الأصيل يتوسط خزائن السيوف النادرة في متحف السيوف الشهير وتمنيت لو أستطيع أن أنادي جميع أصدقائي اليابانيين والأجانب لأقول لهم كما قال السيد الرئيس بشار الأسد في افتتاح مهرجان دمشق عاصمة للثقافة العربية لعام 2008 : صحيح ان دمشق تزهو بوردها الشامي وترش على القادمين اليها، حباً، عطر ياسمينها، وتسقي العطاش اليها من ينابيع مياهها العذبة، لكن لدمشق سيفا ينتسب اليها، سرعان ما تشهره في وجه الطامعين بها، في وجه الذين يريدون بها سوءاً، هذه هي دمشق وهذا هو سيفها الشهير. ‏

ملف خاص يبحث في تقنية النانو؟. - 4 - Carbon nanotechnology in an 17th century Damascus sword

Carbon nanotechnology in an 17th century Damascus sword

The Damascus swords of the Middle East were legendarily sharp, strong and flexible. Now, an analysis of one of these weapons under an electron microscope reveals that the key to its properties is nanotechnology, inadvertently used by blacksmiths centuries before modern science.

In medieval times, crusading Christian knights cut a swathe through the Middle East in an attempt to reclaim Jerusalem from the Muslims. The Muslims in turn cut a swathe through the invaders using a very special type of sword, which quickly gained a mythical reputation among the Europeans.

These ‘Damascus blades’ were extraordinarily strong, but still flexible enough to bend from hilt to tip. And they were reputedly so sharp that they could cleave a silk scarf floating to the ground, just as readily as a knight’s body.

A piece of Damascus steel shows the characteristic wavy 'damask' pattern. These superlative weapons gave the Muslims a great advantage, and their blacksmiths carefully guarded the secret to their manufacture. The secret died eventually died out in the eighteenth century and no European smith was able to reproduce their method.

Now, Marianne Riebold and colleagues from the University of Dresden have uncovered the startling origins of Damascus steel using a technique unavailable to the sword-makers of old – electron microscopy.

Damascus blades were forged from small cakes of steel from India called ‘wootz’. All steel is made by allowing iron with carbon to harden the resulting metal. The problem with steel manufacture is that high carbon contents of 1-2% certainly make the material harder, but also render it brittle.

This is useless for sword steel since the blade would shatter upon impact with a shield or another sword. Wootz, with its especially high carbon content of about 1.5%, should have been useless for sword-making. Nonetheless, the resulting sabres showed a seemingly impossible combination of hardness and malleability.

A carbon nanotubeRiebold’s team solved this paradox by analysing a Damascus sabre created by the famous blacksmith Assad Ullah in the seventeenth century, and graciously donated by the Berne Historical Museum in Switzerland.

They dissolved part of the weapon in hydrochloric acid and studied it under an electron microscope. Amazingly, they found that the steel contained carbon nanotubes (see left), each one just slightly larger than half a nanometre. Ten million could fit side by side on the head of a thumbtack.

Carbon nanotubes are cylinders made of hexagonally-arranged carbon atoms. They are among the strongest materials known and have great elasticity and tensile strength. In Riebold’s analysis, the nanotubes were protecting nanowires of cementite (Fe3C), a hard and brittle compound formed by the iron and carbon of the steel.

Here is the answer to the steel’s special properties – it is a composite material at a nanometre level. The malleability of the carbon nanotubes makes up for the brittle nature of the cementite formed by the high-carbon wootz cakes.

It isn’t clear how ancient blacksmiths produced these nanotubes, but the researchers believe that the key to this process lay with small traces of metals in the wootz including vanadium, chromium, manganese, cobalt and nickel. Alternating hot and cold phases during manufacture caused these impurities to segregate out into planes.

From there, they would have acted as catalysts for the formation of the carbon nanotubes, which in turn would have promoted the formation of the cementite nanowires. These structures formed along the planes set out by the impurities, explaining the characteristic wavy bands, or damask (see image at top), that patterns Damascus blades.

By gradually refining their blade-making skills, these blacksmiths of centuries past were using nanotechnology at least 400 years before it became the scientific buzzword of the twenty-first century.

The ore used to produce wootz came from Indian mines that were depleted in the eighteenth century. As the particular combination of metal impurities became unavailable, the ability to manufacture Damascus swords was lost.

Now, thanks to modern science, we may eventually be able how to replicate these superb weapons and more importantly, the unique steel they were shaped from.

ملف خاص يبحث في تقنية النانو؟. - 3 - ابن قنا يقود مصر لثورة «النانو تكنولوجى»

ملف خاص يبحث في تقنية النانو؟. - 3 -

ابن قنا يقود مصر لثورة «النانو تكنولوجى»
يطلقون عليه «أحمد زويل» الجديد، ويؤكد باحثون وعلماء من زملائه أنه ربما يتفوق على العالم الكبير بكثير، وأنه وأبحاثه قادران على تغيير وجه الكرة الأرضية وتكنولوجيا المعلومات بها من خلال تقنية «النانو تكنولوجى».. إنه الدكتور محمد سعد الإسناوى، ابن قنا، خريج علوم عين شمس، الذى تخصص فى النانو تكنولوجى، وحصل على الدكتوراه من جامعة كوين ببريطانيا، ويعمل خبيرا فى أكبر شركات تكنولوجيا معلومات الحاسب الآلى فى العالم بأمريكا، ويعمل أيضا مدرسا بجامعة قناة السويس، وعدد من الجامعات الأمريكية بجانب شركة «ibm»العملاقة لصناعة الكمبيوتر واختارته مصر أخيرا ليكون واحدا من بين 10 علماء لإقامة أول مركز للنانو تكنولوجى فى مصر.

«الإسناوى» حاصل على جائزة أفضل بحث علمى على مستوى العالم من مجلة الفيزياء الأمريكية عن موضوع ذاكرة الكمبيوتر غير المتطايرة، التى لها تطبيقات فى مجالات تكنولوجيا الفضاء، والأقمار الصناعية والطاقة الشمسية، وحاصل على جائزة الدولة التشجيعية عام 2009.

ملف خاص يبحث في تقنية النانو؟. - 2 - تقنية النانو ستحل مجموعة من التحديات التي تواجه البشرية!!

ملف خاص يبحث في تقنية النانو؟. - 2 -

تقنية النانو ستحل مجموعة من التحديات التي تواجه البشرية!!
لقد كان التطور التقني الهائل هو السمة الفريدة في القرن العشرين الذي ودعناه قبل بضع سنوات، وقد أجمع الخبراء على أن أهم تطور تقني في النصف الأخير من القرن الحالي هو اختراع إلكترونيات السيليكون أو الترانزيستور والمعامل الإلكتروني، فقد أدى تطويرها إلى ظهور ما يسمى بالشرائح الصغرية أو الـ(MicroChips) والتي أدت إلى ثورة تقنية في جميع المجالات مثل الاتصالات والحاسوب والطب وغيرها. فحتى عام 1950 لم يوجد سوى التلفاز الأبيض والأسود، وكانت هناك فقط عشرة حواسيب في العالم أجمع. ولم تكن هناك هواتف نقالة أو ساعات رقمية أو الإنترنت، كل هذه الاختراعات يعود الفضل فيها إلى الشرائح الصغرية والتي أدى ازدياد الطلب عليها إلى انخفاض أسعارها بشكل سهل دخولها في تصنيع جميع الإلكترونيات الاستهلاكية التي تحيط بنا اليوم. وخلال السنوات القليلة الفائتة، برز إلى الأضواء مصطلح جديد ألقى بثقله على العالم وأصبح محط الاهتمام بشكل كبير، هذا المصطلح هو "تقنية النانو".

هذه التقنية الواعدة تبشر بقفزة هائلة في جميع فروع العلوم والهندسة، ويرى المتفائلون أنها ستلقي بظلالها على كافة مجالات الطب الحديث والاقتصاد العالمي والعلاقات الدولية وحتى الحياة اليومية للفرد العادي فهي وبكل بساطة ستمكننا من صنع أي شيء نتخيله وذلك عن طريق صف جزيئات المادة إلى جانب بعضها البعض بشكل لا نتخيله وبأقل كلفة ممكنة، فلنتخيل حواسيباً خارقة الأداء يمكن وضعها على رؤوس الأقلام والدبابيس، ولنتخيل أسطولا من روبوتات النانو الطبية والتي يمكن لنا حقنها في الدم أو ابتلاعها لتعالج الجلطات الدموية والأورام والأمراض المستعصية.

والنانو هي مجال العلوم التطبيقية والتقنية تغطي مجموعة واسعة من المواضيع. توحيد الموضوع الرئيسي هو السيطرة على أي أمر من حجم أصغر من الميكروميتر، كذلك تصنيع الأجهزة نفسه على طول هذا الجدول. وهو ميدان متعدد الاختصاصات العالية، مستفيدا من المجالات مثل علم صمغي الجهاز مدد الفيزياء والكيمياء. هناك الكثير من التكهنات حول ما جديد العلم والتقنية قد تنتج عن هذه الخطوط البحثية. فالبعض يرى النانو تسويق مصطلح يصف موجودة من قبل الخطوط البحوث التطبيقية إلى اللجنة الفرعية حجم ميكرون واسع. رغم بساطة ما لهذا التعريف، النانو عليا تضم مختلف مجالات التحقيق. النانو يتخلل مجالات عديدة، بما فيها صمغي العلوم والكيمياء والبيولوجيا والفيزياء التطبيقية. فانه يمكن أن يعتبر امتدادا للعلوم في القائمة، تقدر إما إعادة صياغة العلوم القائمة باستخدام أحدث وأكثر الوسائل عصرية. فهناك نهجين رئيسيين تستخدم تقنية النانو : فهو "القاعدة" التي هي مواد وأدوات البناء من الجزيئات التي تجمع بينها عناصر كيميائية تستخدم مبادئ الاعتراف الجزيئي ؛ الآخر "من القمة إلى القاعدة" التي تعارض هي نانو مبنى أكبر من الكيانات دون المستوى الذري. زخم النانو نابعة من اهتمام جديد صمغي العلوم إضافة جيل جديد من الأدوات التحليلية مثل مجهر القوة الذرية (ساحة) ومسح حفر نفق المجهر (آلية المتابعة. العمليات المشتركة والمكررة مثل شعاع الإلكترون والطباعة الحجرية هاتين الأداتين في التلاعب المتعمد، نانوستروستوريس وهذا بدوره أدى إلى رصد ظواهر جديدة. النانو أيضا مظله وصف التطورات التقنية الناشئة المرتبطة الفرعية المجهري الأبعاد. على الرغم من الوعد العظيم التقنيات المتناهية الدقة عديدة مثل حجم النقاط والنانومتريه، حقيقي الطلبات التي خرجت من المختبر إلى السوق والتي تستخدم أساسا مزايا صمغي نانوبارتيكليس في معظم شكل مثل سمرة الشمس المستحضر ومستحضرات التجميل والطلاءات الواقية وصمة المقاومة الملابس. يعتقد العلماء ان تقنية النانو ستحل مجموعة من التحديات التي تواجه البشرية كالأمراض وتوفير المياه النظيفة للجميع فضلا عن رحلات فضائية رخيصة لا تؤثر فيها الاشعاعات

ملف خاص يبحث في تقنية النانو؟.. ماهو النانو؟ - 1 -

ملف خاص يبحث في تقنية النانو؟.. ماهو النانو؟

ماهو النانو
يعني مصطلح نانو الجزء من المليار ؛ فالنانومتر هو واحد على المليار من المتر ولكي نتخيل صغر النانو متر نذكر ما يلي ؛ تبلغ سماكة الشعرة الواحدة للإنسان 50 ميكرومترا أي 50,000 نانو متر, وأصغر الأشياء التي يمكن للإنسان رؤيتها بالعين المجردة يبلغ عرضها حوالي 10,000 نانو متر، وعندما تصطف عشر ذرات من الهيدروجين فإن طولها يبلغ نانو مترا واحدا فيا له من شيء دقيق للغاية.

قد يكون من المفيد أن نذكر التعاريف التالية:
مقياس النانو : يشمل الأبعاد التي يبلغ طولها نانومترا واحدا إلى غاية الـ100 نانو متر
علم النانو : هو دراسة خواص الجزيئات والمركبات التي لا يتجاوز مقاييسها الـ100 نانو متر.
تقنية النانو : هو تطبيق لهذه العلوم وهندستها لإنتاج مخترعات مفيدة.

الشيءالفريد في مقياس النانو أو الـ”Nano Scale” هو أن معظم الخصائص الأساسية للمواد والآلات كالتوصيلية الحرارية أو الكهربائية، والصلابة ونقطة الانصهار تعتمد على الحجم (size dependant) بشكل لا مثيل له في أي مقياس آخر أكبر من النانو، فعلى سبيل المثال السلك أو الموصل النانوي الحجم لا يتبع بالضرورة قانون أوم الذي تربط معادلته التيار والجهد والمقاومة، فهو يعتمد على مبدأ تدفق الالكترونات في السلك كما تتدفق المياه في النهر ؛ فالإلكترونات لا تستطيع المرور عبر سلك يبلغ عرضه ذرة واحدة بأن تمر عبره إلكترونا بعد الآخر. إن أخذ مقياس الحجم بالاعتبار بالإضافة إلى المبادئ الأساسية للكيمياء والفيزياء والكهرباء هو المفتاح إلى فهم علم النانو الواسع.

تقنية النانو

تقنية الصغائر أو تقنية النانو هي العلم الذي يهتم بدراسة معالجة المادة على المقياس الذري والجزيئي. تهتم تقنية النانو بابتكار تقنيات ووسائل جديدة تقاس أبعادها بالنانومتر وهو جزء من الألف من الميكرومتر أي جزء من المليون من الميليمتر. عادة تتعامل تقنية النانو مع قياسات بين 0.1 إلى 100 نانومتر أي تتعامل مع تجمعات ذرية تتراوح بين خمس ذرات إلى ألف ذرة. وهي أبعاد أقل كثيرا من أبعاد البكتيريا والخلية الحية. حتى الآن لا تختص هذه التقانة بعلم الأحياء بل تهتم بخواص المواد، وتتنوع مجالاتها بشكل واسع من أشباه الموصلات إلى طرق حديثة تماما معتمدة على التجميع الذاتي الجزيئي. هذا التحديد بالقياس يقابله اتساع في طبيعة المواد المستخدمة، فتقنية النانو تتعامل مع أي ظواهر أو بنايات على مستوى النانوالصغير. مثل هذه الظواهر النانوية يمكن أن تتضمن تقييد كمي quantum confinement التي تؤدي إلى ظواهر كهرومغناطيسية وبصرية جديدة للمادة التي يبلغ حجمها بين بين حجم الجزيء وحجم المادة الصلبة المرئي. تتضمن الظواهر النانوية أيضا تأثير جيبس-تومسون - وهو انخفاض درجة انصهار مادة ما عندما يصبح قياسها نانويا، اما عن بنايات النانو فأهمها أنابيب النانوالكربونية.

يستخدم بعض الكتاب الصحفيين أحيانا مصطلح (تقنية الصغائر للتعبير عن النانو) رغم عدم دقته، فهو لا يحدد مجاله في تقنية النانو أو الميكرونية إضافة إلى التباس كلمة صغائر مع جسيم أو الدقائق Particles.

علوم النانو وتقنية النانو إحدى مجالات علوم المواد واتصالات هذه العلوم مع الفيزياء، الهندسة الميكانيكية والهندسة الحيوية والهندسة الكيميائية تشكل تفرعات واختصاصات فرعية متعددة ضمن هذه العلوم وجميعها يتعلق ببحث خواص المادة على هذا المستوى الصغير.

جاء في مقال في جريدة الحياة اللندنية للكاتب (أحمد مغربي) تعرّف تقنية النانو بأنها تطبيق علمي يتولى إنتاج الأشياء عبر تجميعها على المستوي الصغير من مكوناتها الأساسية، مثل الذرة والجزيئات. وما دامت كل المواد المكونة من ذرات مرتصفة وفق تركيب معين، فإننا نستطيع أن نستبدل ذرة عنصر ونرصف بدلها ذرة لعنصر آخر، وهكذا نستطيع صنع شيء جديد ومن أي شيء تقريبا. وأحيانا تفاجئنا تلك المواد بخصائص جديدة لم نكن نعرفها من قبل، مما يفتح مجالات جديدة لاستخدامها وتسخيرها لفائدة الإنسان، كما حدث قبل ذلك باكتشاف الترانزيستور.

وتكمن صعوبة تقنية النانو في مدى إمكانية السيطرة على الذرات بعد تجزئة الموادالمتكونة منها. فهي تحتاج بالتالي إلى أجهزة دقيقة جدا من جهة حجمها ومقاييسها وطرق رؤية الجزيئات تحت الفحص. كما أن صعوبة التوصل إلى قياس دقيق عند الوصول إلى مستوى الذرة يعد صعوبة أخرى تواجه هذا العلم الجديد الناشئ. بالإضافة ما يزال هناك جدل ومخاوف من تأثيرات تقنية النانو، وضرورة ضبطها.

 يتبع

فنجان قهوة ساخن أو كوب شراب بارد لشحن هاتفك النقال

فنجان قهوة ساخن أو كوب شراب بارد لشحن هاتفك النقال

كشفت شركة بريطانية مختصة بالحلول الخضراء والطاقة الشمسية عن نموذج لجهاز يحول حرارة المشروبات الساخنة أو برودة السوائل المثلجة إلى كهرباء لشحن الهواتف النقالة.

إضغط على الصورة لمشاهدة الحجم الكامل

واعتمدت شركة "إيبيفاني لابس"في هذا الجهاز على محرك حراري صغير للحصول على الطاقة الكهربائية اللازمة لشحن الهواتف النقالة أو أي أجهزة إلكترونية صغيرة كالكاميرات ومشغلات الموسيقى،وتعتمد المحركات الحرارية، التي اخترعت في أوائل القرن التاسع عشر، على تحويل فارق الضغط الناتج عن اختلاف حرارة الهواء إلى طاقة ميكانيكية تحوّل بدورها إلى كهرباء.

ويشبه الجهاز شكل قرص الهوكي "Puck" ومنه أخد اسم "وان باك" وهو عبارة عن قاعدة يوضع عليها الكوب لحماية الأرضية من البلل من جهة، وليتيح لمستخدمه شحن الهاتف النقال إذا كان ما يشربه شديد البرودة أو السخونة،ويتألف "وان باك" من جانبين أحدهما أحمر والآخر أزرق، الأول مخصص للاستفادة من حرارة المشروبات الساخنة، بينما الجانب الأزرق يستفيد من برودة المشروبات المثلجة بتحويلها إلى كهرباء.

وقالت الشركة المصنعة للجهاز على موقعها على الإنترنت إن الجهاز متوافق مع هواتف آيفون وأندرويد وأي جهاز إلكتروني يعتمد على طاقة كهربائية لا تزيد على 1000 ميلي أمبير،وأضافت أنها ستكشف مزيدا من التفاصيل المتعلقة بالجهاز كالزمن اللازم لشحن الهاتف ومدى الحرارة أو البرودة اللازمة لعمله قبيل إطلاقه في الأسواق مطلع العام المقبل بسعر تقريبي هو 115 دولارا.