كيف تعمل ’’ النانوتكنولوجي ’’.. أحدث تقنية علمية في العالم الآن؟
ذكرت تقارير علمية أن الولايات المتحدة رصدت اعتمادات مالية هائلة تصل إلى "تريليون" دولار لدعم الأبحاث في مجال "النانوتكنولوجي" تلك التقنية الجديدة التي يتوقع لها الكثيرون أن تغير وجه العالم!
وكلمة "نانو" فهي مشتقة من كلمة "نانوس" اليونانية وتعني "القزم"، و"النانومتر" هو مقياس واحد من ألف من مليون من المتر، أي واحد على مليار من المتر، أي أنه يمثل واحدا على ثمانين ألف من قطر شعرة واحدة، وهو بذلك أصغر مقياس متري. وأول من وضع أفكار "النانوتكنولوجي" هو عالم الرياضيات الأمريكي ريتشارد فاينمان في عام 1959.
و"تكنولوجيا النانوتكنولوجي" هي تكنولوجيا مستحدثة، يستخدمها العلماء لخلق مواد جديدة وخصائص مبتكرة لم تكن موجودة من قبل، وهي بذلك تفتح آفاقا جديدة في العلوم والتكنولوجيا، وتؤدي تطبيقاتها إلى إحداث تفاعلات كيماوية، وتعتمد "القاعدة النانوية" على مسألتين، الأولى هي بناء المواد بدقة من لبنات صغيرة جدا والحرص على تكون مادة خالية من الشوائب مع مستوى أعلى من الجودة والتشغيل، والقاعدة الثانية هي أن خصائص المادة قد تتغير نهائيا عندما تتجزأ إلى جزيئات متناهية في الصغر، وهي بذلك تعتمد على إعادة ترتيب الجزئيات والذرات وذلك للسيطرة عليها.
ويتم ذلك عن ما يسمى بـ"الراصف" وهو إنسان آلي متناهي في الصغر ولا يرى بالعين المجردة بل لا يزيد حجمه عن "الفيروس"، ويمسك هذا "الروبوت" الصغير بالذرة أو الجزيء بحيث يستطيع تفكيك أي مادة إلى مكوناتها الأصغر، ويتحكم الإنسان في هذا "الروبوت" عن طريق حواسب دقيقة، ولا تقف إمكانيات هذا "الروبوت" العجيب عند ذلك فقط بل يمكنه أيضا أن يمسك ذرات معدنية لصنع مركبات فضائية مزودة بحواسيب وأجهزة اتصال بالأرض يمكن أن تستعمل أي مصدر للطاقة في الفضاء مثل الضوء والذبذبات الصوتية لتنطلق إلى مجرات بعيدة جدا لا يمكن للإنسان أن يصل إليها بالتقنيات التقليدية.
تحولات الماس
ومبدأ تغيير "خواص المادة" في هذه التكنولوجيا الجديدة يمكن أن يطبق على أي مادة مهما كانت، وتمكن الإنسان من صنع ما يريد وهي بذلك تفتح الأبواب على مصراعيها لإحداث ثورات علمية وصناعية في جميع المجالات، ومثال ذلك "الماس" و"الفحم" فكلاهما يتكونان من سلسلة متراصة من الكربون في شكل هندسي معين يختلف في المادتين، ولكن الكون واحد.
ومن خلال تقنية "النانو" يمكن إعادة تشكيل ذرات الكربون الموجودة في الفحم لتكون بنفس الشكل الهندسي التي تتراص بها ذرات الماس وبذلك يتحول الفحم إلى ألماس، وعلى الرغم من تطابق التكوين الكيميائي في الحالتين إلا أن المادة "النانوية" المتناهية في الصغر تكتسب صفات وخواص كهربائية وضوئية ومغناطيسية استثنائية نتيجة للترتيب الجديد الذي اتخذته الذرات، "فالبورسلين" مثلا يعتبر مادة مهمة ولكنها هشة وسبب هشاشتها أن الفراغ بين جزيئاتها والمكون من الرمل كبير نسبيا مما يقلل من تماسكها، ويمكن تحويل "البورسلين" عن طريق التكنولوجيا النانوية بتحليله إلى مكوناته الذرية الأصغر ثم إعادة ترتيب هذه المكونات بصورة متماسكة جدا لكي ننتج "بورسلين" أقوى من الحديد يمكن استعماله في البناء أو في صناعة سيارات خفيفة الوزن التي لا تحتاج إلى كثير من الوقود.
طائرة بحجم بعوضة
ويمكن من خلال هذه التقنية صنع آلات طبية تدخل جسم الإنسان لإجراء عمليات جراحية والخروج بدون جراحة، كما تستطيع الدخول في صناعات الموجات الكهرومغناطيسية التي تتمكن بمجرد تلامسها بالجسم على إخفائه مثل الطائرة أو السيارة حتى لا يراها الرادار، بالإضافة إلى إمكانية تصنيع سيارات بحجم حشرة صغيرة وطائرة في حجم البعوضة وزجاج طارد للأتربة وغير موصل للحرارة، وأيضا صناعة الأقمشة التي لا يخترقها الماء بالرغم من سهولة خروج العرق منها.
وأشارت موسوعة "بريتانيكا" البريطانية إلى أن هذه التقنية تزيد من كفاءة أداء الآلات ما بين 100 مليون و10 آلاف مليون مرة عن الطرق التقليدية.
ولكن برزت العديد من الانتقادات والمخاوف من تطبيق تكنولوجيا "النانو" مثلما حدث قبل ذلك للهندسة الوراثية، وبالنسبة لاستخدام التقنية في مجال الطب والجراحة، ظهر ما يدعو للقلق وهو قدرة "الروبوتات" متناهية الصغر على اختراق الجهاز المناعي للجسم البشري، أو الدخول إلى غشاء خلايا الجلد والرئة، وبإمكانها أيضا أن تتسلل إلى حاجز دم الدماغ، وأظهرت دراسة لـ"مركز جونسون للفضاء" والتابع لوكالة الفضاء الأمريكية "ناسا" أن "نانو" أنابيب الكربون أكثر ضررا من غبار "الكوارتز" الذي يسبب أمراضا مميتة في أماكن العمل.
والخوف الأكبر من هذه التقنية أن تستخدم لأغراض لا إنسانية، وأشار المتخصصون إلى أن هذه التقنية قد تؤدي لظهور "جود الرمادي" وهو عبارة عن آلة متقدمة تكنولوجيا، دقيقة الحجم، تستطيع أن تستنسخ نفسها بنفسها، أي تتكاثر ذاتيا وبلا حدود لتتحول إلى جحافل من التجمعات الآلية الصغيرة تقتلع أي شيء في طريقها بحيث تبيد كل شيء على وجه الأرض!
وتتجه الدول حاليا إلى تصنيع أسلحة "نانومترية" غير تقليدية وذكية تستطيع التعرف على ضحاياها من خلال المادة الوراثية، ونشرت صحيفة "معارف الإسرائيلية مؤخرا تقريرا كاملا حول حرب "نانوتكنولوجية" محتملة قريبا بدأت تضع معالمها المؤسسة الحربية العسكرية الأمنية الإسرائيلية حيث باشرت عمليا بتوظيف أحدث ما وصلت إليه هذه التكنولوجيا "النانوية"، وكشفت الصحيفة عن روبوت شخصي يتبع الجنود ويجر وراءهم الذخيرة والتموين، وكذلك عن غلاف دفاعي يشمل مواقع كاملة ويزودها بالرد المناسب الأوتوماتيكي في مواجهة أي تهديد، إضافة إلى وجود عاكس يبين للجنود ما يجري خلف الجدران من الجانب الآخر.
ومعنى هذا أن جيوش المستقبل لن تكون جيوشا تقليدية بأي حال، بل ستكون مكونة من محاربين "نانويين" يمكن إرسالهم إلى أية بقعة معادة للقضاء على كل من فيها من بشر خلال ساعات قليلة، وذلك بعد أن تنتهي أجهزة الكمبيوتر من تهيئة الجو لهذه الجيوش، عن طريق تدمير شبكات الاتصال والطاقة الكهربائية، بحيث تكون المنطقة المستهدفة مهيأة تماما كي تقوم جحافل النانو بعملها.
والخطورة هذه التقنية الجديدة فقد خصصت الدول المتقدمة ميزانيات هائلة لتطوير أبحاثها في هذا المضمار، وتقف الولايات المتحدة على رأس قائمة هذه الدول حيث خصصت ميزانية هائلة تقدر بتريليون دولار حتى عام 2015، وتحرص أمريكا كذلك على جذب علماء "النانو" إذ يصل جيشها منهم إلى 40.000 عالم "نانوي".
أحمد جندي
ذكرت تقارير علمية أن الولايات المتحدة رصدت اعتمادات مالية هائلة تصل إلى "تريليون" دولار لدعم الأبحاث في مجال "النانوتكنولوجي" تلك التقنية الجديدة التي يتوقع لها الكثيرون أن تغير وجه العالم!
وكلمة "نانو" فهي مشتقة من كلمة "نانوس" اليونانية وتعني "القزم"، و"النانومتر" هو مقياس واحد من ألف من مليون من المتر، أي واحد على مليار من المتر، أي أنه يمثل واحدا على ثمانين ألف من قطر شعرة واحدة، وهو بذلك أصغر مقياس متري. وأول من وضع أفكار "النانوتكنولوجي" هو عالم الرياضيات الأمريكي ريتشارد فاينمان في عام 1959.
و"تكنولوجيا النانوتكنولوجي" هي تكنولوجيا مستحدثة، يستخدمها العلماء لخلق مواد جديدة وخصائص مبتكرة لم تكن موجودة من قبل، وهي بذلك تفتح آفاقا جديدة في العلوم والتكنولوجيا، وتؤدي تطبيقاتها إلى إحداث تفاعلات كيماوية، وتعتمد "القاعدة النانوية" على مسألتين، الأولى هي بناء المواد بدقة من لبنات صغيرة جدا والحرص على تكون مادة خالية من الشوائب مع مستوى أعلى من الجودة والتشغيل، والقاعدة الثانية هي أن خصائص المادة قد تتغير نهائيا عندما تتجزأ إلى جزيئات متناهية في الصغر، وهي بذلك تعتمد على إعادة ترتيب الجزئيات والذرات وذلك للسيطرة عليها.
ويتم ذلك عن ما يسمى بـ"الراصف" وهو إنسان آلي متناهي في الصغر ولا يرى بالعين المجردة بل لا يزيد حجمه عن "الفيروس"، ويمسك هذا "الروبوت" الصغير بالذرة أو الجزيء بحيث يستطيع تفكيك أي مادة إلى مكوناتها الأصغر، ويتحكم الإنسان في هذا "الروبوت" عن طريق حواسب دقيقة، ولا تقف إمكانيات هذا "الروبوت" العجيب عند ذلك فقط بل يمكنه أيضا أن يمسك ذرات معدنية لصنع مركبات فضائية مزودة بحواسيب وأجهزة اتصال بالأرض يمكن أن تستعمل أي مصدر للطاقة في الفضاء مثل الضوء والذبذبات الصوتية لتنطلق إلى مجرات بعيدة جدا لا يمكن للإنسان أن يصل إليها بالتقنيات التقليدية.
تحولات الماس
ومبدأ تغيير "خواص المادة" في هذه التكنولوجيا الجديدة يمكن أن يطبق على أي مادة مهما كانت، وتمكن الإنسان من صنع ما يريد وهي بذلك تفتح الأبواب على مصراعيها لإحداث ثورات علمية وصناعية في جميع المجالات، ومثال ذلك "الماس" و"الفحم" فكلاهما يتكونان من سلسلة متراصة من الكربون في شكل هندسي معين يختلف في المادتين، ولكن الكون واحد.
ومن خلال تقنية "النانو" يمكن إعادة تشكيل ذرات الكربون الموجودة في الفحم لتكون بنفس الشكل الهندسي التي تتراص بها ذرات الماس وبذلك يتحول الفحم إلى ألماس، وعلى الرغم من تطابق التكوين الكيميائي في الحالتين إلا أن المادة "النانوية" المتناهية في الصغر تكتسب صفات وخواص كهربائية وضوئية ومغناطيسية استثنائية نتيجة للترتيب الجديد الذي اتخذته الذرات، "فالبورسلين" مثلا يعتبر مادة مهمة ولكنها هشة وسبب هشاشتها أن الفراغ بين جزيئاتها والمكون من الرمل كبير نسبيا مما يقلل من تماسكها، ويمكن تحويل "البورسلين" عن طريق التكنولوجيا النانوية بتحليله إلى مكوناته الذرية الأصغر ثم إعادة ترتيب هذه المكونات بصورة متماسكة جدا لكي ننتج "بورسلين" أقوى من الحديد يمكن استعماله في البناء أو في صناعة سيارات خفيفة الوزن التي لا تحتاج إلى كثير من الوقود.
طائرة بحجم بعوضة
ويمكن من خلال هذه التقنية صنع آلات طبية تدخل جسم الإنسان لإجراء عمليات جراحية والخروج بدون جراحة، كما تستطيع الدخول في صناعات الموجات الكهرومغناطيسية التي تتمكن بمجرد تلامسها بالجسم على إخفائه مثل الطائرة أو السيارة حتى لا يراها الرادار، بالإضافة إلى إمكانية تصنيع سيارات بحجم حشرة صغيرة وطائرة في حجم البعوضة وزجاج طارد للأتربة وغير موصل للحرارة، وأيضا صناعة الأقمشة التي لا يخترقها الماء بالرغم من سهولة خروج العرق منها.
وأشارت موسوعة "بريتانيكا" البريطانية إلى أن هذه التقنية تزيد من كفاءة أداء الآلات ما بين 100 مليون و10 آلاف مليون مرة عن الطرق التقليدية.
ولكن برزت العديد من الانتقادات والمخاوف من تطبيق تكنولوجيا "النانو" مثلما حدث قبل ذلك للهندسة الوراثية، وبالنسبة لاستخدام التقنية في مجال الطب والجراحة، ظهر ما يدعو للقلق وهو قدرة "الروبوتات" متناهية الصغر على اختراق الجهاز المناعي للجسم البشري، أو الدخول إلى غشاء خلايا الجلد والرئة، وبإمكانها أيضا أن تتسلل إلى حاجز دم الدماغ، وأظهرت دراسة لـ"مركز جونسون للفضاء" والتابع لوكالة الفضاء الأمريكية "ناسا" أن "نانو" أنابيب الكربون أكثر ضررا من غبار "الكوارتز" الذي يسبب أمراضا مميتة في أماكن العمل.
والخوف الأكبر من هذه التقنية أن تستخدم لأغراض لا إنسانية، وأشار المتخصصون إلى أن هذه التقنية قد تؤدي لظهور "جود الرمادي" وهو عبارة عن آلة متقدمة تكنولوجيا، دقيقة الحجم، تستطيع أن تستنسخ نفسها بنفسها، أي تتكاثر ذاتيا وبلا حدود لتتحول إلى جحافل من التجمعات الآلية الصغيرة تقتلع أي شيء في طريقها بحيث تبيد كل شيء على وجه الأرض!
وتتجه الدول حاليا إلى تصنيع أسلحة "نانومترية" غير تقليدية وذكية تستطيع التعرف على ضحاياها من خلال المادة الوراثية، ونشرت صحيفة "معارف الإسرائيلية مؤخرا تقريرا كاملا حول حرب "نانوتكنولوجية" محتملة قريبا بدأت تضع معالمها المؤسسة الحربية العسكرية الأمنية الإسرائيلية حيث باشرت عمليا بتوظيف أحدث ما وصلت إليه هذه التكنولوجيا "النانوية"، وكشفت الصحيفة عن روبوت شخصي يتبع الجنود ويجر وراءهم الذخيرة والتموين، وكذلك عن غلاف دفاعي يشمل مواقع كاملة ويزودها بالرد المناسب الأوتوماتيكي في مواجهة أي تهديد، إضافة إلى وجود عاكس يبين للجنود ما يجري خلف الجدران من الجانب الآخر.
ومعنى هذا أن جيوش المستقبل لن تكون جيوشا تقليدية بأي حال، بل ستكون مكونة من محاربين "نانويين" يمكن إرسالهم إلى أية بقعة معادة للقضاء على كل من فيها من بشر خلال ساعات قليلة، وذلك بعد أن تنتهي أجهزة الكمبيوتر من تهيئة الجو لهذه الجيوش، عن طريق تدمير شبكات الاتصال والطاقة الكهربائية، بحيث تكون المنطقة المستهدفة مهيأة تماما كي تقوم جحافل النانو بعملها.
والخطورة هذه التقنية الجديدة فقد خصصت الدول المتقدمة ميزانيات هائلة لتطوير أبحاثها في هذا المضمار، وتقف الولايات المتحدة على رأس قائمة هذه الدول حيث خصصت ميزانية هائلة تقدر بتريليون دولار حتى عام 2015، وتحرص أمريكا كذلك على جذب علماء "النانو" إذ يصل جيشها منهم إلى 40.000 عالم "نانوي".
أحمد جندي
