نانو تكنولوجي ( تكنولوجية النانو )

نانو تكنولوجي ( تكنولوجية النانو ) 46622743

ماذا تعني عبارة «نانو تكنولوجي»؟ وما هو هذا العلم الذي يتوقّع له أن يغزو العالم بتطبيقاته التي قاربت الخيال؟ وما اسم الكتاب الذي يتكلّم عن هذا العلم؟ وكيف شرح مؤلّفه فكرته؟ وما هي سلبيات ذلك على الكون؟ وهل من دول تدعم هذا العلم؟
يشتق مصطلح «نانو تكنولوجي» من النانومتر، وهو مقياس مقداره واحد من ألف من مليون من المتر، أي واحد على بليون من المتر، أو واحد من مليون من المليمتر. ويمثّل ذلك واحداً على ثمانين ألفاً من قطر شعرة واحدة. ونانو تعني باليونانية قزم و«نانو تكنولوجي» هو المقياس الذي يستخدمه العلماء عند قياس الذرة والالكترونيات التي تدور حول نواة الذرة وما إلى ذلك.
في عام ١٩٨٦، وضع عالم الرياضيات الأميركي أريك دريكسلر، المؤسّس الفعلي لهذا العلم، كتاباً اسمه «محرّكات التكوين»، بسّط فيه الأفكار الأساس لعلم «نانو تكنولوجي». وعرض فيه أيضاً المخاطر الكبرى المرافقة له.
تتمثّل الفكرة الأساس في الكتاب بأن الكون كلّه مكوّن من ذرّات وجزيئيات، وأن لا بد من نشوء تكنولوجيا للسيطرة على هذه المكوّنات الأساس. وإذا عرفنا تركيب المواد، يمكن صناعة أي مادة، أو أي شيء، بواسطة وصف «مكوّناتها الذرية» ورصّها الواحدة إلى جانب الأخرى.
إن في كل صناعة «نانو تكنولوجي»، هناك ضرورة للسيطرة على الذرة الواحدة والجزيء الواحد، وذلك من خلال الراصف الذي هو عبارة عن إنسان آلي متناهي الصغر، لا يرى بالعين المجرّدة، ولا يزيد حجمه عن حجم الڤيروس أو البكتيريا. ويملك الراصف «أيدياً» تمكّنه من الامساك بالذرة أو الجزيء، ما يعطيه القدرة على تفكيك أي مادة إلى مكوّناتها الذرية الأصغر. ومثل كل روبوت، فإنه مزوّد بعقل إلكتروني أي كومبيوتر، يدير كل أعماله. ويتحكّم البشر بالرواصف عبر تحكّمهم بالكومبيوترات التي تدير الرواصف وبرامجها. ويمكن تخيّل راصف طبّي بحجم الڤيروس مبرمجاً لملاحقة البكتيريا التي تسبّب أمراضاً في الإنسان. ويمكن حقن مجموعة من تلك الرواصف، في دم مريض مهدّد بالتهاب عجز الطب عن علاجه، حيث تلاحق البكتيريا وتمزّقها.
ويمكن لهذه الرواصف أن تُبرمج، لتمسك بذرات معدنية لصنع مركبات فضاء بحجم الظفر. تلك المركبات مزوّدة بكومبيوترات وأجهزة اتصال مع الأرض، ولأنها مركبات فائقة الصغر، يمكن أن تستعمل أي مصدر للطاقة في الفضاء الخارجي، مثل الضوء أو حتى الذبذبات الصوتية، للانطلاق إلى مجرّات لا يحلم الإنسان بالوصول إليها.
ويتساءل دريكسلر في كتابه: هل أصبح ثقب الأوزون مهدّداً للأرض؟
لنرسل إليه الرواصف لإصلاحه. لكن ماذا لو حدث خلل ما لعمل الرواصف، أو بالأحرى كومبيوتراتها؟ عندها بدل إصلاح ثقب الأوزون، ربما زادت الرواصف في خرابه. ربما أزالت كل درع الأوزون الذي يقي الأرض من تدفّق الاشعاعات المميتة. ما الذي يحدث عندها؟ سوف يفنى كل ذي حياة على وجه الأرض وتنتهي حضارة الإنسان كلّها.
لقد تنبّأ العلماء بمستقبل واعد لهذه التقنية، التي بدأت بشكل حقيقي عام ١٩٩٠، والتي باتت الدول الصناعية تضخ الملايين من الدولارات من أجل تطويرها، وقد وصل تمويل اليابان لدعم بحوث «الناتو تكنولوجي» لهذا العام إلى بليون دولار، أما في الولايات المتحدة فهناك ٤٠٠٠٠ عالم أميركي لديهم المقدرة على العمل في هذا المجال، وتقدّر الميزانية الأميركية المقدّمة لهذا العلم بتريليون دولار حتى عام ٢٠١٥.
ويخشى بعض العلماء من استخدام مثل هذه التقنيات لأغراض لا إنسانية. وبحسب العالم نبيل جوي «هي تقنية مبيدة، عديدة المخاطر يمكن أن تؤدّي لظهور «جود الرمادي» وهو عبارة عن آلة متقدّمة تكنولوجياً، دقيقة الحجم، تستطيع أن تستنسخ نفسها، كما تفعل الكائنات الحيّة الدقيقة، وتتحوّل إلى جحافل من التجمّعات الآلية الصغيرة، تقتلع أي شيء في طريقها، وتبيد كل أشكال الحياة على وجه الأرض؛ ويتوقع المراقبون أن تُشغل تكنولوجيا الناتو سلسلة من الثورات الصناعية خلال العقدين القادمين حيث ستؤثر في الحياة بشكل كبير.
*****************************************
آخر صيحة في عالم الـ«نانو تكنولوجيا»: ابتكار آلة مجهرية للحفر والنحت الدقيق ثلاثية الأبعاد أسلوب مبتكر يعتمد على أشعة الليزر القصيرة الموجات والسريعة جدا لتنفيذ أعمال في منتهى الدقة
ابتكر باحثون في جامعة آن أربر في ولاية ميتشيغان في الولايات المتحدة, آلة مجهرية للحفر والتثقيب والنحت والقطع قادرة على العمل بشكل ثلاثي الابعاد في جميع المواد على أنواعها بدقة بالغة، مهما كانت درجة صلابتها. وهذه آخر صيحة من عالم الـ«نانو تكنولوجيا»(هندسة المنتجات المتناهية في الصغر).
ونشر باحثو ومهندسو هذه الجامعة تقريرا مسهبا في نشرة الاكاديمية القومية للعلوم الاميركية وصفوا فيه الجهاز الجديد الذي هو عبارة عن ليزر نبضي بسرعة «فيمتوثانية», أي بسرعة نبضة في كل جزء واحد من ألف تريليون جزء من الثانية, يتيح قطعا سريعا وعميقا بدقة بالغة في ما يتعلق بتقنيات الـ«نانو تكنولوجي». ويبدو ان مثل هذه القدرات الهائلة التي يؤمنها جهاز الليزر السريع جدا ذو الموجات المتناهية في القصر سيكون لها الاثر الكبير في الابحاث العلمية المتطورة جدا سواء في الاستخدامات العملية أو النظرية.

وفي الواقع لقد أراد الخبراء في مركز العلوم الضوئية السريعة في البداية, استخدام الليزر السريع جدا كأداة قوية لدراسة تراكيب الخلايا الحية, كما يقول الان هنت الاستاذ المساعد في دائرة الهندسة الطبية البيولوجية الذي اشار الى أن العلماء تمكنوا من دفع هذا العلم الجديد الى أكثر مما هو متوقع منه, والعثور في نهاية المطاف على استخدامات جديدة له, بدءا من الالكترونات المصغرة والدقيقة جدا وانتهاء بالسوائل الدقيقة ايضا. وأضاف هنت أن أحد المعضلات المحيرة في الـ«نانوتكنولوجيا» هو العثور على اسلوب فعال جدا ودقيق لتشييد الآلات الدقيقة جدا. وعلى سبيل المقارنة فقط فإن المقطع العرضي لشعرة الانسان يبلغ قياسه 100 الف نانومتر.

إن علوم الفيزياء الفريدة المنطوية عليها اشعة الليزر النبضية القصيرة جدا ذات الكثافة العالية تجعل من الممكن نحت أو قطع اشكال يبلغ عرضها 20 نانومترا كما يقول هنت. والسبب هو خاصية الضوء االقصير الموجات والنبضات وكيفية تعامله مع المادة التي يخترقها, خاصة لدى استخدام النبضات الفيمتوثانية التي هي بريق قصير من الضوء يدوم جزءا من كادريليون من الثانية.

وفي الواقع ليس ثمة أساليب أخرى سهلة لحفر ونحت تشكيلة مختلفة واسعة من المواد بشكل نانومتري. على ذلك يرد هنت بقوله ان الاسلوب الاقرب الى الليزر هذا السريع جدا هو الحفر بالحزمة الالكترونية, لكن الاسلوب الاخير هذا لا يتيح للحفر الى ما تحت السطح، أو داخل المادة.

إن الحفر الضوئي المستخدم الآن في إنتاج الرقاقات أو الشرائح الالكترونية الكومبيوترية يستخدم الآن على نطاق واسع للعديد من أعمال الحفر, ولكنه من الصعب عليه بلوغ القياسات النانومترية والعمل على مستواها, كما تتطلب ايضا مواد معينة, ولا يمكنها العمل على سطح واحد من هذه المادة, مما يعني أن الاقنية المحفورة على رقاقة ما على سبيل المثال لا يمكنها ان تتقاطع من دون أن تختلط بعضها بالبعض الآخر. وهذا ما يعرض المصممين الى عثرات كبيرة في أعمالهم.

بيد ان هنت يقول ان الخاصية الفيزيائية الفريدة للنبضات الفيمتوثانية تتيح الحفر على الابعاد الثلاثة. «أي لو كانت هناك ثلاث اقنية أو أخاديد محفورة على سطح ما فإنه يمكن وصل الاخدودين الخارجيين من دون الدخول عبر الاخدود الوسطي», ويضيف هنت, «أي يمكننا أن نتوجه صعودا ونزولا كما يمكننا ان نحفر اشكالا منحنية على شكل U من دون ان نتقيد بأن يكون ذلك على مستوى واحد أو سطح واحد». أي ان درجة التعقيد التي يمكن تحقيقها هي درجة كبيرة جدا.

[/size]