تكنولوجيا النانو
TRANSCRIPT
تكنولوجيا النانو في مجال المعلومات واالتصاالت:
الفرص والتحديات
د. رحاب فايز أحمد سيدمدرس تكنولوجيا المعلومات بقسم المكتبات والوثائق
كلية اآلداب – جامعة بني سويف
تع--د تكنولوجي--ا الن--انو ث--ورة علمي--ة هائل--ة ال تق--ل عن الث--ورة الص---ناعية ال---تي نقلت اإلنس---ان إلى عص---ر اآلالت أو ث---ورة التكنولوجي-ا ال-تي نقلت اإلنس-ان إلى عص-ر الفض-اء واالتص-االت واإلن--ترنت، وتط--ور ش--امل في مختل--ف المج--االت وك--ل ف--روع العل-وم, فم-ا تقدم-ه تكنولوجي-ا الن-انو ه-و الق-درة على ص-نع ك-ل م-ا
كلف-ة أق-ل وج-ودة أعلى وه-ذه الق-درة س-تكون تيتخيل-ه اإلنس-ان بمفت-اح التق-دم العلمي ال-ذي س-يغير مع-الم الحي-اة على نح-و ق-د ال يس-تطيع اإلنس-ان تص-ور ك-ل أبع-اده الي-وم، وفي ذل-ك يق-ول أح-د العلم-اء إن م-ا س-ننتجه ونكتش-فه باس-تخدام ه-ذه التكنولوجي-ا في الس--نوات القليل--ة القادم--ة س--وف يع--ادل ب--ل س--يتجاوز م--ا تم
.اكتشافه منذ أن خلقت األرض
تعريف تكنولوجيا النانو ومصطلحاتها
تكنولوجي--ا الن--انو هي الجي--ل الخ---امس ال---ذي ظه---ر في
عالم اإللكترونياتوق-د س-بقه أوال الجي-ل األول ال---ذي اس---تخدم المص---باح اإللك-----تروني بم-----ا في-----ه
.التليفزيون
ويتمث----ل في الجي ل الث اني اكتش----اف الترانزس----تور، وانتش----ار
تطبيقاته الواسعة.
من اإللكتروني--ات الجي ل الث الث ويتمث-ل في اس-تخدام ال-دوائر التكاملي-ة، وهي عب--ارة عن قطع--ة ص--غيرة ج--دا ش--كلت م--ا تش-كله تقني-ات الن-انو في وقتن-ا الح-الي من قف-زة هام-ة في تط-ور وتقلي-ل حجم ال-دوائر اإللكتروني-ة فق-د ق-امت ب-اختزال حجم العدي-د من األجه-زة ب-ل رفعت من كفاءته-ا وع-ددت
من وظائفها
الجيل الرابع ويتمث--ل في اس--تخدام المعالج--ات الص-غيرة، ال-ذي أح-دث ث-ورة هائل-ة في مج---ال اإللكتروني---ات بإنت---اج الحاس---بات الشخص---ية والرق---ائق الحاس----وبية الس----يليكونية ال----تي أح----دثت تق----دما̀ في العدي----د من
.المجاالت العلمية والصناعية
يع---ني مص---طلح ن---انو الج---زء من المل-ي--ار؛ فال-ن--انوم-تر ه--و واح--د -على الم-لي-ار من الم-ت-ر و-لكي نت-خي-ل ص-غر
النانو متر نذكر ما يلي؛ تبل---غ س---ماكة الش---عرة الواح---دة
م-----ترا أي - ميك-----رو50لإلنس-----ا-ن نانو متر, 50,000
وأص-غر األش-ياء ال-تي يمكن لإلنس-ان رؤيته-ا ب-العين المج-ردة يبل-غ عرض-ها
ن--انو م--تر، وعن--دما 10,000ح--والي تص-طف عش-ر ذرات من الهي-دروجين ف-إن -طوله-ا يب-ل-غ ن-انو- م-ترا- وا-ح-دا في-ا
ل-ه من شي-ء دقي-ق ل-لغاية.-
ذرات ومسافات سيليكون
~tenths of nm
رأس دبوس1-2 mm
كريات دم حمراء
مع كرية بيضاء~2-5 m
DNA~2.5 nm width
شعرة بشرية
~ 60-100 m
مقياس النانو: إن الس ابقة ”ن انو“- هي من الكلم ة
ت ي ن ية ”ن ان وس” أو دووارف ” الال( ب البليون 9-10)وال تي تع ني واح د
* علم النان و : من الشيء يتعام ل م ع الم واد في علمهو
ال بمقي اسمس تواها ال ذري والجزي ئي ن انو م تر وه و ايض ا علم 100 يزي د عن
الخص ائصودراس ة باكتش افيهتم * تقنية النانو : المميزه لمواد النانو ..
الق دره على تعطين ا التقني ه الل تي ةجه زألالتحكم المباش ر في الم واد وا
ن انو م تر 100 تق ل عن بعاده اأال تي وذل ك بتص نيعها ومراقبته ا ودراس ة
.. خصائصها
نبذه تاريخية عن تكنولوجيا النانو
ال يمكن تحدي د عص ر أو حقب ة معين ة ل بروز تكنولوجي ا الن انو، كم ا أن ه ليس من المع روف بداي ة اس تخدام اإلنس ان للم ادة ذات الحجم الن انوي، لكن من المعل وم أن أح د المقتني ات الزجاجي ة وه و ك أس المل ك الروم اني اليكورج وس في الق رن الراب ع الميالدي الموج ودة في المتح ف البريط اني يحت وي على جس يمات ذهب وفض ة نانوي ة، حيث يتغ ير ل ون الك أس من األخض ر إلى األحم ر الغ امق عن دما يوض ع في ه مص در
ضوئي.
ولكن من الواض ح أن من أوائ ل الن اس ال ذين اس تخدموا ه ذه التكنولوجي ا )ب دون أن ي دركوا ماهيته ا( هم الع رب والمس لمون؛ حيث ك انت الس يوف الدمش قية )الق رن الس ابع عش ر( المعروف ة بالمتان ة ي دخل في تركيبه ا م واد نانوي ة تعطيه ا ص البة ميكانيكي ة، كم ا ك ان ص انعوا الزج اج في العص ور الوس طى يس تخدمون حبيب ات ال ذهب النانوي ة الغروي ة
للتلوين.
أول من وص ف تقني ة الن انو ريتش ارد ه و الع الم الفيزي ائي
الح ائز على ج ائزة فيم ان ق دم 1959في ع ام ف نوب ل
محاض رة بعن وان فيم ان هن اك مس احة واس عة في “
”األسفلوال تي اق ترح فيه ا أن ق وانين الفيزي اء تس مح لإلنس ان أن يس تخدم آالت ص غيرة لص نع آالت أك ثر ص غرا في
المستوى الذري والجزيئي.
تطبيقات تكنولوجيا النانو
الن انو تكنولوجي ايمكن من خالل ص نع س فينة فض ائية في حجم ال ذرة يمكنه ا اإلبح ار في جس د اإلنس ان إلج راء عملي ة جراحي ة والخ روج من دون جراح ة، كم ا تس تطيع ال دخول في ص ناعات الموج ات الكهرومغناطيس ية ال تي تتمكن بمج رد مالمس تها للجس م على إخفائ ه مث ل الط ائرة أو الس يارة ومن ثم ال يراه ا ال رادار ويعلن
اختفاءها.وق د تمكن ب احثون من إدخ ال ن انو الفض ه إلى المض ادات الحيوي ة . ومن المع روف أن الفض ة ق ادرة على قت ل ح والي
جرثوم ة دون أن ت ؤذي 650. الجس م البش ري
المجال الحربي والعسكري
ال دول المتقدم ة لص نع توص لت اليدكفطائرات تجسسية بحجم
صنع روبوت ات تك اد تط ابق الكائن ات الحي ة، مص ممة على غ رار الصراص ير، تس تطيع التس لق على الج دران والس اللم والتض اريس
.الصخرية المختلفةاس تخدام نح ل ق ادر على اكتش اف
المتفجرات.صنع أنظم ة ترص د من مس افة بعي دة الحال ة الذهني ة لألش خاص المش كوك بهم، أو المرغ وب بم راقبتهم والتجس س على أفك ارهم، باس تخدام تقني ة قريب ة من التص وير ب الرنين المغناطيس ي وس واه، بحيث تتمكن ه ذه األنظم ة من كش ف نواي ا الش خص وق راءة أفك اره
مسبقا
كم ا تتن افس الش ركات الك برى المتخصص ة في تص نيع الحاس بات اآللي ة، على تحقي ق إنج ازات مهم ة في ه ذا المج ال باالعتم اد على تكنولوجي ا الن انو. ويمكن تحدي د االتجاه ات التطويري ة على الحاس بات اآللي ة في ثالث اتجاه ات
رئيسية هي:زي ادة س رعة المعالج ات باالعتم اد •
على الموص الت الض وئية وخفض مع دل اس تهالك الطاق ة واالنبع اث
الحراري. زي ادة الس عة التخزيني ة ل ذاكرة •
م ع RAMالوص ول العش وائي ق درتها على االحتف اظ بالبيان ات
حتى بعد انفصال مصدر الطاقة. زي ادة مع دل االحتف اظ بالطاق ة •
لبطاري ات أجه زة الحاس ب والهاتف المحمول.
إنت اج وس ائط تخ زين بيان ات •بسعات تخزينية هائلة.
العالم في نانوي كمبيوتر معالج أوللتوضيح تلونيها تم إلكتروني ميكروسكوب صورة هذه
. لمعالج نانوية أسالك الصورة توضح الصورة معالمنانوية الكرتونية دائرة على موضوع نانوية
تحديات تكنولوجيا النانو
دوم ا عن د ك ل تط ور علمي أو تق ني يح دث انتق ادات وتنتش ر المخ اوف كم ا حص ل في
الص ناعية األولى وعن د اخ تراع الكم بيوتر الث ورةوظه ور الهندس ة الوراثي ة وغيره ا .تتركز
في: االنتقادات أن الن انو جزيئ ات ص غيره ج د�ا إلى الح د ال ذي يمكنه ا من التس لل وراء جه از المناع ة في ا أن تنس ل من الجس م البش ري، وبإمكانه ا أيض �خالل غش اء خالي ا الجل د والرئ ة وم ا ه و أك ثر إث ارة للقل ق أن بإمكانه ا أن تتخطى ح اجز دم
الدماغ
المخ اوف من أن يص بح الن انو روب وت ذاتي في الحي اة التك اثر, أي: يش به التك اثر الموج ود
الطبيعي ة فيمكن ه أن يتك اثر بال ح دود ويس يطر ليس هنال ك ص يغة متف ق عليه ا دولي ا الختي ار على كل شيء في الكره األرضية.
درج ة س مية الجس يمات النانوي ة .ليس هنال ك اتفاق ات معياري ة لتق ييم اآلث ار البيئي ة
يمكن أن تس تخدم لتط وير أس لحة نانوي ة تعطي للجسيمات النانوية.اس تخدامات أك ثر مك را مم ا تملك ه األس لحة
مثال القنبل ة يمكن أن تس تخدم لتفج ير النووي ة.أش ياء مح ددة، ولكن االالت النانوي ة يمكن أن تس تخدم للتس لل أو االحتالل أو الس يطرة على
منطقة أو العلم كله.
على فهم تكنولوجي ا الن انو س اعد تالع الم من حولن ا وس وف يعطى إله ام وق وة دف ع لع دة أجي ال من
العلماء في المستقبل.
لذلك أجي ال المس تقبل س وفتس تمر في رحل ة الخي ال م ع
إلى مس توى متق دم تكنولوجي ا الن انو لجعل الحياة أكثر سهولة