تقنية النانو، المعروفة أيضًا باسم علوم وتكنولوجيا النانو، هي مجال علمي حديث يهتم بدراسة ومراقبة وتحكم الخصائص الفيزيائية والكيميائية للمواد على نطاق أجزاء صغيرة جدًا من الثانية (النانيومتر). هذه الوحدات الصغيرة تعادل جزءاً واحداً من مليار من الميليمترات، وهي أصغر بكثير مما يستطيع العين البشرية رؤيته بدون أدوات مكبرة خاصة. أول استخدام معروف لمصطلح "نانو" يعود للفيزيائي الأمريكي ريتشارد فينمان في عام ١٩٥٩ عندما استعرض احتمالية العمل على المستوى الذري.
تحديات تقنية النانو:
على الرغم من إمكانياتها الواعدة، فإن تطوير واستخدام تقنية النانو يواجه عديداً من العقبات الرئيسية. من أهمها:
* الصغر المشكلة: صغر حجم جزيئات المادة يجعل التحكم بها والتلاعب بها أمرًا صعبًا للغاية.
* التوجيه الكمي: بمجرد فصل الجسيمات عن مواقعها الأصلية، يصعب إعادة توجيهها بدقة لتحقيق النتيجة المرجوة.
* النتائج الغير متوقعة: هناك احتمال بأن تؤدي التغييرات على مستويات النانو إلى عواقب سلبية أو ظواهر غير مرغوب فيها بسبب التعقيد البيئي للجزيئات ضمن بنية المادة.
إنجازات وتطبيقات تقنية النانو:
بالرغم من تلك التحديات، فقد شهدت السنوات الأخيرة تقدماً مذهلاً في تطبيق تقنية النانو في مختلف القطاعات بما فيها:
الطب:
- الروبوتات الدقيقة لنقل الأدوية مباشرة إلى الخلايا المصابة بدقة عالية.
- التشخيص المبكر لأمراض مثل سرطان الرئة عبر جهاز شم نووي يكتشف المركبات المنبعثة أثناء التنفس والتي ترتبط غالبًا بهذا المرض.
- تصنيع مركبات ناشفة قابلة للحقن تحتوي على خلايا جذعية بشرية تعالج تلف الأعصاب الناجم عن مرض باركنسون.
الطيران:
- ابتكار أجهزة مراقبة الصحة الشخصية للإنسان الموجود خارج الأرض، قادرة على جمع بيانات بيولوجية مهمة وارسال تنبيهات طبية لحظة اكتشاف حالة خطيرة.
الطاقة:
- تصميم بطاريات ذكية أكثر كفاءة وأطول عمر لاستخداماتها اليومية وشحن السيارات الكهربائية بسرعات أعلى وحفظ المزيد من الطاقة لفترة أطول.
- إنتاج ألواح شمسية تغطي منطقة واسعة بكفاءة عالية رغم الحجم الكبير نسبياً نظراً لطول موجة الأشعة الشمسية المستخدمة لتحويلها إلى كهرباء.
الصناعة:
- الأقمشة الذكية بإمكانها توليد الكهرباء والحفاظ عليها أثناء ارتدائها ومقاومة الاتساخ والبكتيريا بفضل خصائص مقاومة الماء والميكروبات الخاصة بها والتي يتم تحقيقها بتقنية النانو.
- الزجاج غير قابل للاحتكاك والذي يفوق قوة وصلابة الفولاذ ومنخفض الوزن بدرجة ملحوظة ويمكن انعكاس الضوء منه بزاوية عشوائية حسب حاجة التصميم والاستخدام المرغوب فيه.
- طباعة الصور ثلاثية الأبعاد بخاصية الشفافية وضبط درجة ثني الشاشة بحرية وفق احتياجات التطبيق التجاري والفني المختلفة.
الآثار الصحية والبيئية المرتبطة بتقنية النانو:
مع كل ما تم تحقيقه من نجاحات وتقدمات، لا يمكن تجاهل المخاطر المحتملة لهذه التقنية الجديدة نسبيًا. توضح الدراسات وجود ارتباط محتمل بين تعرض العمال مباشرة لهذه الجزئيات النانوية والإصابة بالأورام الخبيثة نتيجة تأثيرات سامة قد تلحق ضررها حتى بجهاز المناعة لدى الشخص المُعرَّض لذلك الدخان الصادر من عملية التعامل مع المواد المؤكسدة بالنسب الشاذة المقاسة بالمليجرام لكل متر مكعب للهواء الخارجي الداخلي للغرفة المغلق نفسه تمامًا! هذا الوضع يشكل مصدر قلق رئيسي يحتاج لاهتمام ومتابعة مستمرة للتأكد من سلامته قبل توسيع انتشار واستيعابه في الحياة اليومية والعلمية لمنع الوقوع في براثن مخاطر صحية بيئية مدمرة مستقبلًا إن لم يكن بالحاضر الآن بالفعل!.
