الخميس، 31 مارس 2016

مترجم : عشرة أشياء ينبغي عليك معرفتها عن تكنولوجيا النانو (1/ المفهوم)

   
       

     في عام 1959 ألقى الفيزيائي والحائز على جائزة نوبل ريتشارد فاينمان محاضرة بعنوان " هناك متسع كبير في القاع " خلال اجتماع الجمعية الفيزيائية الأمريكية، حيث أدخل للأذهان مفهوم تكنولوجيا النانو من غير تسمية المصطلح.
     في محاضرته المشهورة تحدث عن إمكانية التلاعب والتحكم بجزيئات المادة على مقاييس صغيرة جدا، ووضع هذا السؤال "لماذا لا يمكننا كتابة كل الأربعة وعشرين مجلدا من موسوعة بريتانيكا على رأس دبوس؟".
 
     وضع فاينمان جائزة قدرها 1000 دولار لأول شخص يقوم بصناعة وتشغيل محرك كهربائي يمكن التحكم به من الخارج، وتكون مساحة سطحه 1/64 بوصة مربعة.
     كان فاينمان يأمل في أن تثمر جائزته عن نوع جديد من الصناعات التكنولوجية، ولكنه كان مذهولا بعد مرور سنة من إعلانه عن الجائزة، حيث قام بيل ماكليلان بصناعة المحرك بيديه مستخدما الملقط والمجهر. محرك بيل الذي كان سرعة دورانه 200 لفة في الدقيقة كان يزن 250 مايكرو جرام ويتكون من 13 جزء.

            (محرك ماكليلان المايكرومتري تحت عدسة المجهر. الفقاعة أعلى الصورة عبارة عن رأس دبوس)

     ومنذ 50 سنة من ذلك الحين لم ينجح فقط مجال الإلكرونيات في كسب رهان فاينمان والدخول في الإنتاج التجاري لتلك المحركات بل وعمل أصغر من محرك ماكليلان. بل بدأ الباحثون في استكشاف مستوى آخر من التصغير، وذلك على مستوى النانو متر.




Share:

الأربعاء، 30 مارس 2016

استخدام تقنية النانو في تنقية المياه

من بين التحديات العالمية التي تواجة التي تواجه الدول والمجتمعات حاليا، الحصول على المياه النقية التي تعد من حقوق الإنسان الأساسية. فطبقا لتقديرات الكثير من الهيئات والمنظمات الدولية، هناك الملايين من الأشخاص لا تتوفر لديهم مصادر للمياه النقية، ويعانون من عدم قدرتهم على الحصول على مياه شرب نقية الأمر الذي يؤدي لانتشار الأمراض والوفيات.

ووفقا لآخر الإحصاءات من اليونيسيف ومنظمة الصحة العالمية، هناك ما يقدر بـ 884 مليون شخص محرومون من الماء الصاح للشرب، و 2.5 مليار دون مياه تستخدم للصرف الصحي. ونتيجة لذلك تنتشر الأمراض والوفيات للأشخاص الذين يستخدمون موارد مياه ملوثة، هذه الأثار واضحة بشكل خاص للأطفال في البلدان المختلفة حيث أن 3900 طفل يموتون يوميا بسبب الإسهال وحده.

ولعل من أبرز الفوائد المبشرة و الملموسة لتقنية النانو هي مساهمتها في الحصول على مياه صحية خالية من الملوثات و الشوائب الضارة بواسطة أنظمة معالجة متقدمة تتضمن وسائل تنقية نانو مترية. ولا ريب أن نجاح تصفية المياه بالطريقة البدائية المعتمدة على أقمشة ملابس الساري، المعروفة في بلدان الهند و ما جاورها، هي الأصل في البحث عن منسوجات مشابهة ِحيكت و ُعولجت بتقنية النانو لجعل عملية التصفية أكثر فاعلية و كفاءة . ففي بنغلادش، على سبيل المثال، أستعمل أهالي القرى أقمشة الساري لتصفية مياههم من بكتيريا الكوليرا، حيث بإمكان أربعة طبقات من قماش الساري حجز 99% من البكتيريا . و في المقابل استفادت أرياف جنوب أفريقيا من إنتاج تقنية النانو المتمثل بأغشية فلتره ذات مسامات نانو مترية في فلتره مياهها من الملوثات و السموم الصناعية و التي تضمنت كبريتات و كلورايد و فوسفات و النتريت.

فعلى سبيل المثال، استخدمت ذرات الفضة النانوية في قتل البكتريا و خصوصاً بكتريا الايكولاي المسببة للأمراض المعدية و القاتلة في كثير من الأحيان، و أظهرت النتائج المنشورة في هذا الموضوع أن هذه المواد قضت و بشكل كامل على هذه الميكروبات. بالإضافة إلى ذلك، استخدمت مواد نانوية أخرى في معالجة و تنقية المياه الملوثة، كالأنابيب الكربونية النانوية حيث أظهرت هذه المواد النانوية أن لها خاصية عالية على ادمصاص المواد و العناصر السامة الملوثة في المياه كالمعادن الضارة و المركبات الكربونية الذائبة في الماء بالإضافة إلى استخدامها في قتل الميكروبات و الجراثيم العالقة بالماء بتعديل أسطحها كيميائياً.

وقد تم نشر العديد من الأبحاث العالمية في هذا المجال، حيث أظهرت النتائج أنه تمت إزالة، وبشكل كامل، بعض المعادن الضارة و السامّة كالزئبق و الزرنيخ و الرصاص و الكادميوم و الكروميوم، ثم أيضاً نزع العديد من المركبات الكربونية كالفينول و الزيوت العالقة و مركبات البنزين و التولوين و الزيلين و المواد الكربونية الصبغية و غيرها.

وهناك العديد من المواد النانوية الأخرى التي تم استخدامها في معاجة المياه كألياف الكربون النانوية وجزيئات الجرافين النانوية و نانوزيوليت و الفلاتر النانوية و أظهرت هذه المواد قابلية عالية في معالجة المياه الملوثة.
وأخيراً ما زالت لأبحاث مستمرة في هذا المجال، و ما زال هناك الكثير من المجالات و التطبيقات التي يمكن من خلالها استخدام المواد النانوية لزيادة انتاجية المياه العذبة و تنقية المياه.


المصادر 1 ، 2
Share: