ما هي تقنية النانو: أنواعها ، واستخداماتها

جرب أداة القضاء على المشاكل





كل ما يحيط بنا يتكون من ذرات وجزيئات. لفهم سلوك مادة معينة الكم يتم البحث عن خصائص الذرات. ولكن مع ظهور البحث ، وجد أن هناك مقياسًا أصغر بكثير من المقياس الجزيئي. إنه المقياس النانوي الذي يقيس واحدًا من المليار من المتر. يبلغ قياس ذرة المادة حوالي 0.1 نانومتر. بما أن الذرات هي لبنات بناء المادة ، فيمكن على المستوى النانوي ترتيب هذه الذرات معًا لتشكيل مواد جديدة. يُطلق على جميع الأبحاث حول الدراسة والاختراعات التي تنطوي على خصائص العناصر في هذا المقياس النانوي اسم تقنية النانو.

ما هي تقنية النانو؟

يشير المصطلح نانو إلى مقياس واحد من المليار من المتر. هذا أصغر من الطول الموجي للضوء. تشير تقنية النانو إلى جميع الأبحاث المتعلقة بمعالجة المادة على المستوى النانوي. لقد وجد أن الخصائص الكمومية للمادة على نطاق نانوي تختلف عن تلك الخاصة بالمقياس الذري. لذلك ، فإن البحث المرتبط بتقنية النانو واسع للغاية والذي يشمل العديد من مجالات العلوم مثل الكيمياء العضوية ، والبيولوجيا الجزيئية ، وعلوم السطح ، وتخزين الطاقة ، والهندسة الجزيئية ، أشباه الموصلات الفيزياء والتصنيع الدقيق.




الأساسيات

إن البحث عن المادة بمقياس النانو أمر مذهل لأنها المرحلة الأساسية حيث يتم ترتيب الذرات معًا. وبالتالي ، يمكن للمرء أن يشكل العديد من أنواع المواد المختلفة عن طريق معالجة المادة على هذا المقياس. يتراوح مقياس النانو من 1-100 نانومتر. إنه أصغر من المقياس المجهري وأكبر من المقياس الذري. نظرًا لأن البحث حول هذه التقنية يتضمن خصائص مختلفة لهذه المسألة ، فمن المهم أن يكون لديك خلفية قوية في علوم متعددة.



تقنية النانو

تقنية النانو

على المستوى النانوي ، تختلف قواعد ميكانيكا الكم للمادة كثيرًا عن مستواها الذري. على سبيل المثال ، يمكن للمادة التي تتصرف كعازل في الشكل الجزيئي أن تتصرف مثل أ أشباه الموصلات عند الانهيار في المقياس النانوي. عند هذا المستوى ، يمكن أن تتغير نقطة انصهار المواد أيضًا بسبب زيادة مساحة السطح. تتضمن جميع الأبحاث حول تقنية النانو اليوم دراسة هذه الخصائص على نطاق النانو ومعرفة كيفية استخدامها في تطبيقات جديدة.

تشير تقنية النانو اليوم أيضًا إلى علم بناء العناصر من الأسفل إلى الأعلى باستخدام الأدوات والتكنولوجيا المتاحة اليوم ، لتشكيل منتجات عالية الأداء.


أنواع تقنية النانو

نظرًا لأن تقنية النانو تتعامل مع دراسة المادة على المستوى النانوي ، فإن العلوم في هذا النطاق تندرج تحت تقنية النانو. العلم الذي يتعامل مع التلاعب بالمادة لتشكيل الأداء العالي الترانزستورات و المعالجات الدقيقة يعرف باسم الهندسة النانوية. عند استخدام تقنية النانو لإنتاج منتجات صيدلانية ، يشار إليها باسم طب النانو. تستخدم تقنية النانو بشكل كبير في تصنيع الأجهزة الإلكترونية المعروفة باسم Nanoelectronics.

تقنية النانو لها نوعان من النهج - النهج التصاعدي ونهج أعلى داو. في النهج التصاعدي ، تتكون المواد من مكونات صغيرة تتحرك نحو مكونات أكبر. في النهج من أعلى إلى أسفل ، تتكون المواد النانوية من كيانات أكبر.

على مر السنين ، تم تطوير تقنية النانو أيضًا كميكانيكا النانو ، و Nanophotonics ، و Nanoionics التي توفر الأساس العلمي الأساسي لتقنية النانو.

استخدامات تقنية النانو

تستخدم المواد النانوية للتطبيقات السائبة. يتم تشكيل نانوفيلرز التي تستخدم في الخلايا الشمسية لتقليل تكلفة إنتاجها. قدمت تقنية النانو مساهمة كبيرة في مجال الطب الحيوي. تم تطوير تطبيقات مثل هندسة الأنسجة وتوصيل الأدوية وأجهزة الاستشعار الحيوية.

ساعدت تقنية النانو في بناء الحمض النووي الاصطناعي ودراسة الأحماض النووية الأخرى. في تركيب المواد ، ساعدت هذه التقنية في تصميم جزيئات جيدة الشكل. تم تطوير تقنيات تصنيع جديدة مثل الطباعة الحجرية النانوية وترسيب الطبقة الذرية.

المميزات والعيوب

ساعد تطوير هذا المجال في تطور مختلف العلوم الجديدة. باستخدام تقنية النانو ، يمكن التلاعب بخصائص المواد وفقًا لضرورتنا. يمكن جعل المواد أكثر متانة وثباتًا وقوة وأخف وزناً وأكثر تفاعلاً وأفضل موصلات كهربائية ، إلخ.

تتشابه العيوب التي تنطوي على تقنية النانو مع تلك التي تحدث عادةً مع تطور التكنولوجيا الجديدة. إن تأثير تكنولوجيا النانو على الظروف البيئية هو الأكثر إثارة للخوف. تأثير هذه التكنولوجيا على الاقتصاد العالمي هو أيضا مصدر قلق.

تتضمن الأبحاث المستقبلية في هذا المجال تطوير الروبوتات النانوية وتطبيقاتها في الأدوية. يتم اقتراح أجهزة تصنيع نانوية جديدة للتطبيقات التجارية المستقبلية. يتم اقتراح ماكينات النانو التي ستساعد في تطوير مواد وأنظمة نانوية جديدة. يجري تطوير المادة التي يمكن عكس خصائصها بسهولة والتحكم فيها خارجيًا. تم صياغة مصطلحات جديدة مثل التكنولوجيا الحيوية وتقنية الفيمتو مع هذه التكنولوجيا. ما هما الأسلوبان المستخدمان في تصنيع المواد النانوية؟