تقنية النانو – تاريخ تقنية النانو History of Nanotechnology

– أصبحت تقنية النانو في طليعة المجالات الأكثر أهمية وإثارة في الفيزياء، الكيمياء ، الأحياء والهندسة ومجالات عديدة أخرى.

– فقد أعطت أملاً كبيراً لثورات علمية في المستقبل القريب ستغير وجهة التقنية في العديد من التطبيقات.

– وفى هذا المقال سوف نتناول دور العلماء فى تاريخ ظهور تقنية النانو. ويمكن سردها كالتالى:

– وبالرغم من وجود أبحاث قليلة على مواد بمستوى النانو، وإن كانت لم تُسمّى بهذا الاسم ، فقد تمكَّن أهلير (Uhlir) عام 1956م من تسجيل مشاهداته للسيلكون الأسفنجي (porous silicon).

– وبعد ذلك بعدة سنوات تم الحصول على إشعاع مرئي من هذه المادة لأول مرة عام 1990م، حيث زاد الاهتمام بها بعدئذ.

– كما أمكن في الستينيات تطوير سوائل مغناطيسية (ferrofluids) حيث تُصنّع هذه السوائل من حبيبات أو جسيمات مغناطيسه بأبعاد نانوية.

– كما اشتملت الاهتمامات البحثية في الستينيات على ما يُعرف بالرنين البارامغناطيسي الالكتروني (EPR) لالكترونات التوصيل في جسيمات بأبعاد نانوية تُسمى آنذاك بالعوالق أو الغروانيات (colloids) حيث تُنتَج هذه الجسيمات بالفصل أو التحلُّل الحراري (heat decomposition). 

العالم ليو ايساكي 

– وفي عام 1969م اقترح ليو ايساكي تصنيع تركيبات شبه موصلة بأحجام النانو ، وكذلك تصنيع شبيكات شبه موصلة مفرطة الصغر.

– وقد أمكن في السبعينات التنبؤ بالخصائص التركيبية للفلزات النانوية كوجود أعداد سحرية عن طريق دراسات طيف الكتلة (Mass Spectroscopy) حيث تعتمد الخصائص على أبعاد العينة غير المتبلورة.

– كما أمكن تصنيع أول بئر كمي (Quantum well) في بعدين في نفس الفترة بسماكة ذرية أحادية تلاها بعد ذلك تصنيع النقاط الكمية (Quantum dots) ببعد صفري والتي نضجت مع تطبيقاتها هذه الأيام. 

البروفيسور نوريو تانيقوشي

 – وقد ظهر مسمَّى تقنية النانو عام 1974م عبر تعريف البروفيسور نوريو تانيقوشي في ورقته العلمية المنشورة في مؤتمر الجمعية اليابانية للهندسة الدقيقة.

– حيث قال: إن تقنية النانو ترتكز على عمليات فصل، اندماج. وإعادة تشكيل المواد بواسطة ذرة واحدة أو جزيء.

– وفي نفس الفترة ظهرت مفاهيم علمية عديدة تتداولها الأوساط العلمية حول التحريك اليدوي لذرات بعض الفلزات عند مستوى النانو، ومفهوم النقاط الكمية، وإمكانية وجود أوعية صغيرة جدا تستطيع تقييد إلكترون أو أكثر. 

دور العالمان جيرد بينج و هينريك روهر في تقنية النانو

– ومع اختراع المجهر النفقي الماسح Scanning Tunneling Microscope – STM بواسطة العالمان جيرد بينج و هينريك روهر عام 1981م.

– وهو جهاز يقوم بتصوير الأجسام بحجم النانو. زادت البحوث المتعلقة بتصنيع ودراسة التركيبات النانوية للعديد من المواد.

– وقد حصل العالمان على جائزة نوبل في الفيزياء عام 1986م بسبب هذا الاختراع. 

العالم الفيزيائي دون ايجلر 

– وبعد ذلك بعدة سنوات نجح العالم الفيزيائي دون ايجلر في معامل IBM في تحريك الذرات باستخدام جهاز الميكروسكوب النفقي الماسح ، مما فتح مجالاً جديداً لإمكانية تجميع الذرات المفردة مع بعضها.

– وفي نفس الوقت تم اكتشاف الفلورينات بواسطة هارولد كروتو، ريتشارد سمالي و روبرت كيرل. وهي عبارة عن جزيئات تتكون من 60 ذرة كربون تتجمع على شكل كرة قدم

– وقد حصل هارولد كروتو، ريتشارد سمالي و روبرت كيرل على جائزة نوبل في الكيمياء 1996م. 

البروفيسور سوميو ليجيما 

– في عام 1991م تمكن البروفيسور سوميو ليجيما من جامعة ميجي باليابان من اكتشاف أنابيب الكربون النانويه. وهي عبارة عن أنابيب اسطوانية مجوَّفة قطرها بضعة نانومتر ومصنوعة من شرائح الجرافيت.

– بعد ذلك تم اكتشاف ترانزستور أنابيب الكربون النانوية عام 1988م. حيث يصنّع على صورتين أحداها معدني والأخرى شبه موصله.

– يستخدم هذا الترانزستور في جعل الالكترونات تتردد جيئة وذهابا عبر الكترودين.

– تكمن أهمية هذا الترانزستور ليس فقط في حجمه النانوي. ولكن أيضا بانخفاض استهلاكه للطاقة وانخفاض الحرارة المنبعثة منه. 

دور العالم الفيزيائي المسلم منير نايفه فى تقنية النانو

 – في عام 2000 م تمكَّن العالم الفيزيائي المسلم منير نافيه من اكتشاف وتصنيع عائلة من حبيبات السليكون أصغرها ذات قطر 1 نانومتر. وتتكون من 29 ذرة سليكون سطحها على شكل الفولورينات الكربونية إلا أن داخلها غير فارغ وتتوسطها ذرة واحدة منفردة.

– هذه الحبيبات عند تعريضها لضوء فوق بنفسجي فإنها تعطي ألوانا مختلفة (حسب قطرها) تتراوح بين الأزرق والأخضر والأحمر. 

– في عام 2000م أعلنت أمريكا (مبادرة تقنية النانو الوطنية) NNI. والتي جعلت تقنية النانو تقنية إستراتيجية وطنية وفتحت مجال الدعم الحكومي الكبير لهذه التقنية في جميع المجالات الصناعية والعلمية والجامعية.

– وتلى ذلك قيام اليابان عام 2002م بإنشاء مركز متخصص للباحثين في تقنية النانو. وذلك بتوفير جميع الأجهزة المتخصصة ودعم الباحثين وتشجيعهم وتبادل المعلومات فيما بينهم.