تقنية النانو وآفاق المستقبل

تقنية النانو وآفاق المستقبل

يعتقد العلماء ان تقنية النانو ستحل مجموعة من التحديات التي تواجه البشرية كالأمراض وتوفير المياه النظيفة للجميع فضلا عن رحلات فضائية رخيصة لا تؤثر فيها الاشعاعات الكونية.

تقنية النانو التي يجري تطويرها في الوقت الراهن للاستخدام في عديد من الصناعات يمكن ان تكون ذات فائدة كبيرة للتطبيقات الفضائية ومهمات الاستكشاف.

وتهدف أبحاث تقنية النانو الحالية إلى خلق مواد قابلة للاستخدام، ومعدات وشبكات من كتل تستخدم في البناء يصل عرضها إلى واحد إلى مائة نانوميتر.

النانو متر هو واحد على مليار من المتر، او واحد على عشرة آلاف من حجم شعرة الرأس البشري. ويتوقع العلماء استغلال العديد من الظواهر الغريبة ـ الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية والميكانيكية والكهربائية ـ عن طريق العمل بأشياء على هذا المستوى المتناهي في الصغر.

وذكر ميا ميابان مدير مركز تقنية النانو في مركز اميس للأبحاث التابع لناسا «لقد تحقق تقدم مؤكد في هذا المجال» بالمقارنة بالأبحاث الرئيسية التي كانت تجرى قبل خمسة أو ستة أعوام. واضاف «لقد بدأنا التوصل إلى بعض الاستنباطات».

فقد تم تصنيع مجس كيميائي محكم باستخدام انابيب نانو كربونية. ومثل هذا الجهاز مثالي للاستخدام في مهام ناسا المتعلقة بكيمياء الفضاء. كما تم تصميم جهاز لقياس الموجات باستخدام تقنية النانو، وهو جهاز أداؤه اعلي بكثير من الأجهزة التجارية المتوفرة بينما يستخدم طاقة اقل كما انه اخف واصغر حجما. وقال ميابان انه يمكن وضع الجهاز في كف يده.

وانه يجب ان يكون معدا للاستخدام في بعثات الفضاء بين عامي 2009 و2010». وتجدر الإشارة إلى ان ناسا تنفق أكثر من 40 مليون دولار سنويا على تقنية النانو. واضاف «ان هذه التقنية ستكون ذات تأثير على جميع المجالات». وذكر ميابان ان على ناسا ان تنظر نظرة بعيدة المدى فيما يتعلق بقدرات تقنية النانو التي يمكن ان تكون فعالة في القمر والمريخ والخطط الخاصة بفترة تتراوح ما بين 10 إلى 15 سنة». وكان ميابان قد قاد ورشة التحدي العظيم لمبادرة تقنية النانو في بالو التو بكاليفورنيا في الصيف الماضي. وقد جمعت هذه المبادرة التي تمت تحت رعاية ناسا خبراء في 6 مجالات من المرجح ان تلعب فيها تقنية النانو دورا في جهود الفضاء وهي:

* مواد نانو: انابيب كاربونية نانو، مواد خفيفة يمكن ان تحدث ثورة في تصميم السيارات بسبب قوتها وقدرتها على توصيل الكهرباء والحرارة.

* نانو روبوت: المرحلة المقبلة في عمليات التصغير يمكن ان تؤدي إلى تصنيع محركات أو روبوتات ميكروسكوبية للمساعدة في دراسة الخلايا والنظم البيولوجية، بالإضافة إلى الألياف.

* عربات ميكرو: عربات متناهية في الصغر يمكن تطويرها لأبحاث الفضاء العميق، والمدارات والمناخ أو استكشاف الأسطح المتحركة.

* مجسات نانو: مجسات متناهية في الصغر ولاسلكية وسريعة وفي غاية الحساسية، يمكن وضعها مع المجسات الالكترونية والكيميائية أو البصرية لاستخدامها في المهام العلمية، ولاسيما في التحليل الفوري وعمليات الروبوت.

* يمكن إدماج تقنية النانو في شبكات بشرية مثل أجهزة الرعاية وشبكات المراقبة البيئية.

* إدارة الأوضاع الصحية لرواد الفضاء: يمكن لرواد الفضاء في رحلات طويلة استخدام تقنية النانو لمواجهة الأوضاع المناخية ذات الاشعاعات المرتفعة وتصنيع أجهزة رقابة طبية ومعدات للعلاج، والمساعدة في خفض أو التغلب على الضغوط والتوتر الناشئ عن رحلات الفضاء الطويلة. ويمكن تحقيق ذلك عن طريقتين. الاولى هي تصنيع المواد النانو التي يمكن استخدامها للتغلب على اختراق الأشعة الكونية للسفن. والطريقة الأخرى هي المجسات النانو لتحديد مستويات الأشعة.

* أوضح سكوت مايز رئيس معهد فورسايت في بالو التو بولاية كاليفورنيا «اعتقد انه على المدى القصير سنشاهد زيادة تدريجية في التقدم». وتجدر الإشارة إلى ان هذا المعهد هيئة لا تسعى للربح هدفه تعليم الرأي العام بخصوص نتائج التقدم في تقنيات النانو. واضاف مايز لا تتوقعوا قفزات هائلة في تقنية النانو في الوقت الراهن، بل زيادات تدريجية ـ التي بدأت تظهر بالفعل في مجالات المجسات، بل والمنتجات التجارية من مستحضرات التجميل إلى المعدات الرياضية. وذكر ان معهد فورسايت يفحص في الوقت الراهن كيف يمكن لتقنية النانو مواجهة مجموعة من التحديات التي تواجه البشرية اليوم. ومن بين قائمة أهم 10 موضوعات بالإضافة إلى مواجهة الأمراض المعدية وعلاج السرطان، وتوفير المياه النظيفة للجميع ـ هي توفير رحلات فضائية رخيصة للفضاء. وقال انه من الصعب القول ان تطبيقا معينا أكثر أهمية من التطبيقات الأخرى.

* أحلام أنابيب النانو

* واحد من الأفكار العظيمة لتطبيق تقنية النانو هو المصعد الفضائي. تخيل كابل مرتبط بالأرض على منصة عائمة في خط الاستواء، وفي الناحية الأخرى معلقة في الفضاء فيما بعد المدار. ويستخدم المصعد الفضائي مصاعد كهربائية تتحرك على الكابل لوضع صواريخ ومحطات فضائية ومعدات في مدار الأرض.

وستتيح أنابيب النانو للمهندسين بناء مصاعد فضائية والتحرك بسرعة في الفضاء. ويمكن لنفس المادة خفض كلفة نقل المعدات عبر المصاعد وتخفيف وزن الاقمار التي تعمل بالطاقة الشمسية ومحطات الفضاء.