نقطة غير مصنف تقنية النانو: دليلك الكامل حول التعريف، الاستخدامات، الآثار والآفاق

تقنية النانو: دليلك الكامل حول التعريف، الاستخدامات، الآثار والآفاق

ما هي تقنية النانو Nanotechnology؟

تقنية النانو هي مجال للبحث والابتكار يهتم ببناء “الأشياء” – بشكل عام ، المواد والأجهزة – على نطاق الذرات والجزيئات. النانومتر هو واحد من المليار من المتر: عشرة أضعاف قطر ذرة الهيدروجين. يبلغ قطر شعرة الإنسان ، في المتوسط ​​، 80000 نانومتر. في مثل هذه المقاييس ، لم تعد القواعد العادية للفيزياء والكيمياء سارية. على سبيل المثال ، يمكن أن تختلف خصائص المواد ، مثل اللون والقوة والتوصيل والتفاعل ، اختلافًا كبيرًا بين المقياس النانوي والماكرو. تعتبر “الأنابيب النانوية” الكربونية أقوى 100 مرة من الفولاذ ولكنها أخف وزناً بست مرات.

تكلنلوجيا وتقنية النانو - مجلة نقطة العلمية

ما الذي يمكن أن تفعله تقنية النانو؟

تم الترحيب بتقنية النانو باعتبارها لديها القدرة على زيادة كفاءة استهلاك الطاقة ، والمساعدة في تنظيف البيئة ، وحل المشكلات الصحية الرئيسية. يقال إنه قادر على زيادة الإنتاج الصناعي بشكل كبير بتكاليف منخفضة بشكل كبير. ستكون منتجات تكنولوجيا النانو أصغر وأرخص وأخف وزناً ولكنها أكثر فاعلية وتتطلب طاقة أقل ومواد خام أقل لتصنيعها ، كما يزعم دعاة التكنولوجيا النانوية.

ثورة و تاريخ النانو في العالم

في يونيو 1999 ، تحدث ريتشارد سمالي ، الحائز على جائزة نوبل في الكيمياء ، أمام لجنة العلوم بمجلس النواب الأمريكي حول فوائد تقنية النانو. وقال: “إن تأثير تكنولوجيا النانو على صحة الناس وثروتهم وحياتهم ، سيكون على الأقل مكافئًا للتأثيرات المجمعة للإلكترونيات الدقيقة والتصوير الطبي والهندسة بمساعدة الكمبيوتر والبوليمرات التي يصنعها الإنسان والتي تم تطويرها في هذا القرن. . “

– اسباب شلل النوم أو الجاثوم : ماهو وكيف يمكن التخلص منه

-الموت دماغيا : ماهو الموت الدماغي، وهل الميت دماغيا يفتح عيونه أو يعود للحياة؟

– حبوب منع الحمل للرجال .. احدث وسائل منع الحمل للرجال 2021

– الفوبيا أو الرهاب .. التعريف، الأسباب، الأنواع، العلاج

– اعراض القلق والاكتئاب .. بالتفصيل مع الطبيبة يمنى أيمن

السوق العالمي لمنتجات تقنية النانو

بالنظر إلى وعود تكنولوجيا النانو ، فإن السباق مستمر لتسخير إمكاناتها – والاستفادة منها. تعتقد العديد من الحكومات أن تقنية النانو ستؤدي إلى حقبة جديدة من الإنتاجية والثروة ، وينعكس ذلك من خلال الطريقة التي ارتفع بها الاستثمار العام في البحث والتطوير في مجال تكنولوجيا النانو خلال العقد الماضي. في عام 2002 ، كانت اليابان تخصص 750 مليون دولار أمريكي سنويًا لهذا المجال ، بزيادة ستة أضعاف عن رقم عام 1997.

تقديرات لقيمة السوق العالمي لتكنولوجيا النانو

تتوقع مؤسسة العلوم الوطنية الأمريكية أن يتجاوز السوق العالمي للمنتجات القائمة على تكنولوجيا النانو تريليون دولار أمريكي في غضون 15 عامًا. قال بول ميلر ، كبير الباحثين في منظمة أبحاث السياسات البريطانية Demos ، في عام 2002 “بالفعل ، ما يقرب من ثلث ميزانيات الأبحاث لأكبر الشركات القائمة على العلوم في الولايات المتحدة يذهب إلى التكنولوجيا النانوية” في حين أن ميزانية مبادرة النانو الوطنية الأمريكية من 116 مليون دولار أمريكي في عام 1997 إلى مبلغ مطلوب قدره 849 مليون دولار أمريكي في عام 2004.

تقنية النانو حول العالم

في العالم النامي ، أظهرت البرازيل وتشيلي والصين والهند والفلبين وكوريا الجنوبية وجنوب إفريقيا وتايلاند التزامها بتكنولوجيا النانو من خلال إنشاء برامج ممولة من الحكومة ومعاهد بحثية. صنف باحثون في مركز جامعة تورنتو المشترك لأخلاقيات البيولوجيا هذه البلدان على أنها “المتسابقون الأوائل” (الصين وكوريا الجنوبية والهند) ولاعبون “الوسط” (تايلاند والفلبين وجنوب إفريقيا والبرازيل وتشيلي). بالإضافة إلى ذلك ، فإن الأرجنتين والمكسيك “قادمتان”: على الرغم من أن لديهما مجموعات بحثية تدرس تكنولوجيا النانو ، إلا أن حكومتيهما لم تنظم بعد تمويلًا مخصصًا.

أما في مايو 2004 ، فقد أعلنت الحكومة التايلاندية عن خطط لاستخدام تقنية النانو في واحد في المائة من جميع المنتجات الاستهلاكية بحلول عام 2013. ومن المتوقع أن تبلغ قيمتها السوقية بحلول ذلك الوقت 13 تريليون بات (أكثر من 320 مليار دولار أمريكي بأسعار الصرف المعاصرة). في الواقع ، لقد تبنت تايلاند بكل إخلاص تكنولوجيا النانو وتطويرها هو التزام رئيسي للحكومة التايلاندية. وبالمثل ، أعلنت الصين في مايو 2004 أن تكنولوجيا النانو أساسية في خطتها الوطنية للعلوم والتكنولوجيا طويلة المدى.

ما هي فوائد تقنية النانو على مستوى الدول

تبشر تقنية النانو بإيجاد حلول جديدة للمشاكل التي تعيق تنمية البلدان الفقيرة ، لا سيما فيما يتعلق بالصحة والصرف الصحي والأمن الغذائي والبيئة. في تقريرها لعام 2005 بعنوان الابتكار: تطبيق المعرفة في التنمية ، كتب فريق عمل مشروع الألفية التابع للأمم المتحدة والمعني بالعلوم والتكنولوجيا والابتكار أن “تكنولوجيا النانو من المرجح أن تكون ذات أهمية خاصة في العالم النامي ، لأنها تتطلب القليل من العمالة أو الأرض أو الصيانة ؛ عالية الإنتاجية وغير مكلفة ؛ ولا تتطلب سوى كميات متواضعة من المواد والطاقة “.

تكلنلوجيا وتقنية النانو - مجلة نقطة العلمية

فوائد تقنية النانو 

تعتمد العديد من فوائد تقنية النانو على حقيقة أنه من الممكن تصميم ودمج هذه الجسيمات في العديد من الهياكل والمواد بمقاييس صغيرة للغاية لتحقيق خصائص محددة ، وبالتالي توسيع مجموعة أدوات علوم المواد بشكل كبير. باستخدام تقنية النانو يمكن أن نحصل على فوائد وتطوير هائل في :

  • جعل المواد أقوى ، وأخف وزناً ، وأكثر متانة ، وأكثر تفاعلاً ، وأكثر شبهاً بالمناخل ، أو موصلات كهربائية أفضل ، من بين العديد من السمات الأخرى.
  • تحسينات في التصنيع تسمح باستخدام أدوات إنتاج متينة وخفيفة الوزن وفعالة، فمثلا، يمكن أن توفر الإضافات النانوية أو المعالجات السطحية للأقمشة انحرافًا خفيفًا للطاقة الباليستية في الدروع الواقية للبدن ، أو يمكن أن تساعدها على مقاومة التجاعيد والتلطيخ ونمو البكتيريا.
  • أفضل معدات للتصوير والتشخيص، حيث يمكن للأفلام النانوية الشفافة الموجودة على النظارات ، وشاشات الكمبيوتر والكاميرا ، والنوافذ ، والأسطح الأخرى أن تجعلها طاردة للماء والبقايا ، ومضادة للانعكاس ، وتنظف ذاتيًا ، ومقاومة للأشعة فوق البنفسجية أو الأشعة تحت الحمراء ، ومضاد ضباب ، ومضادات الميكروبات ، ومقاومة للخدش ، أو موصلة للكهرباء .
  • بدأت المواد النانوية في تمكين “الأقمشة الذكية” القابلة للغسل والمتينة والمجهزة بأجهزة استشعار وإلكترونيات ذات مقياس نانوي مرنة مع إمكانيات المراقبة الصحية والتقاط الطاقة الشمسية وتجميع الطاقة من خلال الحركة.
  • يمكن أن يؤدي خفة وزن السيارات والشاحنات والطائرات والقوارب والمركبات الفضائية إلى توفير كبير في الوقود. تُستخدم الإضافات النانوية في المواد المركبة من البوليمر في مضارب البيسبول ، ومضارب التنس ، والدراجات ، وخوذات الدراجات النارية ، وقطع غيار السيارات ، والأمتعة ، وعلب الأدوات الكهربائية ، مما يجعلها خفيفة الوزن ، وقاسية ، ومتينة ، ومرنة.
  • يتم الآن إنتاج صفائح الأنابيب النانوية الكربونية لاستخدامها في المركبات الجوية من الجيل التالي. على سبيل المثال ، الجمع بين الوزن الخفيف والموصلية يجعلها مثالية لتطبيقات مثل التدريع الكهرومغناطيسي والإدارة الحرارية.
  • تهدف الهندسة الحيوية للإنزيمات إلى تمكين تحويل السليلوز من رقائق الخشب ، وسيقان الذرة ، والأعشاب المعمرة غير المخصبة ، وما إلى ذلك ، إلى إيثانول كوقود. أظهرت المواد النانوية السليلوزية تطبيقات محتملة في مجموعة واسعة من القطاعات الصناعية ، بما في ذلك الإلكترونيات والبناء والتعبئة والغذاء والطاقة والرعاية الصحية والسيارات والدفاع. من المتوقع أن تكون المواد النانوية السليلوزية أقل تكلفة من العديد من المواد النانوية الأخرى ، ومن بين الخصائص الأخرى ، تروج لنسبة رائعة من القوة إلى الوزن.
  • تشتمل المواد المصممة بمهندسة النانو في منتجات السيارات على أنظمة بطاريات عالية الطاقة قابلة لإعادة الشحن ؛ المواد الكهروحرارية للتحكم في درجة الحرارة ؛ الإطارات ذات مقاومة التدحرج المنخفضة ؛ أجهزة استشعار وإلكترونيات عالية الكفاءة / منخفضة التكلفة ؛ الألواح الشمسية الذكية ذات الأغشية الرقيقة ؛ وإضافات الوقود من أجل عادم أنظف ونطاق ممتد.
  • تُظهر الطلاءات الخزفية ذات البنية النانوية صلابة أكبر بكثير من الطلاءات التقليدية المقاومة للتآكل لأجزاء الماكينة.
  • كما تقلل زيوت التشحيم وزيوت المحركات التي تدعم تقنية النانو بشكل كبير من التآكل والتلف ، والذي يمكن أن يطيل بشكل كبير من عمر الأجزاء المتحركة في كل شيء من الأدوات الكهربائية إلى الآلات الصناعية.
  • تستخدم الجسيمات النانوية بشكل متزايد في التحفيز لتعزيز التفاعلات الكيميائية. هذا يقلل من كمية المواد المحفزة اللازمة لتحقيق النتائج المرجوة ، وتوفير المال وتقليل الملوثات. هناك تطبيقان كبيران في تكرير البترول والمحولات الحفازة للسيارات.
  • المواد المصممة بتقنية النانو تجعل المنتجات المنزلية فائقة الجودة مثل مزيلات الشحوم ومزيلات البقع ؛ أجهزة الاستشعار البيئية وأجهزة تنقية الهواء والمرشحات ؛ منظفات مضادة للبكتيريا. والدهانات المتخصصة ومنتجات منع التسرب ، مثل دهانات المنزل ذاتية التنظيف التي تقاوم الأوساخ والعلامات.
  • يتم أيضًا دمج المواد النانوية في مجموعة متنوعة من منتجات العناية الشخصية لتحسين الأداء. تم استخدام ثاني أكسيد التيتانيوم النانوي وأكسيد الزنك لسنوات في واقي الشمس لتوفير الحماية من أشعة الشمس أثناء الظهور بشكل غير مرئي على الجلد.\

تكلنلوجيا وتقنية النانو - مجلة نقطة العلمية

استخدامات تقنية النانو Applications of nanotechnology  

طب النانو

تقنية النانو في الطب nanotechnology in medicine 

يوفر استخدام تقنية النانو في الطب بعض الاحتمالات المثيرة. يتم تخيل بعض التقنيات فقط ، في حين أن البعض الآخر في مراحل مختلفة من الاختبار ، أو يتم استخدامه فعليًا اليوم.

تتضمن تقنية النانو في الطب تطبيقات للجسيمات النانوية قيد التطوير حاليًا ، بالإضافة إلى الأبحاث طويلة المدى التي تتضمن استخدام الروبوتات النانوية المصنعة لإجراء إصلاحات على المستوى الخلوي (يشار إليها أحيانًا باسم الطب النانوي).

أيا كان ما تسميه ، فإن استخدام تقنية النانو في مجال الطب يمكن أن يحدث ثورة في الطريقة التي نكتشف بها الأضرار التي تلحق بجسم الإنسان والأمراض ونعالجها في المستقبل ، والعديد من التقنيات التي تم تصورها قبل بضع سنوات فقط تحرز تقدمًا ملحوظًا نحو أن تصبح حقائق.

تكلنلوجيا وتقنية النانو - مجلة نقطة العلمية

تطبيقات النانو تكنولوجي في الطب  applications of nanotechnology in medicine

  • قامت التطبيقات التجارية بتكييف جسيمات الذهب النانوية كمجسات للكشف عن التسلسلات المستهدفة للأحماض النووية ، كما يتم التحقيق سريريًا في الجسيمات النانوية الذهبية كعلاجات محتملة للسرطان وأمراض أخرى.
  • تمهد أدوات التصوير والتشخيص الأفضل التي توفرها تقنية النانو الطريق لتشخيص مبكر ، وخيارات علاجية أكثر فردية ، ومعدلات نجاح علاجية أفضل.
  • تتم دراسة تقنية النانو لتشخيص وعلاج تصلب الشرايين أو تراكم الترسبات في الشرايين. في إحدى التقنيات ، ابتكر الباحثون جسيمات نانوية تحاكي الكوليسترول “الجيد” في الجسم ، والمعروف باسم HDL (البروتين الدهني عالي الكثافة) ، والذي يساعد على تقليص البلاك.
  • يمكن أن يسمح تصميم وهندسة المواد النانوية ذات الحالة الصلبة المتقدمة بتطوير تقنيات تسلسل الجينات الجديدة التي تتيح الكشف عن جزيء واحد بتكلفة منخفضة وسرعة عالية مع الحد الأدنى من إعداد العينات والأجهزة.
  • يعمل باحثو تقنية النانو على عدد من العلاجات المختلفة حيث يمكن للجسيمات النانوية أن تغلف أو تساعد بطريقة أخرى في توصيل الدواء مباشرة إلى الخلايا السرطانية وتقليل مخاطر تلف الأنسجة السليمة. هذا لديه القدرة على تغيير الطريقة التي يعالج بها الأطباء السرطان ويقلل بشكل كبير من الآثار السامة للعلاج الكيميائي.
  • يمتد البحث في استخدام تقنية النانو في الطب التجديدي إلى العديد من مجالات التطبيق ، بما في ذلك هندسة العظام والأنسجة العصبية. على سبيل المثال ، يمكن تصميم مواد جديدة لتقليد التركيب المعدني البلوري للعظام البشرية أو استخدامها كراتنج ترميمي لتطبيقات طب الأسنان. يبحث الباحثون عن طرق لتنمية الأنسجة المعقدة بهدف زراعة الأعضاء البشرية يومًا ما لزرعها. يدرس الباحثون أيضًا طرقًا لاستخدام شرائط الجرافين النانوية للمساعدة في إصلاح إصابات الحبل الشوكي. تظهر الأبحاث الأولية أن الخلايا العصبية تنمو جيدًا على سطح الجرافين الموصل.
  • يبحث باحثو طب النانو في طرق يمكن لتقنية النانو أن تحسن بها اللقاحات ، بما في ذلك توصيل اللقاح دون استخدام الإبر. يعمل الباحثون أيضًا على إنشاء سقالة لقاح عالمية للقاح الإنفلونزا السنوي والتي من شأنها أن تغطي المزيد من السلالات وتتطلب موارد أقل لتطويرها كل عام.

فوائد تقنية النانو في الطب

  • ترتبط العديد من الابتكارات المثيرة في مجال الطب بالتطورات في تكنولوجيا النانو.
  • وتشمل هذه التطورات في أدوات التصوير والتشخيص وأنظمة توصيل الأدوية وممارسات العلاج وخيارات مكافحة الميكروبات وإصلاح الخلايا وتجديدها.
  • يعمل الباحثون حاليًا على تطوير طرق لاستخدام الجسيمات النانوية لتوصيل الأدوية مباشرة إلى خلايا معينة.
  • يعد هذا أمرًا واعدًا بشكل خاص لعلاج الخلايا السرطانية ، حيث يمكن أن يتسبب العلاج الكيميائي والعلاج الإشعاعي في إلحاق الضرر بالخلايا السليمة والمتضررة.
  • تقدم العلاجات الدوائية الموجهة الأدوية مباشرة إلى الخلايا المصابة ، مما يزيد من الفعالية ويقلل من الآثار الجانبية المحتملة.
  • يمكن للمعالجة الدقيقة للجسيمات النانوية ترتيب الذرات لجذب الخلايا المصابة ، والتي يمكن أن تساعد أيضًا في التشخيص المبكر لأمراض مثل السرطان.
  • يمكن أيضًا استخدام الجسيمات النانوية في حالات الطوارئ. يمكن التلاعب بكرات بوكي للحصول على خصائص مضادة للالتهابات لوقف تفاعلات الحساسية ؛ يمكن للجسيمات النانوية أيضًا تقليل النزيف وتسريع التخثر.
  • يمكن تحسين الاختبارات التشخيصية والتصوير من خلال ترتيب الجسيمات النانوية للكشف و / أو ربط نفسها ببروتينات معينة أو خلايا مريضة وتعزيز التصوير بالرنين المغناطيسي.
  • الضمادات المضادة للميكروبات متوفرة حاليًا في السوق ، ولكن هناك العديد من الاستخدامات الأخرى الممكنة. يمكن استخدام الكريمات لمهاجمة الالتهابات وعلاج الجروح. يمكن أن تمنع ضمادات الحروق المعالجة بكبسولات نانوية مضادة للميكروبات الالتهابات وتعالجها.
  • آثار تقنية النانو على الصحة والصرف الصحي

تعتبر تقنية النانو مفيدة بالفعل كأداة في أبحاث الرعاية الصحية. في كانون الثاني (يناير) 2005 ، استخدم باحثون في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا بالولايات المتحدة “ملاقط بصرية” – يتم تجميع أزواج من الخرز الزجاجي الصغير معًا أو فصلها باستخدام أشعة الليزر – لدراسة مرونة خلايا الدم الحمراء المصابة بطفيلي الملاريا (انظر أدوات صغيرة تعالج الملاريا). تساعد هذه التقنية الباحثين على فهم أفضل لكيفية انتشار الملاريا عبر الجسم.

  • كيف يمكن لتقنية النانو تحسين توصيل الدواء

لكن يمكن أن تؤدي تكنولوجيا النانو في يوم من الأيام إلى أنظمة أرخص وأكثر موثوقية لتوصيل الأدوية. على سبيل المثال ، يمكن للمواد المبنية على المقياس النانوي أن توفر أنظمة تغليف تحمي وتفرز الأدوية المغلقة بطريقة بطيئة ومنضبطة. قد يكون هذا حلاً قيمًا في البلدان التي ليس لديها مرافق تخزين وشبكات توزيع كافية ، وللمرضى الذين يخضعون لأنظمة الأدوية المعقدة والذين لا يستطيعون تحمل الوقت أو المال للسفر لمسافات طويلة لزيارة طبية.

  • مرشحات نانومترية لتحسين أنظمة تنقية المياه

توفر الفلاتر التي تم تصميمها على المقياس النانوي وعدًا بأنظمة تنقية مياه أفضل رخيصة التصنيع وطويلة الأمد ويمكن تنظيفها. يمكن لتقنيات أخرى مماثلة امتصاص أو تحييد المواد السامة ، مثل الزرنيخ ، التي تسمم منسوب المياه الجوفية في العديد من البلدان بما في ذلك الهند وبنغلاديش.

  • تقنية النانو والأمن الغذائي

استخدام مستشعرات النانو في المحاصيل والجسيمات النانوية في الأسمدة، حيث توفر المستشعرات الصغيرة إمكانية مراقبة مسببات الأمراض على المحاصيل والماشية وكذلك قياس إنتاجية المحاصيل. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن للجسيمات النانوية زيادة كفاءة الأسمدة. ومع ذلك ، حذرت شركة التأمين السويسرية SwissRe في تقرير في عام 2004 من أنها يمكن أن تزيد أيضًا من قدرة المواد السامة ، مثل الأسمدة ، على اختراق الطبقات العميقة من التربة والسفر لمسافات أكبر.

تكلنلوجيا وتقنية النانو - مجلة نقطة العلمية

  • استخدام تقنيات النانو لزراعة المحاصيل في ظروف صعبة

بالإضافة إلى ذلك ، يقوم الباحثون في كل من البلدان المتقدمة والنامية بتطوير محاصيل قادرة على النمو في ظل ظروف “صعبة” ، مثل الحقول التي تحتوي فيها التربة على مستويات عالية من الملح (أحيانًا بسبب تغير المناخ وارتفاع مستويات سطح البحر) أو انخفاض مستويات ماء. إنهم يفعلون ذلك من خلال التلاعب بالمواد الوراثية للمحاصيل ، والعمل على مقياس تكنولوجيا النانو مع الجزيئات البيولوجية.

  • كيف يمكن استخدام طرق تقنية النانو في مجالات الطاقة المتجددة والمستدامة لمساعدة البيئة

يمكن أن يوفر تطبيق تكنولوجيا النانو في مجال الطاقة المتجددة والمستدامة (مثل الخلايا الشمسية وخلايا الوقود) مصادر طاقة أنظف وأرخص. هذه من شأنها تحسين صحة الإنسان والبيئة.

  • يمكن استخدام المرشحات النانوية والجسيمات النانوية لتنظيف البيئة

يمكن لمرشحات مياه الصرف الصغيرة ، على سبيل المثال ، أن تنخل الانبعاثات من المنشآت الصناعية ، وتزيل حتى أصغر المخلفات قبل إطلاقها في البيئة. يمكن لمرشحات مماثلة تنظيف الانبعاثات من محطات الاحتراق الصناعية. ويمكن استخدام الجسيمات النانوية لتنظيف الانسكابات النفطية ، وفصل الزيت عن الرمل ، وإزالته من الصخور ، وعن ريش الطيور العالقة في الانسكاب.

مخاوف بشأن الجسيمات النانوية والسمية

أظهرت الأبحاث أن جزيئات بحجم النانو تتراكم في تجاويف الأنف ورئتي وأدمغة الفئران ، وأن المواد النانوية الكربونية المعروفة باسم “كرات بوكي” تسبب تلفًا في الدماغ في الأسماك. حذر فيفيان هوارد ، عالم السموم بجامعة ليفربول في المملكة المتحدة ، من أن الحجم الصغير للجسيمات النانوية يمكن أن يجعلها سامة ، وحذر من أن هناك حاجة لتقييم المخاطر الكاملة قبل ترخيص التصنيع.

مخاوف بشأن الجسيمات النانوية في البيئة

أعرب العديد من الأطراف المهتمة ، بما في ذلك مجموعة ETC الكندية وشركة التأمين SwissRe ، عن قلقهم بشأن إطلاق جزيئات صغيرة يمكنها ، نظرًا لصغر حجمها ، السفر بعيدًا جدًا في البيئة. إنهم يحذرون من أننا لا نعرف حتى الآن كيف ستعمل هذه الجسيمات في البيئة أو ما هي التفاعلات الكيميائية التي ستطلقها عند مواجهة الجسيمات الأخرى. ومع ذلك ، تتفق هذه المجموعات نفسها أيضًا مع دعاة تكنولوجيا النانو الذين يشعرون أن المجال قد يوفر تقنيات “أنظف” ، وفي النهاية بيئة أنظف. لكن القلق ينصب في الغالب على نقص الأبحاث في التهديدات المحتملة لتكنولوجيا النانو على صحة الإنسان والمجتمع والبيئة.

تكلنلوجيا وتقنية النانو - مجلة نقطة العلمية

تقييم المخاطر والمخاوف التي أثيرت بشأن تقنية النانو

تدعو العديد من المنظمات غير الحكومية إلى إجراء تقييمات أكبر للمخاطر أو ، في حالة مجموعة ETC الكندية ، تأجيل أبحاث التكنولوجيا النانوية. لقد أثاروا ، وغيرهم ، بما في ذلك مركز تكنولوجيا النانو المسؤولة ومقره الولايات المتحدة ، مخاوف بشأن الجوانب التالية لتكنولوجيا النانو:

  • سمية المواد السائبة ، مثل الفضة الصلبة ، لا تساعد في التنبؤ بسمية الجسيمات النانوية من نفس المادة.
  • الجسيمات النانوية لديها القدرة على البقاء والتراكم في البيئة.
  • يمكن أن تتراكم في السلسلة الغذائية.
  • يمكن أن يكون لها آثار غير متوقعة على صحة الإنسان.
  • لم يشارك الجمهور بشكل كاف في المناقشات حول تطبيقات واستخدامات وتنظيم تكنولوجيا النانو.
  • “غراي غو”: يمكن أن تكتسب الروبوتات الصغيرة التي تم إنشاؤها باستخدام تقنية النانو القدرة على التكرار الذاتي.
  • إذا كانت الدول الغنية هي المحرك الرئيسي لتطوير تكنولوجيا النانو ، فإن التطبيقات التي تفيد الدول النامية ستكون منحازة.
  • ما لم يتم اتخاذ إجراءات سريعة ، يمكن أن يتقدم البحث في مجال تكنولوجيا النانو بشكل أسرع من الأنظمة التي يمكن وضعها في مكان لتنظيم تطبيقاتها واستخداماتها.

تكلنلوجيا وتقنية النانو - مجلة نقطة العلمية

تحديات و صعوبات تواجه تقنية النانو

  • إن أخطر جوانب تكنولوجيا النانو هي الأخطار غير المعروفة وسوء الاستخدام والآثار الضارة على الصحة والبيئة.
  • يواصل العلماء العمل على إيجاد تطبيقات عملية للجسيمات النانوية دون معرفة التأثيرات المحتملة لابتكاراتهم حقًا. دائمًا ما تكون المخاطر الأساسية موجودة عندما تتجاوز التقنيات المعرفة والفهم البشريين.
  • تعد القدرة على تغيير المواد على المستوى الجزيئي مهارة قوية ويمكن أن يؤدي تركها في الأيدي الخطأ إلى إساءة استخدامها.
  • أحد المخاوف هو التلاعب بالجسيمات لإحداث ضرر جسدي عمدًا لشخص أو أكثر. ومن الخطورة بشكل خاص احتمال قيام إرهابي بتطبيق هذه التكنولوجيا لإنتاج أسلحة بيولوجية أو ذرية صغيرة غير قابلة للكشف.
  • تشمل المخاوف الأخلاقية لسوء الاستخدام أيضًا إمكانية تغيير التركيب الجيني للإنسان من خلال هندسة سمات محددة.
  • مثل هذا الإجراء سيكون موجهاً نحو شريحة الدخل المرتفع في المجتمع ويمكن أن يقسم السكان إلى فئة “فائقة” من الكائنات الذكية القوية وطبقة أدنى من الأشخاص “العاديين”.
  • يمكن أن تسبب الجسيمات على المقياس النانوي تأثيرات سامة على البشر ؛ فهي صغيرة جدًا ولديها القدرة على عبور الحاجز الدموي الدماغي ، مما قد يتسبب في حدوث تسمم جماعي أو تأثيرات عصبية غير مرغوب فيها.
  • بالإضافة إلى ذلك ، لا يعرف العلماء ما إذا كان التعرض للجسيمات النانوية لفترات طويلة من الزمن سيؤثر على جسم الإنسان.
  • على الرغم من وجود إرشادات حكومية صارمة لتقليل المخاطر المحتملة ، إلا أن البعض لا يزال يعتقد أنه من المعقول أن يؤدي التعرض طويل المدى إلى تسمم بطيء ومشاكل صحية في المستقبل.
  • لا يعرف الباحثون ما إذا كانت الجسيمات النانوية تشكل أخطارًا محتملة على البيئة مثل تلوث إمدادات المياه أو الإضرار بالحيوانات.
  • رفضها العديد من العلماء ، ولا يزال البعض يخشى سيناريو “غراي غو”. يعتمد هذا السيناريو على النظرية القائلة بأن الروبوتات النانوية سوف تتكاثر ذاتيًا ، وتستنسخ نفسها حتى يتم استهلاك العالم العضوي بأكمله ، تاركة وراءها كتلة ضخمة من المادة اللزجة الرمادية.

تأثيرات تقنية النانو التي تم ملاحظتها ودراستها والتأكد من حدوثها

  • قتل التعرض للفوليرين براغيث الماء
  • تسبب الفوليرين في تلف كبير في الدماغ وغيرت التركيب الفسيولوجي للأسماك
  • تمتص ديدان الأرض الفوليرينات التي تنتقل بسهولة عبر التربة
  • الجسيمات النانوية المتراكمة في أجسام حيوانات المختبر المعرضة للتعرض طويل الأمد
  • تسبب Qdots في تسمم الكادميوم في البشر
  • يمكن للجسيمات النانوية أن تنتقل عبر مشيمة الأم
  • يمكن أن تساعد الجسيمات النانوية في تكوين الجذور الحرة

تثير المخاطر الحقيقية والمحتملة المرتبطة بتكنولوجيا النانو الكثير من القلق ؛ على الرغم من عدم وجود طريقة كمية لتحديد ما إذا كانت الفوائد تفوق المخاطر.

تكلنلوجيا وتقنية النانو - مجلة نقطة العلمية

مخاوف بشأن الآثار المحتملة على صحة الإنسان والبيئة

ومع ذلك ، يتوخى آخرون الحذر مثل حماسة سمالي. حذر إريك دريكسلر ، العالم الذي ابتكر مصطلح تكنولوجيا النانو ، من تطوير “تقنيات بالغة القوة والخطورة للغاية”. في كتابه محركات الخلق ، تصور دريكسلر أن الجزيئات ذاتية التكاثر التي صنعها البشر قد تفلت من سيطرتنا. على الرغم من أن الباحثين في هذا المجال قد فقدوا مصداقية هذه النظرية على نطاق واسع ، إلا أن العديد من المخاوف لا تزال قائمة فيما يتعلق بتأثيرات تكنولوجيا النانو على صحة الإنسان والبيئة بالإضافة إلى التأثير الذي يمكن أن تحدثه الصناعة الجديدة على الانقسام بين الشمال والجنوب. يشعر النشطاء بالقلق من أن علم التكنولوجيا النانوية وتطويرها سيتقدمان بشكل أسرع من قدرة صانعي السياسات على استنباط تدابير تنظيمية مناسبة. يقولون إنه يجب إجراء مناقشة مستنيرة لتحديد التوازن بين المخاطر والفوائد.

ما هي الأشياء المجهولة وما هي الأسئلة الأخرى التي يتم طرحها؟

لكن ماذا عن “المجهول”؟ هل تكنولوجيا النانو مبالغ فيها؟ هل يمكن أن تفي بوعدها دون احتواء الأعراف الاجتماعية والأمن؟ هل أنصارها واقعيون في ادعاءاتهم حول ما يمكن أن تحققه تكنولوجيا النانو؟ أم أنها تقنية جامحة تهدف إلى إحداث فوضى في صحة الإنسان والبيئة الطبيعية؟

الخلاصة: النقاش المتضمن هو الطريق إلى الأمام لتقنية النانو

سيتطلب تقييم دور تكنولوجيا النانو وتوجيه تقدمها مشاركة عبر القطاعات من العلماء والحكومات ومنظمات المجتمع المدني وعامة الناس. النقاش المستنير ضروري لمحاولة تجنب استقطاب الآراء الذي يتضح من قضية التعديل الوراثي. يهدف هذا “الدليل السريع” إلى توفير مجموعة من المعلومات ذات الصلة لأولئك الذين يرغبون في فهم أفضل والمشاركة في هذا النقاش المهم.

التأكد من أن التقدم في تقنية النانو مصحوب بدراسات في الأخلاق والآثار المجتمعية

في بحث نُشر في أوائل عام 2003 ، كتب أنيسة مينوسوالا وعبد الله دار وبيتر سينجر ، من جامعة تورنتو ، كندا ، “بينما يقفز علم تكنولوجيا النانو إلى الأمام ، تتأخر الأخلاق. … نعتقد أن هناك خطر الانحراف عن المسار تكنولوجيا النانو إذا لم تصل الدراسة الجادة لآثارها الأخلاقية والبيئية والاقتصادية والقانونية والاجتماعية إلى سرعة التقدم في العلوم “. وفقًا لسينجر وزملائه ، في عام 2001 ، خصصت المبادرة الوطنية لتقنية النانو ومقرها الولايات المتحدة 16-28 مليون دولار أمريكي لدراسة الآثار المجتمعية ، لكنها أنفقت أقل من نصف هذا المبلغ.