علم النانوتكنلوجي وتطبيقاته في المجالات الهندسية

 

علم النانوتكنلوجي وتطبيقاته  في المجالات الهندسية

م.د. سهى ابراهيم عبد اللطيف النصار

قسم  هندسة  الاتصالات

يعتمد مفهوم تقنية النانو على اعتبار أن الجسيمات التي يقل حجمها عن مائة نانومتر  تُعطي للمادة التي تدخل في تركيبها خصائص وسلوكيات جديدة. وهذا بسبب أن هذه الجسيمات (والتي هي أصغر من الأطوال المميِّزة المصاحبة لبعض الظواهر) تُبدي مفاهيم فيزيائية وكيميائية جديدة، مما يقود إلى سلوك جديد يعتمد على حجم الجسيمات. وقد لوحظ ،كمثال لذلك، أن كلاًّ من التركيب الإلكتروني، التوصيلية، التفاعلية، درجة الانصهار والخصائص الميكانيكية للمادة تتغير كلها عندما يقل حجم الجسيمات عن قيمة حرجة من الحجم. حيث كلما اقترب حجم المادة من الأبعاد الذرية كلما خضعت المادة لقوانين ميكانيكا الكم بدلاً من قوانين الفيزياء التقليدية.

تعد تكنولوجيا النانو ثورة علمية هائلة لا تقل عن الثورة الصناعية التي نقلت الإنسان إلى عصر الآلات أو ثورة التكنولوجيا التي نقلت الإنسان إلى عصر الفضاء والاتصالات والإنترنت، وتطور شامل في مختلف المجالات وكل فروع العلوم. و بإمكاننا حصر بعض  التطبيقات المهمة  لعلم النانو في المجالات الهندسية  كما يلي:

مجال علم الاتصالات:

تستخدم المواد النانوية في صناعة الالياف الضوئية  الذي تستخدم في انظمة الاتصالات  حيث ان الاتصال بالألياف البصرية والتي  تعتمد على فكرة استخدام الليزر حيث ان  قطر الليزر اصبح بالنانو مما ساهم في سرعة نقل البيانات في انظمة الاتصالات . كما تعتمد تقنية النانو على الأبحاث العلمية التي تتصف بإمكانية تطبيقها في اختراعات واستخدامات مفيدة.  حيث عرف السليكون انه غير مناسب لإصدار أشعة الليزر ولكن باستخدام تقنية النانو تمكن الباحثون من حفر مليارات الثقوب النانوية في السليكون وإعادة ترتيب تركيبه ليصدر أشعة الليزر ويعد هذا الاكتشاف مهم لأنه يقرب إمكانية دمج الليزر مع الأجهزة الالكترونية في رقاقة سليكون واحدة لإداء أفضل وكلفة قليلة جدا.

مجال علم الحاسبات

أنظمة تخزين البيانات بسعات هائلة جدا .

 ● تصنيع رقائق لتخزين الفيديو قد تصل إلى 1000 ساعة.

في مجال الميكانيك

ان  اخر التطبيقات في مجال النانوتكنولوجي في الهندسة الميكانيكية يتبلور بمجالات تحسين الخواص الميكانيكية للمواد وتحسين الاداء الحراري واستخدام النانوتكنولوجي في رفع كفاءة استغلال الطاقة المتجددة.

 .في مجال الهندسة المدنية:

يمكن تطوير الخواص الفيزيائية والميكانيكية للخرسانة الرغوية من خلال اضافة انابيب نانوكربونية متناهية الصغر اضافة الى استخدام تكنلوجيا النانو لاستبدال الرمل المستخدم في خلطة الخرسانة بثاني اوكسيد السيليكون المعالج وفقا لمقاييس النانو مع اضافة اوكسيد الالمنيوم الذي بمستخدم اساسا في صنع المواد الواقية من الشمس.

 

المقالات العلمية

 

حقوق النشر محفوظة لموقع كلية الهندسة جامعة ديالى Copyright (c) 2017

3:45