ما هي تقنية النانو وما هو نمط الحياة الذي تهيٍئه للانسان الان وفي المستقبل القريب؟ الجزء الثاني

ما هي تقنية النانو وما هو نمط الحياة الذي

تهيٍئه للانسان الان وفي المستقبل القريب؟

 

د. الحسن اشباني

خبير في الامراض النباتية و المكافحة الحيوية

صحفي مهني معتمد

الجزء الثاني

 

8-التطبيقات العسكرية

تشهد التطبيقات العسكرية  إمكانات هائلة في تكنولوجيا النانو. لذلك ليس من المستغرب أن تتم رعاية غالبية أبحاث العلوم النانوية من قبل الجيش وبالتالي تركز على التطبيقات العسكرية التي يمكن أن تغطي مجموعة واسعة من التطورات، مثل:

ا-تحسين الرعاية الطبية للجنود ورعاية المصابين  منهم. يمكن على سبيل المثال، للضمادات المغطاة بمواد نانوية معينة التحكم في إطلاق الأدوية والبروتينات لفترة زمنية محددة، مما قد يؤدي في النهاية إلى تسريع التئام الجروح.

الدور الرئيسي لهذه الضمادات النانونية المرتبطة بالجيل الخامس من الانترنيت هو مراقبة التئام

الجرح في الوقت الفعلي حتى يتمكن الطبيب من تكييف العلاج وفقًا لهذا التطور.

 

ب-إنتاج مواد خفيفة وقوية ومتعددة الوظائف لاستخدامها في الملابس العسكرية، مما يوفر حماية أفضل بالإضافة إلى تحسين الاتصال و التحركات. لقد أتاحت الأبحاث الحالية في مجال تكنولوجيا النانو أيضًا تطوير أقمشة غير منسوجة متينة يمكنها توفير امتصاص الماء أو صده، ومقاومة الحريق والحرارة، ومعالجة ضد الميكروبات، على سبيل المثال لا الحصر.

ج-تحسين الذكاء العسكري باستخدام تقنيات الاستشعار الذكية التي تتكامل فيه

Des capteurs nanostructurés pour la détection d'armes chimiques | L'Actu  N°199 | édition du 13 novembre 2020

ا المستشعرات النانوية مع الشبكات العصبية. يمكن استخدام مستشعرات النانو للكشف عن المواد الكيميائية الضارة والأسلحة البيولوجية، والأضرار التي تلحق بالمعدات العسكرية، وطبيعة ومدى المخاطر المحتملة عند اكتشاف المتفجرات.

د-استخدام الجسيمات النانوية النشطة في تطبيقات الدفع نظرًا لخصائصها الفريدة التي تهم الاحتراق مثل الاشتعال السريع وأوقات الاحتراق القصيرة. على سبيل المثال، يمكن تضمينها في الوقود الصلب، والدفع الصلب، والطاقة الشمسية في الأنظمة السائلة، إلخ.

يجرى الان ايضا بحوث ضخمة على المركبات النانوية تهم فضاءات الاستعمال المجتملة  الأخرى. و تركز التطورات الحالية على استخدامها في تغليف المواد الغذائية العسكرية، والحماية الباليستية والدروع الواقية للبدن، ومواد التشحيم الصلبة، ومواد امتصاص الصدمات، وتبديد الشحنة الكهروستاتيكية ،  التدريع (le blindage) الكهرومغناطيسي ومقاومة الحريق والحماية من التآكل.

ر-تطويرات للطائرات بدون طيار بحجم النانو التي يمكن استخدامها في المراقبة والتفجيرات عن بعد والاتصالات مثلا. يمكن لهذه الطائرات بدون طيار أن تتمتع بعمر بطارية طويل مع مستشعرات النانو التي تتيح اكتشاف الوجه والأشياء.

درون عسكري على شكل حشرة صغيرة

 

ز-استخدامات تكنولوجيا النانو للأقمار الصناعية الأصغر حجما وكذلك مركبات اصغر للإطلاق، مما يجعل هذه الأقمار الصناعية فعالة من حيث التكلفة. علاوة على ذلك، يمكن استخدام هذه الأقمار الصناعية النانوية في أسراب للرادار والاتصالات والذكاء.

ماهو القمر الصناعي فئة نانو NanoSatellite

 

9-التكنولوجيا الحيوية النانوية في إنتاج الأغذية

تشمل فرص التكنولوجيا الحيوية النانوية تطبيقات الغذاء والزراعة والطاقة. ففي صناعات معالجة الأغذية، تتمثل الاستخدامات الأكثر شيوعًا للتكنولوجيا الحيوية النانوية في مجال مراقبة جودة المنتجات الغذائية في توفير مستشعرات نانوية للكشف عن البكتيريا. وتتمتع مستشعرات النانو عند استخدامها بدقة عالية في الكشف عن وجود الحشرات أو الفطريات داخل كتلة الحبوب المخزنة في غرف التخزين.

يمكن الاستفادة من التقانة النانوية في احداث طفرات وراثية تؤدي الى تحسين العديد من الصفات الوراثية للنبات اذ تقدم هذه التقانة ابعاد جديدة في ابحاث الطفرات اذ تم في جامعة تايلند انتاج نوع جديد من الارز يدعى Khao-Kamعن طريق طفرات بأستعمال التقانة النانوية اذ تم الحصول على نبات رز ذو حبوب بيضاء وساق واوراق خضراء من صنف ذو حبوب واوراق وسيقان ارجوانية، ويؤدي استعمال انابيب الكاربون النانوية tubes nano carbon (انابيب طولية مجوفة ذات اقطار متناهية في الصغر يصل اقل قطر لها الى نحو 1.4 نانومتر ترتبط فيها ذرات الكاربون مع بعضها البعض بواسطة اواصر تساهمية) في مزارع النخيل الى ازدياد في النمو وعدد وقوة الجذور فضلا عن تميز الثمار الناتجة .كما احدثت جسيمات النحاس النانوية المغلفة بالكيتوسان Cu-nanochitosan وجسمات التيتانيوم النانوية TIO2 تأثيرات مماثلة من حيث تحسين النمو والانتاج .

Nanotubes 99.9 Multi-Walled Carbon Nanotube, 0.20-0.35 G/Cm3, Rs 355/10  gram | ID: 16611189291

انابيب الكاربون النانوية tubes nano carbon

 

10-الاستعمال الامثل للمياه من اجل ادامة الانتاج الزراعي

استعمل الجل النانوي القابل للاحتفاظ بالماء nanohydrogel في التربة بسبب قابليته العالية على امتصاص واطلاق الماء والعناصر الغذائية وبالتالي الكفاءة العالية في استعمال مياه المزروعات. اظهرت التربة المعاملة بالفضة المغلفة بالهايرروجل ان الماء يبقى بنسبة 7.5 % اكثر من التربة غير المعاملة، اكثر من ذلك فأن الهايدروجل يقدر على تخزين مابين 130 -190 مرة من وزنها من مياه الامطار او الري . يعتبر الهايدروجل القابل للتحلل طريقة واعدة في الحد من التلوث لذلك يعد النانو تكنولوجي تقانة ناجحة خصوصا في المناطق الجافة خصوصا وان الجفاف يعد من اهم المخاطر البيئية التي تعوق انتاج المحاصيل.

i+Med | Nanohydrogels - Patented process

الجل النانوي القابل للاحتفاظ بالماء nanohydrogel في التربة

 

11-مستشعرات النانو في الإنتاج الزراعي

تستخدم المستشعرات النانوية بشكل فعال لاستشعار مجموعة واسعة من الأسمدة ومبيدات الأعشاب ومبيدات الآفات والحشرات ومسببات الأمراض والرطوبة ودرجة حموضة التربة واستخدامها الخاضع للرقابة يمكن أن يدعّم الزراعة المستدامة لتعزيز إنتاجية المحاصيل. وبفضل أجهزة الاستشعار الذكية، يمكن للزراعة الدقيقة زيادة الإنتاجية في الزراعة، حيث توفر هذه التكنولوجيا للمزارعين إدارة أفضل للتخصيب، وتقليل المدخلات، وإدارة أفضل للوقت والبيئة. كما يمكن أن تساعد مستشعرات النانو وأنظمة التوصيل الذكية القائمة على النانو في الاستخدام الفعال للموارد الطبيعية الزراعية مثل المياه والمغذيات والمواد الكيميائية من خلال الزراعة الدقيقة. وتشمل التقنيات الجديدة للزراعة الدقيقة أنظمة تحديد المواقع عبر الأقمار الصناعية وأنظمة المعلومات الجغرافية وأجهزة الاستشعار عن بعد التي يمكنها الكشف عن آفات المحاصيل أو أدلة الإجهاد مثل الجفاف. ويمكن لمستشعرات النانو المنتشرة في الحقل أيضا اكتشاف وجود فيروسات نباتية ومسببات أمراض المحاصيل الأخرى، ومستوى مغذيات التربة وتقييم مستويات التلوث البيئي بسرعة إضافة مراقبة جودة المنتجات الزراعية.

 

12-تحمل الإجهاد اللااحيائي
تشير العديد من الدراسات إلى أن السيليكون المصنع والسيليكات لهما دور إيجابي في تخفيف الإجهاد الملحي والجفاف. جسيمات السليكا النانوية تزيد من تحمل الجفاف وذلك بتشجيع معدلات التمثيل الضوئي والتوصيل الثغري تحت إجهاد الجفاف المعتدل والشديد. أظهرت هذه الدراسة أيضًا أن بادرات نبات الهوثورن (Cretaus sp.) المعاملة مسبقًا ﺑجسيمات السليكا النانوية اظهرت زيادة في معدلات التمثيل الضوئي والتوصيل الثغري، بالإضافة إلى زيادة قدرة الماء في خلايا الخشب تحت ظروف شد الجفاف. تتوافق هذه النتائج مع مجموعة متنامية من الأدلة التي تشير إلى أن مختلف تطبيقات السيليكون/ السيليكا والتي يمكن أن تحسن من تحمل الإجهاد اللاحيوي في العديد من أنواع المحاصيل . تتراوح معدلات الاستخدام في منتجات الكيميائيات الزراعية الحاوية على السيليكا من 10 ملغ لتر-1 إلى 100 ملغ لتر-1 ، في حين وجد Shkavand واخرون ان معدلات منخفضة من العنصر النشط تصل إلى 10ملغم لتر-1 يمكن ان تعطي فوائد جوهرية لتحسين تحمل الإجهاد لنبات هوثورن. من المعقول أن نعزو الأداء المُحسَّن لمنتجات السليكا النانوية الى تحسن الإمتصاص و/ أو نفاذية الأنسجة النباتية، ولكن يبقى هناك حاجة إلى مزيد من الدراسة لتوضيح الدور المحدد لتطبيقات النانو.

 

13-الترشيح النانوي

تستغل تقنية “تنقية المياه باستخدام تكنولوجيا النانو” المواد النانوية مثل الأنابيب النانوية الكربونية وألياف الألومينا للترشيح النانوي، وهي عملية حديثة نسبيا تستعمل في الغالب لإزالة المواد الصلبة، بما في ذلك البكتيريا والطفيليات من المياه الجوفية والسطحية والعذبة. كما يستخدم النظام الذي يعمل بالطاقة الشمسية أغشية الترشيح النانوي لمعالجة المياه قليلة الملوحة، مما ينتج عنه مياه ري محلاة عالية الجودة. وقد أشارت نتائج دراسات سابقة إلى أن المحاصيل المزروعة بالمياه المحلّاة تتطلب 25% أقل من مياه الري والأسمدة مقارنة بالري بالمياه قليلة الملوحة.

تقنية جديدة لاستعمال الغرافين في تصفية وتحلية المياه – المغرب العلمي

الجرافين (graphène)  لتحلية المياه المالحة

 

14-تكنولوجيا النانو والغذاء

تستثمر الصناعات الغذائية أموالا طائلة في أبحاث تكنولوجيا النانو. ويرى الباحثون أن تقنية النانو قد تكون هي المفتاح لحل العديد من المشكلات الحرجة التي تواجه الإمدادات الغذائية في العالم اليوم بما توفره من مواد كالبوليمرات الغذائية المعالجة بتقنية النانو لتحسين جودة الأغذية وسلامتها.

وتعتبر تقنية النانو هي أساس العديد من الأطعمة الجديدة من خلال التلاعب بالألوان والنكهات وتغييرها على المستوى النانوي.

وتعمل العبوة الذكية (أو التغليف الذكي للمواد الغذائية) على مراقبة جودة الطعام داخل العبوة من خلال أجهزة مدمجة في العبوة أو ملحقة لها. ويمكن أن تسجل مستشعرات النانو المتوفرة فيها درجة الحرارة، ونضارة الغذاء ونضجه وقياس الملوثات التي قد توجد فيها.

 

15-تقنية النانو في الإنتاج الحيواني والأحياء المائية

تشمل تطبيقات تكنولوجيا النانو في تربية الحيوانات عدة جوانب كتحسين كفاءة التغذية والتغذية للحيوانات الزراعية، وتقليل الخسائر من الأمراض الحيوانية، وتحويل المنتجات الثانوية الحيوانية والنفايات والمخاوف البيئية إلى منتجات ذات قيمة مضافة.

يمكن للمواد النانوية التي تعمل على السطح والإضافات النانوية أن تزيل السموم أو مسببات الأمراض.

كما تشمل تطبيقات تكنولوجيا النانو في مجال تربية الأحياء البحرية الأسطح المضادة للبكتيريا، والتوصيل النانوي للمنتجات البيطرية في أغذية الأسماك باستخدام الهياكل النانوية المسامية، وأجهزة الاستشعار النانوية لاكتشاف مسببات الأمراض في الماء. كما يمكن استخدام المياه النانوية للري وتربية الأسماك.

16-مخاوف ومخاوف تقنية النانو

على الرغم من أن تكنولوجيا النانو أمامها بلا شك مستقبل مشرق، إلا أنها لا تخلو من المخاطر والمحاذير. وفقًا لدراسة حديثة أجرتها حكومة المملكة المتحدة، عندما يتعلق الأمر بعامة الناس، هناك نوعان من الشواغل الرئيسية. الأول هو السمية المحتملة للمواد النانوية لأنه، كما تعلمنا عندما قللنا المادة إلى مثل هذه الأحجام الصغيرة ، يمكن أن تصبح المادة غير الضارة على المستوى الكلي قاتلة على المستوى النانوي.

نحن نعلم أن معظم المواد النانوية ليست سامة، ولكن لا يزال يتعين علينا اتخاذ الاحتياطات اللازمة أثناء التطورات المستقبلية.

هناك مخاوف أخرى من تكنولوجيا النانو تتعلق بالعلاقة المناسبة بين الإنسان والطبيعة. فمن خلال استبدال أجزاء الجسم الحية باجسام من صنع الإنسان، يمكننا هندسة شكل حياة اخرى اصطناعي بالكامل يناسب بيئة الأرض أكثر من الحياة نفسها. لكننا ما زلنا نفتقر إلى الفهم الكامل لكيفية عمل الحياة والتعقيدات الهائلة التي تنطوي عليها. لذلك علينا توخي الحذر عند السير في هذا الطريق المعقد.

اجزاء نانوية في جسم الانسان

 

مخاطر تطبيق تكنولوجيا النانو في الزراعة والصناعات الغذائية : لا شك أن تطبيق تكنولوجيا النانو في مجال الإنتاج العالمي للأغذية والثروة الحيوانية، يهدف بالأساس إلى تحسين الجودة والقيمة الغذائية. إلا أنه لا يُعرف سوى القليل عن المخاطر المحتملة لتطبيق التقنيات النانوية في إنتاج الأغذية ودمجها  الجسيمات النانوية في الطعام. كما أن المستهلكين يفتقرون إلى المعرفة حول تكنولوجيا النانو. تشمل التطبيقات  النانوية المستخدمة حاليا اللحوم، والأغذية عموما، علاوة على استخدام الجسيمات والمواد النانوية كمكونات أو إضافات غذائية يتم وضعها مباشرة في الطعام أو كجزء من تغليف المواد الغذائية.

بحسب الباحثين، هناك حاجة إلى الاهتمام بوجهات النظر العامة فيما يتعلق بالتقنيات الجديدة في صناعة الأغذية أثناء مرحلة تطوير المنتج لتجنب بعض المزالق التي تواجهها صناعة الأغذية المعدلة وراثيا قد يتسبب إطلاق الجسيمات النانوية المصنعة وذات الأثر الضار على النباتات الصالحة للأكل. ورغم هذه المخاوف يتوقع باحثو جامعة حائل أن يؤدي التطور السريع إلى تحول كبير في قطاعات الأغذية والزراعة، مع زيادة سريعة في حصة السوق والاستثمار.

كما ذكرنا سابقًا، يتم توجيه الكثير من تكنولوجيا النانو نحو التطبيقات العسكرية، والتي يمكن أن يكون لها آثار سلبية على العلاقات المجتمعية والسياسية داخل المجتمع. من المحتمل أن تعمل تكنولوجيا النانو على توسيع الفجوة بين وسائل العنف السياسي المتاحة للجيش وتلك المتاحة للسكان المدنيين وستساهم بشكل غير مباشر في الإرهاب.

ML Predicting Terrorism in Future - BLOCKGENI

 

قد تكون هناك مشاكل ايضا فيما يتعلق بالتنازل عن الملكية الفكرية، بسبب الصعوبات في إثبات التفرد والوضوح في عملية طلبات براءات الاختراع الخاصة بتكنولوجيا النانو. يمكن اعتبار المنتوج ذو البنية النانوية يفتقر إلى الجديد في الابتكار، لأن مادة البنية النانوية ذات الصلة كانت موجودة في منتج موجود، حتى لو لم يتم التعرف على مادة البنية النانوية. يمكن أن يكون لهذه الأنواع من المشكلات تأثيرا سلبيا على تقدم هذه التقنية.

التعليقات مغلقة.