تكنولوجيا النانو

📅 آخر تحديث: ٢٥ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٥ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 24 صور
الموسوعة الحرة

تروس نانوية من الفوليرين
جزء من سلسلة مقالات حول
تكنولوجيا النانو
التأثير والتطبيقات​
المواد النانوية
التجميع الذاتي الجزيئي
الالكترونيات النانوية
النانومترولوجيا
تكنولوجيا النانو الجزيئية
  • رمز بوابة العلوم
  • رمز بوابة التكنولوجيا
  • ف
  • ت
  • هـ

تُعرف تقنية النانو بأنها التلاعب بالمادة بأبعاد تتراوح من 1 إلى 100 نانومتر (نانومتر). وعلى هذا المقياس، المعروف باسم مقياس النانو ، تصبح مساحة السطح والتأثيرات الميكانيكية الكمومية مهمة في وصف خصائص المادة. ويشمل هذا التعريف لتقنية النانو جميع أنواع الأبحاث والتقنيات التي تتعامل مع هذه الخصائص الخاصة. ومن الشائع أن نرى صيغة الجمع "تقنيات النانو" وكذلك "تقنيات مقياس النانو" للإشارة إلى الأبحاث والتطبيقات التي تتميز بميزة الحجم المشتركة. [1] وكان الفهم السابق لتقنية النانو يشير إلى الهدف التكنولوجي المحدد المتمثل في التلاعب الدقيق بالذرات والجزيئات لتصنيع منتجات على نطاق واسع، والتي يشار إليها الآن باسم تقنية النانو الجزيئية . [2]

تشمل تقنية النانو المحددة حسب الحجم مجالات العلوم مثل علم السطوح والكيمياء العضوية وعلم الأحياء الجزيئي وفيزياء أشباه الموصلات وتخزين الطاقة [ 3] [4] والهندسة [5] والتصنيع الدقيق [ 6] والهندسة الجزيئية . [7] تتراوح الأبحاث والتطبيقات المرتبطة من امتدادات فيزياء الأجهزة التقليدية إلى التجميع الذاتي الجزيئي [ 8] ومن تطوير مواد جديدة بأبعاد على مقياس النانو إلى التحكم المباشر في المادة على المستوى الذري .

قد تكون تقنية النانو قادرة على إنشاء مواد وأجهزة جديدة ذات تطبيقات متنوعة ، مثل الطب النانوي ، والإلكترونيات النانوية ، وإنتاج الطاقة من المواد الحيوية ، والمنتجات الاستهلاكية. ومع ذلك، تثير تقنية النانو قضايا، بما في ذلك المخاوف بشأن سمية المواد النانوية وتأثيرها البيئي، [9] وتأثيراتها المحتملة على الاقتصاد العالمي، فضلاً عن سيناريوهات يوم القيامة المختلفة . وقد أدت هذه المخاوف إلى نقاش بين جماعات المناصرة والحكومات حول ما إذا كان التنظيم الخاص بتقنية النانو مبررًا.

الأصول

تمت مناقشة المفاهيم التي أسست لتكنولوجيا النانو لأول مرة في عام 1959 من قبل الفيزيائي ريتشارد فاينمان في محاضرته "هناك مساحة كبيرة في القاع" ، حيث وصف إمكانية التركيب عن طريق التلاعب المباشر بالذرات.

مقارنة أحجام المواد النانوية

استُخدم مصطلح "تكنولوجيا النانو" لأول مرة بواسطة نوريو تانيجوتشي في عام 1974، على الرغم من أنه لم يكن معروفًا على نطاق واسع. مستوحى من مفاهيم فاينمان، استخدم ك. إريك دريكسلر مصطلح "تكنولوجيا النانو" في كتابه الصادر عام 1986 بعنوان "محركات الخلق: العصر القادم لتكنولوجيا النانو "، والذي اقترح فكرة "مجمع" على نطاق النانو يكون قادرًا على بناء نسخة من نفسه ومن عناصر أخرى ذات تعقيد تعسفي مع التحكم على مستوى الذرة. في عام 1986 أيضًا، شارك دريكسلر في تأسيس معهد فورسايت لزيادة الوعي العام وفهم مفاهيم وآثار تكنولوجيا النانو.

ظهرت تقنية النانو كمجال في الثمانينيات من خلال التقارب بين العمل النظري والعمل العام لدريكسلر، والذي طور وروج لإطار مفاهيمي، والتقدم التجريبي عالي الوضوح الذي لفت الانتباه الإضافي إلى الآفاق. في الثمانينيات، أشعلت اختراقتان نمو تقنية النانو. أولاً، مكّن اختراع المجهر النفقي الماسح في عام 1981 من تصور الذرات والروابط الفردية، وتم استخدامه بنجاح للتلاعب بالذرات الفردية في عام 1989. حصل مطورو المجهر جيرارد بينيج وهينريش روهرر في مختبر أبحاث آي بي إم في زيورخ على جائزة نوبل في الفيزياء عام 1986. [10] [11] كما اخترع بينيج وكوات وجيربر مجهر القوة الذرية التناظري في ذلك العام.

يعد باكمنستر فوليرين C 60 ، المعروف أيضًا باسم كرة الباكي ، عضوًا ممثلًا للهياكل الكربونية المعروفة باسم الفوليرينات . تشكل أعضاء عائلة الفوليرين موضوعًا رئيسيًا للبحث يندرج تحت مظلة تكنولوجيا النانو.

ثانيًا، تم اكتشاف الفوليرينات (كرات البوكي) في عام 1985 بواسطة هاري كروتو وريتشارد سمالي وروبرت كيرل ، الذين فازوا معًا بجائزة نوبل في الكيمياء عام 1996. [12] [13] لم يتم وصف C 60 في البداية على أنه تقنية نانوية؛ تم استخدام المصطلح فيما يتعلق بالعمل اللاحق مع الأنابيب النانوية الكربونية ذات الصلة (تسمى أحيانًا أنابيب الجرافين أو أنابيب البوكي) والتي اقترحت تطبيقات محتملة للإلكترونيات والأجهزة النانوية. يُعزى اكتشاف الأنابيب النانوية الكربونية إلى حد كبير إلى سوميو إيجيما من NEC في عام 1991، [14] حيث فاز إيجيما بجائزة كافلي الافتتاحية في علوم النانو عام 2008.

في أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، حظي المجال باهتمام علمي وسياسي وتجاري متزايد أدى إلى الجدل والتقدم. نشأت الخلافات بشأن تعريفات وتداعيات تقنيات النانو المحتملة، والتي تجسدت في تقرير الجمعية الملكية حول تقنية النانو. [15] أثيرت تحديات فيما يتعلق بجدوى التطبيقات التي تصورها أنصار تقنية النانو الجزيئية، والتي بلغت ذروتها في مناقشة عامة بين دريكسلر وسمالي في عامي 2001 و2003. [16]

وفي الوقت نفسه، بدأت المنتجات التجارية القائمة على التطورات في تكنولوجيات النانو في الظهور. وكانت هذه المنتجات مقتصرة على التطبيقات الشاملة للمواد النانوية ولم تتضمن التحكم الذري في المادة. وتشمل بعض الأمثلة منصة Silver Nano لاستخدام الجسيمات النانوية الفضية كعامل مضاد للبكتيريا، وواقيات الشمس القائمة على الجسيمات النانوية ، وتقوية ألياف الكربون باستخدام جسيمات نانوية من السيليكا، وأنابيب الكربون النانوية للمنسوجات المقاومة للبقع. [17] [18]

وتحركت الحكومات لتعزيز وتمويل البحوث في مجال تكنولوجيا النانو، مثل المبادرة الوطنية لتكنولوجيا النانو في الولايات المتحدة ، والتي وضعت تعريفاً رسمياً قائماً على الحجم لتكنولوجيا النانو وأسست تمويلاً للبحوث، وفي أوروبا من خلال برامج الإطار الأوروبي للبحث والتطوير التكنولوجي .

بحلول منتصف العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، بدأ الاهتمام العلمي يزدهر. ركزت خرائط طريق التكنولوجيا النانوية على التلاعب الدقيق بالمادة على المستوى الذري وناقشت القدرات والأهداف والتطبيقات الحالية والمتوقعة. [19] [20]

المفاهيم الأساسية

تُعَد تقنية النانو علمًا وهندسة للأنظمة الوظيفية على المستوى الجزيئي. وفي معناها الأصلي، تشير تقنية النانو إلى القدرة المتوقعة على بناء العناصر من الأسفل إلى الأعلى لإنتاج منتجات كاملة وعالية الأداء.

النانومتر الواحد (nm) هو واحد على المليار، أو 10 −9 ، من المتر. وبالمقارنة، فإن أطوال الروابط الكربونية - الكربونية النموذجية ، أو المسافة بين هذه الذرات في الجزيء ، تتراوح بين 0.12-0.15 نانومتر ، ويبلغ قطر الحمض النووي حوالي 2 نانومتر. من ناحية أخرى، يبلغ طول أصغر أشكال الحياة الخلوية ، وهي بكتيريا جنس الميكوبلازما ، حوالي 200 نانومتر. وفقًا للاتفاقية، يتم أخذ تقنية النانو على أنها نطاق المقياس من 1 إلى 100 نانومتر ، وفقًا للتعريف المستخدم من قبل مبادرة النانو الوطنية الأمريكية . يتم تحديد الحد الأدنى بحجم الذرات (يحتوي الهيدروجين على أصغر الذرات، والتي يبلغ قطرها الحركي حوالي 25 نانومتر ). الحد الأعلى تعسفي إلى حد ما، ولكنه يقع حول الحجم الذي تبدأ فيه الظواهر التي لم يتم ملاحظتها في الهياكل الأكبر في الظهور ويمكن الاستفادة منها. [21] تجعل هذه الظواهر تقنية النانو مميزة عن الأجهزة التي هي مجرد نسخ مصغرة من جهاز مكروسكوبي مكافئ ؛ مثل هذه الأجهزة على نطاق أكبر وتندرج تحت وصف تقنية الميكروتكنولوجيا . [22]

ولوضع هذا المقياس في سياق آخر، فإن الحجم المقارن للنانومتر إلى المتر هو نفس حجم الرخام إلى حجم الأرض. [23]

تُستخدم طريقتان رئيسيتان في تكنولوجيا النانو. في النهج "من الأسفل إلى الأعلى"، تُبنى المواد والأجهزة من مكونات جزيئية تتجمع كيميائيًا وفقًا لمبادئ التعرف الجزيئي . [24] في النهج "من الأعلى إلى الأسفل"، تُبنى الأجسام النانوية من كيانات أكبر بدون تحكم على المستوى الذري. [25]

لقد تطورت مجالات الفيزياء مثل النانو إلكترونيات ، والنانو ميكانيكا ، والنانو فوتونيات ، والنانو أيونات لتوفر الأساس العلمي للتكنولوجيا النانوية.

من الأكبر إلى الأصغر: منظور المواد

صورة لعملية إعادة البناء على سطح نظيف من الذهب ( 100 )، كما تم تصورها باستخدام المجهر النفقي الماسح . يمكن رؤية مواضع الذرات الفردية التي يتكون منها السطح.

تظهر العديد من الظواهر بشكل واضح كحجم للنظام. وتشمل هذه التأثيرات الميكانيكية الإحصائية ، فضلاً عن التأثيرات الميكانيكية الكمومية ، على سبيل المثال، " تأثير الحجم الكمومي " حيث تتغير الخصائص الإلكترونية للمواد الصلبة جنبًا إلى جنب مع انخفاض حجم الجسيمات. لا تنطبق مثل هذه التأثيرات على الأبعاد الكلية أو الجزئية. ومع ذلك، يمكن أن تصبح التأثيرات الكمومية كبيرة عند المقاييس النانومترية. بالإضافة إلى ذلك، تتغير الخصائص الفيزيائية (الميكانيكية والكهربائية والبصرية وما إلى ذلك) مقابل الأنظمة الكلية. أحد الأمثلة على ذلك هو زيادة نسبة مساحة السطح إلى الحجم مما يغير الخصائص الميكانيكية والحرارية والحفزية للمواد. يمكن أن تكون الانتشار والتفاعلات مختلفة أيضًا. يشار إلى الأنظمة ذات النقل الأيوني السريع باسم النانويونات. الخصائص الميكانيكية للأنظمة النانوية محل اهتمام في البحث.

من البسيط إلى المعقد: منظور جزيئي

تستطيع الكيمياء التركيبية الحديثة تحضير جزيئات صغيرة من أي بنية تقريبًا. وتُستخدم هذه الطرق في تصنيع مجموعة واسعة من المواد الكيميائية المفيدة مثل المستحضرات الصيدلانية أو البوليمرات التجارية . وتثير هذه القدرة تساؤلاً حول توسيع هذا النوع من التحكم إلى المستوى الأكبر التالي، والبحث عن طرق لتجميع الجزيئات الفردية في مجموعات فوق جزيئية تتكون من العديد من الجزيئات مرتبة بطريقة محددة جيدًا.

تستخدم هذه الأساليب مفاهيم التجميع الذاتي الجزيئي و/أو الكيمياء فوق الجزيئية لترتيب نفسها تلقائيًا في تكوين مفيد من خلال نهج من الأسفل إلى الأعلى . يعد مفهوم التعرف الجزيئي مهمًا: يمكن تصميم الجزيئات بحيث يتم تفضيل تكوين أو ترتيب معين بسبب القوى الجزيئية غير التساهمية . قواعد اقتران القواعد واتسون-كريك هي نتيجة مباشرة لهذا، كما هو الحال مع خصوصية الإنزيم الذي يستهدف ركيزة واحدة ، أو الطي المحدد للبروتين . وبالتالي، يمكن تصميم المكونات لتكون متكاملة وجذابة لبعضها البعض بحيث تشكل كلًا أكثر تعقيدًا وفائدة.

يجب أن تكون مثل هذه الأساليب من الأسفل إلى الأعلى قادرة على إنتاج أجهزة بالتوازي وأن تكون أرخص بكثير من الأساليب من الأعلى إلى الأسفل، ولكن من المحتمل أن تطغى عليها مع زيادة حجم وتعقيد التجميع المطلوب. تتطلب معظم الهياكل المفيدة ترتيبات معقدة وغير محتملة ترموديناميكيًا للذرات. ومع ذلك، توجد العديد من الأمثلة على التجميع الذاتي القائم على التعرف الجزيئي في علم الأحياء ، وأبرزها اقتران القواعد واتسون-كريك وتفاعلات الإنزيم والركيزة.

تكنولوجيا النانو الجزيئية: نظرة طويلة المدى

تتعلق تقنية النانو الجزيئية، والتي تسمى أحيانًا بالتصنيع الجزيئي، بالأنظمة النانوية الهندسية (الآلات النانوية) التي تعمل على المستوى الجزيئي. ترتبط تقنية النانو الجزيئية بشكل خاص بالمجمعات الجزيئية ، وهي الآلات التي يمكنها إنتاج بنية أو جهاز مرغوب ذرة بذرة باستخدام مبادئ التخليق الميكانيكي . لا يرتبط التصنيع في سياق الأنظمة النانوية الإنتاجية بالتقنيات التقليدية المستخدمة في تصنيع المواد النانوية مثل الأنابيب النانوية الكربونية والجسيمات النانوية.

عندما صاغ دريكسلر بشكل مستقل مصطلح "تكنولوجيا النانو" ونشره، كان يتصور تكنولوجيا تصنيع تعتمد على أنظمة الآلات الجزيئية . وكانت الفرضية هي أن القياسات البيولوجية على المستوى الجزيئي لمكونات الآلات التقليدية أثبتت أن الآلات الجزيئية ممكنة: كان علم الأحياء مليئًا بأمثلة الآلات البيولوجية المعقدة والمُحسَّنة عشوائيًا .

اقترح دريكسلر وباحثون آخرون [26] أن تكنولوجيا النانو المتقدمة يمكن أن تستند في النهاية إلى مبادئ الهندسة الميكانيكية، أي تكنولوجيا التصنيع القائمة على الوظائف الميكانيكية لهذه المكونات (مثل التروس والمحامل والمحركات والعناصر الهيكلية) والتي من شأنها تمكين التجميع الموضعي القابل للبرمجة وفقًا للمواصفات الذرية. [27] تم تحليل الأداء الفيزيائي والهندسي للتصاميم النموذجية في كتاب دريكسلر Nanosystems: Molecular Machinery, Manufacturing, and Computation . [2]

بشكل عام، يتطلب تجميع الأجهزة على المستوى الذري وضع الذرات على ذرات أخرى ذات حجم ودرجة لزوجة مماثلة. يرى كارلو مونتيماغنو أن أنظمة النانو المستقبلية ستكون هجينة من تكنولوجيا السيليكون والآلات الجزيئية البيولوجية. [28] زعم ريتشارد سمالي أن التخليق الميكانيكي مستحيل بسبب الصعوبات في التلاعب الميكانيكي بالجزيئات الفردية. [ بحاجة لمصدر ]

أدى هذا إلى تبادل الرسائل في مطبوعة الجمعية الكيميائية الأمريكية Chemical & Engineering News في عام 2003. [29] وعلى الرغم من أن علم الأحياء يوضح بوضوح أن الآلات الجزيئية ممكنة، إلا أن الآلات الجزيئية غير البيولوجية ظلت في مهدها. قام أليكس زيتل وزملاؤه في مختبرات لورانس بيركلي وجامعة كاليفورنيا في بيركلي [30] ببناء ثلاثة أجهزة جزيئية على الأقل يتم التحكم في حركتها عن طريق تغيير الجهد: محرك نانوي أنبوبي نانوي ، ومشغل جزيئي، [31] ومذبذب استرخاء نانوي كهروميكانيكي. [32]

في عام 1999، استخدم هو ولي في جامعة كورنيل مجهر مسح نفقي لتحريك جزيء فردي من أول أكسيد الكربون (CO) إلى ذرة حديد فردية (Fe) موضوعة على بلورة فضية مسطحة وربطوا كيميائيًا أول أكسيد الكربون بالحديد من خلال تطبيق جهد كهربائي. [ بحاجة لمصدر ]

بحث

تمثيل بياني للروتاكسان ، مفيد كمفتاح جزيئي
هذا رباعي السطوح DNA [33] عبارة عن بنية نانوية مصممة بشكل مصطنع من النوع المصنوع في مجال تكنولوجيا النانو DNA . كل حافة من رباعي السطوح عبارة عن حلزون مزدوج DNA مكون من 20 زوجًا من القواعد ، وكل رأس عبارة عن تقاطع ثلاثي الأذرع.
منظر دوار لـ C 60 ، أحد أنواع الفوليرين
يقوم هذا الجهاز بنقل الطاقة من طبقات نانوية رقيقة من الآبار الكمومية إلى بلورات نانوية فوقها، مما يتسبب في انبعاث الضوء المرئي من البلورات النانوية. [34]

المواد النانوية

تعمل العديد من مجالات العلوم على تطوير أو دراسة مواد ذات خصائص فريدة تنشأ من أبعادها النانوية. [35]

النهج التصاعدي

يسعى النهج التصاعدي إلى ترتيب المكونات الأصغر في مجموعات أكثر تعقيدًا.

النهج من الأعلى إلى الأسفل

تهدف هذه الفكرة إلى إنشاء أجهزة أصغر حجمًا باستخدام أجهزة أكبر حجمًا لتوجيه تجميعها.

النهج الوظيفي

تسعى المناهج الوظيفية إلى تطوير مكونات مفيدة بغض النظر عن كيفية تجميعها.

النهج المحاكاة الحيوية

تخميني

تسعى هذه المجالات الفرعية إلى توقع ما قد تسفر عنه تكنولوجيا النانو من اختراعات، أو محاولة اقتراح أجندة يمكن أن يتقدم البحث على طولها. وغالبًا ما تتخذ هذه المجالات الفرعية نظرة شاملة، مع التركيز بشكل أكبر على الآثار المجتمعية أكثر من التفاصيل الهندسية.

  • إن تقنية النانو الجزيئية هي نهج مقترح يتضمن التعامل مع الجزيئات الفردية بطرق محددة ودقيقة. وهي تقنية أكثر نظرية من المجالات الفرعية الأخرى، والعديد من التقنيات المقترحة تتجاوز القدرات الحالية.
  • تعتبر الروبوتات النانوية آلات مكتفية ذاتيًا تعمل على نطاق النانو. وهناك آمال في تطبيق الروبوتات النانوية في الطب. [48] [49] ومع ذلك، فقد تم إثبات التقدم في المواد المبتكرة والمنهجيات الحاصلة على براءات اختراع. [50] [51]
  • إن الأنظمة النانوية الإنتاجية هي "أنظمة الأنظمة النانوية" التي يمكنها إنتاج أجزاء دقيقة ذريًا لأنظمة نانوية أخرى، وليس بالضرورة باستخدام خصائص نانوية جديدة ناشئة، ولكن باستخدام أساسيات التصنيع المفهومة جيدًا. وبسبب الطبيعة المنفصلة (أي الذرية) للمادة وإمكانية النمو الأسي، يمكن أن تشكل هذه المرحلة الأساس لثورة صناعية أخرى. اقترح ميخائيل روكو أربع حالات من تكنولوجيا النانو تبدو موازية للتقدم التقني للثورة الصناعية، حيث تقدمت من البنى النانوية السلبية إلى الأجهزة النانوية النشطة إلى الآلات النانوية المعقدة وفي النهاية إلى الأنظمة النانوية الإنتاجية. [52]
  • تسعى المادة القابلة للبرمجة إلى تصميم مواد يمكن التحكم في خصائصها بسهولة وعكسها وخارجيًا من خلال دمج علم المعلومات وعلوم المواد .
  • بسبب شعبية مصطلح تكنولوجيا النانو والتعرض الإعلامي له، تم صياغة كلمتي تكنولوجيا بيكو وتكنولوجيا الفمتوثانية للقياس عليها، على الرغم من أن هاتين الكلمتين تستخدمان بشكل غير رسمي فقط.

الأبعاد في المواد النانوية

يمكن تصنيف المواد النانوية إلى مواد نانوية 0D و 1D و 2D و 3D . تلعب الأبعاد دورًا رئيسيًا في تحديد خصائص المواد النانوية بما في ذلك الخصائص الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية . مع انخفاض الأبعاد، لوحظ زيادة في نسبة السطح إلى الحجم. يشير هذا إلى أن المواد النانوية ذات الأبعاد الأصغر لها مساحة سطح أعلى مقارنة بالمواد النانوية ثلاثية الأبعاد. تم التحقيق في المواد النانوية ثنائية الأبعاد (2D) على نطاق واسع للتطبيقات الإلكترونية والطبية الحيوية وتوصيل الأدوية وأجهزة الاستشعار البيولوجية .

الأدوات والتقنيات

إعداد AFM النموذجي . يتم انحراف ذراع مفصلي مصنوع من مادة مجهرية ذات طرف حاد بواسطة سمات على سطح العينة، تمامًا كما هو الحال في الفونوغراف ولكن على نطاق أصغر كثيرًا. ينعكس شعاع الليزر عن الجانب الخلفي للذراع المفصلي إلى مجموعة من أجهزة الكشف الضوئية ، مما يسمح بقياس الانحراف وتجميعه في صورة للسطح.

المجاهر المسحية

المجهر الذري للقوة (AFM) والمجهر النفقي الماسح (STM) هما نسختان من مجسات المسح المستخدمة للمراقبة على نطاق النانو. تتمتع الأنواع الأخرى من مجاهر المسح بالدقة الأعلى كثيرًا، لأنها لا تقتصر على أطوال الموجات الصوتية أو الضوئية.

يمكن أيضًا استخدام طرف مسبار المسح للتلاعب بالهياكل النانوية (التجميع الموضعي). قد يكون المسح الموجه للميزات طريقة واعدة لتنفيذ هذه التلاعبات على نطاق النانو من خلال خوارزمية آلية . [53] [54] ومع ذلك، لا تزال هذه عملية بطيئة بسبب السرعة المنخفضة للمجهر.

إن النهج من أعلى إلى أسفل يتوقع أجهزة نانوية يجب بناؤها قطعة قطعة على مراحل، تمامًا كما يتم تصنيع العناصر. إن مجهر المسح الضوئي هو تقنية مهمة لكل من التوصيف والتوليف. يمكن استخدام مجاهر القوة الذرية ومجاهر المسح النفقي للنظر إلى الأسطح وتحريك الذرات حولها. من خلال تصميم أطراف مختلفة لهذه المجاهر، يمكن استخدامها لنحت الهياكل على الأسطح والمساعدة في توجيه الهياكل ذاتية التجميع. باستخدام، على سبيل المثال، نهج المسح الموجه نحو الميزات، يمكن تحريك الذرات أو الجزيئات حول السطح باستخدام تقنيات مجهر المسح الضوئي. [53] [54]

الطباعة الحجرية

تقدم تقنيات مختلفة من الطباعة الحجرية، مثل الطباعة الحجرية الضوئية ، أو الطباعة الحجرية بالأشعة السينية ، أو الطباعة الحجرية بقلم الغمس، أو الطباعة الحجرية باستخدام حزمة الإلكترونات ، أو الطباعة الحجرية النانوية، تقنيات تصنيع من أعلى إلى أسفل حيث يتم تقليص المادة السائبة إلى نمط على نطاق النانو.

تتضمن مجموعة أخرى من تقنيات النانو التكنولوجية تلك المستخدمة في تصنيع الأنابيب النانوية والأسلاك النانوية ، وتلك المستخدمة في تصنيع أشباه الموصلات مثل الطباعة فوق البنفسجية العميقة، والطباعة بحزمة الإلكترونات، والتصنيع بحزمة الأيونات المركزة، والطباعة النانوية، والترسيب الطبقي الذري ، والترسيب البخاري الجزيئي ، بالإضافة إلى تقنيات التجميع الذاتي الجزيئي مثل تلك التي تستخدم كوبوليمرات ثنائية الكتل . [55]

تصاعدي

على النقيض من ذلك، تبني التقنيات من الأسفل إلى الأعلى هياكل أكبر ذرة بذرة أو جزيء بجزيء. تشمل هذه التقنيات التخليق الكيميائي والتجميع الذاتي والتجميع الموضعي. يعد قياس التداخل ثنائي الاستقطاب أحد الأدوات المناسبة لتوصيف الأغشية الرقيقة ذاتية التجميع. هناك اختلاف آخر في النهج من الأسفل إلى الأعلى وهو التراكب الجزيئي الحزمي أو MBE. طور باحثون في مختبرات بيل للهاتف، بمن فيهم جون آرثر وألفريد واي تشو وآرت سي جوسارد، MBE ونفذوه كأداة بحث في أواخر الستينيات والسبعينيات. كانت العينات التي تم صنعها بواسطة MBE أساسية لاكتشاف تأثير هول الكمي الكسري الذي مُنح عنه جائزة نوبل في الفيزياء عام 1998. يضع MBE طبقات دقيقة ذريًا من الذرات، وفي هذه العملية، يبني هياكل معقدة. يعد MBE مهمًا للأبحاث حول أشباه الموصلات، كما يُستخدم على نطاق واسع في صنع العينات والأجهزة لمجال الإلكترونيات الدورانية الناشئ حديثًا .

تمت الموافقة على المنتجات العلاجية القائمة على المواد النانوية المستجيبة ، مثل حويصلات الترانسفوسوم شديدة التشوه والحساسة للإجهاد ، للاستخدام البشري في بعض البلدان. ​​[56]

التطبيقات

أحد التطبيقات الرئيسية لتكنولوجيا النانو هو مجال الإلكترونيات النانوية حيث يتم تصنيع ترانزستورات MOSFET من أسلاك نانوية صغيرة يبلغ طولها ≈10 نانومتر. فيما يلي محاكاة لمثل هذا السلك النانوي.
توفر البنى النانوية لهذا السطح خاصية كراهية الماء الفائقة ، مما يسمح لقطرات الماء بالتدحرج على المستوى المائل .
ليزرات النانو لنقل المعلومات بسرعة فائقة في نبضات ضوئية

اعتبارًا من 21 أغسطس 2008، قدر مشروع التقنيات النانوية الناشئة أن أكثر من 800 منتج نانوي تم تحديده من قبل الشركات المصنعة متاح للجمهور، مع وصول منتجات جديدة إلى السوق بمعدل 3-4 في الأسبوع. [18] معظم التطبيقات هي مواد نانوية سلبية من "الجيل الأول" والتي تشمل ثاني أكسيد التيتانيوم في واقي الشمس ومستحضرات التجميل وطلاءات الأسطح، [57] وبعض المنتجات الغذائية؛ متآصلات الكربون المستخدمة لإنتاج شريط جيكو ؛ الفضة في تغليف المواد الغذائية والملابس والمطهرات والأجهزة المنزلية؛ أكسيد الزنك في واقيات الشمس ومستحضرات التجميل وطلاءات الأسطح والدهانات وورنيش الأثاث الخارجي؛ وأكسيد السيريوم كمحفز للوقود. [17]

في صناعة السيارات الكهربائية، تعالج أنابيب الكربون النانوية أحادية الجدار (SWCNTs) التحديات الرئيسية لبطاريات الليثيوم أيون، بما في ذلك كثافة الطاقة ومعدل الشحن وعمر الخدمة والتكلفة. تربط أنابيب الكربون النانوية أحادية الجدار جزيئات الأقطاب الكهربائية أثناء عملية الشحن/التفريغ، مما يمنع التدهور المبكر للبطارية. تعمل قدرتها الاستثنائية على تغليف جزيئات المواد النشطة على تعزيز التوصيل الكهربائي والخصائص الفيزيائية، مما يميزها عن أنابيب الكربون النانوية متعددة الجدران والكربون الأسود. [58] [59] [60]

تسمح التطبيقات الأخرى لكرات التنس بأن تدوم لفترة أطول، وكرات الجولف بأن تطير بشكل أكثر استقامة، وكرات البولينج بأن تصبح أكثر متانة. تم غرس السراويل والجوارب بتقنية النانو لتدوم لفترة أطول ودرجة حرارة أقل في الصيف. يتم غرس الضمادات بجسيمات نانوية فضية لشفاء الجروح بشكل أسرع. [61] قد تصبح وحدات التحكم في ألعاب الفيديو وأجهزة الكمبيوتر الشخصية أرخص وأسرع وتحتوي على ذاكرة أكبر بفضل تقنية النانو. [62] أيضًا، لبناء هياكل للحوسبة على الشريحة بالضوء، على سبيل المثال معالجة المعلومات الكمومية الضوئية على الشريحة، ونقل المعلومات في بيكو ثانية. [63]

قد تتمتع تقنية النانو بالقدرة على جعل التطبيقات الطبية الحالية أرخص وأسهل في الاستخدام في أماكن مثل عيادات الأطباء وفي المنازل. [64] تستخدم السيارات المواد النانوية بطرق تجعل أجزاء السيارة تتطلب عددًا أقل من المعادن أثناء التصنيع وكمية أقل من الوقود للعمل في المستقبل. [65]

تتضمن عملية التغليف النانوي تغليف المواد الفعالة داخل حاملات. وعادةً ما توفر هذه الحاملات مزايا، مثل التوافر البيولوجي المعزز، والإطلاق المتحكم فيه، والتوصيل المستهدف، وحماية المواد المغلفة. وفي المجال الطبي، تلعب عملية التغليف النانوي دورًا مهمًا في توصيل الدواء . فهي تسهل إعطاء الدواء بكفاءة أكبر، وتقلل من الآثار الجانبية، وتزيد من فعالية العلاج. وتعد عملية التغليف النانوي مفيدة بشكل خاص لتحسين التوافر البيولوجي للأدوية التي لا تذوب في الماء بشكل جيد، وتمكين الإطلاق المتحكم فيه والمستدام للدواء، ودعم تطوير العلاجات المستهدفة. تساهم هذه الميزات مجتمعة في التقدم في العلاجات الطبية ورعاية المرضى. [66] [67]

قد تلعب تقنية النانو دورًا في هندسة الأنسجة . عند تصميم الهياكل، يحاول الباحثون محاكاة السمات النانوية للبيئة المحيطة بالخلية لتوجيه تمايزها إلى سلالة مناسبة. [68] على سبيل المثال، عند إنشاء الهياكل لدعم نمو العظام، قد يحاكي الباحثون حفر امتصاص الخلايا الناقضة للعظم . [69]

استخدم الباحثون روبوتات نانوية تعتمد على أوريجامي الحمض النووي قادرة على تنفيذ وظائف منطقية لاستهداف توصيل الأدوية إلى الصراصير. [70]

قامت جامعة تيشنيون بإنشاء نسخة مقدسة من النانو (شريحة سيليكون بحجم 0.5 مم2) بهدف زيادة اهتمام الشباب بتكنولوجيا النانو. [71]

تداعيات

إن أحد المخاوف هو التأثير الذي قد يخلفه التصنيع على نطاق صناعي واستخدام المواد النانوية على صحة الإنسان والبيئة، كما تشير أبحاث علم السموم النانوية . ولهذه الأسباب، تدعو بعض المجموعات إلى تنظيم تكنولوجيا النانو. ومع ذلك، فإن التنظيم قد يخنق البحث العلمي وتطوير الابتكارات المفيدة. تبحث وكالات أبحاث الصحة العامة ، مثل المعهد الوطني للسلامة والصحة المهنية، في التأثيرات الصحية المحتملة الناجمة عن التعرض للجسيمات النانوية. [72] [73]

قد يكون لمنتجات الجسيمات النانوية عواقب غير مقصودة . اكتشف الباحثون أن جسيمات الفضة النانوية المقاومة للبكتيريا المستخدمة في الجوارب لتقليل رائحة القدم يتم إطلاقها أثناء الغسيل. [74] ثم يتم التخلص من هذه الجسيمات في مجرى مياه الصرف الصحي وقد تدمر البكتيريا التي تعد مكونات أساسية للنظم البيئية الطبيعية والمزارع وعمليات معالجة النفايات. [75]

توصلت المناقشات العامة التي أجراها مركز تكنولوجيا النانو في المجتمع في الولايات المتحدة والمملكة المتحدة حول إدراك المخاطر إلى أن المشاركين كانوا أكثر إيجابية بشأن تكنولوجيا النانو لتطبيقات الطاقة مقارنة بتطبيقات الصحة، حيث تثير تطبيقات الصحة معضلات أخلاقية ومعنوية مثل التكلفة والتوافر. [76]

وقد شهد خبراء، من بينهم ديفيد ريجيسكي، مدير مشروع مركز وودرو ويلسون للتقنيات النانوية الناشئة، [77] أن التسويق التجاري يعتمد على الإشراف الكافي، واستراتيجية البحث عن المخاطر، والمشاركة العامة. واعتبارًا من 206 بيركلي، كانت كاليفورنيا المدينة الأمريكية الوحيدة التي تنظم تقنية النانو. [78]

المخاوف الصحية والبيئية

فيديو عن التأثيرات الصحية والسلامة لتكنولوجيا النانو

قد يساهم استنشاق الجسيمات النانوية والألياف النانوية المحمولة جوًا في الإصابة بأمراض الرئة ، مثل التليف الرئوي . [79] وجد الباحثون أنه عندما استنشقت الفئران الجسيمات النانوية، استقرت الجسيمات في المخ والرئتين، مما أدى إلى زيادة كبيرة في المؤشرات الحيوية للالتهابات واستجابة الإجهاد [80] وأن الجسيمات النانوية تسبب شيخوخة الجلد من خلال الإجهاد التأكسدي في الفئران الخالية من الشعر. [81] [82]

توصلت دراسة استمرت لمدة عامين في كلية الصحة العامة بجامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس إلى أن الفئران المعملية التي تستهلك ثاني أكسيد التيتانيوم النانوي أظهرت تلفًا في الحمض النووي والكروموسومات بدرجة "مرتبطة بجميع القتلة الكبار للإنسان، وهي السرطان وأمراض القلب والأمراض العصبية والشيخوخة". [83]

أشارت دراسة أجرتها مجلة Nature Nanotechnology إلى أن بعض أشكال الأنابيب النانوية الكربونية قد تكون ضارة مثل الأسبستوس إذا استنشقت بكميات كافية. قال أنتوني سيتون من معهد الطب المهني في إدنبرة، اسكتلندا، الذي ساهم في كتابة المقال عن الأنابيب النانوية الكربونية : "نعلم أن بعضها ربما يكون لديه القدرة على التسبب في الورم المتوسطي. لذا فإن مثل هذه الأنواع من المواد تحتاج إلى التعامل معها بحذر شديد". [84] وفي غياب أي تنظيم محدد من الحكومات، دعا بول وليونز (2008) إلى استبعاد الجسيمات النانوية المصنعة في الغذاء. [85] وذكرت إحدى المقالات الصحفية أن العمال في مصنع للدهانات أصيبوا بأمراض رئوية خطيرة وتم العثور على جسيمات نانوية في رئاتهم. [86] [87] [88] [89]

أنظمة

وقد صاحبت الدعوات إلى فرض تنظيم أكثر صرامة على تكنولوجيا النانو مناقشة تتعلق بالمخاطر التي تهدد صحة الإنسان وسلامته. [90] وتغطي بعض الهيئات التنظيمية بعض منتجات وعمليات تكنولوجيا النانو ـ من خلال "إضافة" تكنولوجيا النانو إلى اللوائح التنظيمية القائمة ـ الأمر الذي يترك فجوات واضحة. [91] واقترح ديفيز خريطة طريق تصف الخطوات اللازمة للتعامل مع هذه النواقص. [92]

أفاد أندرو ماينارد، كبير المستشارين العلميين لمشروع مركز وودرو ويلسون للتكنولوجيات النانوية الناشئة، بعدم كفاية التمويل لأبحاث الصحة والسلامة البشرية، ونتيجة لذلك عدم كفاية فهم مخاطر الصحة والسلامة البشرية. [93] ودعا بعض الأكاديميين إلى تطبيق أكثر صرامة لمبدأ الحيطة ، وإبطاء الموافقة على التسويق، وتعزيز وضع العلامات التجارية، وبيانات السلامة الإضافية. [94]

وقد حدد تقرير صادر عن الجمعية الملكية خطر إطلاق الجسيمات النانوية أو الأنابيب النانوية أثناء التخلص منها وتدميرها وإعادة تدويرها، وأوصى التقرير "مصنعي المنتجات التي تندرج تحت أنظمة مسؤولية المنتج الممتدة مثل لوائح نهاية العمر الافتراضي بنشر إجراءات تحدد كيفية إدارة هذه المواد لتقليل التعرض البشري والبيئي المحتمل". [15]

انظر أيضا

مراجع

  1. ^ Drexler KE (1986). Engines of Creation: The Coming Era of Nanotechnology . Doubleday. ISBN 978-0-385-19973-5. OCLC  12752328.
  2. ^ ab Drexler KE (1992). Nanosystems: Molecular Machinery, Manufacturing, and Computation. Wiley. ISBN 978-0-471-57547-4. OCLC  26503231.
  3. ^ Hubler A (2010). "البطاريات الكمومية الرقمية: تخزين الطاقة والمعلومات في مصفوفات الأنابيب النانوية المفرغة". Complexity . 15 (5): 48–55. doi : 10.1002/cplx.20306 . ISSN  1076-2787. S2CID  6994736.
  4. ^ Shinn E (2012). "تحويل الطاقة النووية باستخدام أكوام من مكثفات النانو الجرافين". Complexity . 18 (3): 24–27. Bibcode :2013Cmplx..18c..24S. doi :10.1002/cplx.21427. S2CID  35742708.
  5. ^ Elishakoff I, Dujat K, Muscolino G, Bucas S, Natsuki T, Wang CM, et al. (مارس 2013). أنابيب الكربون النانوية وأجهزة الاستشعار النانوية: الاهتزازات والانبعاج والتأثير الباليستي . جون وايلي وأولاده. ISBN 978-1-84821-345-6.
  6. ^ ليون د، هوبلر أ (2013). "اعتماد حجم الفجوة على القوة العازلة في فجوات الفراغ النانوية". معاملات معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات للمواد العازلة والعزل الكهربائي . 20 (4): 1467-1471. doi :10.1109/TDEI.2013.6571470. S2CID  709782.
  7. ^ Saini R, Saini S, Sharma S (يناير 2010). "التكنولوجيا النانوية: الطب المستقبلي". مجلة الجراحة الجلدية والتجميلية . 3 (1): 32-33. doi : 10.4103/0974-2077.63301 . PMC 2890134. PMID  20606992 . 
  8. ^ Belkin A, Hubler A, Bezryadin A (فبراير 2015). "الهياكل النانوية المتعرجة ذاتية التجميع ومبدأ إنتاج الحد الأقصى للإنتروبيا". التقارير العلمية . 5 : 8323. Bibcode :2015NatSR...5E8323B. doi :10.1038/srep08323. PMC 4321171. PMID  25662746 . 
  9. ^ Buzea C, Pacheco II, Robbie K (ديسمبر 2007). "المواد النانوية والجسيمات النانوية: المصادر والسمية". Biointerphases . 2 (4): MR17–MR71. arXiv : 0801.3280 . doi :10.1116/1.2815690. PMID  20419892. S2CID  35457219.
  10. ^ Binnig G, Rohrer H (1986). "Scanning tunneling microscopy". مجلة IBM للبحث والتطوير . 30 (4): 355–369. doi :10.1147/rd.441.0279.
  11. ^ "بيان صحفي: جائزة نوبل في الفيزياء لعام 1986". Nobelprize.org. 15 أكتوبر 1986. مؤرشف من الأصل في 5 يونيو 2011. تم الاسترجاع 12 مايو 2011 .
  12. ^ Kroto HW, Heath JR, O'Brien SC, Curl RF, Smalley RE (1985). "C 60 : Buckminsterfullerene". Nature . 318 (6042): 162–3. Bibcode :1985Natur.318..162K. doi :10.1038/318162a0. S2CID  4314237.
  13. ^ Adams WW, Baughman RH (ديسمبر 2005). "Retrospective: Richard E. Smalley (1943-2005)". Science . 310 (5756): 1916. doi : 10.1126/science.1122120 . PMID  16373566.
  14. ^ Monthioux M, Kuznetsov V (2006). "من الذي ينبغي أن يُنسب إليه الفضل في اكتشاف الأنابيب النانوية الكربونية؟" (PDF) . كربون . 44 (9): 1621–3. رمز Bibcode :2006Carbo..44.1621M. doi :10.1016/j.carbon.2006.03.019. مؤرشف من الأصل (PDF) في 2009-09-29 . تم الاسترجاع في 2019-07-09 .
  15. ^ ab "علم النانو وتقنيات النانو: الفرص وعدم اليقين". الجمعية الملكية والأكاديمية الملكية للهندسة. يوليو 2004. ص. xiii. مؤرشف من الأصل في 26 مايو 2011. تم الاسترجاع في 13 مايو 2011 .
  16. ^ "التكنولوجيا النانوية: دريكسلر وسمالي يقدمان الحجة لصالح وضد "المجمعات الجزيئية". أخبار الكيمياء والهندسة . 81 (48): 37–42. 1 ديسمبر 2003. doi : 10.1021/cen-v081n036.p037 . تم الاسترجاع في 9 مايو 2010 .
  17. ^ "مركز معلومات تكنولوجيا النانو: الخصائص والتطبيقات والأبحاث وإرشادات السلامة". American Elements . مؤرشف من الأصل في 26 ديسمبر 2014 . تم الاسترجاع في 13 مايو 2011 .
  18. ^ "تحليل: هذا هو أول جرد متاح للجمهور على الإنترنت للمنتجات الاستهلاكية القائمة على تكنولوجيا النانو". مشروع تكنولوجيات النانو الناشئة. 2008. مؤرشف من الأصل في 5 مايو 2011. تم الاسترجاع في 13 مايو 2011 .
  19. ^ "خريطة طريق تكنولوجيا النظم النانوية الإنتاجية" (PDF) . مؤرشف من الأصل (PDF) في 2013-09-08.
  20. ^ "مسودة خارطة طريق تكنولوجيا النانو من وكالة ناسا" (PDF) . مؤرشف من الأصل (PDF) في 22 يناير 2013.
  21. ^ Allhoff F, Lin P, Moore D (2010). ما هي تقنية النانو ولماذا هي مهمة؟: من العلم إلى الأخلاق . وايلي. ص 3-5. ISBN 978-1-4051-7545-6. OCLC  830161740.
  22. ^ Prasad SK (2008). المفاهيم الحديثة في تكنولوجيا النانو . دار نشر ديسكفري. ص 31-32. ISBN 978-81-8356-296-6. OCLC  277278905.
  23. ^ Kahn J (2006). "التكنولوجيا النانوية". ناشيونال جيوغرافيك . 2006 (يونيو): 98-119.
  24. ^ ab Kralj S, Makovec D (أكتوبر 2015). "التجميع المغناطيسي لمجموعات جسيمات أكسيد الحديد النانوية الفائقة المغناطيسية في سلاسل نانوية وحزم نانوية". ACS Nano . 9 (10): 9700–7. doi :10.1021/acsnano.5b02328. PMID  26394039.
  25. ^ Rodgers P (2006). "Nanoelectronics: Single file". Nature Nanotechnology . doi : 10.1038/nnano.2006.5 .
  26. ^ Phoenix C (مارس 2005). "التكنولوجيا النانوية: تطوير التصنيع الجزيئي". مؤرشف من الأصل في 2020-06-01.. crnano.org
  27. ^ "بعض الأوراق التي كتبها ك. إريك دريكسلر". imm.org . مؤرشف من الأصل في 2006-04-11.
  28. ^ "كارلو مونتيماغنو، دكتوراه." معهد كاليفورنيا للأنظمة النانوية (CNSI)، جامعة كاليفورنيا، لوس أنجلوس (UCLA) . مؤرشف من الأصل في 2014-10-08.
  29. ^ باوم ر (1 ديسمبر 2003). "قصة الغلاف – تقنية النانو". أخبار الكيمياء والهندسة . 81 (48): 37–42.
  30. ^ "مجموعة أبحاث زيتل". قسم الفيزياء، جامعة كاليفورنيا، بيركلي. مؤرشف من الأصل في 2015-10-08.
  31. ^ Regan BC, Aloni S, Jensen K, Ritchie RO, Zettl A (سبتمبر 2005). "محرك نانوي يعمل بالبلورات النانوية" (PDF) . Nano Letters . 5 (9): 1730–3. Bibcode :2005NanoL...5.1730R. doi :10.1021/nl0510659. OSTI  1017464. PMID  16159214. مؤرشف من الأصل (PDF) في 2006-05-10.
  32. ^ Regan BC, Aloni S, Jensen K, Zettl A (2005). "Surface-tension-driven nanoelectromechanical relaxation oscillator" (PDF) . رسائل الفيزياء التطبيقية . 86 (12): 123119. رمز Bibcode :2005ApPhL..86l3119R. doi :10.1063/1.1887827. مؤرشف من الأصل (PDF) في 26 مايو 2006.
  33. ^ Goodman RP, Schaap IA, Tardin CF, Erben CM, Berry RM, Schmidt CF, et al. (ديسمبر 2005). "التجميع السريع للحامض النووي الصلب لبناء النانو الجزيئي". مجلة العلوم . 310 (5754): 1661–5. رمز Bibcode :2005Sci...310.1661G. doi :10.1126/science.1120367. PMID  16339440. S2CID  13678773.
  34. ^ "بلورات نانوية لاسلكية تشع الضوء المرئي بكفاءة". فوتونيكس أونلاين . 12 يوليو 2004. مؤرشف من الأصل في 14 نوفمبر 2012. تم الاسترجاع في 5 أغسطس 2015 .
  35. ^ نارايان آر جيه، كومتا بي إن، صفير سي، لي دي إتش، تشوي دي، أولتون دي (2004). "السيراميك النانوي في الأجهزة الطبية: التطبيقات والآفاق". مجلة جوم . 56 (10): 38–43. رمز Bibcode :2004JOM....56j..38N. doi :10.1007/s11837-004-0289-x. S2CID  137324362.
  36. ^ Cho H, Pinkhassik E, David V, Stuart JM, Hasty KA (مايو 2015). "اكتشاف تلف الغضروف المبكر باستخدام الجسيمات النانوية المستهدفة في نموذج الفأر المصاب بهشاشة العظام بعد الصدمة". Nanomedicine . 11 (4): 939–946. doi :10.1016/j.nano.2015.01.011. PMID  25680539.
  37. ^ Kerativitayanan P, Carrow JK, Gaharwar AK (أغسطس 2015). "المواد النانوية لهندسة استجابات الخلايا الجذعية". Advanced Healthcare Materials . 4 (11): 1600–27. doi :10.1002/adhm.201500272. PMID  26010739. S2CID  21582516.
  38. ^ Gaharwar A, Sant S, Hancock M, Hacking S, eds. (2013). Nanomaterials in tissue engineering : fabrication and applications . Oxford: Woodhead Publishing. doi :10.1533/9780857097231. ISBN 978-0-85709-596-1.
  39. ^ Gaharwar AK, Peppas NA, Khademhosseini A (مارس 2014). "الهلاميات المائية النانوية للتطبيقات الطبية الحيوية". التكنولوجيا الحيوية والهندسة الحيوية . 111 (3): 441-453. doi :10.1002/bit.25160. PMC 3924876. PMID  24264728 . 
  40. ^ Eslamian L, Borzabadi-Farahani A, Karimi S, Sadat S, Badiee MR (يوليو 2020). "تقييم قوة ارتباط القص والنشاط المضاد للبكتيريا للصمغ التقويمي المحتوي على جسيمات نانوية فضية، دراسة في المختبر". Nanomaterials . 10 (8): 1466. doi : 10.3390/nano10081466 . PMC 7466539. PMID  32727028 . 
  41. ^ Levins CG, Schafmeister CE (2006). "تركيب الهياكل المنحنية والخطية من مجموعة دنيا من المونومرات". ChemInform . 37 (5). doi :10.1002/chin.200605222.
  42. ^ "التطبيقات/المنتجات". المبادرة الوطنية للتكنولوجيا النانوية. مؤرشف من الأصل في 2010-11-20 . تم الاسترجاع في 2007-10-19 .
  43. ^ "جائزة نوبل في الفيزياء 2007". Nobelprize.org. مؤرشف من الأصل في 2011-08-05 . تم الاسترجاع في 2007-10-19 .
  44. ^ Das S, Gates AJ, Abdu HA, Rose GS, Picconatto CA, Ellenbogen JC (2007). "Designs for Ultra-Tiny, Special-Purpose Nanoelectronic Circuits". IEEE Transactions on Circuits and Systems I. 54 ( 11): 2528–40. doi :10.1109/TCSI.2007.907864. S2CID  13575385.
  45. ^ Mashaghi S, Jadidi T, Koenderink G , Mashaghi A (فبراير 2013). "تكنولوجيا النانو الدهنية". المجلة الدولية للعلوم الجزيئية . 14 (2): 4242–82. doi : 10.3390/ijms14024242 . PMC 3588097. PMID  23429269 . 
  46. ^ Hogan CM (مايو 2010). Draggan S (محرر). "Virus". موسوعة الأرض، المجلس الوطني للعلوم والبيئة . مؤرشف من الأصل في 13 مايو 2013.
  47. ^ Trache D، Tarchoun AF، Derradji M، Hamidon TS، Masruchin N، Brosse N، وآخرون (2020). "Nanocellulose: From Fundamentals to Advanced Applications". Frontiers in Chemistry . 8 : 392. Bibcode :2020FrCh....8..392T. doi : 10.3389 /fchem.2020.00392 . PMC 7218176. PMID  32435633. 
  48. ^ Kubik T, Bogunia-Kubik K, Sugisaka M (فبراير 2005). "التكنولوجيا النانوية في الخدمة في التطبيقات الطبية". التكنولوجيا الحيوية الصيدلانية الحالية . 6 (1): 17–33. doi :10.2174/1389201053167248. PMID  15727553.
  49. ^ Leary SP, Liu CY, Apuzzo ML (يونيو 2006). "نحو ظهور جراحة الأعصاب النانوية: الجزء الثالث- الطب النانوي: العلاج النانوي المستهدف، وجراحة الأعصاب النانوية، والتقدم نحو تحقيق جراحة الأعصاب النانوية". جراحة الأعصاب . 58 (6): 1009-26. doi :10.1227/01.NEU.0000217016.79256.16. PMID  16723880. S2CID  33235348.
  50. ^ كافالكانتي أ، شيرينزاده ب، فريتاس ر أ، كريتلي إل سي (2007). "هندسة الروبوتات النانوية الطبية القائمة على الإلكترونيات الحيوية النانوية". براءات الاختراع الحديثة في مجال تكنولوجيا النانو . 1 (1): 1-10. doi :10.2174/187221007779814745. PMID  19076015. S2CID  9807497.
  51. ^ Boukallel M, Gauthier M, Dauge M, Piat E, Abadie J (أغسطس 2007). "Smart microrobots for mechanical cell characterization and cell convoying" (PDF) . IEEE Transactions on Bio-Medical Engineering . 54 (8): 1536–40. doi :10.1109/TBME.2007.891171. PMID  17694877. S2CID  1119820.
  52. ^ Roco MC (ديسمبر 2005). "المنظور الدولي لتمويل الحكومة لتكنولوجيا النانو في عام 2005" (PDF) . مجلة أبحاث الجسيمات النانوية . 7 : 707-712. doi :10.1007/s11051-005-3141-5. مؤرشف من الأصل (PDF) في 31 يناير 2012.
  53. ^ ab Lapshin RV (2004). "منهجية المسح الموجهة للميزات للمجهر المسبار وتكنولوجيا النانو" (PDF) . تكنولوجيا النانو . 15 (9): 1135–51. Bibcode :2004Nanot..15.1135L. doi :10.1088/0957-4484/15/9/006. S2CID  250913438. مؤرشف من الأصل في 2013-09-09.
  54. ^ ab Lapshin RV (2011). "مجهر المسح الموجه للميزات". في Nalwa HS (المحرر). موسوعة العلوم النانوية وتكنولوجيا النانو (PDF) . المجلد 14. American Scientific. ص 105-115. ISBN 978-1-58883-163-7. تم أرشفة النسخة الأصلية في 2013-09-09.
  55. ^ Kafshgari MH, Voelcker NH, Harding FJ (2015). "تطبيقات هياكل السيليكون النانوية ذات القيمة الصفرية في الطب الحيوي". Nanomedicine . 10 (16): 2553–71. doi :10.2217/nnm.15.91. PMID  26295171.
  56. ^ راجان ر، خوسيه س، موكوند ف ب، فاسوديفان د ت (يوليو 2011). "الترانسفيروسومات - نظام توصيل عبر الجلد حويصلي لتعزيز نفاذية الدواء". مجلة التكنولوجيا الصيدلانية المتقدمة والبحوث . 2 (3): 138-143. doi : 10.4103/2231-4040.85524 . PMC 3217704. PMID  22171309 . 
  57. ^ Kurtoglu ME, Longenbach T, Reddington P, Gogotsi Y (2011). "تأثير درجة حرارة التكليس والبيئة على الخواص الضوئية والميكانيكية لأغشية ثاني أكسيد التيتانيوم فائقة الرقة من نوع Sol–Gel". مجلة الجمعية الأمريكية للسيراميك . 94 (4): 1101–8. doi :10.1111/j.1551-2916.2010.04218.x.
  58. ^ Guo M, Cao Z, Liu Y, Ni Y, Chen X, Terrones M, et al. (مايو 2023). "تحضير كاثود LiFePO4 متين وخالٍ من المواد الرابطة وداعم ذاتيًا باستخدام أنابيب نانوية كربونية أحادية الجدار فائقة الطول وموزعة أحادية للحصول على بطارية ليثيوم أيون عالية الأداء". Advanced Science . 10 (13): e2207355. doi :10.1002/advs.202207355. PMC 10161069. PMID  36905241 . 
  59. ^ Jimenez NP, Balogh MP, Halalay IC (أبريل 2021). "إلكترود سلبي أحادي الطور من السيليكون عالي المسامية مصنوع بتقنية عكس الطور". مجلة الجمعية الكهروكيميائية . 168 (4): 040507. doi : 10.1149/1945-7111/abe3f1 . ISSN  0013-4651.
  60. ^ "خلايا الأنابيب النانوية الكربونية أحادية الجدار: أنودات وكاثودات ذات كثافة طاقة عالية". tuball.com . OCSiAl . تم الاسترجاع في 2024-07-02 .
  61. ^ "منتجات استهلاكية من تكنولوجيا النانو". الشبكة الوطنية للبنية الأساسية لتكنولوجيا النانو . 2010. مؤرشف من الأصل في 19 يناير 2012. تم الاسترجاع في 23 نوفمبر 2011 .
  62. ^ "النانو في الحوسبة والإلكترونيات". NanoandMe.org . مؤرشف من الأصل في 2011-11-14.
  63. ^ Mayer B, Janker L, Loitsch B, Treu J, Kostenbader T, Lichtmannecker S, et al. (يناير 2016). "أشعة الليزر النانوية عالية بيتا المتكاملة بشكل أحادي على السيليكون". Nano Letters . 16 (1): 152–156. Bibcode :2016NanoL..16..152M. doi :10.1021/acs.nanolett.5b03404. PMID  26618638.
  64. ^ "النانو في الطب". NanoandMe.org . مؤرشف من الأصل في 2011-11-14.
  65. ^ "النانو في النقل". NanoandMe.org . مؤرشف من الأصل في 2011-10-29.
  66. ^ كوماري أ، سينجلا ر، جولياني أ، ياداف إس كيه (مارس 2014). "التغليف النانوي لتوصيل الدواء". مجلة EXCLI . 13 : 265–286. PMC 4464443. PMID  26417260 . 
  67. ^ Suganya V, Anuradha V (مارس 2017). "التغليف الدقيق والتغليف النانوي: مراجعة". ResearchGate . تم الاسترجاع في 28 أكتوبر 2023 .
  68. ^ كاسيدي جيه دبليو (نوفمبر 2014). "التكنولوجيا النانوية في تجديد الأنسجة المعقدة". رؤى تجديد العظام والأنسجة . 5 : 25-35. doi :10.4137/BTRI.S12331. PMC 4471123. PMID 26097381  . 
  69. ^ كاسيدي جيه دبليو، روبرتس جيه إن، سميث سي إيه، روبرتسون إم، وايت كيه، بيجز إم جيه، وآخرون. (فبراير 2014). "تقييد السلالة العظمية بواسطة الخلايا السلفية العظمية المزروعة على أسطح ذات أخاديد نانوية: دور نضج الالتصاق البؤري". أكتا بيوماتيراليا . 10 (2): 651–660. doi :10.1016/j.actbio.2013.11.008. PMC 3907683. PMID 24252447.  مؤرشف من الأصل في 2017-08-30. 
  70. ^ أمير ي، بن إيشاي إي، ليفنر د، إيتاه س، أبو هورويتز أ، باشيليت آي (مايو 2014). "الحوسبة الشاملة بواسطة روبوتات أوريجامي الحمض النووي في حيوان حي". تكنولوجيا النانو الطبيعية . 9 (5): 353-357. رمز Bibcode :2014NatNa...9..353A. doi :10.1038/nnano.2014.58. PMC 4012984. PMID 24705510  . 
  71. ^ "نسخة نانوية من الكتاب المقدس من معهد تيشنيون، أصغر نسخة في العالم، معروضة في متحف سميثسونيان". جيروزالم بوست | JPost.com . 2015-11-04 . تم الاسترجاع في 2024-06-25 .
  72. ^ "تكنولوجيا النانو". موضوع السلامة والصحة في مكان العمل التابع للمعهد الوطني للسلامة والصحة المهنية. المعهد الوطني للسلامة والصحة المهنية. 15 يونيو 2012. مؤرشف من الأصل في 4 سبتمبر 2015. تم الاسترجاع في 2012-08-24 .
  73. ^ "سد فجوات المعرفة من أجل تكنولوجيا النانو الآمنة في مكان العمل". منشورات ومنتجات المعهد الوطني للسلامة والصحة المهنية. المعهد الوطني للسلامة والصحة المهنية. 7 نوفمبر 2012. doi : 10.26616/NIOSHPUB2013101 . 2013-101. مؤرشف من الأصل في 11 نوفمبر 2012. تم الاسترجاع في 2012-11-08 .
  74. ^ لوبيك ن (يونيو 2008). "الجوارب الفضية ذات بطانة غائمة". العلوم البيئية والتكنولوجيا . 42 (11): 3910. رمز Bibcode :2008EnST...42.3910L. doi :10.1021/es0871199. PMID  18589943. S2CID  26887347.
  75. ^ Murray RG (1993). "A Perspective on S-Layer Research". في Beveridge TJ، Koval SF (المحرران). Advances in Bacterial Paracrystalline Surface Layers . Plenum Press. ص. 3-9. doi :10.1007/978-1-4757-9032-0_1. ISBN 978-0-306-44582-8.
  76. ^ Harthorn BH (2009-01-23). ​​"يظهر الناس في الولايات المتحدة والمملكة المتحدة تشابهًا قويًا في مواقفهم تجاه تكنولوجيا النانو". Nanotechnology Today . مؤرشف من الأصل في 2011-08-23.
  77. ^ "شهادة ديفيد ريجيسكي أمام لجنة التجارة والعلوم والنقل بمجلس الشيوخ الأمريكي". مشروع تكنولوجيات النانو الناشئة . مؤرشف من الأصل في 2008-04-08 . تم استرجاعه في 2008-03-07 .
  78. ^ DelVecchio R (2006-11-24). "Berkeley consider need for nano safety". SFGate . مؤرشف من الأصل في 2010-09-02.
  79. ^ Byrne JD, Baugh JA (يناير 2008). "أهمية الجسيمات النانوية في التليف الرئوي الناتج عن الجسيمات". مجلة ماكجيل الطبية . 11 (1): 43-50. PMC 2322933. PMID  18523535 . 
  80. ^ Elder A (2006-08-03). "الجسيمات الصغيرة المستنشقة تأخذ طريقًا سهلًا من الأنف إلى المخ". مركز جامعة روتشستر الطبي . مؤرشف من الأصل في 2015-01-23.
  81. ^ وو جيه، ليو دبليو، شيويه سي، تشو إس، لان إف، بي إل، وآخرون. (ديسمبر 2009). "سمية واختراق جسيمات ثاني أكسيد التيتانيوم النانوية في الفئران الخالية من الشعر وجلد الخنازير بعد التعرض الجلدي شبه المزمن". رسائل علم السموم . 191 (1): 1-8. doi :10.1016/j.toxlet.2009.05.020. PMID  19501137.
  82. ^ Jonaitis TS, Card JW, Magnuson B (فبراير 2010). "مخاوف بشأن دراسة الاختراق والسمية الجلدية لثاني أكسيد التيتانيوم بحجم النانو". رسائل علم السموم . 192 (2): 268-269. doi :10.1016/j.toxlet.2009.10.007. PMID  19836437.
  83. ^ Schneider A (2010-03-24). "في ظل الوعود المبهرة التي تقدمها تكنولوجيا النانو، تزداد المخاطر الصحية". AOL News . مؤرشف من الأصل في 2010-03-26.
  84. ^ Weiss R (2008). "Effects of Nanotubes May Lead to Cancer, Study Says". The Washington Post . مؤرشف من الأصل في 2011-06-29.
  85. ^ Paull J, Lyons K (2008). "Nanotechnology: The Next Challenge for Organics" (PDF) . مجلة الأنظمة العضوية . 3 : 3–22. مؤرشف من الأصل (PDF) في 18 يوليو 2011.
  86. ^ سميث ر (19 أغسطس 2009). "الجسيمات النانوية المستخدمة في الطلاء قد تقتل، تشير الأبحاث". تلغراف . لندن. مؤرشف من الأصل في 15 مارس 2010. تم الاسترجاع في 19 مايو 2010 .
  87. ^ "الألياف النانوية قد تشكل خطراً على الصحة". بي بي سي نيوز . 2012-08-24. مؤرشف من الأصل في 2012-08-25.
  88. ^ Schinwald A, Murphy FA, ​​Prina-Mello A, Poland CA, Byrne F, Movia D, et al. (أغسطس 2012). "طول العتبة للالتهاب الجنبي الحاد الناتج عن الألياف: تسليط الضوء على الأحداث المبكرة في الورم المتوسطي الناتج عن الأسبستوس". العلوم السمية . 128 (2): 461-470. doi : 10.1093/toxsci/kfs171 . PMID  22584686.
  89. ^ ستيكس جي (يوليو 2007). "هل الالتهاب المزمن هو المفتاح لكشف أسرار السرطان؟". مجلة ساينتفك أمريكان .
  90. ^ رولينز ك. "تنظيم التكنولوجيا الحيوية النانوية: اقتراح للتنظيم الذاتي مع إشراف محدود". قانون الأعمال التجارية للتكنولوجيا النانوية . 6 (2). Nems Mems Works, LLC. مؤرشف من الأصل في 14 يوليو 2011. تم الاسترجاع في 2 سبتمبر 2010 .
  91. ^ Bowman D, Hodge G (2006). "Nanotechnology: Mapping the Wild Regulatory Frontier". Futures . 38 (9): 1060–73. doi :10.1016/j.futures.2006.02.017.
  92. ^ Davies JC (2008). "الإشراف على تكنولوجيا النانو: أجندة للإدارة القادمة". مؤرشف من الأصل في 20 نوفمبر 2008..
  93. ^ Maynard A (2008-04-16). "شهادة الدكتور أندرو ماينارد أمام لجنة العلوم والتكنولوجيا بمجلس النواب الأمريكي". مؤرشف من الأصل في 2010-12-05 . تم استرجاعه في 2008-11-24 .
  94. ^ Faunce T, Murray K, Nasu H, Bowman D (2008). "سلامة واقي الشمس: المبدأ الوقائي، إدارة السلع العلاجية الأسترالية والجسيمات النانوية في واقيات الشمس". NanoEthics . 2 (3): 231–240. doi :10.1007/s11569-008-0041-z. S2CID  55719697.
تحتوي ويكيميديا ​​كومنز على وسائط متعلقة بـتكنولوجيا النانو.
يحتوي موقع Wikiquote على اقتباسات متعلقة بـ تقنية النانو .
ابحث عن تقنية النانو في ويكاموس، القاموس الحر.
في ويكي الجامعة ، يمكنك معرفة المزيد وتعليم الآخرين حول تكنولوجيا النانو في قسم تكنولوجيا النانو
  • تكنولوجيا النانو في كيرلي
  • ما هي تقنية النانو؟ (مناقشة فيديو بين فيغا وبي بي سي وجامعة أوكلاهوما)
تم الاسترجاع من "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=تكنولوجيا النانو&oldid=1241303515"
Original text
Rate this translation
Your feedback will be used to help improve Google Translate