الفيمتو ثانية و الناو تكنولوجى تكنولوجيا المستقبل

الفيمتو ثانية و النانو تكنولوجى تكنولوجيا المستقبل

تعريف وشرح الفيمتو ثانية و النانو تكنولوجى

الفيمتو ثانية و الناو تكنولوجى تكنولوجيا المستقبل

  الفيمتو ثانية :هو جزء من مليون مليار (مليون مليار) جزء من الثانية أي (عشرة مرفوعة للقوة -15) والنسبة بين الثانية والفيمتو ثانية هي النسبة بين الثانية و32 مليون سنة.
واول استخدام عملى لهذه الوحدة كان ابتكار نظام تصوير من قبل العالم المصري الأمريكي أحمد زويل يرصد حركة الجزيئات عند نشوئها وعند التحام بعضها ببعض والوحدة الزمنية التي تلتقط فيها هذه الصورة هي الفيمتو ثانية, وذلك حينما أراد أن يصور بالضبط ما يحصل خلال التفاعلات الكيميائية وقد كان هذا الشئ مستحيلا قبلا لأن هذه التفاعلات تحدث بسرعة كبيرة جداً وعند تسليط الضوء على هذه التفاعلات يسبب الضوء تشتت الإلكترونات فلا يمكن حينها تصوير تفكك الروابط بين المركبات أو إعادة ترابطها معا ولكن د أحمد زويل تمكن من تسليط أشعة الليزر على التفاعلات وتصويرها بكاميرات دقيقة تمكنت من التقاط ما يحدث في جزء من مليون مليار جزء من الثانية. وتسمى كيمياء الفيمتو و يرمز لها ب  fs‎=femtoseconds‏

كيف يتم تصوير الجزيئات بالكاميرا؟

تم اختراع تلك الكامير بتقنية  ليزر جديدة حيث تعتمد على إرسال ومضات ضوئية سريعة جداً مقدارها بضع عشرات من الفيمتو ثانية بمعنى ان ومضة الليزر تطلق في زمن قدره بضع عشرات من الفيمتو ثانية. وقبل إطلاق الومضات تدخل مكونات التفاعل إلى مطياف جهاز الفيمتو ثانية على شكل حزم من المواد في غرفة تفريغ..
ثم يقوم جهاز الليزر المتطور بإرسال نبضتين الأولى قوية تصدم الجزيئات وتثيرها إلى حالة من الطاقة العالية فتتأرجح كل الجزيئات في آن واحد تحت تأثير الترابط الجزيئي بينها وكأنها صفوف في كتيبة عسكرية والنبضة الثانية هي نبضة جس ضعيفة (probe pulse) يتم اختيار لها طول موجي مناسب لاكتشاف الجزيء أو صورة معدّلة منه.
النبضة الأولى هي إشارة بدء التفاعل بينما النبضة الثانية تفحص كل ما يجري في التفاعل من حركة بطريقة مطيافية رؤية الجسم المتحرك بنفس سرعة دوران الجهاز نفسه وكأن الجسم المتحرك ساكن".
والفاصل الزمني بين النبضتين يكون فيه ملاحظة مدى سرعة التحول والأوضاع الجديدة التي بأخذها الجزيء عند إثارته واجتيازه للمرحة الانتقالية.
وقد أثمر هذا الاختراع على مساعدة العلماء فى رؤية و مشاهده وتحليل التفاعلات الكيميائية والتى كان يصعب من قبل رؤيتها بل فقط معرفة النتيجة وقد فتح هذا الاختراع ابوبا و افاقا جديدة لمزيد من الاكتشافات الأخرى .....


النانوتنولوجى :

المقصود بالنانو تكنولوجى هي معالجة و ملاحظة المواد على ميزان النانوميتر . و النانومتر هو واحد
على الميليون من الميلليمتر . و هذا يعني أن النانوميتر هو وحدة متناهية
في الصغر .
و لتخيل حجم الناومتر فيمكنك تخيل المقاسات التالية :
إن متوسط سمك شعرة الرأس حوالي 100.000 نانومتر .
إن حجم أصغر وحدة من الدخان يمكن أن تراها العين المجردة هو 1000 نانومتر .
وبذلك
يمكنك أن تتخيل ما مدى مقدار صغر حجم النانومتر و كيف نتعامل نحن بميزان الكيلوجرام و يتعامل العلماء بالخارج بميزان النانومتر .وتهدف هذه التقنية إلى صنع مواد قابلة للاستخدام في كافة المجالات المعرفية سواء كانت كيميائية أو فيزيائية أو بيولوجية أو صناعية تقنية متقدمة. وتقنية النانو تعد ثورة صناعية قادمة سوف تحول المفاهيم المعرفية والصناعية إلى شيء أشبه بالخيال عند مقارنتها بمفاهيم الواقع الحالي. وسوف تخدم كافة أغراض المعرفة البشرية ويعول كثيراً على هذه التقنية في الاستخدامات الطبية المتقدمة والكشف عن أمراض السرطان في مراحل مبكرة جداً، وكذلك الصناعات الإلكترونية المتقدمة في أكثر من مجال...
لعلنا جميعا  نتسائل ما هو الدافع الذي دفع العلماء في شتى المجالات إلى دراسة النانوتكنولوجي ؟
أولا : هناك قاعدة فيزيائية تثبت أن هناك علاقة بين حجم الجسم و سرعته ( أي أنه
كلما قل حجم الجسم كلما زادت سرعته ) و بالتالي تزداد قوة اختراقه للإجسام
الأخرى .
ثانيا
: صغر حجم هذه الجزيئات يجعلها شبه شفافة ، لا ترى بالعين المجردة مما
يتيح المجال إلى دراسة الأجسام المجاورة لهذه الوحدات المتناهية في الصغر
بكل سهولة .
ثالثا
: يتيح صغر حجم النانومتر إلى استخدامه في تطبيقات متعددة . و ذلك لأنه
كلما صغر حجم الجسيم كلما كان الإنسان قادرًا على تشكيله كما يشاء .
لنضرب مثالا في هذه النقطة : و هو أن ذرة الكربون هي المشكل الأساسي للماس
حيث يتكون الماس من سلسلة هندسية معينة من ذرات الكربون . و كذلك فإن
الكربون هو المشكل الأساسي للفحم أيضًا و لكن بترتيب ذري مختلف عن ترتيب
ذرات الكربون . و بالتالي فإنه باستخدام تقنيات النانو تكنولوجي يمكن
تحويل الفحم إلى الماس بكل سهولة عن طريق تغيير ترتيب ذرات الكربون . ربما
يبدو ذلك خارق للطبيعة ، إلا أن هذا ما يمكن أن يحدث بالفعل بواسطة مجال
النانوتكنولوجي ...
استخدامات قريبة المدى لتكنولوجيا النانو :
● في التشخيص الطبي والعلاج.
● تجميع الطاقة الشمسية والاستفادة منها (photovoltaic).
● مركبات تحتو على أنابيب نانوية
● في صناعة الدهانات والتغليف
● نماذج جديدة لذاكرة الكمبيوتر والدوائر الالكترونية المتكاملة . حيث أن هناك استخدامات ممكنة لأنابيب الكربون النانوية ( Carbon Nanotubes ) في:
● ثنائيات الوصلة والترانزستورات .
● مكبرات الإشارة في أجهزة الجوال.
● زيادة صلابة المكونات .
استخدامه فى مجال تنقيه المياه
استخدامات بعيدة المدى لتكنولوجيا النانو :
● أنظمة تخزين البيانات بسعات هائلة جدا .
● رقائق لتخزين الفيديو قد تصل إلى 1000 ساعة.
● عمل ألواح بلاستيكية تستخدم في البناء تكون رقيقة وخفيفة جدا للنوافذ ولكنها ذات صلابة عالية
  استخدامات النانوتكنولوجي في المجال الطبي
 يمكن استخدام مركبات نانومترية يبلغ قطرها اقل من 100 نانوميتر ، و تتخذ المركبات التي يتم
تحويلها إلى هذه الصورة عدة مميزات من أهمها أنها تكون أكثر مقاومة للتآكل
و أكثر صلابة ، و يمكن لهذه المركبات أن توصل الالكترونات و الأيونات و
المجال الكهربي أفضل من الفلزات العادية . و تتخذ هذه المركبات قوة
مغناطيسية فائقة أيضًا بالإضافة إلى الكثير من المميزات الفيزيائية الأخرى
.
و قد استفاد الطب كثيرًا من مسحوق النانو ؛ وذلك في تصنيع الأدوية المستنشقة ( Inhaled Drugs )
حيث أن المركبات الميكومترية يمكن أن تترسب على جدران الحويصلات الهوائية
بالرئة و يؤدي ذلك عادة إلى الكثير من المضاعفات و الآثار الجانبية
لتناولها ، أما باستخدام مسحوق النانو فقد تم التغلب على هذه المشاكل
نهائيًا لتصبح الأدوية المستنشقة اقل خطورة على المريض .

ونستخلص من ذلك ان الفيمتو والنانو تكنولوجى هم افاق الغد واسوف يساهمون فى التطور واكتشاف المزيد بل والابحار فى افاق المستقبل

التصنيف :