ما هو النانو؟

يشكل مصطلح “النانو” اليوم محوراً أساسياً في عالم العلوم والتكنولوجيا، حيث انتقل من كونه مجرد مفهوم علمي بحت إلى ثورة تقنية شاملة تُعيد تشكيل جوانب حياتنا اليومية بوتيرة متسارعة. تعود جذور مصطلح “النانو” إلى الكلمة اليونانية “نانوس” التي تعني “القزم”، وهو ما يُجسّد بدقة متناهية صغر هذا المقياس المذهل.

يُعرّف النانو بأنه جزء من المليار من المتر، أي أنه أصغر بكثير من قطر شعرة الإنسان، ما يُعطي تصوراً عن مدى دقته. في هذا العالم المتناهي الصغر، عالم النانو، تكتسب المواد خصائص فيزيائية وكيميائية فريدة وجديدة كلياً، ما يفتح آفاقاً واسعة لتطبيقات مُبتكرة في شتى المجالات، من الطب والهندسة إلى الإلكترونيات والطاقة.

تُعرف تقنية النانو بأنها العلم الذي يدرس المادة ويقوم بتصنيعها على هذا المقياس الذري والجزيئي الدقيق، أي على مستوى النانو، ما يُمكننا من التحكم الدقيق في بنية المواد وخصائصها على مستوى الذرة والجزيء. هذا التحكم غير المسبوق يُتيح لنا تصميم وإنتاج مواد نانوية بخصائص فريدة ومبتكرة، مثل زيادة الصلابة أو التوصيل الكهربائي أو القدرة على امتصاص الضوء، ما يُمهد الطريق لابتكارات ثورية في مختلف الصناعات والتقنيات.

وحدات القياس بالنانو

النانو هو عالم واسع ومتنوع، وليس مقتصراً على وحدة واحدة، بل هو مصطلح يشير إلى مقياس طولی صغير جداً، وهو جزء من المليار من المتر. وبالتالي، فإن أي وحدة قياس طول يمكن أن تصبح وحدة قياس نانوية بضربها في عامل 10^-9. تنوع الوحدات المستخدمة في هذا المجال يعكس تعقيد المواد النانوية وتطبيقاتها المتعددة. هذا التنوع هو ما يجعل تقنية النانو مجالاً مثيراً للاهتمام والبحث.

أمثلة على وحدات النانو المختلفة:

• نانومتر (nm): الوحدة الأساسية لقياس الأبعاد النانوية، وهي تساوي جزء من المليار من المتر.
• نانوجرام (ng): وحدة لقياس الكتلة، تساوي جزء من المليار من الجرام.
• نانولتر (nL): وحدة لقياس الحجم، تساوي جزء من المليار من اللتر.
• نانوثانية (ns): وحدة لقياس الزمن، تساوي جزء من المليار من الثانية.

النانو ثانية

النانو ثانية هي وحدة قياس زمنية صغيرة للغاية، تعادل جزءًا من مليار من الثانية. بعبارة أخرى، إذا قسمنا الثانية إلى مليار جزء متساوٍ، فإن كل جزء منها يُسمى نانو ثانية. لتوضيح مدى صغر هذه الوحدة الزمنية، تخيل أن الثانية الواحدة تشبه عامًا كاملًا، فإن النانو ثانية ستكون أقل من ثانية واحدة كما أن الثانية أقل من عام كامل.

تُستخدم النانو ثانية في مجالات تتطلب دقة زمنية عالية جدًا، مثل فيزياء الجسيمات، حيث يتم قياس الأحداث التي تحدث في فترات زمنية قصيرة جدًا. كما تستخدم في الإلكترونيات السريعة جدًا، مثل أجهزة الكمبيوتر العملاقة، حيث يتم قياس سرعة المعالجات بوحدات النانو ثانية.

النانو متر

النانومتر هو وحدة قياس طول بالغة الصغر تستخدم لقياس الأبعاد على المستوى الذري والجزيئي. النانومتر الواحد يساوي جزءًا من مليار جزء من المتر، أي 0.000000001 متر. تخيل أنك تقسم المتر إلى مليار جزء متساوٍ، فإن كل جزء من هذه الأجزاء الصغيرة جداً يسمى نانومتراً. هذا يعني أن النانومتر أصغر بكثير من قطر شعرة الإنسان أو حتى من حجم الفيروسات والبكتيريا. بفضل صغر هذا الحجم، تمكن العلماء من تطوير تقنية النانو التي تتيح لنا التعامل مع المادة على مستوى الذرات والجزيئات، مما يفتح آفاقاً واسعة لتطبيقات جديدة في مختلف المجالات.

لنأخذ شعرة الإنسان كمرجع، فقطرها حوالي 75 ميكرون، والميكرون هو جزء من مليون جزء من المتر. هذا يعني أن الميكرون أصغر بكثير مما نتصور. أما النانومتر فهو أصغر بكثير من الميكرون، حيث يساوي جزءًا من مليار جزء من المتر. وبالتالي، فإن شعرة الإنسان تعادل 75,000 نانومتر! هذا يوضح لنا مدى صغر النانومتر، وهي الوحدة المستخدمة لقياس الأبعاد على المستوى الذري والجزيئي. على سبيل المثال، يبلغ طول فيروس الإيبولا شديد الصغر حوالي 1500 نانومتر وعرضه 50 نانومتر فقط، مما يعطينا فكرة عن مدى دقة هذه الوحدة.