الخواص الأخرى بشكل متميز وغير مسبوق .
6 المادة اللبنة الأولى للحضارة الإنسانية:
لحظات حياتنا اليومية متنقلين في ذلك من مادة الى أخرى ومن استخدام الى آخر ولعلي لا
أكون مخطئا أن ظننت أن المواد هي صاحبة الدور الأكثر تأثيرا في أثراء ثقافة الأنسان وبتاء
حضارته لذا فلم يكن غريبا أن يتم تصنيف وتقييم الدول وفقا لتقمها في انتاج واستخدام المواد
الفلزية لسبائك الصلب وعلى النقيض من البلاد النامية التي يستهلك الفرد الواحد فيها من
منتجات الصلب المتنوعة أقل من 10 كيلو غرامات ستوياء فأن نظيره في الدول المتقدمة
والدول الثزية يستهلك أكثر من 750 كيلو غراما سنويا ‎٠‏
وأحسب أن مؤشرات التنمية الاقتصادية والتقدم التكنولوجي في اي دولة لا ترتبط بهذا النمط
الاستهلاكي من مخرجات ومنتجات المواد بل يبنام الأكبر بمدى تقدم الدول في أنتاج
وتصنيع تلك المنتجات داخل الدولة ذاتها وثقة المستهلك بتلك المنتجات . وهذا بالطبع لا
يتأتى من فراغ بل يقوم على مدى مهارة حكومات الدول في وضع وحياكة خطط بحثية مبتكرة
وتفعيل سياسات الربط بين البحث العلمي والقطاعات الصناعية بحيث تتمكن الدولة من
توظيف الإمكانات الإبداعية والابتكارية لأبنائها وتوجيهها نحو ابتكار تكنولوجيات حديثة
وعمليات هندسية متطورة تعمل على تميز وتفرد منتجاتها الصناعية.
وقد قاد التفكير الإبداعي الذي وهبه الله للإنسان الى معرفة كيف يتدخل للهيمنة على البنية
الداخلية للمادة واعادة صياغتها وتعديل هوية عناصرها عن طريق اضافة ذرات من عناصر
أخرى أليها أو أقصاء ذرات مواد أخرى قد تكون متأصلة داخل هيكل المادة الأساسية لذا فقد
ادرك الأنسان منذ تلك اللحظة مدى الدور المهم الذي يؤديه هذا التدخل في تحسين صفات
المادة وتعظيم خواصها وايجاد آفاق تطبيقية جديدة ومبتكرة وقد قاد التطور السريع في علم

لبداية ظهور الأنسان على سطح الأرض فأصبحت بمنزلة القاطرة التي دفعت البشرية نحو
تحقيق ثراتها الصناعية الكبرى ‎٠‏
لقد كان لتلك الثورات أعظم الأثر في قيادتنا خلال العشرين سنة الأخيرة كي ننجح في تنجيز
أعلن الأنسان عن تفجيره لأعظم ثورة في التاريخ البشري وهي ثرة تكتلوجيا النانو ولان كل هذه
المادة الحيز الاكبر من تفكير الفلاسفة قبل ان تشغل عقل وفكر العلماء والباحثين ؛ وذلك
لكونها تمثل العالم المادي المحسوس لدينا .وتعد المادة المعول الرئيسي الاول في بتاء
الحضارة البشرية ؛ حيث تحتل المساحة الاضخم لبرنامج العلماء البحثية والتجريبية منذ ان
فكر الانسان في استخدام الاحجار والصخور الا ان استخدم المواد النانوية في صنع حضارة
القرن الحادي والعشرين.
7 المواد التقليدية:
لقد جرى التعرف على تصنيف المواد التظيدية الى عدة فئات فرعية وثلك وفقًا لهويتها وتشابه
2-المواد السيراميكية 66800165 .
4-لماد المتراكبة 008186171315 6007005116

يقصد بالفلز 006431 الحالة العنصرية النقية من المعدن 001063381 مثل عناصر فلزات
الحديد والنحاس والالمنيوم .هذا بينما نعني بالسبيكة الفلزية لإوال 1/6181 ذلك المزيج
المتجانس الناجم من تفاعل عنصرين او اكثر من الفلزات النقية ؛وتنقسم المواد الللزية الى
قسمين فرعيين الاول سبائك الفلزات الحديدية التي يدخل في تركيبها عنصر الحديد ؛اما القسم
الثاني فهو سبائك الفلزات غير الحديدية التي لا يكون الحديد طرفا في تكوينها. وتتميز المواد
اللزية عامة بصفات عديدة مثل القابلية كذلك فهي تتميز بقدرتها على التوصيل الحراري
الكهربي .ولعل سبائك الصلب المختلفة الناتجة عن صهر فلزات الحديد الكروميوم والنيكل
الاستخدامات والتطبيقات التكنولوجية المختلفة؛ وعلى الاخص في مجال التوصيل الحراري
والكهربي .وقد ادخل الانسان خلال القرن الماضي وما يزال حتى يومنا هذاء على هذه
المجموعة سلسلة من سبائك اللزات الحقيقية مثل سبائك الالمنيوم والماغنيسيوم والتيتانيوم
وغيرها؛ والتي تعد عماد صناعة الطائرات والصواريخ والمركبات بوجه عام ءحيث تتطلب هذه
2-7 المواد السيراميكية:
على النقيض من المواد الفلزية ؛فان المواد السيراميكية ؛مثل الاكاسيد والكرييدات والنيتريدات
.هي مواد هشة 185 8011016 لا تبدي اي استعداد للطرق او السحب والتشكيل وذلك
على الرغم من امتلاكها لعدد وافر من الخواص الميكانيكية المتميزة مثل ارتفاع قيم الصلادة
5 11360 وقدرتها على مقاومة احمال واجهادات تشكيل وتشويه اسطحها الخارجية +
كذلك فهي تبدي مقاومة 5060880 فائقة اتجاه احمال واجهادات الضغط فلا تنهار بسهولة
الا عند قيم عالية جدا تفوق بكثير قيم الاجهادات التي تتعرض لها في اثاء التشغيل . ويهذا
تتمتع المواد السيراميكية بمقاومتها العالية لعوامل التأكل بالصدأً 60005100 والبري 5105100

ييد ان هذه الفئة من المواد رديئة التوصيل الحراري والكهربي . واود ان اشير الى ان هذا
تلك الصفة لتوظيف المواد السيراميكية في صناعة العوازل وغيرها من المواد التي تحجب
المواد مثل الانواع المختلفة من الزجاج والفايبرغلاس والمواد الدخلة في صناعة الطوب
المستخدم في المباني وكذلك الطوب الحراري.
تنتسب البوليمرات من حيث النشأة الى المواد العضوية ءحيث يدخل عنصر الكربون مكوتا
رئيسيا في تركيبها وعلى الرغم من وجود انواع متعددة من تلك المواد التي تمكن الانسان من
القرن نفسه اكثر المواد المنتجة على مستوى العالم ؛ متفوقة في ذلك على الصلب الذي يبلغ
انتاج العالم منه اليوم ما يقرب من مليار ونصف المليار طن سنويا ‎٠‏
المستهلك مثل البوليثيلين والبولستر . وتشترك البوليمرات عامة في عدة صفات وخواص مثل
قابليتها للتشكيل وعزلها للحرارة والتيار الكهربي وخفة الوزن والمتائة . وتعد ايضا اكثر المواد
وغني عن الذكر ان البوليمرات تتفوق على جميع انواع المواد الهندسية الاخرى في
اتساع رقعة تطبيقاتها بالمجلات المتنوعة حيث لا يكاد يخلو منتج منها أفهي تستخدم في
صناعة الاقمشة والثياب ولعب الاطفال واناييب تقل السوائل مثل المياه والمواد الكيميائية
وبطانات لثلاجات حفظ الاطعمة وصناعة عبوات حفظ الاطعمة كذلك فهي تدخل في صناعة

العديد من المنتجات الاخرى مثل المركبات بكل انواعها وهياكل اجهزة الهواتف والعدسات
4-7 المواد المتراكبة:
يقصد بالمتراكبات 6000005185 ويطلق عليها ايضا اسم المواد المتزاكبة 600000518
5 تلك الفئة من المواد الهندسية التي تنتج عن طريق اضافة نسب وزنية او ب
معينة من مادة او اكثر؛ تعرف بالمواد الداعمة 8607026800801 1/1360215 الى مادة
الاساس او مادة القالب 1/8881 تخلط المواد الداعمة مع مادة القالب خلطا جيدا مما يضمن
الحصول على متزاكبة متجانسة؛ تتوزع داخلها اجسام المواد الداعمة توزيعا مثاليا.
ويشترط في اختيار المواد الداعمة ان تتمتع بالحياد الكامل ؛ فلا تتفاعل بعضها مع بعض او
مع مادة الاساس بحيث تكون في صورتها العنصرية الفلزية داخل قالب المنتج النهائي
للمتراكبة . ويتبلور الهدف من انتاج المواد المتراكبة بهذه الكيفية في اضافة خواص معينة الى
المكونة لاطار السيارات هي المطاط» والمطاط من البوليمرات المعروف بسهولة التشكيل عند
تعرضها لادني قيم من الضغوط لذا ليس من المنطقي ان يوظف المطاط الخالص لصنع هذه
الاطارات التي تتعرض لعدد من الضغوط المعيئة في اثفاء سير المركبة لذا تضاف طبقة
تشابكة من اسلاك الصلب الرفيعة السمك لتدعيم المطاط المستخدم #مما يرفع مقاومت
للإجهادات التي يتعرض لها في اثاء الاستخدام وتعد متراكبة الخرسانة المؤلفة من قالب
اسمنتي .مادة الاساس. المخافة الى 5 انواع مختلفة من المواد الداعمة مثل الزلط يومواد مسد
الفجوات والفراغات به مثل الرمل ؛ واضافات اخرى متعددة؛ من اشهر واقدم المواد المتراكبة
رفع قيم مقاومة الاسمنت تجاه اجهادات الضغط التي يتعرض لها المنشأ بصفة مستمرة .

8 المواد المتقدمة:
طائفة المواد المتقدمة تشمل المواد المتزاكبة المتقدمة 1/181671815 6000005166 80/302660
والزجاج الفلزي ع1ا1/6181 355ا6 والمواد غير المتبلورة والتي تعرف باسم المواد الامورفية
1/185 2000200005 وقد تضاءل استخدام مصطلح المواد المتقدمة حين برز الى
الوسط العلمي مصطلح اخرا كثر تحديدا وهو المواد النانوية ‎18000081602١‏ التي سرعان ما
بز نجمها لتحثل مكان الصدارة في قائمة المواد المتقدمة ‎٠‏ وذلك على الرغم من حداثة تاريخ
1-9 المواد النانوية احادية الابعاد:
هذه الفئة بالمواد النانوية احادية الابعاد (اي التي لها بعد نانوي واحد فقط). ومن امثلة هذه
المواد الرقائق او الاغشية 187/685 7510 _مثل المواد النانوية الموظفة في اعمال طلاء
الاسطح 118002023108 5016306 كمثل التي تستخدم في طلاء اسطح المنتجات اللزية
بفرض حمايتها من التأكل بالصداً؛ او تلك الافلام رقيقة السمك 211005 7510 المستخدمة في
تغليف المنتجات الغذائية بهدف وقايتها من الثلوث والتلف . كذلك تصنع مواد اشباه
الموصلات المختلفة مثل رقائق السيليكون لتوظيفها في صناعة الخلايا الشمسية.
يشترط في مجموعة هذه الفئة من المواد النانوية ان يقل مقياس بعدين من ابعادها عن 100
ولم يكن غريبا ان ترشح ترشيح انايب الكربون النانوية لان توظف كمواد داعمة ومقوية لقوالب
؛كما انها تجمع خواص فريدة اخرى مثل القدرة الفائقة على التوصيل الحراري والكهربي ‎٠‏

تصنيع مكونات الخلايا الشمسية والشرائح الالكترونية واجهزة الاستشعار والاجهزة الالكترونية
‎٠‏ ومن المتوقع استخدام الاناييب والاسلاك النانوية في
‏تمثل الكريات 5006»65 تانوية الابعاد؛ متل الحبيبات النانوية وكذلك مساحيق الفلزات
والمواد السيراميكية فائقة النعومة ؛امثلة لهذه الفئة من المواد التكنولوجية المهمة التي نعتت
ومن الجدير بالذكر ان هذه الفئة من المواد النانوية ثلاثية الابعاد سواء كانت على هيئة
حييبات ام مساحيق فائقة النعومة تتصدر قائمة الانتاج العالمي من المواد النانوية بوجه عام
المثال تتوافر الآن في الاسواق مساحيق حبيبات نانوية لأكاسيد الفلزات ذات اهمية اقتصادية
'بيرة حيث تدخل اكاسيد الفلزات مثل اوكسيد السيليكون(,5:0) #اكاسي
محل المواد التفليدية ؛ولتساهم في رفع كفاءة وجودة الم
لعناصر الفلزات الحرة 1/6815 ا©805. وعلى الاخص فلز الذهب من هم المواد النانوية
السرطانية التي تصيب اعضاء الجسم. وقد استخدمت حبيبات الذهب النانوية في تحديد
سلاسل الحامض النووي 010/8 المرتبطة بالمرض وكذلك في تحديد سلاسل الحامض النووي
‏- وتعد فئة الحبيبات التانوية

0 خواص المواد النانوية:
1-0 الخواص الميكانيكية:
تأتي الخواص الميكانيكية للمادة على رأس قائمة الخواص المستفيدة من صغر حجم
قيم الصلادة 143800855 للمواد الظزية وسبائكها وكذلك تزيد مقاومتها 50060810 لمواجهة
اجهادات الاحمال المختلفة الواقعة عليهَا وذلك من خلال تصغير مفاييس حبييات المادة ولتم
في ترتيب ذراتها ‎٠‏
ويؤدي تصغير مقاييس حبيبات المواد السيراميكية الى اكتسابها المزيد من المتائة وهي
صفة لا توجد في مواد السيراميك المعروفة بقاصفتها ومقاومتها للتشكيل؛ وقد اظهرت نتائج
الابحاث_الرامية الى تطوير المواد السيراميكية ورفع قيم متانتها وقابليتها للتشكيل وت
كربيد التيتانيوم في تصنيع ادوات القطع والحفر المستخدمة في تقطيع الاجسام شديدة الصلادة
وكذلك في الوصول الى مكامن زيت النفط وبحيرات المياه الجوفية من خلال التعامل مع صخور
الطبقات الجيولوجية عالية الصلادة وذلك بدلا من استخدام مادة الماس الاسود مرتفع الثمن
مرتفعة الصلادة والمتانة مثل حبيبات مادة اوكسيد الألمنيوم واكسي الزركونيوم مجالا تطبيقيا
مهماً. حيث توظف في تغليف الاسطح الداخلية لاسطوانات المحركات من اجل زيادة العمر
الافتراضي لتلك المحركات ووقايتها من الصداً الذي تتعرض له في اثفاء التشغيل لتلامس
المستخدمة في التبريد كفاءتها .
يراميك؛ احد المفاتيح المهمة الموظفة في صناعة جسام الطائرات والمركبات الفضائية الاخرى
.وتحاشي ظاهرة الاجهادات الواقعة عليها نتيجة تعرض اجسام هياكلها للوهن والضعف ‎٠‏

وتعمل الحبيبات المكونة للأغلفة التي تغطى بها اسطح هياكل المركبات الفضائية بمتع امتداد
اي شروخ تقع على الجسم ووقف تقدمها وزحفها مما يحافظ على سلامة ومتانة الطائرات . ويزيد
من اعمارها الافتراضية الى نسب تتراوح بين 20096و 30096 .تجدر الاشارة هنا الى ارتفاع
قدرة المواد النانوية في وقف امتداد الشروخ بأجسام المركبات الفضائية ناتج عن تناهي صغر
2-0 نقطة الانصهار:
تتأثر قيم درجات حرارة انصهار المادة بتصغير ابعاد مقاييس حبيباتها . فعلى سبيل المثال فأن
درجة الحرارة التي يحول عنده تحول فلز الذهب النقي من الحالة الصلبة الى الحالة السائلة
تعرف بنقطة الانصهار (00101 1/161008) هي 1064 درجة مئوية . والسؤال الذي يطرح نفسه
هل تتغير هذه القيمة مع تغير اوضاع وترتيب ‏ ذرات فلز الذهب الناجمة عن تصغير مقاييس
ابعاد حبيباته وزيادة مساحة اسطحه الخارجية؟
ان قيمة نقاط انصهار فلز الذهب تختلف باختلاف مقاييس ابعاد اقطار حبيباته #حيث تتناقص
بتناقص اقطار تلك الحبيبات تناقصا ملحوظا لنفل الى نحو500 درجة مئوية عند تدني مقياس
اقطار حبيبات الذهب الى نحو 1.35 نانومتر هذا على الرغم من تساوي حبيبات الذهب ذات
الاقطار المختلفة في التركيب الكيميائي وخلوها من الشوائب . ويبرر علماء الفيزياء سبب
تناقص قيم نقط انصهار المادة مع تناقص مقابيس حبيباتها الى الزيادة الطارئة على مساحات
اسطحها الخارجية واختلاف مواضع وترتيب ذرات فلز الذهب عما كانت عليه.
3-0 الخواص البصرية:
اضافة الى ما سبق شرحه من الخواص المهمة التي تتميز بها المواد النانوية .فقد استحونت
تلك المواد على اهتمام الباحثين والعلماء العاملين في مجال البصريات وذلك نظرا الى الخواص
المواد التقليدية كبيرة الحييبات.