فؤاد نصر الرفاعي : مفاهيم أساسية في تقنية
ومع بداية عام 1981 تم اختراع جهاز الميكروسكوب النفقي الماسح
و :©1807 116107101 في شركة ]/131 ؛ وهو جهاز يقوم بتصوير الذرات
والجزيئات والتراكيب ذات الابعاد النانوية بقدرة تحليلية عالية. وقد حصل العالمان
على جائزة نوبل في الفيزياء عام 1986 لاختراعهما هذا الميكروسكوب الذي ادى
الى ازدياد واضح وكبير في البحوث النظرية والعملية المتعلقة بتحليل ودراسة
وتصنيع التراكيب النانوية للعديد من المواد وفي مجالات عديدة.
وفي 1986 بدأ أول ظهور لمصطلح تقنية النانو في الأوساط العلمية بعدما نشر
<©ل»«©0 216 .جز كتابه الشهير " محركات التكوين : عصر تقنية النانو القادم "
أخذ بعد ذلك هذا المصطلح " 118110160100108 " مساحة اكبر ليشمل الى جانب
التعامل الصناعي مع الذرات والجزيئات جميع أبعاد الإنتاج العلمي على الجانبين
النظري والتطبيقي للمواد ذات الأبعاد النانوية "180701081©21'8” والتي تتراوح
أبعادها من 0.1 نانومتر (الأبعاد الذرية) الى 100 نانومتر ( الذي يمثل المقياس
النانوي 1180056816 ).
وبعد ذلك بعدة سنوات (عام 1990 ) نجح العالم الفيزيائي 1215167 .1.1/1 في معامل
6 من تحريك الذرات باستخدام جهاز الميكروسكوب النفقي الماسح ( 9114 )
وذلك بكتابة الرسالة الذرية الاولى " 1-3-1 " المكونة من 35 ذرة 166 على سطح

فؤاد نصر الرفاعي : مفاهيم أساسية في تقنية النانو
المادة (101)110. هذه المعالجة فتحت مجالاً جديداً لإمكانية تجميع الذرات المفردة
مع بعضها البعض وكذلك بناء تراكيب نانوية دقيقة باستخدام جهاز 511 وادى ذلك
الشكل (2) : المعالجة الذرية الناجحة الأولى بكتابة الرسالة الذرية "1-13-31"
المكونة من 35 ذرة 16 على سطح المادة (111)110 +

فؤاد نصر الرفاعي : مفاهيم أساسية في تقنية
علم النانو وتقنية النانو ومقياس النانو
يمكن القول بان تعريف علم وتقنية النانو غير متفق عليه حتى الآن ؛ حيث
تختلف التعاريف باختلاف التعامل مع هذه التقنية فعلماء كُثر عرّفوا علم وتقنية النانو
حسب رؤيتهم أو حسب خلفيتهم العلمية فحصلت هناك تعاريف كثيرة ؛ ولتفادي
الاختلاف في تعريف هذه التقنية أنشئت في امريكا لجنة علمية لتضع تعريف موحد
لعلم وتقنية النانو وهي لجنة عبتتفتائه1 برع 10 مسطاعع1م1120 لقصمتتدً1
( المبادرة الوطنية لثقنية النائو ) وخرجت لنا بهذا التعريف:
.800761615 100 م 1 متنوطة 15 لاعتطس ,180050816 116 21 0101010160
عدم ترقيطة عط عتة ترعملمسناءء) محمد ٠تنة‏ 11005616006
ومن خلال كل ما تقدم يمكننا القول بان :
- مقياس النانو: هو المقياس الذي تتراوح أبعاده من 1 نانومتر (او 0.1 نانومتر
الأبعاد الذرية) الى 100 نانومتر .

فؤاد نصر الرفاعي : مفاهيم أساسية في تقنية
- علم النانو: هو دراسة تركيب وخصائص الجسيمات والتراكيب التي ابعادها ضمن
مدى المقياس النانوي .
- تقنية النانو: هو تطبيق مبادئ ومفاهيم العلوم وهندستها لإنتاج مواد وآلات مفيدة
عند المقياس النانوي.
ونجد من المفيد ان نذكر بعض التعاريف الاخرى لتقنية النانو لإعطاء فكرة واضحة
- تقنية النانو تشمل الأبحاث والتطورات التقنية في مجال أقل من 100 نانومتر.
- تقنية النانو تستخدم وتصنع التراكيب التي لديها خصائص فريدة نظراً لصغر
حجمها .
النانو تستند إلى القدرة على التحكم أو التلاعب في المادة على المستوى
وبشكل عام يمكن تعريف علم وتقنية النانو بأنه " العلم والهندسة والتقنية التي تعطينا
القدرة على التحكم المباشر في الذرات والجزيئات والمواد والتراكيسب
والأجهزة التي أبعادها تقل عن 100 نانومتر وذلك بمراقبتها وقياس ودراسة
خصائصها والقدرة على تصنيعها ؛ ويمكن ان تستخدم تطبيقاتها في كل المجالات

فؤاد نر الرفاعي : مفاهيم أساسية في تقنية النائو
بعد هذه المقدمة التعريفية لعلم وتقنية النانو دعونا نتعرف الى طبيعة المدى
الذي تتعامل معه هذه التقنية ؛ فمن المصطلح 11800160100108 نجد أن كلمة
1100 هي الكلمة التي تحتاج الى تعريف أو تحتاج الى تقريب معناها الى الأذهان +
و لعل أفضل الطرق هي مقارنتها الى ما هو محسوس لدينا ؛ وفي البداية دعونا
نعرفها بشكل علمي رقمي . ان كلمة 118:00 تعني البادئة التي تدخل على وحدة
القياس لكمية معينة ؛ وتعني جزءاً من الف مليون جزء من تلك الوحدة القياسية.
فمثلاً 020070606 (تختصر الى 0007) تعني المسافة التي يساوي طولها طول جزء
واحد من مليار جزء من المتر وتكتب بالشكل ( 0100 1079 - 100 ) . ولتقريب
الصورة لنتذكر سوياً المسطرة المدرسية التي يبلغ طولها (:» 30) وننظر الى
المسافة الأصغر فيها ؛ أي المسافة بين المليمترات (0:11:016085:) في هذه
المسطرة وتخيل معي أنك قمت بتقسيم هذه المسافة الصغيرة (0(00 1 واحد ملم)
الى مليون قسم عندها سيكون كل قسم من هذه الأقسام المليون يساوي
1 نانومتر حيث ( 0102 1076 جح 07ر1 ) .
الشكل (3) : مسطرة مدرسية طولها م 7.

فؤاد نصر الرفاعي : مفاهيم أساسية في تقنية النانو
ولمزيداً من التقريب فأن متوسط قطر شعرة رأس الأنسان يصل الى
0 نانومترء كما ان حجم خلية الدم الحمراء يصل الى 2000 نانومتر ؛ وكذلك
فان نانومتر واحد يساوي عشر ذرات هيدروجين مرصوفة بجانب بعضها البعض
طولياً ( بمعنى ان قطر ذرة الهيدروجين يساوي 0.1 نانومتر)؛ مع العلم ان الشخص
العادي يستطيع أن يرى بالعين المجردة إلى حد 10 ماكروميتر أي ما يساوي
0 آلاف نانوميتر ؛ ولك أن تتخيل أن مصطلح " تقنية النانو" لا يطلق ألا على
التقنية التي تتعامل مع الجسميات التي تكون أبعادها ضمن مدى المقياس النائوي

فؤاد نصر الرفاعي :
- نقطة مطر كبيرة. - البكتيريا الحمض النووي
ويبلغ قطرها ويبلغ طولها ويبلغ قطرد
> انبوب كربون دقيق
ا الو جدار واد ويل
‏- تملة - جزيء رقيق
ويبلغ طولها ر
الشكل (4) : بعض الامثلة على الاشياء في المقياس النانوي (16ه120056 +
مفاهيم أساسية في تقنية النانو

فؤاد نصر الرفاعي : متاشيم اساسمة تى تققية
مات المانة 7011000716165[
يمكن تعريف جسيمات النانو "118008:0188" بأنها التراكيب التي تكون أحد
أبعادها على الأقل ضمن مدى مقياس النانو (أقل من 100 نانوميتر) ؛ من العلم بانه
لم يتم الاتفاق رسمياً على تعريف محدد لها حتى الآن ؛ ولكن التعريف اعلاه هو أكثر
التعاريف قبولاً في الأوساط العلمية ؛ والجدير بالذكر أن هناك الكثير من جسيمات
وجسيمات النانو تأتي في أشكال متعددة ؛ منها:
1. النقاط الكمية 0015 90087011710 .
2. الفلورين 10116606 .
6. الاسلاك النانوية 11807001785 .
7. القشرة النانوية 11800816115 .
ومن الجدير بالذكر أن جسيمات النانو يمكن ان تكون جسيمات طبيعية
موجودة أصلاً في الطبيعة مثل جسيمات النانو الطينية (18:10018 والياف السليلوس
النانوية 0800106:8 00110168 وكذلك جسيمات السليكون ومركباته مثل

فؤاد نصر الرفاعي : مفاهيم أساسية في تقنية النانو
106 7ه 180081116007 . وفي أغلب الحالات يتم معالجة هذه الجسيمات لتصبح
ملائمة للاختبارات العملية والتطبيقات الصناعية.
الذهب 208008010 والفضة :1811051176 وأنابيب الكربون النانوية
اولاً : طريقة التصغير ( 100-0080 ):
وهي الطريقة التقليدية للحصول على مواد أدق من المواد الكبيرة حيث يتم تكسير
المادة الأصلية (الكبيرة) شيئاً فشيئاً حتى الوصول إلى الحجم النانوي . وتستخدم عدة
طرق لذلك منها الحفر الضوئي ؛ القطع ؛ الكحت والطحن . وفي حالة الحصول على
يسعون لتطوير أجهزتهم وأدواتهم لرفع كفاءة هذه الطرق والتي ستسهل الحصول
على جسيمات النانو.
للعلماء بناء مواد النانو ذرة- ذرة أو جزيء- جزيء ؛ وتعتبر هذه الطريقة هي ثورة
تقنية النانو حيث يمكن استخدام الذرات والجزيئات لبناء جسيمات أكبر مع امكانية