عصر تكنولوجيا النانو يطرق الباب - في جامعة تل أبيب وبيشكيك

قام فريق من العلماء الهولنديين اليابانيين ببناء محرك صغير بحجم جزيء واحد فقط

بعد أن تم بناء المحرك الكهربائي الصغير باستخدام تقنية إنشاء شرائح الكمبيوتر، تمكن فريق من العلماء من هولندا واليابان من إنشاء محرك أصغر حجمًا، بحجم جزيء واحد فقط.

كما أصبح من الواضح أنه في مجال آلات النانو - وهي أصغر الأجهزة متناهية الصغر، والتي لا يمكن رؤيتها بالعين المجردة أو حتى بالمجهر العادي - لا يزال هناك مجال لمزيد من التصغير.

وأظهر التطور الجديد أننا في مرحلة تطوير عصر جديد، يتجاوز عصر الكمبيوتر والتكنولوجيا الحيوية. هذا هو عصر إنشاء آلات فائقة الصغر.

تكنولوجيا النانو التي تتعامل مع الأنظمة المصغرة بحجم ميكرون
والجزيئات، من بين المجالات العلمية الأكثر تقدمًا بسرعة. لقد أصبح الآن أولوية عالية في معظم جامعات العالم الأولى حيث تم الاعتراف بأن هذا المجال من الأحجام هو الأساس لتطوير أي تكنولوجيا في مجال الإلكترونيات الدقيقة والتكنولوجيا الحيوية والمواد الذكية. إنها في الواقع "نقطة التقاء" كلاسيكية متعددة التخصصات - بين الفيزياء التي تتعامل مع الأنظمة الكبيرة وفيزياء الكم التي تصف الجزيئات والذرات. فيما يتعلق بالكيمياء والهندسة والرياضيات وعلوم الكمبيوتر.

وفي جامعة بئر السبع، قاموا مؤخرًا بتأسيس مركز أبحاث متعدد التخصصات للبنية التحتية لقياس النانو والتنظير المجهري. ولهذا الغرض جمعت 20 مليون دولار من مصادر خاصة. وتم تعيين البروفيسور يجال مئير على رأس المركز. وفي جامعة تل أبيب بدأوا أيضًا في إنشاء معهد خاص لتكنولوجيا النانو.

يعد المحرك الجديد مثالا واضحا على ما يحمله مستقبل تكنولوجيا النانو: فقد استخدم الباحثون الذين قاموا بإنشائه جزيئا معقدا له شكل حلزوني. تم تسليط ضوء فوق بنفسجي عليها وجعلها تقفز على درجات بين أشكال مختلفة من الهياكل. وتكون نتيجة القفزات هي دوران الجزيء حول محور محدد بذرتي كربون، بينهما رابطة كيميائية مزدوجة.
وتبين أن العملية فعالة - لأنها تستخدم الضوء للتحكم في حركة الجزيء. وفي استمرار العمل، أتقن الباحثون قلب المحرك الفريد، وقاموا ببناء الجزيء بطريقة غير متماثلة. والآن يعملون سواء في العملية التي ستربط الجزيء بأسطح مختلفة، أو من أجل زيادة معدل دوران الجزيء عن طريق إضاءته. بهذه الطريقة، سيخلق الجزيء الذي يدور حول نفسه نوعًا من "المروحة"، وهي مروحة ستكون قادرة على تحريك الأسطح التي ربما سيتم وضع أحمال مختلفة عليها. مثل هذا السطح، المجهز بسلسلة من المراوح، سيكون بمثابة طوف في النهر. ونظرًا لصغر حجمها، سيكون الطوافة قادرة على "الإبحار" في الأوعية الدموية والجهاز الليمفاوي والسوائل الأخرى في الجسم، من أجل نقل الأدوية إلى وجهات معينة ومحددة ومستهدفة.

وتشكل التجارب التي أجرتها هذه المجموعة من الباحثين، إلى جانب تجارب أخرى مماثلة (في إسرائيل أيضًا)، طفرة في تكنولوجيا النانو. ولا شك أن هناك العديد من المفاجآت المتوقعة هنا والتي ستغير حياتنا حقًا في العقود القادمة.

وستستثمر جامعة بن غوريون حوالي 21 مليون دولار في المركز
للأبحاث في مجال تكنولوجيا النانو

وسيؤدي مثل هذا المركز قريبًا إلى تطوير حديقة تكنولوجية حول الجامعة والتي ستجذب شركات التكنولوجيا الفائقة والتكنولوجيا الحيوية إلى بئر السبع.

بقلم يوفال درور، هآرتيز

قررت جامعة بن غوريون في بئر السبع استثمار ما يقارب 21 مليون دولار في إنشاء مركز لأبحاث البنية التحتية في مجال تكنولوجيا النانو، وهو أحد أكثر المجالات تطوراً في العالم ويقع عند تقاطع علم الأحياء والكيمياء والعلوم. الفيزياء. ويدعي رئيس المركز، البروفيسور ييجال مئير، أن مثل هذا المركز سيؤدي قريبًا إلى تطوير حديقة تكنولوجية حول الجامعة ستجذب شركات التكنولوجيا الفائقة والتكنولوجيا الحيوية إلى بئر السبع.

يوجد في جامعة بن غوريون حاليا عدة فرق بحثية في عدة كليات تعمل في مجال أبحاث تكنولوجيا النانو، ولكن يتم إجراء البحث في هذه المرحلة دون الربط بين الكليات. الهدف من المركز الجديد هو إنشاء مكان عمل مشترك، حيث سيتم التعبير عن التخصصات المختلفة معًا. وقد تم حتى الآن استثمار 16 مليون دولار تم التبرع بها للجامعة خصيصًا لهذا الغرض في المركز الجديد، والذي سيتم استثماره في تشييد مبنى جديد وشراء المعدات وتوظيف الموظفين الذين سيصل عددهم إلى عشرات الموظفين. في بضع سنوات.

لقد تمت صياغة مفهوم تكنولوجيا النانو بالفعل في أواخر الخمسينيات من القرن الماضي، ولكن في السنوات الأخيرة فقط بدأ العلماء في استكشاف سطح الإمكانات في هذا المجال. النانومتر هو جزء من ألف من مليون من المتر، وبالتالي فهو فضاء تتحرك مساحته حول بضع ذرات. تبحث أبحاث تكنولوجيا النانو في التطبيقات التي ستسمح في المستقبل ببناء العناصر (سواء كانت دائرة كهربائية أو منتج كامل مثل الغلاية)، من المستوى الجزيئي إلى أعلى - وهذا على النقيض من الطريقة الحالية التي يتم بموجبها "نحت" المنتج "من المواد الخام إلى الأسفل.

ومن أجل الوصول إلى التطبيقات، لا بد من دراسة الجزيئات وطريقة تصرفها: "في السنوات الأخيرة، تعلمنا استخدام جزيئات الحمض النووي لاستخدامها في بناء الدوائر الكهربائية. نحن نعرف كيف نستفيد من حقيقة أن كل جزيء DNA يتكون من حلزونين يكملان بعضهما البعض بشكل مثالي، حلزونان يعرفان كيفية العثور على بعضهما البعض،" يشرح مائير.

ووفقا له، فإن هذه الميزة مهمة بشكل خاص عند تطوير دوائر كهربائية صغيرة والرغبة في لصق سلك في دائرة كهربائية، ولكن بما أن السلك صغير جدًا، فلا يمكن لصقه باستخدام الطرق الموجودة. "نقوم بتوصيل ملف واحد بالسلك والملف التكميلي بالدائرة الكهربائية، والباقي يقوم بالكيمياء - سيجدون بعضهم البعض بالفعل ويلصقون السلك بالدائرة الكهربائية." ووفقا له، نجحت المجموعات البحثية في الجامعة في تطوير جزيئات موصلة للكهرباء، وبالتالي تحسين "الصمغ الجزيئي" بشكل كبير.

يعرف مئير كيف يتحدث عن إحدى الشركات الناشئة التي انبثقت عن هذا النوع من الأبحاث: "إن صناعة الأدوية تبحث باستمرار عن مواد مضادات حيوية جديدة، لأن البكتيريا تطور لقاحات ضد المواد الموجودة. ومع ذلك، من أجل العثور على مضاد حيوي، هناك حاجة إلى تجارب طويلة تكلف الكثير من المال. لقد قمنا بتطوير جزيئات بيولوجية تعرف كيفية التعرف على مادة المضاد الحيوي بحيث أن قطرة واحدة من المادة المحقونة في المحلول ستغير لون المحلول إلى الحد الذي يحتوي فيه على مواد مضاد حيوي." تم إنشاء شركة ناشئة حول هذا التطور، والتي تبدأ بالتسويق التجاري للاختراع.

ولكن على الرغم من نجاحات الجامعة، يعترف مئير بأن البحث في هذا المجال لا يزال في بداياته: "يأتي الناس إلى الجامعة، ويأخذون الجزيئات، ويمددونها، ويلصقونها ببعضها البعض، ويحاولون دراسة خصائصها. نحن فقط في البداية".

ومن ناحية أخرى، لا يوجد نقص في المال. في الأشهر الأخيرة، قررت مؤسسة العلوم الوطنية من الولايات المتحدة الأمريكية، وهي إحدى أكبر المؤسسات المالية في العالم، أن مجال تكنولوجيا النانو هو مجال البحث المفضل لديهم، وبالتالي سيخصصون هذا العام عدة مئات الملايين من الدولارات لمعاهد البحوث التي سوف الخوض في هذا المجال. وبالإضافة إلى ذلك، خصص الرئيس كلينتون مبلغ 495 مليون دولار لإنشاء برنامج وطني لأبحاث تكنولوجيا النانو، بدءاً من السنة المالية المقبلة.

كما تقوم الشركات التجارية بتطوير التطبيقات التجارية في مجال تكنولوجيا النانو في مختبراتها البحثية. على سبيل المثال، تعمل شركة IBM على تطوير تقنية تخزين تعتمد على المستوى الجزيئي للمادة، من خلال زيادة ضغط المادة. ولتفسير هذا الضجيج، أوضحت شركة IBM أن استخدام نظام التخزين هذا سيجعل من الممكن حفظ ما يصل إلى 400 جيجابايت من المعلومات في بوصة مربعة واحدة من المادة.

وفي إسرائيل أيضاً، هناك حديث عن عدة مشاريع بحثية، أكبرها في الجامعات. يقول مئير: "إننا نجرب عشرة مشاريع، ربما يكون واحدًا أو اثنين منها فقط ناجحين من الناحية التكنولوجية". "ومع ذلك، على عكس الشركات التجارية التي لا تستطيع تحمل 9 إخفاقات، فإننا نتعلم منها ونمضي قدمًا".

فيما يتعلق بأحد أكثر المجالات الرائعة في مجال تكنولوجيا النانو - أجهزة الكمبيوتر الكمومية، لا يريد مئير، أستاذ الفيزياء في تخصصه، تقديم توقعات: "المشكلة الأولى في هذا المجال هي تطوير أول لبنة بناء عليها سوف يرتاح الكمبيوتر." ومتى يمكننا شراء حاسوب كمي؟ يرفض مائير تقديم موعد مستهدف، لكنه يقول إن أولئك الذين يحتاجون إلى جهاز كمبيوتر في الأشهر المقبلة يجب عليهم شراء جهاز كمبيوتر عادي وعدم الانتظار.
yuvaldr@haaretz.co.il
نشر في "هآرتس" بتاريخ 01/08/2000

وتقوم جامعة تل أبيب بإنشاء مركز أبحاث في مجال تكنولوجيا النانو باستثمار عشرات الملايين من الدولارات

سيتم تنظيم مراكز لبرنامج البحث والتطوير التابع للاتحاد الأوروبي
بواسطة نعمة كوبلمان

الإمكانات في تكنولوجيا النانو: التصميم الأساسي للآليات الميكانيكية
ليتم بناؤها من خلال القدرة على التحكم في الذرات الفردية

تقوم جامعة تل أبيب بإنشاء مركز أبحاث جديد في مجال علوم النانو
وتكنولوجيا النانو باستثمار عشرات الملايين من الدولارات، أيا كان
أكبر مركز أبحاث في الجامعة. وسيترأس المشروع البروفيسور.
إيلي كابون، والذي يعتبر خبيرًا عالميًا في هذا المجال. كابون، يستخدم كمحقق
وسيأتي أحد كبار طلاب جامعة لوزان إلى إسرائيل لإدارة المركز.

ويتواجد حاليا في أوروبا وفد من كبار المسؤولين من جامعة تل أبيب.
كجزء من حملة لإقامة تعاون بين المركز الجديد والمؤسسات البحثية
القادة في أوروبا. ويضم الوفد رئيس جامعة تل أبيب،
البروفيسور إيتمار رابينوفيتش، نائب الرئيس لشؤون الأبحاث، البروفيسور يائير
أهارونوفيتز، ورئيس المركز متعدد التخصصات للتنبؤ الاقتصادي والتكنولوجي،
البروفيسور يائير شاران.

ومن المفترض اليوم أن يوقع الوفد اتفاقية تعاون مع معهد الأبحاث
IMEC في بروكسل ببلجيكا والذي يعتبر من المراكز البحثية الرائدة في هذا المجال
تكنولوجيا النانو، وميزانية أبحاثها تصل إلى
حوالي 100 مليون يورو سنويا. ويهدف الاتفاق مع IMEC، من بين أمور أخرى، إلى السماح
استلام ميزانيات الأبحاث من المجتمع الأوروبي.

تقنية النانو هي مجال بحثي يتعامل مع تطوير القدرة على أداء الإجراءات
على مستوى الذرات الفردية. مصطلح تكنولوجيا النانو مشتق من الوحدة
النانومتر، وهو جزء من مليار من المتر. على سبيل المثال، معالجات الكمبيوتر
يتم تصنيعها حاليًا بدقة تبلغ 0.18 ميكرون، أي 180 نانومتر.

تهدف الجهود اليوم إلى تطوير روبوت صغير على المستوى الجزيئي،
والتي هي قادرة على إجراء عمليات على الذرات الفردية - خذ ذرة واحدة، افترض
في مكان معين وتكرر العملية مراراً وتكراراً. مثل هذه القدرة سوف تسمح
إنتاج أي مادة بتكلفة منخفضة. على سبيل المثال، سيكون من الممكن تناول الفحم،
والتي تتكون من ذرات الكربون، ولتكوين الماس الذي يتكون أيضاً من ذرات الكربون
مرتبة بشكل مختلف.

يُطلق على هذا الروبوت المستقبلي اسم المجمع (ASSEMBLER) وسيسمح لشركات البناء
تقنيات جديدة. الملايين من الروبوتات من هذا النوع ستكون قادرة، على سبيل المثال،
خلق جو مناسب للحياة على كوكب لا غلاف جوي له، أو تدميره
الخلايا السرطانية في جسم الإنسان. وفقا للتقديرات المقبولة اليوم، سيكون ذلك ممكنا
بناء المجمع في غضون 40-15 سنة.

وبحسب أهارونوفيتز، فإن جامعة تل أبيب تدخل الميدان في الوقت المناسب تمامًا.
"في الآونة الأخيرة فقط استيقظ العالم على الإمكانات الكامنة في طلبي
"تقنيات النانو وعلوم النانو"، قال أهارونوفيتز. ووفقا له، المركز
أنشئت كجزء من خطوة استراتيجية لتطوير البرامج الجامعية للبحث
متعدد المجالات. "تتطلب تكنولوجيا النانو تكامل الجهود البحثية من مختلف المجالات
مختلفة، مثل الفيزياء والكيمياء والهندسة والتكنولوجيا الحيوية والطب".

ووفقا له، فإن جامعة تل أبيب هي المؤسسة الأكاديمية الأولى في إسرائيل
مما ينشئ هيئة متكاملة بهذا الحجم تركز على الميدان. أحد أهدافه
بيان المركز هو إجراء البحوث بالتعاون الوثيق مع
الصناعة الإسرائيلية، وفي هذا الإطار إنشاء اتحاد مع
الشركات الصناعية في هذا المجال.

ولكن في المرحلة الحالية، سيعمل مركز الأبحاث في الأماكن الشاغرة في الجامعة
ومن المقرر بناء مبنى خاص لهذا الغرض. بدأ المشروع في يوليو 2000
وفي المرحلة الأولى، يتم إنشاء البنية التحتية المناسبة للمعدات. وفي نفس الوقت بدأت
وتبحث الجامعة عن علماء للمركز الذي سيبدأ العمل عملياً هذا العام
الأقرب وفي غضون ثلاث سنوات، سيصل مركز المستقبل إلى كامل نشاطه.

وفي الأشهر المقبلة ستبدأ المناقشات في الجامعة بشأن إمكانية الافتتاح
دورات للحصول على درجات علمية في مجال تكنولوجيا النانو.
{ظهر في صحيفة هآرتس بتاريخ 27/11/2000{

اتصالات لدمج تاور وإنتل في مركز تكنولوجيا النانو في جامعة تل أبيب

بواسطة أورا كورين

مديرو مركز تكنولوجيا النانو في جامعة تل أبيب يعملون من أجل التكامل
الشركات الصناعية في أنشطة المركز منها برج أشباه الموصلات، إنتل،
جميع التقنيات الحيوية وجميع الالكترونيات. مع بعض الشركات التي تم تشكيلها بالفعل
الاتصالات الأولى. وسيقوم المركز بتطوير تقنيات التصغير للصناعة
الالكترونيات والتكنولوجيا الحيوية.

وكجزء من المحادثات، تم الاتفاق، من بين أمور أخرى، على أن يكون المدير العام المشترك للبرج، يوآف
وستعمل نيسان كوهين في مجلس إدارة معهد تكنولوجيا النانو. نيسان
وأكد كوهين أنه طُلب منه الاندماج في أنشطة المعهد، لكنه قال ذلك في هذه المرحلة
وسيكون نشاطها على أساس عام. ووفقا له، فمن الممكن على المدى الطويل
وسيتم تطوير تعاون عملي بين المعهد والبرج.

يتعامل مجال تكنولوجيا النانو مع تطوير قدرات أداء العمليات على المستوى
من الذرات الفردية (النانومتر هو جزء من مليار من المتر). صناعة
شركة Global Chips هي في بداية تطوير قدرات التصغير بهدف الإنتاج
رقائق بسماكة أقل من 0.1 ميكرون. ومن المتوقع مصنع البرج الجديد
لإنتاج رقائق بقطر 0.18 و 0.13

البروفيسور عميحاي فريمان، رئيس معهد التكنولوجيا الحيوية ورئيس لجنة التأسيس
لمشروع تكنولوجيا النانو، وقال أن أحد تطبيقات التكنولوجيا
النانو هو تصغير الرقائق والدوائر الإلكترونية بطريقة تسمى
أسلاك النانو (أسلاك النانو). بهذه الطريقة سيتم إنتاج سلك بسمك 3-2
نانومتر، وذلك مقارنة بسمك 180 نانومتر المستخدم اليوم. التطورات
وهي مخصصة، من بين أمور أخرى، لصناعات الإلكترونيات الدقيقة والكمبيوتر.

هناك استخدام آخر في صناعة علوم الحياة، والاستخدام الرئيسي هو التكامل المادي
البيولوجية مثل عدد الجزيئات الموجودة في الدائرة الإلكترونية. في عملية الشفاء
ومن المتوقع أن تتضمن المستقبلات نشاط الشفاء الفوري من خلال الإشارات
من دائرة إلكترونية إلى دائرة بيولوجية - والعكس. استخدامات إضافية للتقنيات
النانو هو تطوير مواد جديدة ذات خصائص بصرية محسنة أو
تتمتع بمقاومة أفضل للضغط، وتبني وحدات ذاكرة صغيرة
والمضغوطات على أساس البروتينات.

ووقعت جامعة تل أبيب قبل نحو أسبوعين اتفاقية لإنشاء المركز
تكنولوجيا النانو مع معهد أبحاث IMEC من بلجيكا والذي يعتبر أحد القادة
في أوروبا في مجال النانو. تصل ميزانية الأبحاث للمركز البلجيكي إلى 100
مليون يورو سنويا. وستسمح الاتفاقية للجامعة بالاندماج في البرنامج
البحث والتطوير الجديد للاتحاد الأوروبي الذي سيبدأ خلال عامين تقريبًا،
وسيكون أيضًا بناءً على نشاط معاهد البحوث. نطاق برنامج البحث والتطوير الحالي
الاتحاد حوالي 15 مليار يورو.
{ظهر في صحيفة هآرتس بتاريخ 15/12/2000{

https://www.hayadan.org.il/BuildaGate4/general2/data_card.php?Cat=~~~314769687~~~191&SiteName=hayadan