في هذا المقال، يستعرض كيفن كولمان، مؤسس نتسكيب، تكنولوجيا متطورة تتزايد أهميتها للأمن الداخلي، ويبحث في الدور الذي ستلعبه تكنولوجيا النانو في الحرب ضد الإرهاب، 20 بالمائة من التطبيقات المتوقعة لتكنولوجيا النانو ستكون على وجه التحديد في مجال تكنولوجيا المعلومات
آفي بيليزوفسكي
الرابط المباشر لهذه الصفحة: https://www.hayadan.org.il/nano190304.html
تتعامل تقنية النانو مع تطوير المواد (وحتى الأنظمة بأكملها) على المستوى الذري أو الجزيئي أو الجزيئي الكبير، في نطاق حوالي 1-500 نانومتر. واليوم، يحاول الباحثون فهم الخصائص الفريدة للمواد على مستوى النانو. يركز الباحثون على إنشاء هياكل وأجهزة وأنظمة ذات خصائص فريدة وحتى متناقضة، والتي يمكن استخدامها لأغراض عديدة بسبب حجمها الصغير. يشمل البحث والتطوير في مجال تكنولوجيا النانو التحكم على مستوى النانو، وتكامل الهياكل على مستوى النانو في المكونات والأنظمة والمعماريات على نطاق أوسع، بالإضافة إلى تطوير الأنظمة الأوتوماتيكية لإنتاج المواد على مستوى أكبر. مستوى النانو والتجميع التلقائي للهياكل والأنظمة.
تاريخ تكنولوجيا النانو
تم الاعتراف بتكنولوجيا النانو لأول مرة بعد أن ألقى ريتشارد فاينمان الحائز على جائزة نوبل خطابه "هناك مساحة كبيرة في القاع" أمام الجمعية الفيزيائية الأمريكية في عام 1959. وتزايد النشاط في مجال تكنولوجيا النانو ببطء في العقود التالية. في عام 1988 قام إريك دراجسلر بإخراج الدورة الأولى في تكنولوجيا النانو. وكجزء من البرنامج، أثار إمكانية إعادة إنتاج الكائنات على مستوى النانو نفسها. وجاء الإنجاز التالي عندما فاز البروفيسور ريتشارد سمالي من جامعة رايس بجائزة نوبل في عام 1996 لاكتشافه تكوينًا جديدًا للكربون: جزيء يحتوي على 60 ذرة كربون (المعروف باسم C60). يعتبر C60 اليوم أحد أهم اللبنات الأساسية للمواد على مستوى النانو.
بدأت تكنولوجيا النانو تكتسب زخما حقيقيا في أواخر التسعينات. استحوذت تقنية النانو على خيال العلماء وأصحاب رؤوس الأموال بعد أن خصصت مجلة Scientific American عددًا كاملاً للوعود التي تقدمها التكنولوجيا الجديدة.
حالة تكنولوجيا النانو اليوم
تمتد أبحاث تكنولوجيا النانو إلى مجموعة واسعة من المجالات. تقوم الشركات التي تتعامل في المواد المتقدمة بتطوير منتجات مبتكرة - الدهانات والمساحيق الصناعية والمواد الكيميائية وأنابيب الكربون. في عالم الأعمال، يتم بالفعل تطبيق حوالي عشرين من المواد والعمليات النانوية - بدءًا من الرصف المقاوم للتآكل وحتى التركيبات القوية بشكل خاص لمحركات المركبات والحماية من الحرارة العالية للمركبات الفضائية. تحظى المواد الموجودة على مستوى النانو باهتمام كبير، ولكن هناك تطبيقات أخرى لتقنية النانو.
اتجاهات وآثار تكنولوجيا النانو
وربما تكون ثورة تكنولوجيا النانو أكثر أهمية من الثورة الصناعية أو ثورة المعلومات. في الواقع، يعتقد الكثيرون أن التأثير المشترك للثورة الصناعية وثورة المعلومات مهد الطريق للتطبيق التجاري لتكنولوجيا النانو. واليوم، تنتقل تكنولوجيا النانو من مرحلة البحث الأساسي إلى مرحلة النضج التكنولوجي. يتم بالفعل تداول العديد من شركات تكنولوجيا النانو في أسواق الأسهم ومع تطور التكنولوجيا ونضجها، من المتوقع أن تدخل المزيد من الشركات هذا المجال. لا تزال طرق الإنتاج على المستوى الجزيئي غير ناضجة للغاية ويمكن تشبيهها بتجميع قطع الليغو بقفازات سميكة: قد يظهر شيء ما في النهاية، لكنه لن يشبه تمامًا ما أردناه.
الابتكارات المستقبلية
- المنتجات والأنظمة والمواد التي تقوم بتجميع نفسها (أنظمة الإصلاح الذاتي).
- أجهزة الكمبيوتر أسرع بمليارات المرات (ستصل إلى حد حجم المعالجات الدقيقة).
- الاختراعات المبتكرة (المواد التي تعدل نفسها).
- الرحلات والاكتشافات الفعلية في الفضاء (بسعر أقل).
- طب النانو (القدرة على تقديم علاج فريد).
- تجهيز الغذاء على المستوى الجزيئي (نهاية الجوع والندرة).
ويبدو أن الأمر سيستغرق من ثماني إلى عشر سنوات أخرى حتى تصل التكنولوجيا إلى الاتجاه السائد. وسيتم التعبير عن الاختراقات والابتكارات في تطوير المواد وأشباه الموصلات والاتصالات البصرية وتقنيات المعلومات.
تطبيقات في مجال الأمن الداخلي
لقد أصيب كيفن كولمان، مؤسس Netscape، مثل شمعون بيريز، بفيروس تكنولوجيا النانو. ويعتقد على وجه الخصوص أن تطبيقات هذا المجال الغامض يمكن استغلالها لاستخدامات الأمن الداخلي.
ونظراً للقدرات المتنوعة لتقنية النانو، فإن تطبيقاتها في مجال الأمن الداخلي لا تحدها إلا الخيال البشري ووتيرة التقدم. من السترة الواقية التي تغير شكلها إلى القماش الذي يصد البكتيريا أو يقاوم الرصاص، أو مصادر الطاقة الجديدة - تتمتع تكنولوجيا النانو حقًا بمستقبل واعد في صناعة الدفاع. وتعتبر الحكومة مصدرا هاما لتمويل هذه المشاريع. تم إنشاء مراكز أبحاث تكنولوجيا النانو في جميع أنحاء البلاد. ستوفر الأبحاث الأساسية التي يتم إجراؤها في هذه المراكز الأسس التي سيتم بناء التطبيقات الواقعية عليها. وتركز مراكز إضافية بالفعل على التطبيقات العسكرية لتكنولوجيا النانو مثل تطوير أسلحة جديدة، ولكن معظم البحث والتطوير سيركز على المساعدات.
تبدي صناعات الدفاع والأمن الداخلي اهتمامًا كبيرًا بتقنية النانو، على أمل أن تنتج مصادر طاقة جديدة وبطاريات محسنة وأجهزة استشعار متقدمة من شأنها أن تساعد النظام الدفاعي بشكل كبير. في الواقع، تركز جهود البحث والتطوير حاليًا على مرافق توليد الطاقة الصغيرة لمجموعة متنوعة من التطبيقات. وفي حال تكلل الجهود بالنجاح، فإن هذه المرافق ستكون قادرة على تشغيل أجهزة الاستشعار وشبكات الاستشعار لحماية البنية التحتية مثل مرافق تنقية المياه والسكك الحديدية والجسور. وتشمل التطبيقات المحتملة الأخرى، من بين أمور أخرى، أجهزة الاستماع وأجهزة استشعار الصدمات المجهرية. تمول وزارة الدفاع البحث والتطوير لمصادر الطاقة الصغيرة.
إن الأنظمة الكهروميكانيكية الصغيرة لها آثار مباشرة على الدوائر المتكاملة، والمفاتيح الضوئية، وأجهزة استشعار الضغط، وعمليات تطوير الأسلحة، ولكن معظم جهود التطوير تركز حاليا على الأسلحة الجديدة ومراقبة الاستخبارات. ويمكن استخدام هذه الأنظمة، على سبيل المثال، لتزويد أقمار التجسس الصناعية بالطاقة من خلال ضغط البخار. وسيتحول الماء إلى بخار باستخدام طاقة الشمس ويعود إلى الحالة السائلة عندما يواجه القمر الصناعي الجانب البعيد من الشمس. وبفضل الكفاءة العالية لنظام تكنولوجيا النانو، فإن محطة توليد الكهرباء الصغيرة التي تعمل على البخار ستكون قادرة على توفير الطاقة الكافية لتشغيل الوحدة. يمكن تقليل أبعاد الوحدة ووزنها بما يصل إلى عشر مرات، وذلك بفضل طرق البناء المقبولة على مستوى النانو. وبدلاً من استخدام الصواريخ، سيكون من الممكن إطلاق هذه الأقمار الصناعية برصاصة بندقية - مع توفير أموال ضخمة وخلق صعوبة حقيقية لأولئك الذين يريدون اعتراض القمر الصناعي.
تتيح المواد التكنولوجية النانوية إنتاج أجهزة كشف حساسة بشكل خاص للكشف عن عوامل الحرب الكيميائية والبيولوجية. كما أن أجهزة الاستشعار الصغيرة ذات استهلاك الطاقة المنخفض للغاية، أو مع مصادر الطاقة الخاصة بها، ستسمح أيضًا باكتشاف الإشعاع الإشعاعي. وستتيح أجهزة الاستشعار الصغيرة اكتشاف المواد الكيميائية في شبكة المياه ونقل المعلومات إلى مركز التحكم حتى يمكن اتخاذ الخطوات اللازمة. يمكن لأجهزة الاستشعار الصغيرة الموجودة تحت الأرض اكتشاف حركة السفن في الموانئ. ستتمكن أجهزة الاستشعار التي سيتم تركيبها على الحاويات من معرفة ما إذا كانت تحتوي على مواد كيميائية.
يمكن للأقمشة النانوية التكنولوجية، والتي هي قيد التطوير حاليًا، أن تحمي من المواد الكيميائية والبيولوجية، أو تحافظ على حرارة الجسم أو تبددها، أو تحمي من اختراق الرصاص. وبهذه الطريقة سيكون من الممكن توفير الوزن العالي للسترة الواقية وتقليل الوزن الذي يحمله الجندي إلى ساحة المعركة بنحو 50 بالمئة. يمكن استخدام بدلة موحدة ذات ظلال متناوبة للتمويه في جميع ظروف التضاريس، وبفضل القدرة على التكيف مع الحرارة، فإنها تناسب أيضًا جميع الظروف الجوية - وبالتالي سيتم توفير المزيد من الوزن الذي يحمله الجندي. في الحرارة، تفتح فتحات تهوية صغيرة، وفي البرد تغلق للحفاظ على حرارة الجسم.
من أولى النجاحات في مجال أقمشة تكنولوجيا النانو هي مادة ذات خصائص Goretex وشكل وملمس القماش العادي. يمكن أيضًا استخدام الزي الرسمي المصنوع من عدة طبقات من هذه المادة كسترة واقية وتوفير وزن السترة التقليدية. كما يجري تطوير زجاج أمامي مقاوم للقنابل للسفن والطائرات وكذلك لمباني المكاتب الحكومية والمدنية.
يمكن أن تساعد تقنية النانو أيضًا في تطوير أشباه الموصلات، مع زيادة تصغير الترانزستور وتحسين أداء الشريحة. يمكن لأساليب تكنولوجيا النانو أن تزيد بشكل كبير من قدرة المعالجة وتخلق ثورة حقيقية في الصناعة.
מסקנות
إن تكنولوجيا النانو حاليًا في مرحلة البحث الأساسي، والتطورات التي وصفناها يمكن أن تحقق فائدة كبيرة. المواد ذات الخصائص المتقدمة ستجعل من الممكن إنتاج أجهزة حديثة للحماية المادية ضد الإرهاب ومراقبة الاستخبارات. وعندما يأتي اليوم سنرى أن الوعد قد تحقق، ومن الجدير متابعة التطورات عن كثب.
للحصول على المقال الأصلي على موقع الاتجاهات
متذوق تكنولوجيا النانو
https://www.hayadan.org.il/BuildaGate4/general2/data_card.php?Cat=~~~786066828~~~57&SiteName=hayadan
