تنفق وزارة الدفاع الأمريكية مئات الملايين من الدولارات سنويا من أجل استكمال ثورة تكنولوجيا النانو قبل الحرب القادمة
إن المواد والمكونات النانوية، بما في ذلك بعض أصغر المنتجات التي تم إنتاجها على الإطلاق، قد وصلت بالفعل إلى أنظمة الاتصالات والأسلحة المستخدمة في الحرب في العراق. لكن دور تكنولوجيا النانو لا يزال محدودا للغاية، ومن المرجح أن نتذكر الحرب في العراق باعتبارها الحرب الأخيرة التي لم تستخدم فيها هذه التكنولوجيا، وليس باعتبارها الحرب الأولى التي استخدمت فيها هذه التكنولوجيا بالكامل. وقال جيمس ألينبوجن، خبير تكنولوجيا النانو في شركة ميتري، إحدى الشركات الرائدة التي تقدم خدمات استشارية للبنتاغون: "معظم المواد المهمة حقًا لا تزال في مرحلة البحث".
تبدي وزارة الدفاع الأمريكية اهتماما كبيرا بمجال تكنولوجيا النانو، الذي سمي على اسم النانومتر - وهو الجزء من المليار من المتر، وهو بحجم جزيء صغير. وتدعم الوزارة الأبحاث في هذا المجال منذ أكثر من عقدين، ومن المتوقع أن تستثمر فيه نحو 243 مليون دولار خلال العام المالي الحالي. ويبلغ إجمالي الميزانية الفيدرالية للبحث وتطوير منتجات تكنولوجيا النانو خلال هذه الفترة 774 مليون دولار.
تكمن قوة تكنولوجيا النانو في حقيقة أن المواد الشائعة مثل الكربون - عند فحصها على مستوى النانومتر - تظهر أحيانًا خصائص غير متوقعة، مثل القوة الكبيرة. وقال الدكتور كليفورد لو، من مكتب الأبحاث الأساسية بوزارة الدفاع، إن تكنولوجيا النانو ستغير في نهاية المطاف أسلحة الحرب أكثر من اختراع البارود. وسوف تؤثر على جميع جوانب الأسلحة والاتصالات ورفاهية الجنود.
وقال الدكتور إدوين توماس، مدير معهد تكنولوجيا النانو العسكرية في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT)، إن الرؤى الأكثر دراماتيكية لتكنولوجيا النانو قد تتحقق في غضون جيل واحد. إحدى هذه الرؤى هي حلم الجيش باستخدام مواد النانو لإنشاء أزياء موحدة مقاومة للماء وخفيفة الوزن وقادرة على أن تكون أكثر صلابة من الفولاذ المدرع. أما تحقيق أهداف أقل طموحاً ـ مثل إنتاج أجهزة محمولة قادرة على تحديد موقع مجموعة واسعة من الأسلحة الكيميائية والبيولوجية والتعرف عليها بسرعة ـ فقد يكون جاهزاً للاستخدام العملي في غضون عامين.
وخصص الجيش الأميركي 50 مليون دولار، في ميزانية موزعة على خمس سنوات، لتطوير معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، وسيتم توفير نفس المبلغ نقدا ووسائل أخرى من قبل معهد التكنولوجيا والكيانات الصناعية الأخرى. وقال توماس إنه من الناحية المثالية، سيتضمن الزي الرسمي "مواد نانوية" يمكن استخدامها كعضلات دعم خارجية للجندي، مع أجهزة استشعار صغيرة لمراقبة صحته.
ليست كل تكنولوجيا النانو مستقبلية إلى هذا الحد. على سبيل المثال، بدأت البحرية الأمريكية بالفعل في استخدام مادة طلاء تم تطويرها بوسائل تكنولوجيا النانو. وبحسب المطور شركة "إنفرامات"، فإن المادة تستخدم لتغليف أنابيب غلايات البخار في السفن، وأجزاء من آلية الدفع في حقول الألغام.
لقد خصصت الأبحاث العسكرية منذ فترة طويلة جزءًا كبيرًا من نشاطها لتغليف المواد، وذلك بسبب الظروف القاسية التي غالبًا ما تواجهها السفن والطائرات والمعدات القتالية الأرضية. وقال الدكتور ديفيد ريزنر، الرئيس التنفيذي لشركة إنفرامات، إن "النانوكس"، مركب الألمنيوم والتيتانيوم الذي تنتجه الشركة، يتكون من حبيبات يتراوح عرضها من 10 إلى 40 نانومتر، تنتشر عند رش المادة على السطح. ووفقا له، فإن المركب أكثر مرونة ومتانة من الطلاءات العادية، التي تكون جزيئاتها أكبر بما يصل إلى مائة مرة.
وأضاف رايزنر أن المركب أكثر مقاومة للحرارة من الطلاءات العادية ويمكنه إطالة عمر التوربينات الصناعية ومحركات الطائرات بشكل كبير.
واشترت وزارة الدفاع منتجًا آخر نانومتريًا كمضاف إلى وقود الصواريخ، ويحتوي على جزيئات أكسيد الحديد التي يبلغ عرضها ثلاثة نانومترات فقط. المركب، الذي تنتجه شركة خاصة تدعى "Mach-1"، هو مجرد شكل مجهري من الصدأ. يتم استخدامه كمحفز لتحويل الوقود الصلب إلى غازات تحترق عند إطلاق الصاروخ. حجمها الصغير يمنحها استجابة أكبر من محفزات أكسيد الحديد العادية، وهذا يتيح تحويل أسرع للوقود وزيادة في سرعة ومدى الصواريخ.
ترتبط الأحلام الأكثر طموحًا لتقنية النانو بالقوة الحسابية. يتوقع العديد من الخبراء العسكريين تطوير شبكات ضخمة ومرنة من أجهزة الاستشعار الصغيرة، والتي ستكون بمثابة أنظمة مراقبة غير تدخلية. وستكون هذه الأنظمة، بالإضافة إلى قدرتها على اكتشاف الهجمات الكيميائية، قادرة أيضًا على الرد على مثل هذه الهجمات بطريقة تسمح باحتوائها وحتى تحييدها.
ولا يزال من غير الواضح كيف سيتم إنتاج أنظمة وأجهزة تكنولوجيا النانو المتقدمة. يقول معظم الخبراء أنه سيتعين على الشركات المصنعة تطوير عمليات تسمح للمكونات الجزيئية بالإدارة بمفردها كأنظمة كبيرة. لكن بعض الشركات الناشئة، مثل "إريكس"، تحاول تطوير منتجات النانومتر بشكل مباشر. تقوم شركة Arix بتسويق جهاز يسمح للعلماء بنقل الخلايا وشظاياها باستخدام أشعة الليزر. تريد الشركة استخدام الليزر لإدخال الجزيئات الحساسة للملوثات المختلفة بدقة في مصفوفة مغمورة في مادة لزجة في نهاية حزمة من الألياف الضوئية. يوضح باريكس أن التحولات الصغيرة في المصفوفة استجابةً لارتباط مادة ملوثة بالجسيم ستشير إلى وجود المادة الملوثة.
ومن المتوقع أن تكون ديناميكيات العرض والطلب هي القوة الدافعة في التمييز بين مختلف الشركات المصنعة في مجال تكنولوجيا النانو، لكن وزارة الدفاع تعتزم الحفاظ على نفوذها في هذا المجال. ويتابع المكتب عن كثب الاستثمارات حول العالم في أبحاث تكنولوجيا النانو. وقد حصل ما يقرب من 25 ألف باحث في الدول الآسيوية على درجة الدكتوراه في مجالات الهندسة المرتبطة بتكنولوجيا النانو في عام 2000، مقارنة بأقل من 5,000 في الولايات المتحدة، وفقا لمؤسسة العلوم الوطنية. ووفقا للدكتور جيمس مورداي، أحد كبار الباحثين في البحرية الأمريكية والقائم بأعمال مدير مكتب التنسيق الوطني لتقنية النانو، فمن بين 18 ألف مقال علمي نشر حول هذا الموضوع في عام 2000، ثلثها فقط كان نتيجة أبحاث أمريكية. وحذر مورداي قائلا: "لن نصبح تلقائيا قادة العالم في هذا المجال".
بإذن من والا
