Nanoscience
لم يهتم بالتعامل مع المواد في مستواها الذري والجزيئي بمقياس لا يتعدى 100 نانومتر، و يهتم أيضا باكتشاف ودراسة الخصائص المميزة لمواد النانو.
فكرة استخدام تقنيات النانو فى إعادة ترتيب ذرات المواد و بالطبع كلما تغير الترتيب الذري للمادة كلما تغيرت خصائصها الناتجة الى حد كبير ومن هنا أمكن للعلماء تلافى بعض الخصائص الغير مرغوب فيها فى بعض المواد او اضافة مواد اخرى تضاعف من كفاءة أداء تلك المواد ومن مميزات النانو تكنولوجى أنها ذات تكلفة منخفضة إذ أنها من خصائصها تصنيع النسخ المتطابقة ذاتياً وهذا عن طريق وضع انظمة تقوم بعمل نسخ من نفسها و تصنع منتج مفيد .
وهي موجودة في الطبيعة وكمثال على هذا : سحلية جيكو” (Gecko) حيث درسها العلماء ليعرفوا سرَّ تسلُّقها على الجدران وجرْيها على الأسقف رأسًا على عقب دون السقوط على الأرض؛ فذُهلوا عندما وجدوا أن هذه السحلية تملك مليوني (2.000.000) شُعَيرة ميكرومترية الحجم في كل إصبع من أصابعها، وازدادوا دهشة حين رأوا أن كل شُعَيرة من هذه الشُّعَيرات تتفرَّع إلى ألف (1000) شُعَيرة نانوية دقيقة.
وعندما قاموا بحساب هذه الشُّعَيرات ووجدوها ملياري شُعَيرة لا تزيد ولا تنقص، وَقَفوا مشدوهين؛ إذ اكتشفوا أن هذا العدد هو ما يعطي للسحلية قابلية الالتصاق بهذه القوة الهائلة، ولو أن واحدة من هذه الشُّعَيرات نقصت، لَفقدت هذه السحلية بالمرة موهبة تسلق الجدران والجري عليها.
لقد قام العلماء بمحاكاة هذا المخلوق الصغير (جيكو)، وصنعوا من أنابيب الكربون النانوية شريطًا لاصقًا يعمل بنفس التقنية فيلتصق على الأسطح بقوة
تقنية النانو تعتمد في عملها على إعادة ترتيب ذرات المواد وبالطبع كلما تغير الترتيب الذري للمادة كلما تغيرت خصائصها الناتجة إلى حد كبير
أحد الأشياء التي تجعل المواد متناهية الصغر فعالة للغاية هو أن لديها نسبة سطح أعلى إلى نسبة الوزن من المواد الأخرى. هذا يزيد بشكل كبير من قدرتهم على الارتباط الكيميائي بالمواد الأخرى، مما يخلق مركبات أقوى وأخف وزناً. تمتلك هذه المواد أيضًا خصائص فريدة لا تتوفر في مواد أخرى.
واحدة من المواد النانوية الواعدة هي أنابيب الكربون النانوية. هذه يمكن إنتاجها بنسبة 1،000،000 إلى 1، وخلق مادة ليفية قوية بشكل لا يصدق وخفيفة الوزن بشكل لا يصدق لاستخدامها كمادة مضافة في مواد متنوعة مثل إطارات السيارات والخرسانة ، وزيادة قوة الضغط والانحناء.
بداية الإكتشاف
لا يمكن تحديد عصر أو حقبة معينة لبروز تقنية النانو، كما أنه ليس من المعروف بداية استخدام الإنسان للمادة ذات الحجم النانوي، لكن من المعلوم أن أحد المقتنيات الزجاجية وهو كأس الملك الروماني لايكورجوس
(Lycurgus) في القرن الرابع الميلادي الموجودة في المتحف البريطاني يحتوي على جسيمات ذهب وفضة نانوية، حيث يتغير لون الكأس من الأخضر إلى الأحمر الغامق عندما يوضع فيه مصدر ضوئي. وفي الحضارة المسيحية نجد نوافذ الكنيسة هي مثال كلاسيكي لإستخدام المبكر لتقنية النانو. فجزيئات الذهب النانوية، هي المسؤولة عن إنتاج اللون الأحمر القاني للزجاج، كالزجاج المستخدم في كاتدرائية كولونيا التي يعود تاريخيا إلى 8012 م. وكذلك تعتمد تقنية التصوير الفوتوغرافي منذ القرنين الثامن عشر والتاسع عشر الميلاديين على إنتاج فيلم أو غشاء مصنوع من جسيمات فضية نانوية حساّسة للضوء. ولكن من الواضح أن من أوائل الناس الذين استخدموا هذه التقنية هم العرب والمسلمون حيث كانت السيوف الدمشقية مثل سيف صلاح الدين المعروف بالمتانة يدخل في تركيبها مواد نانوية تعطيها صلابة ميكانيكية، كما كان صانعوا الزجاج في العصور الوسطى يستخدمون حبيبات الذهب النانوية الغروية للتلوين. كما يمكن الإشارة إلى ان كلمة النانو مشتقة من الكلمة الإغريقية ( dwarf) والتي تعني جزء من البليون من الكل ، ويعرَّف النانومتر بأنه جزء من البليون من المتر، وجزء من الإلف من الميكرومتر. ولتقريب هذا التعريف إلى الواقع فان قطر شعرة الرأس يساوي تقريبا 75000 نانومتر، وكذلك فان نانومتر واحد يساوي عشر ذرات هيدروجين مرصوفة بجانب بعضها البعض طوليا
( بمعنى ان قطر ذرة الهيدروجين يساوي 0,1 نانومتر)، كما ان حجم خلية الدم الحمراء يصل إلى 2000 نانومتر، ويعتبر عالم النانو الحد الفاصل بين عالم الذرات والجزيئات وبين عالم الماكرو.
وقد ظهر مسمَّى تقنية النانو عام1974م عبر تعريف البروفيسور نوريو تانيقوشي في ورقته العلمية المنشورة في مؤتمر الجمعية اليابانية للهندسة الدقيقة حيث قال
( ان تقنية النانو ترتكز على عمليات فصل، اندماج، واعادة تشكيل المواد بواسطة ذرة واحدة او جزيء )،