أستاذ بمعهد بحوث الانتاج الحيواني

ان النجاح المستمر في تسخير البحث العلمي في خدمة التنمية الاقتصادية والصناعية والابتكارات التكنولوجية من خلال رسم سياسات علمية وتقنية فعَّالة وشاملة سيكون له مردود اقتصادي جيد للمجتمعات. أن فكرة استخدام تقنية النانو تتلخص في إعادة ترتيب الذرات التي تتكون منها المواد في وضعها إذا قمنا بإعادة ترتيب الذرات في السيليكا وأضفنا بعض العناصر القليلة يمكننا تصنيع رقائق الكمبيوتر. لقد فتحت تقنية النانو آفاق جديدة فــي مختـــلف مجالات الحياة.

النانو: مصطلح نانو يعني الجزء من المليار؛ فالنانومتر هو واحد على المليار من المتر وللتوضيح تبلغ سمك الشعرة الواحدة لإنسان 50 مايكرومتر وهو ما يساوى 000,50 نانو وعندما تصطف عشر ذرات من الهيدروجين فإن طولها يبلغ 1 نانومترا مقياس النانو: عبارة عن الأبعاد التي يبلغ طولها نانومترا واحدا حتى 100 نانو متر

علم النانو: هو دراسة المبادئ الأساسية للجزيئات والمركبات التي ال يتجاوز قياسها الـ 100 نانو متر.

تقنية النانو: هو تطبيق لهذه العلوم وهندستها لخدمة البشرية

و يعتبر النانو تكنولوجي الجيل الخامس الذي ظهر في عالم الإلكترونيات الجيل الأول تمثل في استخدام المصباح الإلكتروني بما فيه التلفزيون ثم اكتشاف الترانزستور، وانتشار تطبيقاته الواسعة ثم استخدام الدائرات التكاملية وهي عبارة عن قطعة صغيرة جدا .

تقنيات النانو في وقتنا الحالي قامت باختزال حجم العديد من الأجهزة ورفعت من كفاءتها وعددت من وظائفها. ثم المايكروبروسيسور، الذي أحدث ثورة هائلة في مجال الإلكترونيات بإنتاج الحاسبات الشخصية والرقائق السيليكونية ثم بعد ذلك النانو تكنولوجي.

عند تصنيع المواد بحجم النانو فإن تركيبها الفيزيائي وتركيزها الكيميائي للمواد الخام المستخدمة في التصنيع تلعب دوراً مهماً في خصائص المادة النانوية الناتجة بخالف ما يحدث عند تصنيع المواد العادية ويصنع الحجم النانوي من المادة بالحفر الضوئي، القطع، الكحت والطحن ويمكن استخدام طرق كيميائية تبدأ بجزيئات منفردة كأصغر وحدة وتجمع في تركيب أكبر ويمكن فحص ودراسة خصائص المواد النانوية والتأكد من تركيبها باستخدام عدد من الأجهزة والتقنيات .

التطبيقات

• يمكن استخدام جزيئات الذهب النانوية والموسومة بالشرائح القصيرة للحمض النووي للتعرف على التسلسل الجيني لعينة ما وتحَّول تقانة المسام النانوية الخاصة بتحليل الأحماض النووية سلاسل النيوكليوتيدات مباشرةً إلى توقيعا ٍت إليكترونية.
• تستخدم في الحفاظ على جزيئات الدواء الصغيرة للمساعدة في انتقالها إلى المكان المستهدف بغرض الإطلاق النشط للأدوية. وتتضمن بعض التطبيقات الهامة في المجال عالج السرطان باستخدام جزيئات الحديد النانوية أو دروع الذهب
• تساعد تقنية النانو في إعادة إنتاج وإصلاح الأنسجة التالفة “هندسة الأنسجة” بانتشار الخلايا المحفزة صناعياً من خلال استخدام عوامل النمو على المواد النانوية المناسبة. وقد تحل محل أساليب العلاج التقليدية المستخدمة في يومنا هذا ومنها زراعة جهاز دقيق جداً الأعضاء أو الأطراف الصناعية. ففي التطبيقات الطبية يتم التشخيص الدقيق من خلال بمقياس النانو والتي تستطيع رصد واكتشاف الخلايا المصابة بالسرطان وذلك من خلال انحناء نتوءاتها الدقيق كما تتميز بقدرتها على معالجة هذه الخلايا.
• ·في مجال الأدوية والعقاقير أدخل دخل مصطلح النانو بيوتك وهو البديل الجديد للمضادات الحيوية. ففي جامعة هانج بانج  في سيول أستطاع الباحثون إدخال نانو الفضة إلى المضادات الحيوية، حيث أن الفضة قادرة على قتل 650جرثومه ميكروبيه دون أن تؤذى جسم الإنسان. هذه التقنية سوف تحل الكثير من مشاكل البكتيريا المقاومة للمضادات الحيوية.
• تم تصنيع روبوت صغير( بحجم النانومتر يُستخدم كمساعد للأطباء في العمليات الجراحية. كما نجحت جامعة الينوى في الولايات المتحدة الأمريكية في تطوير جهاز ُمَهندس بالتقنية النانونية يزرع في الجسم يعمل على تنظيم السكر في الدم وهى تغني مرضى السكري عن حقن الأنسولين فضال عن امكانية التصوير الطبي وتحليل الحامض النووي.
• إجريت بمعهد بحوث الإنتاج الحيواني التابع لمركز البحوث الزراعية عديد من الدراسات المتعلقة بتغذية الحيوان من خلال تطبيقات النانو تكنولوجي.
• اجريت العديد من الدراسات عن استخدام العناصر المعدنية بصورة نانومترية في تغذية الحيوان والدواجن بهدف زيادة كفاءة امتصاص العناصر وتقليل المستخدم منها وبالتاي تقليل الفاقد في البيئة مما يقلل من التلوث.
• تصنيع المبيدات في كبسولات نانومترية يستطيع الإنسان التحكم الدقيق في معدل إفراز المبيدات من الكبسولة أو عن طريق تصنيع المبيدات الحشرية في حجم نانومتري والاستفادة من زيادة كفاءتها بأقل التركيزات الممكنة. أو بتطوير جيل جديد من المبيدات المتخصصة الفات معينة دون غيرها.
• في مجال الصناعة تم استخدام تقنيات النانو تكنولوجي لتطوير صناعة الورق في مصر حيث تمكن فريق بحثي بالمركز القومي للبحوث من تحضير أنواع متطورة من الورق من ألياف نانو متربة تم استخدامها من المخلفات الزراعية مثل قش الأرز ومصاصة القصب ويتميز هذا النوع من الورق بمواصفات عالية الجودة والمتانة تتفوق علي الورق المحضر بالطرق التقليدية. كما يمكن ان تستخدم هذه التقنية في صناعة الأبواب والمقاعد والدعامات للطائرات حيث تكون صلبة وذات مرونة عالية وخفيفة الوزن.
• ·تم استخدام نوع معين من جسيمات النانو في صناعة نوع من الزجاج يعرف باسم “الزجاج النشط”، حيث تتفاعل هذه الجسيمات مع الأشعة الفوق بنفسجية فتهتز مما يزيل الرواسب والأوساخ والغبار الملتصق بالسيارات كما أنها تشكل سطحا قابلا للماء مما يجعل تنظيفها أمرا سهلا لدرجة أنه أطلق عليه اسم “زجاج التنظيف الذاتي.
• تتميز الدهانات بتقنية النانو بقدرتها على مقاومة الخدش والتآكل والتفتت مما سيجعلها مناسبة تماما لدهن السفن والمراكب. كما ان الشاشات التي تم تحسينها بتقنية النانو توفر كثيرا من طاقة التشغيل وتتميز بوضوح ودقة عالية وصغر سمكها وخفة وزنها. وتعتبر تحلية وتنقية المياه من أهم التطبيقات التي تستخدم النانو حيث أن الكثير من الدول النامية تعاني من نقص في المياه
• توفير للطاقة وذلك باستخدام الإضاءة الكافية ومواد أقوى إضائياً وتحول اللمبات الضوئية المستخدمة حالياً نحو 5% فقط من الطاقة الكهربائية إلى ضوء. إلا أن الأساليب النانوية ومنها المصباح الثنائي الباعث (LED (أو الذرات المحددة كمياً  QCAقد تؤدي إلى ترشيد استهلاك الكهرباء لأغراض الإضاءة.
• الخلايا الشمسية المتوافرة حالياً كفاءات ٍ منخفضة تتراوح بين 20-15. % إلا أن تقنية النانو قد تساعد على زيادة كفاءة تحول الضوء من خلال استخدام الهياكل النانوية.
• تقنية النانو قد تحسن من معدل الاحتراق للمحركات بتصميم محفزا ٍت خاص ٍة ذات مساحة سطحية أعظم. ففي عام 2005، قام العلماء بجامعة تورنتو بتطوير مادة جزيئية نانوية قابلة للرش والتي عندم رشها على السطح، تحوله في اللحظة إلى مجمع للطاقة الشمسية.
• اعتمدت تصميمات الذاكرة الإلكترونية فيما مضى على بنية الترانزستورات. إال أن switch crossbar وفرت بديلا من خلال استخدام الربطات الداخلية المعاد تشكيلها فيما بين حزم وصفائف الأسلاك العمودية والأفقية وذلك بهدف إنتاج ذاكرة الكثافة مرتفعةً.
• استخدام تقنية المواد النانوية ادي لتقليل وزن الطائرة بدون محرك إلى النصف تقريباً في حين يتم زيادة القوة والمتانة. بالإضافة إلى تقليل من كتلة المكثفات الفائقة والتي ستستخدم بصورةٍ متزايدةٍ في توفير القوة للمحركات الكهربائية المساعدة وذلك بهدف إقلاع الطائرة بدون محرك عن الأرض المنبسطة إلى التحليق في الأجواء العالية
• أشهر تطبيق لتقنية النانو هو التنظيف الذاتي أو الأسطح “سهلة التنظيف” على السيراميك أو الزجاج. حيث حسنت جزيئات السيراميك النانوية من نعومة ومقاومة الحرارة للأجهزة المنزلية العامة ومنها المكواة.
• تستخدم الألياف النانوية في تصنيع أقمش ٍة طاردةٍ للمياه والبقع بالإضافة إلى كونها مقاومة للانكماش. كما استخدمت تقنية النانو لتكامل ودمج أغشية جزيئات الكربون الصغيرة لضمان حماية كامل السطح من التغيرات الكهربائية الساكنة بالنسبة لمرتدي تلك الأقمشة.
• تعاني طريقة الحماية التقليدية من الأشعة فوق البنفسجية من افتقارها إلى الاستقرار على المدى الطويلblock sun  إلا أن القائمة على جزيئات النانو المعدنية ومنها ثاني أكسيد التيتانيوم توفر المزيد من المزايا، حيث يكون لجزيئات أكسيد التيتانيوم النانوي تاثيراً مقارناً في خاصية الحماية من أشعة الشمس فوق البنفسجية.

 المخاطر

لتكنولوجيا النانو وجه مرعب حيث يمكن ان ترفع احتمال تصنيع أسلحة ذات تأثير رهيب واحدا يمكن حمله في حقيبة يد جداً واحدة يمكنه قتل 50 بيليون شخص, وهي كافية لقتل كل إنسان على الأرض. ستكون الأسلحة اليدوية بجميع أشكالها أقوى أكثر بكثير من ذي قبل، ورصاصاتها قد تتمكن من التعقب الذاتي للضحية.

هناك أضرار الاستخدام تقنية النانو قد تتسبب في ظهور أورام خبيثة عند الذين يتعاملون معها بشكل مباشر. وذلك لخطورة المواد المصنعة باستعمال الأنابيب النانوية على صحة وسلمة الإنسان، وسهولة دخولها عبر مسام الجلد أو عن طريق الاستنشاق بسبب طابعها المجهري.، وفي حال دخولها للجسم فإن  طابعها من الصعب التخلص منها حيث لا يوجد علاج طبي لها.

ومن الضروري  دراسة المكونات الأولية للخلايا والمسار للعناصر النانومترية داخل الخلايا ، ومعرفة خصائصها باستخدام الميكروسكوبات الاليكترونية لابد من تقييم دورة الحياة الكاملة  لتلك الجزئيات النانوية ،  متضمنة عملية تصنيعها تخزينها وتوزيعها بالإضافة إلي تطبيقها والتخلص الآمن منها.

كما أن التأثيرات الناجمة على البشر والبيئة قد تتنوع وتتغير خلال مراحل عديدة من دورة حياتها وطبقا لمسارها بالخلايا الحيوانية والنباتية وما قد تسببه من اثار سيئة.

لذلك بالرغم من اجراء العديد من الأبحاث في مجال استخدام تقنية النانو في التطبيقات الزراعية بصورة مختلفة إلا ان الـ A D F تقوم ومنذ فترة بدراسة مسار تلك الجزيئات داخل الخلايا الحيوانية والنباتية لمعرفة اثارها الجانبية ولم تقر بعد باستخدام تلك التقنية في مجال تغذية الحيوان والدواجن.