ما هي تكنولوجيا النانو؟

ما هي تكنولوجيا النانو؟

 تعريف النانو:

  * Nano هي بادئة (الجزء الذي نبدأ به الكلمة) ، مشتقة من الكلمة اليونانية "nanos" والتي تعني قزم ، ويستخدم مقياس النانو للتعبير عن جزء من مليار من شيء ؛  على سبيل المثال ، نقول نانومتر ، أو نانوثانية ، وهذا يشير إلى جزء من مليار جزء من المتر وجزء من مليار جزء من الثانية.  ويمكن كتابة النانو في صورة أرقام 9-10.

  وحدات القياس بالنانو:

 * المقياس النانوي ليس سوى بادئة تستخدم للتعبير عن جزء من مليار جزء من وحدة القياس ، والمقياس النانوي لا يقتصر على وحدة معينة دون المزيد  وحدة ، ولكن يمكن استخدامها كبادئة لأي وحدة قياس.  ومع ذلك ، تظهر هذه البادئة في الممارسة العملية عدة مرات بوحدات قياس الطول ، ووحدات قياس الوقت ، ووحدات قياس الكتلة ، والوحدات الكبيرة جدًا مثل وحدة الشحنة الكهربائية وهي الكولوم.  ووحدة السعة الكهربائية.

  في ما يلي ، سوف نذكر بعض الوحدات التي نستخدم بها مقياس النانو بشكل متكرر.

  * النانوثانية النانوثانية هي وحدة زمنية تعادل جزء من المليار من الثانية ، مما يعني أن النانو ثانية واحدة تعادل 10-9 ثوانٍ.  لتوضيح الفترة الزمنية القصيرة المعروفة بالنانو ثانية ، يمكن استخدام سرعة الضوء ، والتي تبلغ حوالي 300 ألف كيلومتر في الثانية ، مما يعني أن الضوء يقطع مسافة ثلاثمائة ألف كيلومتر في واحد  الثانية (أو ما يعادل ثلاثمائة مليون متر في الثانية).  سيساعدنا المثال التالي في تحديد موضع النانو ثانية القصيرة.

 مثال: ما هي المسافة التي يقطعها الضوء في زمن النانو ثانية؟  الحل: لحل هذا السؤال يجب أن نستخدم القانون لحساب السرعة ، وهو: السرعة = المسافة / الوقت ، ومنه: المسافة = السرعة × الوقت ، واستبدال سرعة الضوء في  الفراغ بوحدة متر في الثانية والوقت بالنانوثانية لكل وحدة ثانية في هذا القانون مسافة = (3 × 108) × (1 × 10-9) ، المسافة = 0.3 متر.  هذا يعني أن الضوء يقطع مسافة 30 سم لكل نانوثانية ، على الرغم من أن سرعته عالية جدًا ، مما يدل على قصر زمن النانومتر.

  * النانومتر: النانومتر هو وحدة قياس الطول ، ويعتبر جزءًا من الوحدة الأساسية لقياس الطول في النظام العام للوحدات ، وهو المتر ، والنانومتر يساوي 1 × 10  - 9 أمتار ، وتعتمد تقنية النانو على أجهزة صغيرة جدًا تُقاس أبعادها بالنانومتر.  لتوضيح ماهية النانومتر وإعطائه انطباعًا أكثر وضوحًا ، من الممكن مقارنة النانومتر بقطر شعرة الإنسان ، أو طول الجسيم المجهري (مثل الفيروسات أو البكتيريا أو البكتيريا).  كريات الدم الحمراء).  يبلغ قطر شعرة الإنسان 75 ميكرون (ميكرون أو ميكرومتر).

* هي وحدة طول أيضًا وهي تساوي جزءًا واحدًا من مليون جزء من المتر ، مما يعني أن 1 ميكرون = 6-10 أمتار ، أي ما يعادل 75000 نانومتر (خمسة وسبعون ألف نانومتر) ، و  مما سبق يتضح أن النانومتر هو وحدة قياس أطوال ومسافات صغيرة جدًا وقصيرة جدًا.  وكمثال آخر لتوضيح حجم النانومتر ، من المعروف أن طول فيروس الإيبولا (بالإنجليزية: Ebola) يبلغ 1500 نانومتر ، بينما يبلغ عرضه 50 نانومتر.  [5] يمكن تحويل تحويل مهام النقل بين النانومتر والمتر من نانومتر إلى متر بضرب النانومترات الموجودة لدينا في 9-10.  بتحويل الأمتار إلى نانومتر بضرب الأمتار لدينا في 109.

  * مثال (1): إذا علمت أن الطول الموجي للون الأصفر هو 580 نانومتر فما هو طوله بالأمتار؟  الحل: لحل هذه المشكلة ، نحتاج إلى تحويل نانومتر إلى أمتار ، ويتم ذلك على النحو التالي: 1 نانومتر ← 1 × 10-9 متر 580 نانومتر ← × متر عن طريق الضرب العرضي × = 580 × 10-9 متر مثال (2  ): إذا أراد الطالب معرفة طولهم بالنانومتر ، فيجب تحويل طولهم من متر إلى نانومتر ، وإذا كان ارتفاع هذا الطالب 1.5 متر فما هو ارتفاعهم بالنانومتر؟  الحل: يمكن حل هذا المثال بنفس الطريقة كما في المثال السابق ، ولكن مع الأخذ في الاعتبار أن المجهول هذه المرة هو الطول بالنانومتر وليس الطول بالأمتار.

  * حيث: 1 نانومتر ← 1 × 10-9 م × نانومتر ← 1.5 م عن طريق الضرب العرضي × × 10-9 = 1.5 ، ثم × = 1.5 × 10-9 × = 1.5 × 109 نانومتر.  يمكن أيضًا حل هذا المثال بضرب العددين مباشرة في 109 ، ونحصل على نفس الإجابة.

  التحويل بين النانو ثانية والثواني:

  * من المهم معرفة طريقة التحويل بين النانو ثانية والثواني ؛  هذا لأن وحدة النانو ثانية صغيرة جدًا ومن الصعب إعطاء انطباع عنها دون تحويلها إلى وحدة زمنية ملموسة في حياتنا اليومية.  أيضًا ، من المهم حل المشكلات الفيزيائية والهندسية بوحدات من الثواني بدلاً من النانو ثانية (كما رأينا في المثال رقم 3).  1 نانوثانية = 1 × 10-9 ثوانٍ ، ومن هذه المساواة ، يمكننا القول أنه للتحويل من نانوثانية إلى ثانية ، علينا القسمة على 1 × 109 ، بينما للانتقال من ثانية إلى نانوثانية ،  بالضرب في 1 × 109.

  مثال (4): كم عدد النانو ثانية الموجودة في اليوم؟  (يساعد هذا المثال أيضًا في إعطاء الانطباع بأنه أقل من نانوثانية.) الحل: لحل هذا السؤال ، من الضروري معرفة عدد الثواني الموجودة في اليوم ، ثم تحويل هذه الثواني إلى نانوثانية بفضل  إلى طريقة التحويل التي ناقشناها سابقًا.  يمكننا التحويل من يوم إلى ثاني بضرب عدد الأيام المتاحة لدينا في (24 × 60 × 60).  يوم واحد = 1 × 24 × 60 × 60 = 86400 ثانية ، مما يعني أن هناك 86400 ثانية في اليوم.  نحتاج الآن إلى تحويل تلك الثواني إلى نانو ثانية ، وسنقوم بذلك عن طريق الضرب في 1 × 109 ، لذلك: الوقت بالنانو ثانية = الوقت بالثواني × 1 × 109 مرة بالنانو ثانية = 86400 × 1 × 109 = 86400 × 109 نانو ثانية.

  تقنية النانو (الإنجليزية: تقنية النانو)

  * هو العلم الذي يدرس تطبيقات الأشياء الصغيرة جدًا ، والتي يتراوح حجمها من 1 إلى 100 نانومتر ، والتي يمكن استخدامها في مجموعة متنوعة من مجالات العلوم والهندسة.  بدأت فكرة تقنية النانو مع الفيزيائي ريتشارد فاينمان عام 1959 ، وقد نما هذا العلم مع تطور قدرتنا على دراسة الذرات والجزيئات.