تقنية النانو والعمارة

نشرت من قبل corsati في

تقنية النانو والعمارة

كلمة “نانوس” بالإغريقية تعني القزم الصغير، و مقياس النانو أو الـ”Nano Scale “هو أدق وحدة قياس مترية معروفة حتى الآن ، ويمثل واحد على المليار من المتر

ولكي نتخيل صغر النانو متر نذكر ما يلي، تبلغ سماكة الشعرة الواحدة للإنسان 80 ميكرومترا أي 80,000 نانو

مقياس النانو:

يشمل الأبعاد التي يبلغ طولها نانومترا واحدا إلى 100نانو متر علم النانو: هو دراسة المبادئ الأساسية للجزيئات والمركبات التي لا يتجاوز قياسها (100 نانو متر(

*تكنولوجيا النانو بطريقه مبسطة تعتمد على مسألتين، الأولى بناء المواد بدقة من الذرات الدقيقة ومستوى أعلى جدا من الجودة والتشغيل.

والثانية أن خصائص المواد قد تتغير بصورة مدهشة عندما تتجزأ الى قطع أصغر وأصغر، وخصوصا عند الوصول الى مقياس النانو أو أقل، عندها قد تبدأ الحبيبات النانونية اظهار خصائص غير متوقعة ولم تعرف من قبل أي غير موجودة في خصائص المادة

 فمثلا الماس يتكون من ذرات كربون متراصة بطريقه ما والفحم يتكون ايضا من ذرات كربون ولكن متراصة بطريقه اخرى فيمكن للنانو ان يعيد ترصيص ذرات الكربون بالفحم كما هي بالماس فيتحول الفحم الى ماس.

ويشير العلماء الى أنه بواسطة تكنولوجيا النانو سيكون بالإمكان أن يحمل الإنسان سوبر كمبيوتر على معصم يده،

اهمية تقنية النانو:

النانوتكنولوجي (nano technology). هو الجيل الخامس الذي ظهر في عالم

الإلكترونيات وقد سبقه

1. الجيل الأول: ويتمثل في استخدام المصباح الإلكتروني (Lamp) بما فيه التلفزيون
2. الجيل الثاني: ويتمثل في اكتشاف الترانزيستور، وانتشار تطبيقاته الواسعة
3. الجيل الثالث: ويتمثل في استخدام الدوائر التكاملية (Integrate Circuit _ IC) وهي عبارة عن قطعة صغيرة جداً شكلت قفزة هامة في تطور وتقليل حجم الدوائر الالكترونية.
4. الجيل الرابع: ويتمثل في استخدام المعالجات الصغيرة (Microprocessor)، الذ أحدث ثورة هائلة في مجال الإلكترونيات بإنتاج الحاسبات الشخصية والرقائق الكومبيترية السيليكونية التي أحدثت تقدماً في العديد من المجالات العلمية والصناعية
5. الجيل الخامس : ويتمثل فيما صار يعرف باسم النانو تكنولوجي

مراحل تطور تقنية النانو:

أول من قام بالتفكير فى موضوع النانو هو عالم الرياضيات الأمريكي فون نييمان الذي حصل على جائزة نوبل فى عام 1959.

في عام 1991اكتشف الباحث الياباني سوميو ليجيما الأنابيب النانوية المؤلفة فقط من شبكة من الذرات الكربونية.

وبالقياس تم الحصول على مقاومة شد أعلى من مقاومة شد الفولاذ بعشرة مرات وأكثر قساوة واستقراراً من الماس بمرتين على الأقل

الأنابيب الكربونية

هذه الأنابيب الكربونية تتكون من جزيئات متناهية الصغر وتمثل  واحداً على مليار من المتر،  وتتكون في طبيعتها من رقائق الجرافيت التي لُفت على شكل أنابيب.
وتتميز بمزيج جيد من صفات الماس والجرافيت، حيث الصلابة والتوصيل الحراري من الماس والتوصيل الكهربائي من الجرافيت، بينما تنفرد بالمرونة والوزن الخفيف.

تطبيقات تقنية النانو:

للنانو تكنولوجي تطبيقات عديده في مختلف المجالات مثل: مجال الطب ومجال البيئة ومجال صناعة الطاقة والمجال العسكري ومجال الزراعة ومجال الاتصالات ومجال العمارة.

تقنية النانو والعمارة:

أما فيما يتعلق باستخدامات هذا العلم في مجال التشييد والبناء العمراني فقد ذكر أن علم النانو تكنولوجي ساهم ولا يزال يساهم في تطور أعمال التشييد والبناء حيث أن العمر الافتراضي للأبنية التقليدية يصل أعمارها إلى الخمسين عاماً وفي أقصاها إلى المئة عام إلا أنه مع استخدام علم النانو تكنولوجيا في علوم العمارة والبناء الجديد يصل العمر الافتراضي للمبنى إلى الخمسمائة عام وهذه حقيقة لا خيال.

– أن هذا العلم سيسهم كثيراً في مجال البناء حيث أنه يسهم في الوفرة في تصنيع المواد الداخلة في تصنيع المواد الفائقة في الصلابة والمتانة والأقوى من الفولاذ بخمسين مرة والأخف وزناً من المواد الحالية التقليدية كالحديد والخرسانات الإنشائية بالأقل كلفة وحجماً، إضافة للأنابيب النانونية التي تستخدم في أعمال التمديدات والصرف.

الخامات النانونية

زجاج النانو

زجاج النانو هو منتج خاص من منتجات النانو تكنولوجي

من اهم خواصه:

• صد المياه
• التنظيف الذاتي طويل المدى ضد إثر المياه والأتربة
• الحماية من تغيرات الطقس
• الحماية من الاشعة فوق البنفسجي
• شديد المقاومة
• سهولة التصميم لرقة وقلة  وزن الزجاج

استخدام الخلايا الشمسية في الزجاج للعمل على استغلال الطاقة الشمسية تؤدي إلى تحقيق توفير في التكلفة للمعدات التحكم في الطاقة وكذلك تكاليف التشغيل ومعدات لمراقبة المناخ

الطلاءات النانونية

هي المنتج الرئيسي للطاقة

على غرار الطريقة التي تمتص أشعة الشمس النباتات وتحويله الى وقود الطاقة الكيميائية لنمو النبات، والطلاء امتصاص الطاقة من أشعة الشمس والضوء في الأماكن المغلقة وتحويلها إلى طاقة كهربائية.
حيث سيتم الاستغناء عن الاسلاك الكهربائية.

والنانو تكنولوجي أبدع في تصنيع مواد الدهانات بجودة عالية وبألوان تفوق الخيال في عدد وتفاوت درجاتها وتغيرها حسب الأذواق؛ إضافة إلى أنها غير قابلة للصدأ والتغيير مع العوامل البيئية مع تقدم عمر العقار.

امثله لمباني نانونية

برج الكربون

برج الكربون هو نموذج من 40 طابقا شاهقة الارتفاع متعددة الاستخدامات ويضم البرج خمسة نظم مبتكرة:

• الهيكل الأساسي حلزون مزدوج مضغوط مسبقا.
• الطوابق المركبة الرقائقية مشدودة فيما بينها.
• السلالم الخارجية محدده بخيوط كربونية.
• الحوائط من اغشيه تنفسيه رقيقه.
• التهوية من خلال DUCTبه انابيب تهويه

الدراسات تشير إلى أنه إذا تم بناء البرج سيكون أقوى وأخف بناء من نوعه

منزل النانو

هو نتيجة تعاون بين أفضل علماء استراليا والمهندسين المعماريين والمصممين معا لتصميم وبناء نوع جديد من الأبنية الموفره في استهلاك الطاقة عن طريق استغلال المواد الجديدة التي وضعتها النانو تكنولوجي.

ويجري اكتشاف وتطوير المواد النانونيه نتيجة لمعرفة كيفية تحقيق الجزيئات الذرية، والدقة في هندسة المواد. هذه المواد الجديدة فرصا جديدة لحل المشاكل العصرية في هذا المنزل.

أمثلة أخرى (مجال الاتصالات)

هل تخيلت يوما أن تلبس في معصمك كمبيوتر متكامل الامكانيات بما فيه الجوال

تدخل تقنية النانو في هندسة الاتصالات حيث دخلت تقنية النانو في صناعة أجهزة التلفونات المحمولة، لذا سوف تصبح الشاشة مرنة وشفافة مما يؤدي إلى تمددها على شكل شاشة كبيرة لأغراض التصفح أو تقليصها حتى تصبح في حجم الاصبع في حالة استعمالها في المكالمات العادية كما يمكنها تنظيف نفسها من بصمات الأصابع.

أما في الأقمار الصناعية فإن لتقنية النانو دوراً كبيراً فيما يتعلق بالحجم أو الوزن والفاعلية ناهيك عن خفض التكلفة إلى ما يساوي أقل من عُشر التكلفة الحالية ليس هذا فحسب بل أن تقنية النانو قد غزت عالم الحواسيب وقطع غيارها المختلفة، كما أن المستقبل ينبئ بتطبيقات لا حدود لها في عالم الاتصالات.