hotchpotch/wikipedia-multilingual-ir-pairs huggingface dataset:
تقانة حيوية التاريخ
في نهاية التسعينيات، ظهرت شركات متخصصة في التكنولوجيا الحيوية. تُعرِّفهم منظمة التعاون الاقتصادي والتنمية (OECD) على أنهم "شركات تعمل في مجال التكنولوجيا الحيوية لأنها تستخدم تقنية حيوية واحدة على الأقل لإنتاج سلع أو خدمات و / أو لتحسين البحث والتطوير في مجال التكنولوجيا الحيوية. قد يكون لبعض هذه الشركات مجالات عمل واسعة جدًا ولكنها تخصص جزءًا صغيرًا فقط من نشاطها الاقتصادي للتكنولوجيا الحيوية
من عام 2000 إلى عام 2010، اُستخدمت الكائنات الحية الدقيقة، وربما المعدلة وراثيًا، والعديد من الإنزيمات بشكل متزايد في العديد من قطاعات الاقتصاد؛ في البحث، في صناعة الأغذية الزراعية والأدوية، في بعض الأنشطة الطبية أو أنشطة إعادة التدوير، التخلص من النفايات، إزالة تلوث التربة أو المياه، إنتاج الطاقة (الهضم اللاهوائي، إلخ) على وجه الخصوص. لكن هذه المستجدات تؤثر أيضًا على بعض الأنشطة ذات الصلة (الصيانة والتنظيف والإصلاح وتثير أسئلة جديدة تتعلق بالسلامة والصحة في العمل)
في الوقت نفسه، ومع بعض التأخير في كثير من الأحيان، تميل لوائح العمل إلى التطور لحماية صحة العمال من المخاطر الجديدة
تقانة حيوية تطبيقات التكنولوجيا الحيوية
العلاج الجيني (بالإنجليزية: Gene therapy) أي معالجة الأمراض الوراثية في البشر باستخدام التكنولوجية الحيوية في نقل وتعديل الجينات المعطوبة، بالإضافة إلى إمكانية زرع أعضاء جديدة باستخدام المحتوى الوراثي لخلية المريض بدلا من أن ينقل له عضو من متبرع أو من ميت.
إنتاج أدوية خاصة بالمحتوى الجينى للفرد (بالإنجليزية: pharmacogenomics) أو ما يعرف بعلم الصيدلة الجيني.
التعامل في قضايا اثبات النسب وفي الطب الشرعى بوحدات الDNA في الجانب الجنائي من القضايا للكشف عن هوية المجرم عن طريق البصمة الوراثية، بالإضافة إلى فحوصات ما قبل الزواج لمعرفة احتمالية الإصابة بالأمراض في الأجيال القادمة.
تستخدم الكائنات الدقيقة (خاصة البكتريا والفيروسات) على نطاق واسع في مشروعات التكنولوجيا حيوية على سبيل المثال:
- إنتاج البروتينات كالانسولين البشرى (humo insulin)
تقانة حيوية تطبيقات التكنولوجيا الحيوية
- استخدام البكتريا في إنتاج الاسمدة الحيوية (bio fertilizers) بدلاً من استخدام الاسمدة الكيماوية.
- تصنيع المركبات الكيميائية المستخدمة في العقاقير.
- استخدام الكائن الدقيق كناقل لبعض الجينات التي تحمل الصفات المرغوبة.
على الصعيد الزراعى فتح مجال التكنولوجيا الحيوية أفاقاً واسعة جدًا في الإنتاج النباتى.
- إمكانية نقل جينات بعض الصفات المرغوبة (مثل تحمل درجة الحرارة ونقص المياه من نباتات صحراوية) إلى نباتات أخرى.
- التحكم في أحجام وأشكال الثمار والنباتات بشكل عام (زيادة الحجم وتغيير اللون والشكل حسب الرغبة).
- إمكانية رفع القيمة الغذائية لمحصول ما بإضافة بعد الصفات الوراثية من محاصيل أخرى.
- مضاعفة كميات المحاصيل الناتجة واختزال الوقت اللازم للنمو وبالتالى المساعدة على القضاء على المجاعات وارتفاع أسعار الغذاء.
تقانة حيوية الألوان
وتصنف مجالات التكنولوجيا الحيوية أيضا بالألوان:
في المجال الطبى، من أمثلتها إنتاج المضادات الحيوية من الكائنات الحية واستخدام الهندسة الوراثية لمعالجة الأمراض وفي منابلة الجينات وكذلك إمكانية إنتاج أدوية خاصة بالمحتوى الجينى لفرد ما.
في المجال الزراعى، من أمثلتها إنتاج النباتات المعدلة وراثيًا ذات الفوائد العدة كما أخبرنا من قبل باستخدام زراعة الانسجة أو غيرها، المبيدات الحشرية غير الكيميائية، الاسمدة الحيوية..
من أكثر المجالات انتشارا وقد ادخلت العديد من التعديلات على صناعات قديمة (كالورق والبلاستيك) وهي المعروفة أيضًا بالتكنولوجيا في المجال الصناعي، من أمثلتها استخدام الكائنات الحية لإنتاج مواد كميائية مطلوبة للاستخدام التجارى حيويًا بدلاً من إنتاجها صناعيًا وتشمل أيضًا التصنيع الدوائي وإنتاج الفيتامينات هناك أيضًا المعالجة الخاصة للأنسجة والجلود، إنتاج البلاستيك القابل للتحلل العضوى..
تقانة حيوية الألوان
قسم التكنولوجيا الحيوية الأصفر (أو التكنولوجيا الحيوية مع الحشرات كما يعرف الناس ذلك) هو مماثل إلى الأحمر (الحيوانات) والأخضر (النباتات) من التكنولوجيا الحيوية.
مما يجعلها بسيطة، وتكنولوجيا المعلومات الحيوية هو استخدام الهندسة الحيوية لجعل الطعام أفضل.
مما يجعل مستودع هائل لجميع المواد الطبيعية المتاحة للاقتصاد الحيوي هو التكنولوجيا الحيوية الأصفر التي يسمى أيضا «التكنولوجيا الحيوية الحشرات».
انها فرع في مجال التجارة الدولية المتعلقة بإنتاج الأغذية حيث تُستخدم الجينات النشطة في الحشرات للتطبيق في الزراعة والطب.
ويعتمد أكثر من 200,000 نوع الحشرات على النبات للأغذية.
على مدى الوقت، تطورت لتشين على اندفاع النباتات النباتية النباتية المنتجة لإنتاج عضلات الأعشاب. يتم ترميز عمليات إزالة السموم هذه في جينات مختلفة. تعمل التكنولوجيا الحيوية الآن على تحويل هذه الجينات بطريقة تسمح بسمك النباتات.
كما تم إحراز تقدم التقدم مع استخدام تكنولوجيا راي.
من ناحية أخرى، من الواضح أن صناعة اللحوم لديها فئير، تأثير على البيئات العالمية.
تقانة حيوية الألوان
إزالة الغابات، والأعلاف الثقيلة، واستخدام المياه النظيفة ضرورية لرفع الثروة الحيوانية، في حين أن الآفات، المضادات الحيوية، والنفايات الحيوانية، والتلوث المباشر. من تحويل الموارد لإنشاء المزارع وبروغراتهم اللاحقة - صناعة اللحوم هي المسؤولة عن 24% من انبعاثات غازات الدفيئة وحده.
هل ما هي التكنولوجيا الحيوية الأصفر تتضمن التقليل من الاستغلال البيئي من تعديل إنتاج اللحوم من استخلاص السموم الاستخراج المنتجات السلبية المنتجات التطبيقات المتنقلة الأصفر الألواح الحيوية الأصفر الأصفر ذات الصلة لديها مجموعة واسعة من التطبيق لإنتاج الأغذية. وهنا بعض الأمثلة حيث كان الأفلام الأصفر فعالة فعالة.
هذا المجال هو التكنولوجيا الحيوية التي تتعامل مع عالم البحار والكائنات البحرية، وليس في هذا الفرع الوليد على الساحة العربية تطبيقات رائدة تُذكر حتى الآن..
التكنولوجيا الحيوية المظلمة هي المرتبطة بالإرهاب البيولوجي أو الأسلحة البيولوجية والحروب البيولوجية التي تستخدم الكائنات الحية الدقيقة والسموم للتسبب بالمرض ومن ثم الوفاة للبشر والمواشي والمحاصيل.
تقانة حيوية تقانة حيوية للأغذية
التقانة الحيوية للأغذية هي فرع من العلوم الغذائية يتم فيها تطبيق أساليب التقانة الحيوية الحديثة. التقانة الحيوية للأغذية تعود إلى عقود عديدة، حيث قام الناس في الماضي بتهجين أنواع نباتات وحيوانات مماثلة من أجل استنباط أصناف جديدة من الطعام.
وتم استخدام عمليات تقانة حيوية مختلفة لخلق وتحسين منتجات غذائية ومشروبات جديدة من بينها التخمير والمضافات الغذائية والاستنباتات النباتية والحيوانية والأغذية المعدلة وراثيا. والكائنات الحية الدقيقة المشاركة في هذه العمليات عادة ما تشمل البكتيريا والخميرة والطحالب والعفن.
تقانة حيوية تقانة حيوية للأغذية
يعود استخدام التقانة الحيوية للأغذية إلى آلاف السنين إلى زمن السومريين والبابليين. وهذه المجموعات من الناس استخدمت الخميرة لعمل مشروبات مخمرة مثل الجعة. كما تم استخدام الإنزيمات النباتية مثل المالت (الشعير النابت) منذ آلاف السنين، قبل أن يكون هناك حتى فهم للإنزيمات. وتم إحراز مزيد من التقدم في مجال التقانة الحيوية للأغذية مع اختراع المجهر من قِبل أنطون فان يوينهويك (Anton van Leeuwenhoek)، الأمر الذي أتاح للبشر اكتشاف الكائنات الحية الدقيقة التي سيتم استخدامها بعد ذلك في إنتاج الغذاء.
علاوة على ذلك، تم إحراز تقدم في مجال التقانة الحيوية للأغذية في عام 1871م عندما اكتشف لويس باستور (Louis Pasteur) أن تسخين العصائر إلى درجة حرارة معينة من شأنه أن يقتل البكتيريا السيئة التي من شأنها أن تؤثر على التخمير. تم بعد ذلك تطبيق هذه العملية على إنتاج الحليب، حيث يتم تسخين الحليب إلى درجة حرارة معينة لتحسين سلامة الأغذية.
تقانة حيوية تقانة حيوية للأغذية
وشهدت علوم الأغذية والتقانة الحيوية للأغذية بعد ذلك تقدمًا لتشمل اكتشاف الإنزيمات ودورها في التخمير وهضم الأطعمة. ومع هذا الاكتشاف، ظهر المزيد من التقدم والتطور التكنولوجي في مجال الإنزيمات. واستخدمت الإنزيمات الصناعية المعتادة مستخلصات نباتية وحيوانية، ولكن تم استبدال هذا لاحقًا بالإنزيمات الجرثومية. ومن الأمثلة على ذلك استخدام كيموسين في إنتاج الجبن؛ وكان الجبن يُصنع عادة باستخدام منفحة الإنزيم التي يتم استخراجها من بطانة معدة الأبقار. ثم بدأ العلماء في استخدام الكيموسين المأشوب من أجل تخثر الحليب الأمر الذي ينتج روائب الجبن.
وإنتاج الإنزيمات الغذائية باستخدام الإنزيمات الميكروبية كان أول تطبيق للكائنات الحية المعدلة وراثيًا.
وتطورت التقانة الحيوية للأغذية لتشمل استنساخ النباتات والحيوانات كذلك تحقق المزيد من التطور في الأغذية المعدلة وراثيًا في السنوات الأخيرة.
معلوماتية حيوية
المعلوماتية الحيوية أو علم المعلومات الحيوية (بالإنجليزية: Bioinformatics) أو علم الأحياء الحاسوبي (بالإنجليزية: computational biology) هو استخدام أحدث تقنيات الرياضيات التطبيقية، المعلوماتية، الإحصاء، وعلوم الحاسب لحل مشكلات بيولوجية حيوية.
المعلومات الحيوية تتداخل مع عدد كبير من العلوم (علم الاحياء، الكيمياء، الفيزياء، علوم البيانات، البرمجة، هندسة البيانات، الرياضيات، الرياضيات التطبيقية، المعلوماتية، الإحصاء، علوم الحاسب) لحل مشكلات بيولوجية حيوية.
تحليل المعلومات الحيوية يطلق عليها في بعض الأحيان الاحياء المحوسبة وهذا تشبيه خاطئ كون الأخير يمثل بناء ومحاكاة واستخدام النظم الحياتية.
جهود الأبحاث الرئيسية في هذا الحقل تتضمن التراصف التسلسلي، إيجاد المورثات، مشروع الجينوم البشري، تراصف البنية البروتينية , تنبؤ البنية البروتينية، التنبؤ بالتعبير الجيني، وتآثرات بروتين-بروتين، إضافة لنمذجة التطور.
معلوماتية حيوية التاريخ
اول ذكر لمصطلح المعلومات الحياتية "Bioinformatics" جاء في سنة 1970 من قبل پولين هوجويج ‏ و بين هسبر للدلالة على دراسة البيانات المعالجة باستخدام نظم حيوية, وهذا التعريف يجعلها اقرب الى مفهوم الكيمياء الحيوية.
كثرت اكتشافات المعلومات الحيوية في منتصف 1990 بسبب المشروع الجينوم البشري و التقدم السريع في تقنيات تسلسل الاحماض النووية, لتساع هذا المجال وحجمه الكبير تطلب تحليل البيانات المعقدة استعمال الخوارزميات مثل نظرية البيان ,الذكاء الاصطناعي، الحوسبة البرمجية، تنقيب البيانات، المعالجة الصورية والمحاكاة الحاسوبية.
معلوماتية حيوية الاهداف
جمع البيانات الخام لصنع صورة كاملة عن التغيرات في الأنشطة الطبيعية للخلايا عند حدوث مرض معين, تطور هذا المجال لينحسر في تحليل وتفسير أنواع شاسعة من البيانات. من ضمنها تسلسلات الاحماض النووية ,النطاقات البروتينية والهياكل البروتينية.
مطالب فرعية لمجال المعلومات الحيوية:
القدرة على تطوير برمجيات ذات قدرة فعالة على لولجة وإدارة انواع متعددة من البيانات.
القدرة على تطوير خوارزميات رياضية, مثلا لها القدرة على تحديد جين معين في الحمض النووي.
معلوماتية حيوية تحليل التسلسلات
خبرة في العمل على واحد أو أكثر من حزم البرمجيات المخصصة للتعامل مع بيولوجيا الجزيئات.تعلّم كيفيّة تحليل المعطيات البيولوجيّة باستخدام هذه البرمجيّات والتي أذكر منها: (GCG,BLAST,FASTA) وغيرها.
تعلّم عن نظم التشغيل مفتوحة المصدر (LINUX,UNIX) لأنّ الشائع في هذه الأيّام هو استخدام البرمجيّات الحرة في البيوإنفورماتيك وذلك نظراً لقوّتها وتوفّر الأدوات البرمجيّة والبرمجيّات المخصّصة لهذه المنصّات.
الإلمام بنظم إدارة قواعد البيانات وأفضلها : Oracle و MySQL (مفتوحة المصدر والمجانيّة) والأكثر استخداماً لتخزين كميات ضخمة gigabytes من المعطيات البيولوجية لتحليلها واستخلاص المعلومات منها.
معلوماتية حيوية حول المعلوماتية الحيوية
في شباط من العام 2001 استطاع العلماء أخيراً حل رموز شيفرة الجينوم البشري، بمعنى آخر استطاع العلماء قراءة سلسلة مكونة ممّا يقارب ثلاثة مليارات من الأزواج الأساسية التي تؤلف جزيء ال DNA البشري.
اصطناع كيميائي
الاصطناع أو التخليق الكيميائي (بالإنجليزية: Chemical synthesis)‏ مصطلح يطلق على عملية تصنيع مادة كيميائية ما اعتبارا من مركبات كيميائية أولية غاية في البساطة، تتضمن العملية استخدام إجراءات فيزيائية وكيميائية وتتخللها طبعا تفاعلات كيميائية للحصول على المنتج المراد تصنيعه. ويشترط في طريقة التصنيع أن تكون عملية وقابلة للإعادة reproducible أي يمكن اجراءها في عدة مختبرات. ويفضل أيضا أن تحقق مردودا عاليا. ويتم الاصطناع عن طريق إضافة مادة أو أكئر إلى بعضها البعض حتى يحصل التفاعل الكيماوي بينها ونحصل على مادة جديدة.
يشتمل التخليق الكيميائي على مركب واحد أو أكثر يعرف باسم الكواشف أو المواد المتفاعلة والتي ستخضع للتحول عند تعرضها لظروف معينة. يمكن تطبيق أنواع التفاعل المختلفة لصياغة المنتج المطلوب. يتطلب هذا خلط المركبات في وعاء تفاعل، مثل مفاعل كيميائي أو قارورة بسيطة مستديرة القاع. تتطلب العديد من ردود الفعل شكلاً من أشكال إجراءات العمل أو التنقية لعزل المنتج النهائي.
اصطناع كيميائي
كمية المنتج المنتجة في تخليق كيميائي هي ناتج التفاعل، والذي يتم التعبير عنه عادة كنسبة مئوية من تحويل المادة المتفاعلة المحددة. عادة ، يتم التعبير عن المحصول الكيميائي كوزن بالجرام (في بيئة المختبر) أو كنسبة مئوية من إجمالي الكمية النظرية للمنتج التي يمكن إنتاجها استنادًا إلى الكاشف المحدد. التفاعل الجانبي هو تفاعل كيميائي غير مرغوب فيه يحدث ، مما يقلل من إنتاج المنتج المطلوب. تم استخدام كلمة توليف لأول مرة من قبل الكيميائي هيرمان كولبي.
تقانة النانو
تقنية الجزيئات متناهية الصغر أو تقانة الصغائر أو تقانة النانو هي العلم الذي يهتم بدراسة معالجة المادة على المقياس الذري والجزيئي. تهتم تقانة النانو بابتكار تقنيات ووسائل جديدة تقاس أبعادها بالنانومتر وهو جزء من الألف من الميكرومتر أي جزء من المليون من المليمتر.
تقانة النانو
عادة تتعامل تقانة النانو مع قياسات بين 1 إلى 100 نانومتر أي تتعامل مع تجمعات ذرية تتراوح بين خمس ذرات إلى ألف ذرة. وهي أبعاد أقل كثيرا من أبعاد البكتيريا والخلية الحية. حتى الآن لا تختص هذه التقنية بعلم الأحياء بل تهتم بخواص المواد، وتتنوع مجالاتها بشكل واسع من أشباه الموصلات إلى طرق حديثة تماما معتمدة على التجميع الذاتي الجزيئي. هذا التحديد بالقياس يقابله اتساع في طبيعة المواد المستخدمة، فتقانة النانو تتعامل مع أي ظواهر أو بنايات على مستوى النانو الصغير. مثل هذه الظواهر النانوية يمكن أن تتضمن تقييد كمي التي تؤدي إلى ظواهر كهرومغناطيسية وبصرية جديدة للمادة التي يبلغ حجمها بين حجم الجزيء وحجم المادة الصلبة المرئي. تتضمن الظواهر النانوية أيضا تأثير جيبس-تومسون - وهو انخفاض درجة انصهار مادة ما عندما يصبح قياسها نانويا، اما عن بنايات النانو فأهمها أنابيب النانو الكربونية.
يستخدم بعض الكتاب الصحفيين أحيانا مصطلح (تقانة الصغائر للتعبير عن النانو) رغم عدم دقته، فهو لا يحدد مجاله في تقانة النانو أو الميكرونية إضافة إلى التباس كلمة صغائر التي قد تفهم بمعنى جسيم لأن البعض يسمي الجسيمات بالدقائق.
علوم النانو وتقانة النانو إحدى مجالات علوم المواد واتصالات هذه العلوم مع الفيزياء، الهندسة الميكانيكية والهندسة الحيوية والهندسة الكيميائية تشكل تفرعات واختصاصات فرعية متعددة ضمن هذه العلوم وجميعها يتعلق ببحث خواص المادة على هذا المستوى الصغير.
وتكمن صعوبة تقانة النانو في مدى إمكانية السيطرة على الذرات بعد تجزئة المواد المتكونة منها. فهي تحتاج بالتالي إلى أجهزة دقيقة جدا من جهة حجمها ومقاييسها وطرق رؤية الجزيئات تحت الفحص. كما أن صعوبة التوصل إلى قياس دقيق عند الوصول إلى مستوى الذرة يعد صعوبة أخرى تواجه هذا العلم الجديد الناشئ. بالإضافة ما يزال هناك جدل ومخاوف من تأثيرات تقانة النانو، وضرورة ضبطها.
تقانة النانو الأصول
نوقشت المفاهيم الأولى لتكنولوجيا النانو في عام 1959 من قبل الفيزيائي الشهير ريتشارد فاينمان في محاضرة بعنوان «هناك مساحة كبيرة في القاع»، حين وصف إمكانية صنع مُركبات من خلال التلاعب المباشر بالذرات.
استُخدم مصطلح «تكنولوجيا النانو» لأول مرة من قِبل نوريو تانيجوتشي في عام 1974، على الرغم من أن المصطلح لم يكن معروفًا على نطاق واسع. استخدم كاي. إريك دريكسلر مصطلح «تكنولوجيا النانو» في كتابه «محركات التكوين: العصر القادم لتكنولوجيا النانو»، والذي اقترح فيه فكرة «المجمّع» على مقياس النانو والذي سيكون قادرًا على بناء نسخ من نفسه ومن عناصر أخرى معقدة عن طريق التحكم الذري. وفي عام 1986، شارك دريكسلر في تأسيس معهد فورسايت (الذي لم يعد تابعًا له) للمساعدة في زيادة الوعي العام وفهم مفاهيم تكنولوجيا النانو وآثارها.
تقانة النانو الأصول
ظهرت تكنولوجيا النانو كمجال بحثي في ثمانينات القرن العشرين من خلال العمل النظري والعام لدريكسلر، الذي طور إطارًا مفاهيميًا لتكنولوجيا النانو، وأدى إلى تقدم تجريبي واضح لفت انتباهًا إضافيًا على نطاق واسع لتكنولوجيا التحكم الذري وإمكانياتها. في ثمانينات القرن العشرين، أدى إنجازان رئيسيان إلى نمو تكنولوجيا النانو في العصر الحديث. أولًا، اختراع مجهر المسح النفقي في عام 1981 الذي وفّر تصورًا غير مسبوق للذرات الفردية وروابطها، واستُخدم بنجاح في التلاعب في الذرات الفردية في عام 1989. حصل مطورو المجهر، جيرد بينيج وهاينريش روهرر، من مختبر أبحاث آي بي إم في زيورخ على جائزة نوبل في الفيزياء عام 1986. بالإضافة إلى ذلك، اخترع بينيج وكوايت وجربر مجهر القوة الذرية المماثل في ذلك العام.
تقانة النانو الأصول
ثانيًا، اكتُشف الفوليرين في عام 1985 من قبل هاري كروتو وريتشارد سمالي وروبرت كورل، الذين فازوا معًا بجائزة نوبل في الكيمياء عام 1996. لم يُوصف نظير الكربون C60 في البداية على أنه تكنولوجيا نانوية؛ استُخدم المصطلح خلال العمل اللاحق مع الأنابيب النانوية الكربونية ذات الصلة (التي تُسمى أحيانًا أنابيب الجرافين أو أنابيب بوكي) ما أتاح تطبيقات محتملة للإلكترونيات والأجهزة النانوية. يُعزى اكتشاف الأنابيب النانوية الكربونية إلى حد كبير إلى سوميو إيجيما من شركة إن إي سي في عام 1991، والتي فاز بسببها بجائزة كافلي الافتتاحية لعام 2008 في علم النانو.
تقانة النانو الأصول
اقترح إيه. روز في البداية بناء ترانزستور تقاطعي معدني شبه موصل بقاعدة نانوية (تقاطع إم إس) في البداية عام 1960، وقد صنعه إل. جيبيرت ومحمد عطا الله وداون كانج في عام 1960. بعد عقود، أتاحت التطورات في تكنولوجيا الأجهزة متعددة البوابات إمكانية تصغير أجهزة ترانزستور الأثر الحقلي للأكاسيد المعدنية لأشباه الموصلات (موسفيت) إلى مستويات النطاق النانوي التي يقل طولها عن 20 نانومتر، بدءًا من ترانزستور فنفيت (ترانزستور تأثير المجال الزعنفي)، الذي هو جهاز موسفيت ثلاثي الأبعاد غير مستوٍ مزدوج البوابة. في جامعة كاليفورنيا في بيركلي، قام فريق من الباحثين يشمل ديغ هيساموتو وتشينمينغ هو وتسو جاي كينغ ليو وجيفري بوكور وآخرون بتصنيع أجهزة فنفيت وصل طولها إلى 17 نانومتر في عام 1998، ثم إلى 15 نانومتر في عام 2001، ثم إلى 10 نانومتر في عام 2002.
تقانة النانو الأصول
في أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، اكتسب هذا المجال اهتمامًا علميًا وسياسيًا وتجاريًا متزايدًا أدى إلى جدل وتقدم في هذا المجال. ظهر جدل بشأن التعاريف والآثار المحتملة لتقنيات النانو، كما يتضح من تقرير الجمعية الملكية حول تكنولوجيا النانو. أثيرت تحديات فيما يتعلق بجدوى التطبيقات التي تصورها دعاة تكنولوجيا النانو الجزيئية، والتي بلغت ذروتها في نقاش عام بين دريكسلر وسمالي في عامي 2001 و2003.
في نفس الفترة، بدأ تسويق المنتجات القائمة على التطورات في تقنيات النانو. تقتصر هذه المنتجات على التطبيقات الضخمة للمواد النانوية ولا تتضمن تحكمًا ذريًا بالمادة. تتضمن بعض الأمثلة منصة الفضة النانوية التي تشمل استخدام جسيمات فضة نانوية كعامل مضاد للبكتيريا، وواقيات شمس شفافة قائمة على الجسيمات النانوية، وتقوية ألياف الكربون باستخدام جسيمات السيليكا النانوية، وأنابيب كربونية نانوية لصناعة النسيج المقاومة للبقع.
تحركت الحكومات لتعزيز وتمويل الأبحاث في مجال تكنولوجيا النانو، كما هو الحال في الولايات المتحدة التي أطلقت مبادرة النانو الوطنية، التي صاغت تعريفًا حجميًا لتكنولوجيا النانو ووفرت تمويلًا للبحوث على النطاق النانوي، وفي أوروبا عبر هيئة البرامج للأبحاث والتطور التكنولوجي. بحلول منتصف العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، بدأ الاهتمام العلمي الجديد بالازدهار. ظهرت مشاريع جديدة لإنتاج خطط مستقبلية لتكنولوجيا النانو والتي تركز على تحقيق معالجة ذرية دقيقة للمادة وتناقش القدرات والأهداف والتطبيقات الحالية والمتوقعة.
في عام 2006، طور فريق من الباحثين الكوريين من المعهد الكوري المتقدم للعلوم والتكنولوجيا ومركز نانو فاب الوطني جهاز موسفيت بعرض 3 نانومتر، وهو أصغر جهاز إلكتروني نانوي في العالم.
أنشأت أكثر من ستين دولة برامج حكومية للبحث والتطوير في مجال تكنولوجيا النانو بين عامي 2001 و2004. تم تجاوز التمويل الحكومي من خلال إنفاق الشركات على البحث والتطوير في مجال تكنولوجيا النانو، إذ يأتي معظم التمويل من الشركات الموجودة في الولايات المتحدة واليابان وألمانيا. كانت المنظمات الخمس الأولى التي قدمت معظم براءات الاختراع الفكرية في مجال تكنولوجيا النانو بين عامي 1970 و 2011 هي سامسونج (2578 براءة اختراع أولى) وشركة نيبون للصلب (1490 براءة اختراع أولى) وآي بي إم (1360 براءة اختراع) وتوشيبا (1298 براءة اختراع أولى) وكانون (1162 براءة اختراع أولى). كانت المنظمات الخمس الأولى التي نشرت معظم الأوراق العلمية حول أبحاث تكنولوجيا النانو بين عامي 1970 و2012 هي الأكاديمية الصينية للعلوم والأكاديمية الروسية للعلوم والمركز الوطني للبحوث العلمية وجامعة طوكيو وجامعة أوساكا.
تقانة النانو تقنية النانو
لقد كان التطور التقني الهائل هو السمة الفريدة في القرن العشرين الذي ودعناه قبل بضع سنوات، وقد أجمع الخبراء على أن أهم تطور تقني في النصف الأخير من القرن الحالي هو اختراع إلكترونيات السيليكون أو الترانزيستور والمعامل الإلكتروني، فقد أدى تطويرها إلى ظهور ما يسمى بالشرائح الصغرية والتي أدت إلى ثورة تقنية في جميع المجالات مثل الاتصالات والحاسوب والطب وغيرها. فحتى عام 1950 لم يوجد سوى التلفاز الأبيض والأسود، وكانت هناك فقط عشرة حواسيب في العالم أجمع. ولم تكن هناك هواتف نقالة أو ساعات رقمية أو الإنترنت، كل هذه الاختراعات يعود الفضل فيها إلى الشرائح الصغرية والتي أدى ازدياد الطلب عليها إلى انخفاض أسعارها بشكل سهل دخولها في تصنيع جميع الإلكترونيات الاستهلاكية التي تحيط بنا اليوم. وخلال السنوات القليلة الفائتة، برز إلى الأضواء مصطلح جديد ألقى بثقله على العالم وأصبح محط الاهتمام بشكل كبير، هذا المصطلح هو «تقنية النانو».
تقانة النانو تقنية النانو
هذه التقنية الواعدة تبشر بقفزة هائلة في جميع فروع العلوم والهندسة، ويرى المتفائلون أنها ستلقي بظلالها على كافة مجالات الطب الحديث والاقتصاد العالمي والعلاقات الدولية وحتى الحياة اليومية للفرد العادي فهي وبكل بساطة ستمكننا من صنع أي شيء نتخيله وذلك عن طريق صف جزيئات المادة إلى جانب بعضها البعض بشكل لا نتخيله وبأقل كلفة ممكنة، فلنتخيل حواسيبَ خارقة الأداء يمكن وضعها على رؤوس الأقلام والدبابيس، ولنتخيل أسطولا من روبوتات النانو الطبية والتي يمكن لنا حقنها في الدم أو ابتلاعها لتعالج الجلطات الدموية والأورام والأمراض المستعصية.
تقانة النانو تقنية النانو
والنانو هي مجال العلوم التطبيقية والتقنية تغطي مجموعة واسعة من المواضيع. توحيد الموضوع الرئيسي هو السيطرة على أي أمر من حجم أصغر من الميكروميتر، كذلك تصنيع الأجهزة نفسه على طول هذا الجدول. وهو ميدان متعدد الاختصاصات العالية، مستفيدا من المجالات مثل علم صمغي الجهاز مدد الفيزياء والكيمياء. هناك الكثير من التكهنات حول ما جديد العلم والتقنية قد تنتج عن هذه الخطوط البحثية. فالبعض يرى النانو تسويق مصطلح يصف موجودة من قبل الخطوط البحوث التطبيقية إلى اللجنة الفرعية حجم ميكرون واسع. رغم بساطة ما لهذا التعريف، النانو عليا تضم مختلف مجالات التحقيق. النانو يتخلل مجالات عديدة، بما فيها صمغي العلوم والكيمياء والبيولوجيا والفيزياء التطبيقية. فانه يمكن أن يعتبر امتدادا للعلوم في القائمة، تقدر إما إعادة صياغة العلوم القائمة باستخدام أحدث وأكثر الوسائل عصرية. فهناك نهجين رئيسيين تستخدم تقنية النانو: فهو «القاعدة» التي هي مواد وأدوات البناء من الجزيئات التي تجمع بينها عناصر كيميائية تستخدم مبادئ الاعتراف الجزيئي؛ الآخر «من القمة إلى القاعدة» التي تعارض هي نانو مبنى أكبر من الكيانات دون المستوى الذري. زخم النانو نابعة من اهتمام جديد صمغي العلوم إضافة جيل جديد من الأدوات التحليلية مثل مجهر القوة الذرية (ساحة) ومسح حفر نفق المجهر (آلية المتابعة. العمليات المشتركة والمكررة مثل شعاع الإلكترون والطباعة الحجرية هاتين الأداتين في التلاعب المتعمد، نانوستروستوريس وهذا بدوره أدى إلى رصد ظواهر جديدة. النانو أيضا مظله وصف التطورات التقنية الناشئة المرتبطة الفرعية المجهري الأبعاد. على الرغم من الوعد العظيم التقنيات المتناهية الدقة عديدة مثل حجم النقاط والنانومتريه، حقيقي الطلبات التي خرجت من المختبر إلى السوق والتي تستخدم أساسا مزايا صمغي نانوبارتيكليس في معظم شكل مثل سمرة الشمس المستحضر ومستحضرات التجميل والطلاءات الواقية وصمة المقاومة الملابس.
تقانة النانو تقنية النانو
يعتقد العلماء أن تقنية النانو ستحل مجموعة من التحديات التي تواجه البشرية كالأمراض وتوفير المياه النظيفة للجميع فضلا عن رحلات فضائية رخيصة لا تؤثر فيها الإشعاعات.
إن أصل كلمة «النانو» مشتق من الكلمة الاغريقية «نانوس» وهي كلمة إغريقية تعني القزم ويقصد بها، كل شيء صغير وهنا تعني تقنية المواد المتناهية في الصغر أو التكنولوجيا المجهرية الدقيقة أوتكنولوجيا المنمنمات. وعلم النانو هو دراسة المبادئ الأساسية للجزيئات والمركبات التي لا يتجاوز قياسه الـ 100 نانو متر، فالنانو هو أدق وحدة قياس مترية معروفة حتى الآن، ويبلغ طوله واحد من بليون من المتر أي ما يعادل عشرة أضعاف وحدة القياس الذري المعروفة بالأنغستروم، ويعرَّف النانومتر بأنه جزء من البليون من المتر، وجزء من الالف من الميكرومتر. ولتقريب هذا التعريف إلى الواقع فان قطر شعرة الرأس يساوي تقريبا 75000 نانومتر، كما ان حجم خلية الدم الحمراء يصل إلى 2000 نانومتر، ويعتبر عالم النانو الحد الفاصل بين عالم الذرات والجزيئات وبين عالم الماكرو.
تقانة النانو ضآلة متناهية
لنتخيل شيئا في متناول أيدينا على سبيل المثال مكعب من الذهب طول ضلعه متر واحد ولنقطعه بأداة ما طولا وعرضا وارتفاعا سيكون لدينا ثمانية مكعبات طول ضلع الواحد منها 50 سنتيمترا، وبمقارنة هذه المكعبات بالمكعب الأصلي نجد أنها ستحمل جميع خصائصه كاللون الأصفر اللامع والنعومة وجودة التوصيل ودرجة الانصهار وغيرها من الخصائص ماعدا القيمة النقدية بالطبع، ثم سنقوم بقطع واحد من هذه المكعبات إلى ثمانية مكعبات أخرى، وسيصبح طول ضلع الواحد منها 25 سنتيمترا وستحمل نفس الخصائص بالطبع، وسنقوم بتكرار هذه العملية عدة مرات وسيصغر المقياس في كل مرة من السنتيمتر إلى المليمتر وصولا إلى الميكرومتر. وبالاستعانة بمكبر مجهري وأداة قطع دقيقة سنجد أن الخواص ستبقى كما هي عليه وهذا واقع مجرب في الحياة العملية، فخصائص المادة على مقياس الميكرومتر فأكبر لا تعتمد على الحجم.
تقانة النانو تحديات تواجه النانو
عودة إلى موضوع الشرائح الصغرية، قد يكون من المناسب أن نذكر القانونين التجريبين الذين وضعهما جوردون مور رئيس شركة إنتل العالمية ليصف بهما التغير المذهل في إلكترونيات الدوائر المتكاملة.
فقانون مور الأول ينص على أن المساحة اللازمة لوضع الترانزيستور في شريحة يتضاءل بحوالي النصف كل 18 شهرا. هذا يعني أن المساحة التي كانت تتسع لترانزستور واحد فقط قبل 15 سنة يمكنها أن تحمل حوالي 1’000 ترانزستور في أيامنا هذه، ويمكن توضيح القانون بالنظر إلى الرسم البياني التالي:
قانون مور الثاني يحمل أخبارا قد تكون غير مشجعة؛ كنتيجة طبيعية للأول فهو يتنبأ بأن كلفة بناء خطوط تصنيع الشرائح تتزايد بمقدار الضعف كل 36 شهرا.