تخصص علم النانو هو فرع جديد نسبيًا من العلوم الفيزيائية وهو مثالي لكل من يرغب في التركيز على التفاصيل الصغيرة. غالبًا ما يتخصص علماء النانو في المجالات الصناعية أو الهندسية أو البحوث البحتة أو تكنولوجيا النانو الطبية.
تخصص علم النانو هو دراسة الذرات والجسيمات التي هي لربما أيضاً أصغر من الذرة إن صحّ التعبير التي تشكل كل مادة في الكون.
لإعطائك فكرة عن المقاييس التي يعمل بها علماء النانو ، هناك مليار نانومتر في المتر ، أي عشرة ملايين نانومتر في السنتيمتر ومليون نانومتر في المليمتر. معقدة, اليس كذلك
حسنًا ، إنه صغير جدًا لدرجة أنه قد يستغرق بعض الوقت ليتم استيعاب الموضوع في عقلك – فلنبدأ ببطء
ألق نظرة على ظهر يدك. باستخدام عينيك فقط ، يمكنك التركيز على مقياس من 1 سم إلى 1 مليمتر. في هذا المقياس تبدو البشرة مسطحة. ومع ذلك ، أخرج عدسة مكبرة ويمكنك أن ترى أنها تتجعد في الواقع مع الشقوق والطيات. تسمح لك العدسة المكبرة بدراسة البنية الدقيقة للجلد بأقل من ملليمتر (أو جزء من ألف من المتر).
يدرس علماء النانو ويسعون لاستغلال خصائص المواد على هذا المقياس لخلق أنواع جديدة من المواد وإحداث تقدم غير عادي في مجالات تشمل البيولوجيا والكيمياء وعلوم المواد والفيزياء. لربما قد يتم تطوير هاتف صغير يتم شحن بطاريته مرة واحدة في الحياة مواد يمكنها تحمل عودة صاروخ من الغلاف الجوي للأرض.
ماهي مجالات تخصص علم النانو؟
في الطب على سبيل المثال ، يمكن لعالم النانو إجراء تجارب مثل إجراء إصلاحات الأنسجة على المستوى الخلوي
و ربما في يوم من الأيام ، روبوتات لإصلاح جسم الإنسان
في قطاع الغذاء ، يمكن لعالم النانو استخدام تقنية النانو لتحديد أي أمراض محتملة أو ملوثات أخرى في المنتجات بالاضافة الى إجراء بحث لإيجاد طرق لاستخدام تقنية النانو للحفاظ على الطعام طازجًا لفترة أطول.
في الهندسة ، يمكن لعالم النانو إجراء بحث لتصميم مكونات أصغر من أي وقت مضى أو رقائق دقيقة بمقاومة كهربائية أكبر لتحسين الأداء أو لربما تطوير أجهزة استشعار دقيقة يمكنها الكشف عن بُعد عن آثار المواد الكيميائية أو الإشعاعات الخطرة
كيف أصبح عالم نانو؟
قبل البدء في الحديث عن كيفية دراسة تخصص النانو , دعونا نلقي نظرة على أهم الصفات التي يجب أن يتمتع بها عالم النانو المستقبلي :
- نهج دقيق للعمل
- مهارات مهارات في حل المشاكل المعقدة
- القدرة على التفاعل والتواصل بشكل فعال مع مجموعة واسعة من الناس
- تنظيم المهام
- مهارات تقنية
- مهارات تفسيرية جيدة للأمور الشائكة
- القدرة على العمل في فريق متكامل
- يجب أن تكون محبّاً للرياضيات
أهم المواد الجامعية في درجة تخصص علم النانو:
في الجامعة تحتاج الى دراسة ما لا يقل عن أربع الى خمس سنوات متتالية في تخصص علم النانو المعروف باسم Nano Science, هناك العديد من الجامعات حول العالم تقدم هذا التخصص وأرفقنا في نهاية المقال قائمة أفضل الجامعات التي يمكنك دراسة تخصص علم النانو فيها.
أما عن الخطة الدرسية المحتملة في الجامعة وهي :
- علوم المواد
- الفيزياء
- الكيمياء
- الرياضيات
- العلوم والتكنولوجيا
- علم الحاسوب
- الكيمياء الحيوية
- تقنية النانو الحيوية
- إنشاءات النانو
- تقنيات ابتكارات النانو
- ميكانيكا الكم
- الجبر الخطي
- الفيزياء الحديثة
- أساسيات علوم المواد والهندسة
- المعادلات التفاضلية العادية
- الديناميكا الحرارية والحركة الموجية
- الكيمياء العضوية
- الكيمياء الفيزيائية
- العلاج بالنانو
- بصريات النانو
- إلكترونيات النانو
- أنظمة النانو
أقسم تخصص علم النانو
التكنولوجيا الحيوية النانوية هي تخصص يتم فيه تطوير أدوات من تكنولوجيا النانو وتطبيقها لدراسة الظواهر البيولوجية. على سبيل المثال ، يمكن أن تكون الجسيمات النانوية بمثابة مجسات أو أجهزة استشعار أو مركبات لتوصيل الجزيء الحيوي في الأنظمة الخلوية.
هندسة الخزف هي علم وتكنولوجيا صنع أشياء من مواد غير عضوية وغير معدنية. يتم ذلك إما بفعل الحرارة ، أو عند درجات حرارة منخفضة باستخدام تفاعلات الترسيب من المحاليل الكيميائية عالية النقاء.
يقوم مهندسو المواد بإنشاء ودراسة المواد على المستوى الذري. يستخدمون أجهزة الكمبيوتر لفهم وصياغة خصائص المواد ومكوناتها. يحل مشاكل في العديد من المجالات الهندسية المختلفة ، مثل الميكانيكية والكيميائية والكهربائية والمدنية والنووية والفضائية.
تعتبر تكنولوجيا النانو تقنية تسمح بترتيب وحدات هيكلية بحجم النانو ، وعادة ما تكون مجموعة من الذرات أو الجزيئات ، في التكوين المقصود. إنه يستخدم عمليتين رئيسيتين: إنشاء النانو وتنظيم النانو.
بالاضافة الى التخصصات الأخرى المهمة أيضاً :
- الحوسبة
- التحاليل الجنائية
- تصنيع المعدات الرياضية
- حماية البيئة الزراعة
- الأمن العسكري
- صناعة الإلكترونيات
- صناعة المركبات الفضائية
- التكنولوجيا الحيوية
ماهي ايجابيات دراسة تخصص علم النانو؟
- يمكنك لعالم النونو دائما تحسين أسلوب التصنيع الحديث
- يساعد عالم النانو في جعل موارد الحياة أفضل كالغذاء والشراب
- تحسين طرق إنتاج التغذية
- يمكن لعالم النانو أن يبتكر أساليب طاقة جديدة
ماهي المخاوف من تخصص علم النانو
كما هو الحال مع انتشار أي تقنية جديدة قوية ، من المحتمل أن تكون هناك مجموعة من النتائج السلبية المرتبطة بتقنية النانو.
مع استمرار الاستثمار في علوم النانو وتكنولوجيا النانو ، يعبر بعض الناس عن مخاوف أخلاقية وبيئية واقتصادية. في حين أن نظريات الخيال العلمي لـ “grey goo” (الملايين من الآلات النانوية ذاتية التكرار) التي لديها القدرة على تدمير العالم بعيدة المنال ، إلا أن هناك مخاوف منطقية بشأن مجالات أخرى من علم النانو.
كيف تتفاعل الجسيمات النانوية المصنعة مع الأنظمة البيولوجية لجسم الإنسان وما هي الآثار الصحية التي قد تحدث؟
أظهرت الاختبارات المعملية أن بعض المواد النانوية تؤثر على تكوين تشابك البروتين الليفي ، والتي تشبه تلك الموجودة في بعض أمراض الدماغ. هناك بعض الأدلة على أن الجسيمات النانوية يمكن أن تؤدي إلى ضرر وراثي. كما تم فحص الجسيمات النانوية لمعرفة تأثيرها على القلب والأوعية الدموية.
أماكن العمل كمهندس يحمل شهادة تخصص علم النانو :
أنت كصاحب شهادة تخصص في علوم النانو, ستجد الآف الوظائف أمامك مفتوحة في كل من القطاعات التالية:
- الجامعات والمعاهد البحثية
- شركات تصنيع الإلكترونيات و الموصلات
- شركات هندسة الطيران والفضاء
- المستشفيات
- شركات تصنيع الأجهزة الطبية
- شركات الادوية
- قطاع الدفاع العسكري
- شركات تصنيع المواد الغذائية
