آلات تكنولوجية متناهية في الصغر لميادين الطب والاتصالات

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

آلات تكنولوجية متناهية في الصغر لميادين الطب والاتصالات

تصاميم النانوتكنولوجيا تهندس ذرة تتداخل فيها الجزيئات الحية والميكانيكية

واشنطن : كيفن ماني *
أصبحت النانوتكنولوجيا اي التكنولوجيا الدقيقة، مفهوما شهيرا، لكنها مثل عبارة «ذري» في الخمسينات تبدو مشحونة بوعود وتخوفات تكاد تكون خيالية. كما أنها مثقلة بسوء الفهم. وتعني عبارة التكنولوجيا الدقيقة حرفيا أي تكنولوجيا تصنع على مقياس النانومتر للتلاعب بالذرات الفردية لإنشاء آلات ميكانيكية ومعلوماتية لا يتعدى حجمها حفنة من الذرات. ويبلغ طول النانومتر واحدا من مليار من المتر وهو ما يعادل طول خمس ذرات إذا وضعت الواحدة تلو الأخرى. ما معنى كل هذا؟ من المحتمل أن تدخل هذه الآلات الى جسم الإنسان لرصد مواقع السرطان، ثم تصنع وتولد أدوية لمقاومة السرطان في المكان ذاته. كما أنها تمثل الرقائق ذات المقياس الذري، وذاكرة الكومبيوترات للأجيال القادمة التي ستكون أقوى آلاف المرات من تلك التي تعمل بتكنولوجيا السيليكون. كما يمكن أن تشكل في تصاميم مختلفة في العديد من مقاييس الضغط والمضخات الدقيقة القادرة على معرفة ضغط الهواء في داخل اطارات السيارات المختلفة. ويقول دافيد بيشوب من مختبر بيل لتكنولوجيا «لوسنت»: «من الصعب تصور صناعة لا تكون من المحتمل عرضة لتدخل التكنولوجيا الدقيقة».

تكنولوجيا دقيقة كما أن التكنولوجيا الدقيقة قادرة على القضاء على العالم! أصبح بيل جوي وهو مصمم برامج ذو مستوى عال من شركة سان ميكرو سيستمز، شخصا مشهورا وذلك بحديثه عن مخاطر إساءة استخدام التكنولوجيا وخاصة التكنولوجيا الدقيقة.

ويوضح بيل جوي وغيره : «إذا أمكن استخدام الآلات الدقيقة لإنشاء آلات دقيقة أخرى فإن هذه الأجهزة بإمكانها اجتياح الأرض مثل لعبة الكدزو المجهرية. وهي مثلها مثل الإرهابي القادر في يوم من الأيام على صنع بويغات صناعية دقيقة يمكن أن تستعمل كجراثيم خبيثة لاجتياح البشر والهجوم عليهم». ويجمع كل العلماء الذين يشتغلون بالتكنولوجيا الدقيقة تقريبا على أن أكثر تخوفات جوي مبالغ فيها. لكن الآمال الكبيرة المعلقة على التكنولوجيا الدقيقة يمكن ان تشوبها المبالغة أيضا، على الأقل في أي صورة للمستقبل يمكن التكهن بها.

وقد بدأ المستثمرون في مصالح وادي السيليكون بعد التعب الناجم عن ثورة الإنترنت يبحثون عن آفاق جديدة باستعمال النانوتكنولوجيا. وبدأوا التحدث في بعض الأحيان بكل حزن عن اليوم الذي يمكن بفضل التكنولوجيا الدقيقة للكومبيوترات والسيارات وحتى لاطباق فطور الصباح المتكون من الحبوب أن تصنع نفسها بنفسها بدون مقابل تقريبا. ويقول توم ثيس ، مدير العلوم الفيزيائية في أبحاث بي. بي.إم : «إن المواد التي تحمل في اسمها عبارة لبحرقة» ستكون من مميزات المرحلة المقبلة». فقد بدأت شركات التكنولوجيا الدقيقة الآن تظهر للعيان.

ولكن لا يزال هناك سبب لاحتدام المناقشات حول التكنولوجيا الدقيقة، فقد كانت على مدى طويل موضوع علم الخيال وبقيت لمدة عقد كامل على الأقل محطة لأبحاث جادة.

لكن لم تظهر التطورات الفعلية فيها إلا في السنتين الأخيرتين حيث مكنت بعض الاكتشافات الجادة من إظهار النظرات الخاطفة على منتجات واحتمالات حقيقية. هذا ما ساعد على تقوية صورتها ودفع الاستثمارات لمختبرات التكنولوجيا الدقيقة في الجامعات مثل «رايس» و«كورنال». ففي نوفمبر (تشرين الثاني) عقد أكبر مؤتمر حول التكنولوجيا الدقيقة في بثسيدا بإدارة مروجي هذه التكنولوجيا من معهد فورسايت.

ما هو سحر التكنولوجيا الدقيقة؟ إذا انشئت الآلات ذرة ذرة، فهي قادرة أن تكون دقيقة وقوية وواضحة مثلها مثل الأنزيمات والهرمونات التي تدير النظم الحيوية.

ويقول ريك سمولي الحاصل على جائزة نوبل من جامعة رايس: «كل هذه الأشياء التي تسمع عنها في الأخبار التي تعنى بالطب و التكنولوجيا الحيوية والهندسة الوراثية ما هي إلا جزيئات. فهي تختلف من حيث الابعاد التي تمتد من احد الى عدة اجزاء من النانومتر. وهذه ما تسمى بالآلات النانوتكنولوجية». ويقول دون أيغلر وهو باحث بشركة «آي. بي. إم » ومخترع المجهر المصور والماسح الذي أصبح أداة بالغة الأهمية تستعمل في أبحاث التكنولوجيا الدقيقة: هنا تكمن التسلية في الاستكشاف. هذا هو الوقت الذي نتعجب فيه كثيرا.

تطبيقات رفيعة وتكمن التسلية أيضا بالنسبة إلى العلماء عندما تتحول النانوتكنولوجيا من مرحلة النظرية وتبدأ مرحلة التأثير على الحياة الحقيقية. وهذه بعض الأمثلة:

ـ تحويل الاشارات المرئية الى كهربائية او ما يسمى التحويل المرئي: إن المشكلة الدائمة التي واجهت علم البصريات الليفية اي عبر الالياف البصرية هي أن الطريقة الوحيدة لتحويل الحزمات الواردة مع الحزمات الخارجة، هو تغيير الإشارات المرئية (وهي موجات ضوئية) إلى إشارات كهربائية يفهمها الكومبيوتر. ويقوم الكومبيوتر بالتحويل حيث يتم تغيير الإشارات الكهربائية إلى إشارات مرئية ترسل بعد ذلك بنفسها مما يؤخر عمل الشبكة. وهذه العملية تماثل طريقا سريعة للسيارات تصل النهر، وعلى جميع السيارات عبور الطريق ثم أخذ العبارة البطيئة ثم مواصلة رحلتها على الطريق السريعة وقد تمثل الهدف الأسمى للاتصالات كل هذا الوقت على التحويل المرئي. وتم اكتشاف أن الطريقة العملية الوحيدة للتوصل إلى ذلك هو استعمال التكنولوجيا الدقيقة».

وقد أنشأت مختبرات بيل آلات مشابه للعدسات الدقيقة تحتوي على أجهزة مرنة بحجم الخلية الدموية الحمراء. ويمكن أن تثنى الأجهزة المرنة هذه إلى أحجام تشبه العدسات. وكل واحدة يمكن أن تغير وتحول طول موجة للضوء. وسيتم شحن هذه التكنولوجيا داخل مفتاح «لوسنت» المرئي لأول مرة هذا الصيف. وشركات أخرى مثل «كورفس» هي بصدد صناعة محولات مرئية شاملة، لكن حافظت على التكنولوجيا التي تستعملها في سرية تامة. فهي لا يمكن أن تكون إلا آلات مجهرية تستعمل عدسات ومرايا. وسوف تزيد هذه الأجهزة من سرعة الشبكات المرئية وتخفض من أسعار إرسال البيانات.

وسيكون هذا أول عمل حقيقي للنانوتكنولوجيا. وحسب فريق كهنر إنستات لأبحاث التسويق فان سوق المحولات التي تعتمد على التكنولوجيا الدقيقة سوف يتخطى المليار دولار بحلول سنة 2004. وهذا سيعزز بدوره ما يسمى بالأنظمة الكهروميكانيكية الدقيقة إلى 7 بلايين دولار مع حلول نفس السنة.

ـ عربات التسليم الطبية: إن اختراعات التكنولوجيا الدقيقة قد دخلت كل أنواع النظم. ولأنها موجودة على المقياس الذري، فان مميزات عجيبة تنتمي إلى عالم الفيزياء والكيمياء. وبكل سهولة يمكن أن تكون لهذه التكنولوجيا طبيعة ميكانيكية تعتمد على الهندسة أو تنتمي إلى علم الأحياء أو تكنولوجيا الأحياء.

وفي جامعة كورنيل، ينفذ برنامج حول المحركات الجزئية عملية خلط كل النظم المتنوعة ويأتي الإيحاء لإنشاء هذه المحركات من الحمض النووي الريبوزعي وهو أنزيم نووي يستعمل التفاعلات الكيميائية لنقل نفسه من مكان إلى آخر. وقد أنشأ المختبر جهاز تكنولوجيا دقيقة قسم منه حيوي، والقسم الآخر ميكانيكياً مع إضافة دوارات دفع بحجم جزيئي قادرة على الدوران من ثلاث إلى أربع دورات في الثانية. وهذا ما يجعله محركا دقيقا. وعلى نفس المنوال أنشأت جامعة أكسفورد ومختبرات بيل محركا يستعمل الحامض النووي في شهر أغسطس (آب). لا يقدر المحرك الدقيق القيام بأي شيء لوحده. ولكن مع تطور التكنولوجيا الدقيقة يستطيع العلماء استعمال هذه المحركات لتقوية المنشآت الكيميائية المجهرية. وعندما تحقن في جسم إنسان فيمكن برمجة هذه المنشآت للوصول إلى موقع نمو سرطاني على سبيل المثال، والتوقف هناك وخلط الدواء وتسليمه مباشرة الى الورم وبهذا يمكن المحافظة على الدواء بسلام بعيدا عن أي عضو آخر من الجسم.

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

» فكرة عمل الأمواج فوق الصوتية في الطب