بعد هذا الاستعراض السريع والمبسط لعالم وتقنية النانو المثير نستطيع مناقشة بعض الأمور الجوهرية والأساسية المتعلقة بواقع هذه التقنية واستخداماتها المتوقعة والمحتملة في المستقبل. فمما لا شك فيه هو أن تقنية النانو تقنية واعدة، وأننا على أبواب ثورة صناعية غير تقليدية ويعتقد مجموعة من الباحثين ان تقنية النانو ستؤثر في حياة الانسان بصورة كبيرة في الخمسين سنة القادمة بحيث تفوق هذه التأثيرات جميع التغيرات التي حدثت في الخمسين سنة الماضية. ذلك انه يعول كثيراً على هذه التقنية لحل كثير من مشاكل العالم العضالة والفتاكة والمتزايدة، فكأن تقنية النانو هي العصا السحرية التي تحول التراب ذهباً ثم أن الأهداف التي يمكن تحقيقها بتقنية النانو يجب إعادة النظر فيها من جديد لتحديد تأثيراتها الصحية والبيئية. فمستقبل النانو مزهر ولكن محفوف بالمخاطر، الصحية والبيئية ومخاطر أخرى يصفها البعض بالأخلاقية والاجتماعية والسياسية والاقتصادية... الخ.

إن موضوع التأثيرات الصحية للنانو على جسم الإنسان يُعد من أكبر المخاطر والتحديات وهو غير محسوم بالمرة، وتشير الدراسات الحديثة إلى إن جسيمات النانو يمكنها تخطي حاجز المناعة واختراق حاجز الدم للدماغ لتستقر فيه، فما هي الفائدة من علاج عضو إذا كانت جسيمات النانو سوف تتجمع في الدماغ والرئتين بصورة أساسية؟ هذا إذا ما تم التغلب على مشكلة وصول الجسيمات النانوية إلى الدماغ وتمركزها في الرئتين أو تقليل سميتها فإن الوضع مع العلاج النانوي سيكون أكثر رواجاً وقبولاً, وربما يتطلب الأمر بل يجب إيجاد مستويات أمان نانوية كتلك الموجودة عند التعامل الليزر أو الإشعاعات النووية لتحديد الجرع النانوية الآمنة، وهنا تظهر مشكلة أخرى وهي كيفية صنع أجهزة قياس الجُرع النانوية إذ أن جسيمات النانو تخترق كثير من الأجسام، والتحدي الآخر هو صنع ملابس واقية من الجسيمات النانوية، الحرة منها خصوصاً. حيث ان اغلب العلماء والباحثين في تقنية النانو اليوم لا يمتلكون معدات وألبسة حماية ملائمة. هذا ومن المتوقع في المستقبل أن تُصنف الجسيمات النانوية على أنها جسيمات سامة بسبب نشاطها الكيميائي المفرط. ومن الطريف أن تخطي الجسيمات النانوية لحاجز الدم للدماغ يُعد من جهة أخرى صفة ايجابية، إذ يمكن استغلال هذه الحالة لصنع أدوية يمكنها الوصول إلى الدماغ لعلاج بعض أمراض الدماغ كالأورام!

والحال ليس ببعيد عن تأثيرات النانو في البيئة، فبيئتنا الحالية على ما هي علية من تدهور ليست بحاجة إلى ملوثات جديدة، كما أن أي تلوث يحصل في البيئة في نهاية المطاف سوف ينتقل إلى الإنسان ويستقر في معدته وجسمه. فالتلوث النانوي إذا ما كثرت الصناعات النانوية ولم يتم التصدي له بصورة جدية، فإنه سوف ينتقل إلى النباتات فإلى أجسامنا، هذا فضلاً عن الصناعات الغذائية التي بدأت بعض الشركات تستخدم تقنية النانو فيها من دون معرفة الجوانب السلبية بشكل كامل يمكن أن تزيد من منافذ التقنية النانوية إلى جسم الإنسان، لذلك فان اليوم هنالك محاولات من قبل بعض العلماء المختصين بالنانو لإبعاد هذه التقنية عن الصناعات الغذائية والزراعية. وربما سنرى في المستقبل العبارة الآتية مكتوبة على المعلبات الغذائية: إن تقنية النانو لا تدخل في صناعتنا، أو أن منتجاتنا خالية من المواد أو الجسيمات النانوية من جهة أخرى، فان تقنية النانو يمكن أن تؤدي إلى تقليل التلوث في البيئة، فما تنتجه هذه التقنية من تلوث يمكن أن يعادل ما تقوم به من تنظيف للبيئة، أو ربما يكون تقليلها للتلوث اكبر مما تنتجه من ملوثات نانوية. فعندما تستخدم هذه التقنية في تنظيف المياه فإنها تؤدي دوراً حيوياً في تنظيف البيئة، ليس بتوفير المياه الصالحة للشرب فحسب، وإنما بتقليل نسبة المياه الثقيلة التي تتسرب إلى مياه سقي المحاصيل الزراعية ومياه الشرب. لكن المشكلة تكمن في نوعية الملوثات، فقد تكون نوعية الملوثات النانوية اخطر من الملوثات البيئية الاعتيادية المعروفة.

التقنية التي كانت سائدة ومازالت بشكل واسع هي تقنية المايكرو في عالم الالكترونيات، التي تزيد بالحجم على تقنية النانو بألف مرة، من المتوقع أن تحل تقنية النانو محل تقنية المايكرو وبذلك يمكن أن تقل احجام الأجهزة الالكترونية بمئات المرات وبنفس الوقت ستزداد الكفاءة والسرعة وتقل التكلفة وبصورة عامة ستتغير خصائصها إلى ما هو أفضل. لذا نتوقع في المستقبل أن تُستخدم هذه التقنية في هذا المجال بصورة أساسية وتنافسية بين الدول المتقدمة والشركات الكبرى، لأنه ببساطة الدولة التي سوف لن تلحق بركب النانو إن كانت متقدمة قد يُعاد تصنيفها على انها نامية والشركة التي لا تواكب تقنية النانو ربما سوف تشهر إفلاسها إذا ما تقدمت عليها الشركات الأخرى في نفس المجال.

بعض أنواع تراكيب الكربون النانوية تعد بثورة علمية وتقنية غير مسبوقة في عالم الالكترونيات في المستقبل، مثل المركب الذي يدعى بالكرافين، حيث له خواص تؤهله لان يتفوق على ملك الصناعات الالكترونية السليكون، وذلك لنقاوته العالية وموصليته الفائقة للالكترونات بالاضافة إلى صلابته الشديدة. إن الثورة التكنولوجية والالكترونية التي يُتوقع أن يصنعها الكرافين هي مماثلة لتلك الثورات التي حدثت عند الانتقال من الصمامات المفرغة إلى الترانزستورات ومن ثم الانتقال من الترانزستورات إلى الدوائر المتكاملة فالشرائح الميكروية، بل ربما ستكون ثورة الكرافين اكبر من تلك الثورات وأكثر أهميةً وإثارةً . يعتقد المهندسون المهتمون بالنانو وتطبيقاته انه بالإمكان إيجاد مجال واسع من المنتجات المشتقة من الكرافين، مثل الترانزستورات ذوات السرع الفائقة وحواسيب كمية نقطية ووسائط عرض ذكية  . كما يأمل الفيزيائيون أن تساعدهم هذه المادة في اختبار نظرية الظواهر العجيبة التي كان يُعتقد سابقاً أنه لا يمكن ملاحظتها إلا في الثقوب السود وفي معجلات الجسيمات ذات الطاقات العالية  . لذلك، من ناحية أخرى، يمكن أن تكون هذه المادة واختباراتها بديلاً عن صنع المعجلات العملاقة باهظة التكلفة والكبيرة الحجم. هذا وان تصغير حجم المنتجات الالكترونية باستخدام الكرافين متوقع، حيث توقع العلماء بالسابق أن تصغير المنتجات الالكترونية مع مرور الزمن لا يمكن أن يستمر إلى الأبد، بل هنالك حدود معينة للتصغير لا يمكن تجاوزها باستخدام مادة الكرافين يمكن أن يصل العلماء إلى تلك الحدود المتناهية في الصغر، حيث يتوقع العلماء أن يتم صنع جهاز نانوي بالغ الصغر وهو بحدود حلقة بنزين واحدة فقط ! . كما ان انابيب الكربون النانوية هي الاخرى سيكون لها شأن كبير في المستقبل خصوصاً بعد صنع ترانزستورات نانوية الحجم, وهذه الترانزستورات هي أساس عمل الكومبيوتر. لذلك من المحتمل أن يتم صنع كومبيوتر صغير الحجم (بحجم خاتم الإصبع أو اصغر)، كما يسعى العلماء إلى صنع ترانزستورات باستخدام أنابيب الكربون عة القفل فيها اكبر بمئات المرات عما هو متوفر الآن، بالإضافة إلى صنع ذاكرة نانوية هائلة السعة. أما في مجال الاتصالات والمعلوماتية، فيأمل الباحثون إلى التوصل الى تصنيع ألياف بصرية نانوية لها القدرة على إرسال المعلومات والمكالمات مباشرةً دون تحويلها إلى إشارات كهربائية مما يزيد عة النقل بأكثر من 100 مرة ، وهذه الميزة مفيدة ايضاً في صنع الحواسيب فائقة السرعة.

ربما سيشهد المستقبل القريب الكثير من التطبيقات النانوية في الطب، متمثلة في الاستفادة من خصائص المركبات النانوية في آلية نقل الدواء الى الاجزاء المصابة من الجسم. كما سيتم الاستفادة من هذه التقنية في التشخيص المبكر لبعض الامراض مثل السرطان، او الاكتشاف الدقيق للتعرض لبعض المركبات الكيميائية والبيولوجية الخطرة . هنالك اكثر من 300 مرض معروف لحد الان يكون اسبابها عوامل وراثية، وتعقد الآمال في المستقبل الى التخلص من هذه الامراض الوراثية بفضل الاستفادة من تقنية النانو باستغلال الجسيمات النانوية لتوصيل الجينات الى مكانها الصحيح  . كما يأمل علماء النانو في المستقبل أن يتم صنع أجهزة روبوت بحجم نانوي لها القدرة على الدخول في جسم الإنسان والتجوال فيه والوصول إلى الاماكن المريضة والمطلوب علاجها موضعياً مثل إزالة الجلطات الدهنية أو إيصال الدواء لها, وهذه المركبات النانوية يتم تحريكها وتوجيهها عن بعد، كما أن لهذا الروبوت الصغير القدرة على تشخيص الأمراض والتقاط الصور وبعثها إلى خارج جسم المريض، لكن هناك مشكلة هذه وهي مصير المركبات النانوية بعد أن تنتهي مهمتها ، وكيفية إخراجها من الجسم، ومع ذلك فمن المتوقع أن يتم إنتاج الجيل الأول من هذه المركبات النانوية قبل عام 2025م  . كما يؤمل في المستقبل القريب أن تتم الاستفادة القصوى من الإمكانيات التي تتيحها تقنية النانو لصنع مختبر محمول لا يتعدى حجمه حجم الموبايل قادر على عمل فحوصات كاملة للدم، ومما شجع على التفكير في ذلك هو ما تحقق من نجاحات في بعض الفحوصات المختبرية التي أساسها تقنية النانو مثل قياس الكلوكوز الذي تم صنع متحسس نانوي لقياسه، وهنالك متحسسات نانوية للفيروسات والبكتيريا وال DNA ربما ستحدث في المستقبل ثورة علمية كبيرة في علاج السرطان بتكلفة اقل وبمواد وطرق أكثر فعالية وامناً من تلك المتوفرة الان، وبهذا الصدد يقول البروفسور مصطفى السيد رائد معالجة السرطان بجسيمات نانو الذهب والليزر "إن غرام واحد من الذهب سيعالج ألف مصاب بالسرطان" . بهذا فإن علاج السرطان بجسيمات الذهب النانوية سيعطي أملاً جديداً لملايين المصابين بالسرطان بالعالم. ليس هذا فحسب، بل يتوقع علماء الصحة ان تقنية النانو الطبية في المستقبل ستصبح جزءاً من الممارسة الطبية اليومية.

وفي مجال المتحسسات وأجهزة الاستشعار، فمن المتوقع أن يتم صنع أجهزة تحسس واستشعار نانوية وبتكلفة اقل مما متوفر الآن، وهذه الأجهزة قادرة على كشف المتفجرات والقنابل والغازات السامة والحرائق والفيروسات والملوثات بأنواعها... الخ، وبسبب صغر حجمها وقلة كلفتها سوف لن يكون تواجدها مقتصراً على الاماكن المهمة فقط كالمطارات وإنما ستكون واسعة الانتشار والاستخدام، مثلاً في الجسور والطرق والأسواق الصغيرة فضلاً عن الكبيرة وفي مواقف السيارات والقطارات والموانئ وغيرها.

كما أن هناك أمل قوي أن تصنع أجهزة بتقنية النانو لها القدرة على تحلية كميات كبيرة من ماء البحار بتكلفة زهيدة بحيث يمكن القول انه تم التخلص من مشكلة الماء أو تقليل هذه المشكلة العضالة بشكل كبير وبالتالي توفره في الدول التي تعاني من شحة المياه والفقيرة منها خصوصاً. وتنقية الماء باستخدام تقنية النانو وتطويرها سيكون لها شأناً كبيراً في المستقبل من ناحيتين الناحية الأولى وهي توفير المياه الصالحة للشرب وباسعار زهيدة في الدول التي تعاني من نقص في مياه الشرب والمياه اللازمة للمرافق العامة، والأخرى هي تقليل تكلفة تنقية المياه وتقليل حجم منظوماتها التي توجد اساساً في الدول المتقدمة والغنية، هذا ويمكن اعتبار تقليل استخدام الكلور والمواد الكيميائية المستخدمة في تنظيف الماء هدف مستقبلي آخر من اهداف استخدامات تقنية النانو في هذا المجال. تحتل النظافة الذاتية باستخدام تقنية النانو الآن وفي المستقبل اهتمام عدد كبير من المؤسسات والباحثين وتتسابق حالياً كبرى الشركات العالمية لصنع مواد ذاتية التنظيف أو منتجات نانوية تساعد في التنظيف الذاتي كشركة سامسونج، حيث يمكن فعلاً صنع هياكل للسيارات ذاتية التنظيف لا تحتاج إلى الماء لتنظيفها في آلية عمل مشابه لتلك الموجودة عند بعض النباتات كنبات اللوتس. وكذلك يمكن توسيع آلية التنظيف الذاتي لتشمل طيفاً واسعاً من المنتجات التي يكون تنظيفها بالوسائل التقليدية المعروفة صعباً جداً كناطحات السحاب أو المنتجات التي تحتاج الى درجة عالية من النظافة الدائمة مثل الادوات الجراحية وضمادات الجروح وغرف العمليات أو الادوات والآلات المستخدمة في الصناعات الالكترونية. كما يمكن صنع جدران لا تلتصق بها البكتريا والغبار والاوساخ وملابس ذاتية التنظيف كذلك، وهذا النوع قد صُنع فعلاً، لكن المتفائلون جداً يأملون بالمستقبل ببناء مدن كاملة ذاتية التنظيف في كل ما تحتويه من محلات وعمارات ودور ومعامل ومطارت ومدراس ومستشفيات ... الخ.

إن ما كان يُعرف قديما بحجر الفلاسفة المزعوم الذي يقوم بتحويل الحجر إلى ذهب ومعادن نفيسة ربما سيكون ممكناً بالمستقبل المنظور ولو إلى حد معين, وذلك باستخدام تقنية النانو، فبإعادة ترتيب الفحم مثلاً يمكن الحصول على الماس أو الذهب من التراب وبإعادة هيكلة ذرات المعادن الرخيصة بصورة عامة يمكن الحصول على المعادن النفيسة! هذا بالطبع من وجهة نظر مفهوم تقنية النانو وعلى هذا الاساس فان الالماس والذهب سيفقدان قيمتهما في المستقبل!

وفي كل المنتجات النانوية التي سيتم إنتاجها مستقبلاً وخصوصاً الصحية والغذائية منها ، يجب إعادة النظر فيها من جديد، لمعرفة فيما إذا تغيرت خواصها بسبب الجسيمات والتراكيب النانوية أم لا ؟ فمثلاً استخدام جسيمات النانو في تحلية وتنقية الماء لغرض الشرب قد تزيل الأملاح الأخرى الضرورية للجسم وليس فقط الملوثات والبكتيريا، فالموضوع اذاً معقد ومتشابك ويحتاج إلى كثير من الدراسات المحايدة والبحوث الموضوعية.

مواضيع ذات صلة

تصنيف المواد النانوية وتطبيقاتها

تقنية النانو Nano Technology

تاريخ النانو History Nano

تقنية تبخير الكرافيت باستخدام الليزرLaser Ablation Method

تقنية تفريغ القوس الكهربائي electric arc-discharge

تقنية Sol-gel

تقنية المعالجة الحرارية المائية (Hydrothermal)

تقنية الترسيب الكهروكيميائي

ثنائي أكسيد التيتانيوم و أنابيب ثنائي أكسيد التيتانيوم النانو مترية

أنابيب كربون النانو مترية

طرق دراسة وتشخيص المركبات النانوية

دواء الرايفامبسين Rifampicin