كثيرٌة هي الأمراض والأوبئة التي تحيط بنا في حياتنا اليومية، بعضها له علاج والبعض الآخر لا علاج له. ولعل أحد أهم وأخطر هذه الأمراض التي تتزايد باستمرار في عالمنا يومًا بعد يوم هو مرض السرطان، ذلك المرض القاسي الذي يصيب الملايين من البشر حول العالم، وعلاجه أشد ضراوة من أي مرض آخر، فهو يستهدف قتل وتدمير خلايا الجسم السليمة والمصابة للقضاء عليه. ولذلك فإن العلماء والأطباء يسعون جاهدين لإيجاد علاج بديل يوفر الراحة للمرضى ويكون أقل ضررًا من العلاج الحالي وأكثر دقة منه، وذلك بإستهداف الخلايا السرطانية المصابة فقط.
والمشاكل لا تقف عند حدود الأمراض فقط، فالكثير من المشاكل حولنا تتطلب حلولًا جذرية، والعالم اليوم مندفع نحو تطوير تكنولوجيا جديدة تسمى بتكنولوجيا النانو تسهم في حل العديد من المشاكل بكفاءة وفعالية.

اقترح فكرة تكنولوجيا النانو لأول مرة عالم الفيزياء ريتشارد فينمان عام 1959 م. وذلك خلال خطاب ألقاه تحدث فيه حول كيف من الممكن أن نكون قادرين على التعامل مع الذرات والجزيئات، وإمكانية استخدام تلك التكنولوجيا في المستقبل البعيد لإنشاء آلات صغيرة للغاية من شأنها أن تخدم أدوات صغيرة. ولكن على مر السنين نرى أن تكنولوجيا النانو أصبحت حقيقة وتكنولوجيا محتملة في المستقبل القريب.

تدرس تكنولوجيا النانو الجسيمات الجزيئية والذرية لتصميم وتركيب المواد والأجهزة على مقياس النانومتر، والنانومتر هو جزء من البليون من المتر. بمعنى أنها تعمل على بناء أجهزة وأدوات وأشياء آخرى معتمدة على جسيمات نانوية صغيرة. وترتبط تكنولوجيا النانو بالعلوم الغروية وعلم الأحياء والفيزياء والكيمياء والمجالات العلمية الآخرى.

تكنولوجيا النانو ورعاية صحة الإنسان

تثير تكنولوجيا النانو جدلًا واسعًا في كونها ستفيد الإنسان أم أنها سوف تشكل خطرًا على صحته. فالكثيرون في عالم الطب يدرسون إمكانية ابتكار تطبيقات طبية جديدة لعلاج المرضى بإستخدام تكنولوجيا النانو فيما يُعرف بطب النانو، كما يدرسون المخاطر المحتملة للتعرض لتلك المواد النانوية.

وطب النانو هو تطبيق تكنولوجيا النانو على الرعاية الصحية للفرد، وهو يوفر العديد من المسارات المحتملة لتحسين التشخيص الطبي والعلاج وتجديد الأنسجة والأعضاء أيضًا. إنه يسعى إلى توفير رعاية صحية أكثر يسرًا وبأسعار معقولة، وبالتالي تحسين نوعية الحياة للجميع.

طب النانو

طب النانو هو تطبيق تكنولوجيا النانو في الطب. وهو يشمل استخدام أدوات للتشخيص والوقاية والعلاج من الأمراض لفهم الحالات المرضية بشكل أفضل ولتشخيص الحالات المرضية المعقدة وتحسين نوعية الحياة للمرضى.

يتضمن طب النانو تطبيقات من الجسيمات النانوية قيد التطوير حاليًا، فضلًا عن البحوث طويلة الأمد التي تتضمن استخدام روبوتات نانوية مصنعة لإجراء الإصلاحات على مستوى الخلية.

أحد تطبيقات طب النانو التي قيد التطوير حاليًا هي استخدام الجسيمات النانوية لتوصيل الأدوية أو الحرارة أو الضوء أو غيرها من المواد لأنواع معينة من الخلايا مثل الخلايا السرطانية.

صُممت الجسيمات بحيث تنجذب إلى الخلايا المريضة فقط مما يسمح بالمعالجة المباشرة لتلك الخلايا. هذا الأسلوب يقلل الضرر في الخلايا السليمة في الجسم ويسمح بالكشف عن المرض في وقت سابق. وبالتالي فإن تقديم أدوية العلاج الكيميائي في مرض السرطان مثًلًا يكون مباشرة إلى الخلايا السرطانية المقصودة.

علم السموم النانوي

وهو أحد فروع علوم الأحياء النانوية الذي يتناول دراسة وتطبيق سمية المواد النانوية.

فالمواد المتناهية في الصغر، حتى عندما تكون مصنوعة من عناصر خاملة كالذهب، فإنها تكون نشطة للغاية في الأبعاد النانومترية.

وتهدف دراسة سمية المواد إلى تحديد ما إذا كان وإلى أي مدى تشكل هذه الخصائص خطرًا على البشر والبيئة. فقد تبين على سبيل المثال أن الجسيمات النانوية للدييزل تسبب الضرر في نظام القلب والأوعية الدموية في الفئران.

كما أن بعض التقارير تفيد بأن بعض الجسيمات النانوية قد تنتقل إلى أنسجة الرئة الحساسة بسهولة بعد استنشاقها وتسبب ضرر يمكن أن يؤدي إلى مشاكل مزمنة في التنفس.

تطبيق تكنولوجيا النانو

تستغل تكنولوجيا النانو التطور الحاصل في مجال الكيمياء والفيزياء وعلوم المواد والتكولوجيا الحيوية لإنشاء مواد جديدة ذات خصائص فريدة من نوعها يتم تحديد هياكلها على مقياس النانومتر.

بعض هذه المواد وجدت طريقها بالفعل إلى المنتجات الإستهلاكية مثل واقي الشمس والملابس المقاومة للبقع. والبعض الأخر يجري البحث فيه بشكل مكثف لإستخدامه في حل مشاكل كبرى في البشرية كالأمراض والطاقة النظيفة والمياه النظيفة وغيرها.

كما أن تكنولجيا النانو تم تطبيقها وتطويرها على مجموعة متنوعة من عمليات التصنيع والتنقية. حيث تشمل تطبيقات التنقية تنظيف البيئة وتحلية المياه وفلترتها ومعالجة مياه الصرف الصحي ومعالجة المياه الجوفية وغيرها من المعالجة النانوية.

أما في مجال الصناعة فالتطبيقات قد تشمل مواد البناء والسلع العسكرية والآلات النانوية من الأسلاك النانوية والقضبان النانوية وغيرها.

أمثلة على منتجات إستهلاكية موجودة حاليًا تستخدم تكنولوجيا النانو:

1. واقيات الشمس ومستحضرات التجميل.
2. كرات التنس طويلة الأمد وخفيفة الوزن ومضارب تنس أقوى.
3. ملابس ومرتبات خالية من البقع.
4. البولميرات المستخدمة في شاشات أجهزة الحاسوب المحمولة والهواتف المحممولة والكاميرات الرقمية.
5. زجاج سهل التنظيف ومقاوم للغبار والأتربة.
6. المصدات والمحولات الحفازة في السيارات.
7. هياكل للنظارات الطبية والسيارات بحيث تسهم في تخفيف الوزن وتزيد من صلابتها.

  أمثلة على مواد مطورة بتكنولوجيا النانو:

1. كرات بوكي الكربونية أو فوليرين.
2. الأنابيب النانوية الكربونية.
3. جزيئات أكسيد المعادن مثل ثاني أكسيد التيتانيوم.
4. النقاط الكمومية.
5. سيلينيد الكادميوم .

مستقبل تكنولوجيا النانو

مستقبل تكنولوجيا النانو مجهول تمامًا، ويكاد يكون مستحيلًا التنبؤ بكل شئ في علم النانو. ولكن يبدو أن مستقبلها سيكون مشرق للغاية.

الأطباء يدرسون حاليًا جراحة النانو بحيث تكون قادرة على مهاجمة المرض على المستوى الجزيئي. هذا بطبيعة الحال ممكن أن يقضي على السرطان. بحيث يتم تحديد الخلايا السرطانية وإزالتها وغرس خلايا سليمة مجاورة لها جراحيًا، كما سيكون هناك جراحة النانو بأكمله للمساعدة في علاج كل شئ من الشيخوخة الطبيعية إلى مرض السكري والأمراض الأخرى.

لن يكون هناك أي شئ تقريبًا لا يمكن إصلاحه في النهاية مع وجود جراحة النانو.

مستقبل تكنولوجيا النانو سوف يشمل أيضًا استخدام روبوتات النانو،  هذه الروبوتات لديها القدرة على القيام بمهام معقدة للغاية.

تكنولوجيا النانو سوف تلعب دورًا كبيرًا في حياتنا جميعًا في المستقبل القريب في كل شئ من الملابس للطب.

المصطلحات

المحولات الحفازة في السيارات:  هو جزء هام من السيارات الحديثة، وهو  مفاعل صغير يقوم بتحويل العوادم المضرة لتفادي ضرر تلك  الانبعاثات ، وذلك باستعمال مواد محفزة مهيئة بأساليب مناسبة .

كرات بوكي الكربونية أو فوليرين: عبارة عن جزئيات تتكون بالكامل من ذرات الكربون وتكون على شكل كرة مجوفة.

النقاط الكمومية:  هي عبارة عن شبه موصل ، تكون أيكسيتوناته محددة مقصورة ضمن نطاق الثلاثة أبعاد المكانية جمعيها، نتيجة لذلك تكون لتلك المواد خصائصا الكترونية تتوسط بين كتل أشباه المواصلات والجزيئات المنفصلة.

أمل محمد عبد المجيد الخليلي – مجلة العلوم بالعربية