أدى تطور تكنولوجيا النانو إلى تقريب مزيج الإلكترونيات الدقيقة والإلكترونيات الضوئية ، مما أدى إلى تحسين أداء الأجهزة الإلكترونية البصرية إلى حد كبير في مجالات مثل نقل المعلومات وتخزينها ومعالجتها وحسابها وعرضها. يمكن أن يؤدي تطبيق تكنولوجيا النانو على معالجة المعلومات الرادارية الحالية إلى زيادة قدراتها بمقدار 10 إلى عدة مئات من المرات ، وحتى الرادار ذو الفتحة النانوية عالي الدقة يمكن وضعه على الأقمار الصناعية للاستطلاع الأرضي عالي الدقة. في الآونة الأخيرة ، قام الباحثون في معهد ماساشوسيتس للتكنولوجيا بتغذية ذرات الباريوم المتحمسة في الليزر واحدة تلو الأخرى ، مما أدى إلى انبعاث فوتون مفيد من كل ذرة بكفاءة مذهلة.

التطبيق في الإلكترونيات الدقيقة

تعتمد الإلكترونيات النانوية على أحدث النظريات الفيزيائية والوسائل التكنولوجية المتقدمة ، وبناء الأنظمة الإلكترونية وفقًا للمفاهيم الجديدة ، وتطوير إمكانات تخزين المواد ومعالجتها لتحقيق اختراقات ثورية في قدرات جمع المعلومات ومعالجتها. ستصبح الإلكترونيات النانوية جوهر عصر المعلومات في القرن القادم. ◆

◆ التطبيق في الهندسة الحيوية

على الرغم من أن أجهزة الكمبيوتر الجزيئية هي حاليًا في مرحلتها المثالية ، فقد نظر العلماء في استخدام العديد من الجزيئات الحيوية لتصنيع مكونات الكمبيوتر ، ومن بينها رودوبسين الجرثومي الأكثر تبشيرا. هذه المادة الحيوية لها خصائص فيزيائية حرارية وبصرية وكيميائية محددة ، بالإضافة إلى ثبات جيد. يمكن استخدام خصائص الدراجات الضوئية الفريدة لتخزين المعلومات ، وبالتالي استبدال معالجة معلومات الكمبيوتر الحالية وتخزين المعلومات. سيزيد من سعة التخزين ومعالجة المعلومات لوحدة حجم المواد بملايين المرات. ◆

◆ التطبيق في مجال الهندسة الكيميائية

إضافة مسحوق نانو TiO2 بنسبة معينة لمستحضرات التجميل يمكن أن يمنع الأشعة فوق البنفسجية بشكل فعال. يمكن أن يؤدي استخدام الجسيمات النانوية المعدنية في منتجات الألياف الكيميائية أو الورق إلى تقليل التفاعلات الكهروستاتيكية إلى حد كبير. يمكن استخدام الإسفنج الخفيف المتكلس المكون من الجسيمات النانوية لفصل وتركيز نظائر الغاز والغازات النادرة المختلطة والمركبات العضوية. يمكن أيضًا استخدام الجسيمات النانوية كطلاء موصل وأحبار طباعة ومواد تشحيم صلبة.

وقد وجد الباحثون أيضًا أنه يمكن استخدام الهيكل الفريد الذي يشبه المسام ، والمساحة السطحية الكبيرة المحددة (تصل إلى عدة مئات من الأمتار المربعة لكل جرام من الأنابيب النانوية الكربونية) ، والقوة الميكانيكية العالية للأنابيب النانوية الكربونية لصنع المفاعلات النانوية ، والتي يمكن أن تحد من التفاعلات الكيميائية إلى نطاق صغير جدًا.

◆ التطبيقات الطبية

استخدم الباحثون بنجاح الجسيمات النانوية لفصل الخلايا والجسيمات النانوية الذهبية لعلاج الآفات المستهدفة للحد من الآثار الجانبية. بالإضافة إلى ذلك ، تم إحراز تقدم كبير في استخدام الجسيمات النانوية كحاملات لمستحثات الفيروسات ، والتي يتم استخدامها الآن في التجارب السريرية على الحيوانات ومن المتوقع أن تخدم البشر في المستقبل القريب.

دراسة تطبيق تكنولوجيا النانو في الطب الحيوي يمكن أن تساعد على فهم الهيكل الدقيق للجزيئات الحيوية وعلاقتها بالوظيفة في المقياس النانوي ، والحصول على معلومات عن الحياة. يتصور العلماء استخدام تكنولوجيا النانو لإنشاء روبوتات جزيئية تدور في مجرى الدم ، وكشف وتشخيص أجزاء مختلفة من الجسم ، وتنفيذ علاجات خاصة.

تطبيق في التجميع الجزيئي

إن كيفية تجميع المواد النانوية بأحجام محددة وتوزيع حجم الجسيمات الموحد دون تكتل كانت دائمًا مشكلة يسعى الباحثون إلى حلها. في الوقت الحالي ، توغلت تكنولوجيا النانو في التلاعب بالذرات المفردة ، ومن خلال الجمع بين الكيمياء الناعمة ، وكيمياء قالب الضيف المضيف ، والكيمياء فوق الجزيئية ، أصبحت الوسيلة الرئيسية للتجميع والقطع ، وتحقيق الجراحة الجزيئية.

تكنولوجيا النانو ، باعتبارها العلم والتكنولوجيا الناشئة مع معظم إمكانات تطبيق السوق ، وسوف تصبح نجما ساطعا في مجال علم المواد ، وعرض نفسها في مختلف المجالات مثل المواد الجديدة والطاقة والمعلومات ، ولعب دورا حاسما. مع التطوير المستمر لتكنولوجيا إعدادها وتعديلها ، سيتم استخدام المواد النانوية على نطاق واسع بشكل متزايد في العديد من المجالات مثل إنتاج المواد الكيميائية والدوائية الدقيقة.