طالب هام
16-03-2006, 16:25
المعالجات الكمبيوترية على المستوى النانوي
(الحلقة الأخيرة)
إن أجهزة (ميلليبيد) Millipede والمجموعات المتفاوتة من الأجهزة الجزيئية التي يتم إختبارها حالياً ليست جزءاً من مشكلة (التناسخ الذاتي) Self-Replicating Problem. فتطوير الأنظمة النانوتكنولوجية التي تنشط بها الأنظمة الكهروميكانيكية الدقيقة (أم إي أم أس) Micro - Electro - Mechanical Systems, MEMS التي تقوم حالياً بجهود حثيثة لإنتاج التروس والرافعات وأدوات لضبط رؤوس القراءة Actuators الفائقة الدقة، وفي الوقت عينه تقوم بتطوير عمليات المعالجات الجزيئية الكمبيوترية المرتبطة بشكل وثيق (بأجهزة الروبوت النانوية) Nanorobots التي قد تستطيع في يوم من الأيام أن تبني سلالاتها بنفسها. فإذا قمنا بربط مجس أو إصبع نانوي بجهاز كمبيوتر جزيئي يمكنه الإرتباط بمجسات أو بأصابع أخرى يصبح لدينا خط تجميع غير مرئي يمكنه أن يقوم بعمليات (التناسخ الذاتي) إلى ما لا نهاية.
ولكن العديد من العلماء يقولون بأن أجهزة التناسخ الذاتي قد تكون أكثر قوة وفاعلية من القنابل الذرية. فاجتياح الأرض بالقنابل يتطلب كماً هائلاً من المعدات الغربية والمزيد من النظائر الإشعاعية النادرة Rare Isotopes، بينما يمكن تدمير الحياة على الأرض بواسطة أجهزة (التناسخ الذاتي) بإستخدام القليل من مكونات إعتيادية.
تقوم (النانوتكنولوجيا) بخلق العديد من المواد الغريبة التي لم يسبق لها وجود في الطبيعة من قبل مثل الأنابيب النانوية المصنوعة من مادة الكربون (باكي بولز) Buckyballs. غالبية تلك المواد مصنوعة من كميات كبيرة من ذرات الكربون. فكرات (باكي بولز) هي عبارة عن جسم كروي أجوف في ما يتعلق بالانابيب النانوية فهي مكونة من سلسلة من جزيئيات الكربون الجوفاء تشبه بشكلها الألياف الى حد بعيد. وتعرف هذه الهيكليات باسم (فولرين) Fullerene وبإستطاعاتها أن تقدم العديد من الميزات المفيدة في مجالات الكهرباء والكيمياء والميكانيكا.
ويمكن للأنابيب النانوية أن تعمل بشكل ممتاز كـ (موصل) Conductor أو كـ (عازل) Insulator. كما يمكن أن تكوّن (موصلات جزئية) Semiconductors بحسب تشكيل الذرات في كل حالة. وإذا ما قمنا بوضع كرات (باكي بولز) داخل الأنابيب النانوية على غرار قرن البازيلاء نجد بأن هذه المجموعة لها إمكانيات كبيرة في مجال القيام بمعالجات كمبيوترية أكثر تعقيداً وتتمتع بميزات تحكم فائقة في مجال دارات التوصيل. هذا ولا تزال التطبيقات التجارية لهذه الإختبارات محدودة جداً.
هذا وقد صرحت وكالة الفضاء الأميركية (ناسا) NASA في الآونة الأخيرة بأنها قامت بإنتاج شريحة سيليكونية هجينة تعتمد الأنابيب النانوية لكي تستعمل كرابط بين الدارات المدمجة Integrated Circuits، لأنه أصبح من الصعب جداً تثبيت موارد الطاقة وممرات الإشارات على الشريحة الكمبيوترية التي غدت فائقة الدقة.
وبمنأى عن مجال الكمبيوتر والإلكترونيات. وبالرغم من أن الخبراء لا يعلمون حتى الآن مدى الأضرار البيئية التي يمكن أن تسببها أو السموم التي قد تنتج من جراء إستعمالها، أصبح (الفولرين) يعتمد في مجالات عدة كالمحفزات الكيميائية Catalysts وكمجسات في علوم الصيدلة ولصنع أنواع من الدهانات تعالج بطريقة كيميائية وحتى إنها أدخلت في مواد صناعة عجلات السيارات.
ومن الثابت أيضاً أن مادة (الفولرين) تستطيع إختراق أغشية خلايا البكتيريا الخارجية، وبهذه الميزة يمكنها الولوج الى داخل السلسلة الغذائية السفلية وقد يمتد تأثيرها الى الدرجات العليا في أنوع أخرى. فمادة (الفولرين) تعد من الهيكليات الثابتة التي لا يمكن أن تتلف أو تتحلل بيولوجياً ولا يمكن القضاء عليها. فهي في الأصل (هامدة) Inertولكن بعضهم يقترح إستعمالها كأقفاص جزيئية لإحتواء بعض المواد القابلة للتفاعل أو للمحفزات. فتصبح عدئذ قادرة على التدخل بشكل جذري في العمليات الصناعية وحتى في النمو الطبيعي للكائنات الحية. وتحوي مادة (الفولرين) العديد من المؤثرات تماماً مثل مادة الأسبستوس التي بإمكانها أن تسبب للإنسان داء السرطان أو أمراض أخرى فقط من تأثير حجمها وشكلها الخارجي. وقد توفر المناخ لنقل بعض المواد المضرة المؤذية.
ولكن كل هذا التشديد والتأكيد على النواحي الغريبة العجيبة والإستعمالات الضارة التي توصم بها النانوتكنولوجيا يجب ان لا تحجب التطبيقات الجيدة المفيدة التي من الممكن أن تقدمها. فعملية تصغير الأحجام قد تفيد بشكل لم يسبق له مثيل الصناعات الكمبيوترية برمتها وتغدو المركّبات الكيميائية ذات الجزيئات النانوية الناشطة من أهم الحلول لمحاربة التلوث.
(الحلقة الأخيرة)
إن أجهزة (ميلليبيد) Millipede والمجموعات المتفاوتة من الأجهزة الجزيئية التي يتم إختبارها حالياً ليست جزءاً من مشكلة (التناسخ الذاتي) Self-Replicating Problem. فتطوير الأنظمة النانوتكنولوجية التي تنشط بها الأنظمة الكهروميكانيكية الدقيقة (أم إي أم أس) Micro - Electro - Mechanical Systems, MEMS التي تقوم حالياً بجهود حثيثة لإنتاج التروس والرافعات وأدوات لضبط رؤوس القراءة Actuators الفائقة الدقة، وفي الوقت عينه تقوم بتطوير عمليات المعالجات الجزيئية الكمبيوترية المرتبطة بشكل وثيق (بأجهزة الروبوت النانوية) Nanorobots التي قد تستطيع في يوم من الأيام أن تبني سلالاتها بنفسها. فإذا قمنا بربط مجس أو إصبع نانوي بجهاز كمبيوتر جزيئي يمكنه الإرتباط بمجسات أو بأصابع أخرى يصبح لدينا خط تجميع غير مرئي يمكنه أن يقوم بعمليات (التناسخ الذاتي) إلى ما لا نهاية.
ولكن العديد من العلماء يقولون بأن أجهزة التناسخ الذاتي قد تكون أكثر قوة وفاعلية من القنابل الذرية. فاجتياح الأرض بالقنابل يتطلب كماً هائلاً من المعدات الغربية والمزيد من النظائر الإشعاعية النادرة Rare Isotopes، بينما يمكن تدمير الحياة على الأرض بواسطة أجهزة (التناسخ الذاتي) بإستخدام القليل من مكونات إعتيادية.
تقوم (النانوتكنولوجيا) بخلق العديد من المواد الغريبة التي لم يسبق لها وجود في الطبيعة من قبل مثل الأنابيب النانوية المصنوعة من مادة الكربون (باكي بولز) Buckyballs. غالبية تلك المواد مصنوعة من كميات كبيرة من ذرات الكربون. فكرات (باكي بولز) هي عبارة عن جسم كروي أجوف في ما يتعلق بالانابيب النانوية فهي مكونة من سلسلة من جزيئيات الكربون الجوفاء تشبه بشكلها الألياف الى حد بعيد. وتعرف هذه الهيكليات باسم (فولرين) Fullerene وبإستطاعاتها أن تقدم العديد من الميزات المفيدة في مجالات الكهرباء والكيمياء والميكانيكا.
ويمكن للأنابيب النانوية أن تعمل بشكل ممتاز كـ (موصل) Conductor أو كـ (عازل) Insulator. كما يمكن أن تكوّن (موصلات جزئية) Semiconductors بحسب تشكيل الذرات في كل حالة. وإذا ما قمنا بوضع كرات (باكي بولز) داخل الأنابيب النانوية على غرار قرن البازيلاء نجد بأن هذه المجموعة لها إمكانيات كبيرة في مجال القيام بمعالجات كمبيوترية أكثر تعقيداً وتتمتع بميزات تحكم فائقة في مجال دارات التوصيل. هذا ولا تزال التطبيقات التجارية لهذه الإختبارات محدودة جداً.
هذا وقد صرحت وكالة الفضاء الأميركية (ناسا) NASA في الآونة الأخيرة بأنها قامت بإنتاج شريحة سيليكونية هجينة تعتمد الأنابيب النانوية لكي تستعمل كرابط بين الدارات المدمجة Integrated Circuits، لأنه أصبح من الصعب جداً تثبيت موارد الطاقة وممرات الإشارات على الشريحة الكمبيوترية التي غدت فائقة الدقة.
وبمنأى عن مجال الكمبيوتر والإلكترونيات. وبالرغم من أن الخبراء لا يعلمون حتى الآن مدى الأضرار البيئية التي يمكن أن تسببها أو السموم التي قد تنتج من جراء إستعمالها، أصبح (الفولرين) يعتمد في مجالات عدة كالمحفزات الكيميائية Catalysts وكمجسات في علوم الصيدلة ولصنع أنواع من الدهانات تعالج بطريقة كيميائية وحتى إنها أدخلت في مواد صناعة عجلات السيارات.
ومن الثابت أيضاً أن مادة (الفولرين) تستطيع إختراق أغشية خلايا البكتيريا الخارجية، وبهذه الميزة يمكنها الولوج الى داخل السلسلة الغذائية السفلية وقد يمتد تأثيرها الى الدرجات العليا في أنوع أخرى. فمادة (الفولرين) تعد من الهيكليات الثابتة التي لا يمكن أن تتلف أو تتحلل بيولوجياً ولا يمكن القضاء عليها. فهي في الأصل (هامدة) Inertولكن بعضهم يقترح إستعمالها كأقفاص جزيئية لإحتواء بعض المواد القابلة للتفاعل أو للمحفزات. فتصبح عدئذ قادرة على التدخل بشكل جذري في العمليات الصناعية وحتى في النمو الطبيعي للكائنات الحية. وتحوي مادة (الفولرين) العديد من المؤثرات تماماً مثل مادة الأسبستوس التي بإمكانها أن تسبب للإنسان داء السرطان أو أمراض أخرى فقط من تأثير حجمها وشكلها الخارجي. وقد توفر المناخ لنقل بعض المواد المضرة المؤذية.
ولكن كل هذا التشديد والتأكيد على النواحي الغريبة العجيبة والإستعمالات الضارة التي توصم بها النانوتكنولوجيا يجب ان لا تحجب التطبيقات الجيدة المفيدة التي من الممكن أن تقدمها. فعملية تصغير الأحجام قد تفيد بشكل لم يسبق له مثيل الصناعات الكمبيوترية برمتها وتغدو المركّبات الكيميائية ذات الجزيئات النانوية الناشطة من أهم الحلول لمحاربة التلوث.