النانو تكنولوجي علم ال يزال في المهد

إعداد المهندس عبد الباسط حمودة مدير الصناعات الهندسية

مرآز االختبارات الصناعية

سوريا -دمشق 2006/ 27-28/11

: في المنظومات البيولوجية النانو تكنولوجي تطبيقات في الكشف السريع عن الجراثيم الممرضة في مصادر المياه،

.والمنتجات الغذائية

وآفاق استخدامها في الصناعة النانو تكنولوجي

مختصر تمهيدي مختصر تمهيدي تقديم تقديم -- ما هو النانو تكنولوجي ما هو النانو تكنولوجي -- ما هي أهمية النانو تكنولوجي؟ ما هي أهمية النانو تكنولوجي؟ --

-- ما هي مواد النانو تكنولوجي؟ ما هي مواد النانو تكنولوجي؟ تطبيقات النانو تكنولوجي تطبيقات النانو تكنولوجي --

) ) الحيوية الحيوية (( تطبيقات النانو تكنولوجي في األنظمة البيولوجية تطبيقات النانو تكنولوجي في األنظمة البيولوجية الكشف عن الباثوجينات البكتيرية وإزالتها من منابع الكشف عن الباثوجينات البكتيرية وإزالتها من منابع ””

””الماء والمنتجات الغذائية الماء والمنتجات الغذائية

تقديم تقديم ثمة حقيقة ال جدال فيها هي أن نسبة المتعاطين العرب مع ثمة حقيقة ال جدال فيها هي أن نسبة المتعاطين العرب مع

منجزات الثورة التكنولوجية متواضعة ، ليس قياسا إلى منجزات الثورة التكنولوجية متواضعة ، ليس قياسا إلى واألسوأ من واألسوأ من . . اآلخر الغربي ، وإنما أيضا إلى اآلخر اآلسيوي اآلخر الغربي ، وإنما أيضا إلى اآلخر اآلسيوي

هذا هو أن ضمن هذه النسبة المتدنية هناك شريحة واسعة هذا هو أن ضمن هذه النسبة المتدنية هناك شريحة واسعة ممن يسيئون استخدام هذه المنجزات التي لم تساهم فيها ممن يسيئون استخدام هذه المنجزات التي لم تساهم فيها

بلدانهم و شعوبهم بمسمار واحد ، بمعنى أنهم يستثمرونها في بلدانهم و شعوبهم بمسمار واحد ، بمعنى أنهم يستثمرونها في التحريض والشتم واإلساءة ونشر التوافه بدال من توظيفها في التحريض والشتم واإلساءة ونشر التوافه بدال من توظيفها في رفد عقولهم وأنشطتهم بعلوم العصر والمعلومات الغائبة عما رفد عقولهم وأنشطتهم بعلوم العصر والمعلومات الغائبة عما

..يدور في الكون من حراك غير مسبوق شكال و مضمونا يدور في الكون من حراك غير مسبوق شكال و مضمونا

وبينما هذا هو حال العالم العربي ، نجد أن الشرق وبينما هذا هو حال العالم العربي ، نجد أن الشرق وال سيما اليابان وآوريا الجنوبية و تايوان وال سيما اليابان وآوريا الجنوبية و تايوان --اآلسيوى اآلسيوى

بعدما ساهم بعدما ساهم –– قد تجاوز هذه الثورة قد تجاوز هذه الثورة --والصين والهند والصين والهند فيها بنصيب وافر واستوعب خفاياها وأنتج وسائطها فيها بنصيب وافر واستوعب خفاياها وأنتج وسائطها

إلى ثورة معرفية إلى ثورة معرفية --ووظفها خير توظيف لصالحه ووظفها خير توظيف لصالحه وهكذا، فان وهكذا، فان . . تكنولوجي تكنولوجيبالنانوبالنانوأخرى هي ما يعرف أخرى هي ما يعرف

الفجوة الحضارية والمعرفية الفاصلة ما بين العرب الفجوة الحضارية والمعرفية الفاصلة ما بين العرب لئن آانت حتى اآلن لئن آانت حتى اآلن -- دعك من الغرب دعك من الغرب --واآلسيويين واآلسيويين

تقدر بعدة عقود من الزمن ، فإنها مرشحة في القادم تقدر بعدة عقود من الزمن ، فإنها مرشحة في القادم . . من األيام لالتساع لتصل إلى قرن أو أآثر من األيام لالتساع لتصل إلى قرن أو أآثر

ذلك في ظل الجمود المعرفي المسيطر على عالمنا واستسالم ذلك في ظل الجمود المعرفي المسيطر على عالمنا واستسالم شعوبنا للخرافات والغيبيات والشعارات والمماحكات وهيمنة شعوبنا للخرافات والغيبيات والشعارات والمماحكات وهيمنة

السياسة والموروث على العقول ، بل في ظل ظاهرة آخذة السياسة والموروث على العقول ، بل في ظل ظاهرة آخذة في النشؤ واالنتشار وفحواها تخلي الكثيرين عن تخصصاتهم في النشؤ واالنتشار وفحواها تخلي الكثيرين عن تخصصاتهم

العلمية المطلوبة واالشتغال في الدعوة والمناظرات الفقهية العلمية المطلوبة واالشتغال في الدعوة والمناظرات الفقهية على اعتبار أن األول لن ينفع صاحبه في اآلخرة وان الثاني على اعتبار أن األول لن ينفع صاحبه في اآلخرة وان الثاني

وهذا لعمري حالة مشابهة وهذا لعمري حالة مشابهة . . هو الذي سينقذه يوم الحساب هو الذي سينقذه يوم الحساب ومتقاطعة مع ما حدث في نهايات الدولة العربية اإلسالمية ومتقاطعة مع ما حدث في نهايات الدولة العربية اإلسالمية

في القرن التاسع الميالدي وآان سببا في تراجعها وانهيارها في القرن التاسع الميالدي وآان سببا في تراجعها وانهيارها ، وذلك حينما استبدل مفكرو وعلماء ذلك العصر المزدهر ، وذلك حينما استبدل مفكرو وعلماء ذلك العصر المزدهر

ريادتهم للعالم في العلوم والمعارف بتوجيه طاقاتهم نحو ريادتهم للعالم في العلوم والمعارف بتوجيه طاقاتهم نحو المناظرات الشرعية المناظرات الشرعية

هل تساءلت يومًا عما سيمكن لإلنسان أن يفعله في حال هل تساءلت يومًا عما سيمكن لإلنسان أن يفعله في حال السيطرة على الذرة الواحدة وتحريكها بحرية وسهولة ؟ السيطرة على الذرة الواحدة وتحريكها بحرية وسهولة ؟

الشهير ريتشارد الشهير ريتشارد األمـيـرآياألمـيـرآيجاء هذا على لسان العـالم جاء هذا على لسان العـالم عندما أعلن عن ظهور تقنية حديثة عندما أعلن عن ظهور تقنية حديثة 19591959 عام عام فاينمان فاينمان

..سميت بالتقنية النانوية أو النانوتكنولوجي سميت بالتقنية النانوية أو النانوتكنولوجي لقد تنبأ العلماء بمستقبل واعد لهذه التقنية التي بدأت بشكل حقيقي لقد تنبأ العلماء بمستقبل واعد لهذه التقنية التي بدأت بشكل حقيقي

والتي باتت الدول الصناعية تضخ الماليين من والتي باتت الدول الصناعية تضخ الماليين من 19901990عام عام الدوالرات من أجل تطويرها وقد وصل تمويل اليابان لدعم بحوث الدوالرات من أجل تطويرها وقد وصل تمويل اليابان لدعم بحوث

إلى بليون دوالر أما في إلى بليون دوالر أما في ) ) 20062006( ( النانوتكنولوجي لهذا العام النانوتكنولوجي لهذا العام عالم أمريكي لديهم المقدرة على عالم أمريكي لديهم المقدرة على 40.00040.000الواليات المتحدة فهناك الواليات المتحدة فهناك

علم علم العمل في هذا المجال ، وتقّدر الميزانية األمريكية المقدمة لهذا ال العمل في هذا المجال ، وتقّدر الميزانية األمريكية المقدمة لهذا ال . .20152015بتريليون دوالر حتى عام بتريليون دوالر حتى عام

ل ؟ ل ؟ فما هو هذا العلم الذي بدأ يغزو العالم بتطبيقاته التي قاربت الخيا فما هو هذا العلم الذي بدأ يغزو العالم بتطبيقاته التي قاربت الخيا النانوتكنولوجي هو الجيل الذي ظهر في عالم اإللكترونيات بعد آل النانوتكنولوجي هو الجيل الذي ظهر في عالم اإللكترونيات بعد آل

بما بما ) ) LampLamp( ( الذي استخدم المصباح اإللكتروني الذي استخدم المصباح اإللكتروني الجيل األول الجيل األول من من الذي استخدم جهاز الترانزيستور ، ثم الذي استخدم جهاز الترانزيستور ، ثم والجيل الثاني والجيل الثاني فيه التلفزيون ، فيه التلفزيون ،

من اإللكترونيات الذي استخدام الدارات التكاملية من اإللكترونيات الذي استخدام الدارات التكاملية الجيل الثالث الجيل الثالث ))Integrate CircuitIntegrate Circuit = = ICIC ( ( وهي عبارة عن قطعة صغيرة جدًاوهي عبارة عن قطعة صغيرة جدًا

قامت باختزال حجم العديد من األجهزة بل رفعت من آفاءتها قامت باختزال حجم العديد من األجهزة بل رفعت من آفاءتها بـمعالـج المعلومات الـ بـمعالـج المعلومات الـ الجيل الرابع الجيل الرابع وعددت من وظائفها ، وجاء وعددت من وظائفها ، وجاء

MicroprocessorMicroprocessor الذي أحدث ثورة هائلة في مجال اإللكترونيات الذي أحدث ثورة هائلة في مجال اإللكترونيات والرقائق الكومبيوترية السيليكونية والرقائق الكومبيوترية السيليكونية ) ) PCPC((بإنتاج الحاسبات الشخصية بإنتاج الحاسبات الشخصية

..التي أحدثت تقدمًا في العديد من المجاالت العلمية والصناعية التي أحدثت تقدمًا في العديد من المجاالت العلمية والصناعية فماذا عن الجيل الخامس ؟ وهو ما صار يعرف باسم النانوتكنولوجي فماذا عن الجيل الخامس ؟ وهو ما صار يعرف باسم النانوتكنولوجي

ما هو النانو تكنولوجي ما هو النانو تكنولوجي --

بحث وتطوير تكنولوجي عـلى المستوى الذري بحث وتطوير تكنولوجي عـلى المستوى الذري إنه إنه --والجزيئي الماآروي عند مستويات طولية من رتبة والجزيئي الماآروي عند مستويات طولية من رتبة

نانومتر ، بهـدف إعـطاء تـفسير جوهري نانومتر ، بهـدف إعـطاء تـفسير جوهري 100100 --11 للظاهرة والمواد في المجال النانوي وأيضا إلنشاء للظاهرة والمواد في المجال النانوي وأيضا إلنشاء واستخدام الـبـنى واألدوات والـنـظم ذات الوظائف واستخدام الـبـنى واألدوات والـنـظم ذات الوظائف والخصائص الجديدة المتناسبة مع حجومها الصغيرة والخصائص الجديدة المتناسبة مع حجومها الصغيرة

إنإن هي من الكلمة هي من الكلمة --““نانونانو””السابقة السابقة

أو أو ” ” نـانـوسنـانـوس”” الالتـيـنـية الالتـيـنـية والتي تعني واحد والتي تعني واحد ” ” دراووفدراووف

(10(10--99)) الشيىءالشيىء من من بالبلون بالبلون A nanometerA nanometer is 10is 10--9 9

meter (0.000000001 meter (0.000000001 m)m)

األبعاد في المقياس األبعاد في المقياس

0.1 nm0.1 nm

0.01 mm0.01 mm10 nm10 nm

0.1 0.1 μμmm100 nm100 nm

0.01 mm0.01 mm10 10 μμmm

0.1 mm0.1 mm100 100 μμmm

1 cm1 cm10 mm10 mm1010--22 mm

1010--33 mm

1010--44 mm

1010--55 mm

1010--66 mm

1010--77 mm

1010--88 mm

1010--99 mm

1010--1010 mm

Vis

ible

spec

tru

m

1 nm1 nm

1 1 μμmm1000 nm1000 nm

0.1 cm0.1 cm1 mm1 mm

ذرات ومسافات ذرات ومسافات سيليكون سيليكون

~tenths of nm~tenths of nm

رأس دبوس رأس دبوس 11--2 mm2 mm

آريات دم حمراء آريات دم حمراء مع آرية بيضاءمع آرية بيضاء

~2~2--5 5 μμmm

DNADNA~2.5 nm ~2.5 nm widthwidth

شعرة بشرية شعرة بشرية ~ 60~ 60--100 100 μμm m

1 nanometer (nm)

100 nanometers

Microbial cell: 1 um (1000 nm) Virus: 10-100 nm.Hemoglobin: 7 nm.Water (H2O): 0.2 nm

ما هي أهمية النانو تكنولوجي؟ ما هي أهمية النانو تكنولوجي؟--

سة سة بحسب الجمعية العالمية للنانو تكنولوجي فإن العلوم النانوية والهند بحسب الجمعية العالمية للنانو تكنولوجي فإن العلوم النانوية والهند ئية ئية النانوية تـقـودان لـفهم جـوهر الـبـناء لجميع بنى األجسام الفيزيا النانوية تـقـودان لـفهم جـوهر الـبـناء لجميع بنى األجسام الفيزيا

اللقاحات اللقاحات من من ((، هذه التطورات من المحتمل أن تغير معظم األشياء ، هذه التطورات من المحتمل أن تغير معظم األشياء الى الحواسب الى المواد الى فاألغراض العسكرية والحربية الى الى الحواسب الى المواد الى فاألغراض العسكرية والحربية الى

. . بحيث يمكن تصميمها وصناعتها بحيث يمكن تصميمها وصناعتها ) ) أشياء لم نتخيلها بعد أشياء لم نتخيلها بعد 20042004 مليون عام مليون عام 165165 مقابل مقابل 20092009 بليون دوالر في عام بليون دوالر في عام 3.73.7

إلستخالص األدوية والعقاقير الحيوية فقط إلستخالص األدوية والعقاقير الحيوية فقط

The Significaneof

Nanotechnology

أعـطـت بلـيون أعـطـت بلـيون 20052005مـيزانـية الـواليات الـمـتحدة لعـام مـيزانـية الـواليات الـمـتحدة لعـام دوالر لشرآات أمـريكـية متـعـددة في الجـمعـية الـوطـنـية دوالر لشرآات أمـريكـية متـعـددة في الجـمعـية الـوطـنـية

للـنانـو تكـنولـوجـي للـنانـو تكـنولـوجـي National Nanotechnology Initiative National Nanotechnology Initiative (NNI)(NNI)

تاريخ بداية الجمعية تاريخ بداية الجمعية 20012001وهو ضعف ما قدم في وهو ضعف ما قدم في

الموارد المالية للنانو تكنولوجيالموارد المالية للنانو تكنولوجي

800550380110968370Other774697465270255190116USA800720465245157135120Japan650400225200179151126W. Europe

المنطقة 2000199919981997 200320022001

)بالمليون دوالر ( الموارد المالية الحكومية للنانو تكنولوجي في العالم

Source: Nano.gov

وبشكل عام وبشكل عام الحكومات والجامعات واإلتحادات في البلدان الحكومات والجامعات واإلتحادات في البلدان المتطورة لم تنقل وحتى اآلن التكنولوجيا المتطورة لم تنقل وحتى اآلن التكنولوجيا

النانوية من المخابر إلى األسواق النانوية من المخابر إلى األسواق

ما هي مواد النانو تكنولوجي؟ ما هي مواد النانو تكنولوجي؟ Nanostructureالبنية النانوية

Sizeالحجم

Example Material or Applicationمثال مادي او تطبيقي

الكريستاالت النانوية ، الكريستاالت النانوية ، القطاعات ، النقاط المكممة القطاعات ، النقاط المكممة

Radius: Radius: 11--10 nm10 nm

العوازل ، أنصاف النواقل ، العوازل ، أنصاف النواقل ، المعادن ، المواد الممغنطة المعادن ، المواد الممغنطة

الجسيمات النانوية الجسيمات النانوية األخرى األخرى

Radius: Radius: 11--100 nm100 nm

األآاسيد الخزفية ، الحلي األآاسيد الخزفية ، الحلي النقطية النقطية

:Diameter: Diameter األسالك النانوية األسالك النانوية 11--100 nm100 nm

المعادن ، أنصاف النواقل ، األآاسيد المعادن ، أنصاف النواقل ، األآاسيد ، الكبريتات ، النتريدات، الكبريتات ، النتريدات

األنابيب النانوية األنابيب النانوية Diameter: Diameter: 11--100 nm100 nm

الكربون ، المحزاز للحديد ، الكربون ، المحزاز للحديد ، البطانة النحاسية البطانة النحاسية

االنوية االنوية الخصائص القابلة للضبط في المواد الخصائص القابلة للضبط في المواد

تطبيقات النانو تكنولوجي تطبيقات النانو تكنولوجي

تطبيقات النانو تكنولوجي تطبيقات النانو تكنولوجي

Examples in the next slides

يعتقد العلماء ان تخزين وإنتاج وتحويل يعتقد العلماء ان تخزين وإنتاج وتحويل ::إذاإذا --الطاقة سوف يكون االستخدام االهم الطاقة سوف يكون االستخدام االهم

للتكنولوجيا النانوية في عشر سنوات قادمة للتكنولوجيا النانوية في عشر سنوات قادمة ويشمل ذلك انتاج خاليا شمسية وخاليا ويشمل ذلك انتاج خاليا شمسية وخاليا

وتتعـدد مجاالت وتتعـدد مجاالت , , الوقود الهـيـدروجـيـني الوقود الهـيـدروجـيـني استخدام تكنولوجيا النانو فى آل من استخدام تكنولوجيا النانو فى آل من

والطب والطب , , و الزراعة و الزراعة ,,الصناعات األلكترنية الصناعات األلكترنية و و , , ومكانيك اإلنتاج ومكانيك اإلنتاج , , و الصناعات الدوائية و الصناعات الدوائية و غيرها و غيرها , , والبيئة والبيئة , , معالجة مياه الشرب معالجة مياه الشرب

فمشروع المرآبات الدقيقة التي تسير مع فمشروع المرآبات الدقيقة التي تسير مع الكريات الحمراء أمر محتمل تحقيقه في الكريات الحمراء أمر محتمل تحقيقه في المستقبل القريب وذلك عن طريق علم المستقبل القريب وذلك عن طريق علم

. . النانو تكنولوجي النانو تكنولوجي وتحويل المواد إلى الحجم الذري سيكون وتحويل المواد إلى الحجم الذري سيكون الطريق الجديد لبناء اآلالت الدقيقة مثل الطريق الجديد لبناء اآلالت الدقيقة مثل

. . الروبوتات الهليكوبترية المجهرية الروبوتات الهليكوبترية المجهرية

فإن علم النانو يقوم فإن علم النانو يقوم آريلمان آريلمان وبحسب العالم وبحسب العالم بتوحيد وضم جميع أنواع العلوم باحتماالت بتوحيد وضم جميع أنواع العلوم باحتماالت

. . لها وال يمكن التنبؤ بنتائجها لها وال يمكن التنبؤ بنتائجها الحّدالحّد من نحت ثور يمكن من نحت ثور يمكن اليابانيين اليابانيين وقد تمكن العلماء وقد تمكن العلماء

في العالم بحيث يمكن في العالم بحيث يمكن منحوتةمنحوتةاعتباره أصغر اعتباره أصغر قطره قطره اليزيد اليزيد وضع ثالثين من أقرانه في حّيز وضع ثالثين من أقرانه في حّيز

عن قطر النقطة واستخدموا لذلك التقنيات عن قطر النقطة واستخدموا لذلك التقنيات وآان الهدف من ذلك هو الحصول وآان الهدف من ذلك هو الحصول الليزرية الليزرية

في الجراحة في الجراحة إلستخدامها إلستخدامها نانوية نانوية على مرآبة على مرآبة . . للخاليا للخاليا الروبوتيةالروبوتية

حجمه عن حجمه عن اليزيد اليزيد سيليكوني سيليكوني أسنان أسنان طقمطقمآما تم الحصول على آما تم الحصول على حجم الخلية يستطيع ابتالع الكريات الحمراء وقضمها ثم حجم الخلية يستطيع ابتالع الكريات الحمراء وقضمها ثم

اطالقها مجددًا إلى الدم بمعدل عشر خاليا في الثانية ، اطالقها مجددًا إلى الدم بمعدل عشر خاليا في الثانية ، ويمكن لطاقم األسنان هذا أن يساعد على إدخال األدوية أو ويمكن لطاقم األسنان هذا أن يساعد على إدخال األدوية أو

الجينات إلى داخل الخاليا وبالتالي يعزز العالج الخلوي الجينات إلى داخل الخاليا وبالتالي يعزز العالج الخلوي المرآز للكثير من األمراض المرآز للكثير من األمراض

بوالية ميتشيغان بوالية ميتشيغان أربرأربرآن آن وابتكر باحثون من جامعة وابتكر باحثون من جامعة آلة مجهرية للحفر والتثقيب والنحت آلة مجهرية للحفر والتثقيب والنحت , , بالواليات المتحدة بالواليات المتحدة

والقطع قادرة على العمل بشكل ثالثي االبعاد لجميع المواد والقطع قادرة على العمل بشكل ثالثي االبعاد لجميع المواد وهذه آخر صيحة من وهذه آخر صيحة من . . بدقة بالغة، مهما آانت درجة صالبتها بدقة بالغة، مهما آانت درجة صالبتها

..»» تكنولوجيا تكنولوجيانانونانو««عالم الـ عالم الـ

Samsung Samsung NanoNano SilverSealSilverSeal refrigerator refrigerator

تنتج تنتج ) ) في آوريا الجنوبية في آوريا الجنوبية ((سامسونج سامسونج وتستخدم وتستخدم والجاليات والجاليات الثالجات الثالجات

لمنع الحشرات لمنع الحشرات التغليف النانوي التغليف النانوي .. من النمو من النمو الؤذية الؤذية

(~1 nm)(~1 nm) جزيئات الفضة النانوية بحدود جزيئات الفضة النانوية بحدود..تستخدم لتغطية السطح تستخدم لتغطية السطح

فعالة فعالة الجزيئات النانوية الجزيئات النانوية هذه هذه بشكل آبير بحيث أنها بشكل آبير بحيث أنها آهربائياآهربائيا

. .الضاره الضاره تمنع نمو الميكروبات تمنع نمو الميكروبات

Samsung 8 GB Compact Flash CardSamsung 8 GB Compact Flash Card

Chip Industry:Chip Industry: صناعة الرقاقة صناعة الرقاقة

وحدة الذاآره هذه من نوع وحدة الذاآره هذه من نوع غيغا غيغا 88((ذات سعة ذات سعة ) ) فالش فالش ((

وهي لتخزين وتحميل وهي لتخزين وتحميل ) ) بايت بايت األغاني والصور والملفات األغاني والصور والملفات

الباوربوينت الباوربوينت وعروض وعروض .. جديد جديد نانوتكنولوجي نانوتكنولوجي وهذا اختراع وهذا اختراع

" " ميرآافا ميرآافا ""وال وال " " 1616 إف إف ""بعد ال بعد ال " " الدبورالدبور""” ” الدبورالدبور““سيلجأ العدو الصهيوني إلى سيلجأ العدو الصهيوني إلى : : عسكريا عسكريا

لمساعدته، عله ينجح في ما فشلت فيه األسلحة لمساعدته، عله ينجح في ما فشلت فيه األسلحة فاستخدم النانو تكنولوجي في محاولة لصنع فاستخدم النانو تكنولوجي في محاولة لصنع الكبرى الكبرى

، يكون قادرًا ، يكون قادرًا ””الدبورالدبور““إنسان آلي ال يزيد حجمه على إنسان آلي ال يزيد حجمه على الروبوتالروبوت، ان هذا ، ان هذا على تعقب وتصوير وقتل أهدافه على تعقب وتصوير وقتل أهدافه

” ” الدبور الخارق الدبور الخارق ““الطائر الذي يطلق عليه اسم الطائر الذي يطلق عليه اسم سيكون قادرا على الطيران في األزقة الضيقة سيكون قادرا على الطيران في األزقة الضيقة

الذين يصعب دون ذلك الوصول الذين يصعب دون ذلك الوصول ” ” األعداءاألعداء““الستهداف الستهداف !.!.؟؟ مثال مثال إليهم آمطلقي الصواريخ إليهم آمطلقي الصواريخ

التطبيقات البيئية التطبيقات البيئية .. زيادة إمكانية الكشف والمشاهدة زيادة إمكانية الكشف والمشاهدة-- التحسس الدقيق وبالزمن الحقيقي لمعظم المكونات التحسس الدقيق وبالزمن الحقيقي لمعظم المكونات --

بوقت واحد وبترآيز منخفض تكراريا وفي بيئة ذات بوقت واحد وبترآيز منخفض تكراريا وفي بيئة ذات ..اوساط مضادة اوساط مضادة

تنظيف األنهار اآلسنة من الجزيئات الملوثة والتي تنظيف األنهار اآلسنة من الجزيئات الملوثة والتي --تكون موادها األصلية ذات درجة عالية من السمية تكون موادها األصلية ذات درجة عالية من السمية

..ضمن البيئة التي يكون من الصعب معالجتها ضمن البيئة التي يكون من الصعب معالجتها وعـد بتـكالـيف منخفضة وفعالة وحلول سريعة وعـد بتـكالـيف منخفضة وفعالة وحلول سريعة --

..وخاصة لمعالجة الملوثات وخاصة لمعالجة الملوثات

تطبيقات النانو تكنولوجي في األنظمة البيولوجية

البيولوجي اإلستشعار -الجينات والبروتينات : الميكروية المصفوفات -)DNA( والـ للـبـبـتـيـدات مرآبات الجسيمات النانوية - األدوية في آبسوالت وتسلمها تعبأة -الجزيئية األدوات والتجهيزات - الكشف على العوامل الممرضة -

مـحـلـل الـدم مـحـلـل الـدم قنوات بالغة الصغربحيث قنوات بالغة الصغربحيث

آريات آريات ))عزل عزل ( ( تستطيع فلترة تستطيع فلترة . . الدم البيضاء عن الحمراء الدم البيضاء عن الحمراء

عند وضع هذه البطاقة في عند وضع هذه البطاقة في جهاز التحليل يستطيع جهاز التحليل يستطيع

الجهاز عد الكريات البيضاء الجهاز عد الكريات البيضاء دقيقة ، قد دقيقة ، قد 1515 –– 1010خالل خالل

تكون هذه العـملية مهمة في تكون هذه العـملية مهمة في المعالجـة اإلسعافـية المعالجـة اإلسعافـية

) . ) .HIVHIV( ( لإليـدزلإليـدز

أدوات طبية وزراعة أعضاء أدوات طبية وزراعة أعضاء قرنية إصطناعية ، رئتان ، قرنية إصطناعية ، رئتان ، --

غـدد غـدد ) ) ألم الصدر ألم الصدر (( القلب القلب --السمنة ، دوار السمنة ، دوار ( ( المعدة المعدة --

))البحر البحر

ضعف الدماغ وشلله ، الهستيريا ، داء بارآنسون ، -)صداع نصفي (الصرع ، الطرش ، الزهايمر ، الشقيقة

أدوات طبية وزراعة أعضاء أدوات طبية وزراعة أعضاء

رادار قابل للزرع لتحديد األورام رادار قابل للزرع لتحديد األورام --الخبيثة الخبيثة

نموذج دماغ دقيق يعتمد على نموذج دماغ دقيق يعتمد على --الحاسوب الحاسوب

أجهزة الكترونية قابلة للزرع تحث أجهزة الكترونية قابلة للزرع تحث --األعصاب لمعالجة الحاالت األعصاب لمعالجة الحاالت ) ) تحاآي تحاآي ((

المزمنة من الغضب المزمنة من الغضب بـطاريات قـابـلة للشحن تـبدل بـطاريات قـابـلة للشحن تـبدل --

سنوات سنوات1010 –– 55آـل آـل حساسات نانوية تضاف على حساسات نانوية تضاف على --

المضخات لتقديم األدوية المضخات لتقديم األدوية

آشف سريع ، وإزالة البكتيريا آشف سريع ، وإزالة البكتيريا الممرضة من مصادر المياه الممرضة من مصادر المياه

ومنتجات الغذاء ومنتجات الغذاء

سوق الماء العالمية سوق الماء العالمية بليون بليون 400400 رأس المال للعاملين بالمياه عالميا يقدر بـ رأس المال للعاملين بالمياه عالميا يقدر بـ --

دوالردوالرعام عام % % 1010 يتوقع زيادة الطلب على المياه بمقدار يتوقع زيادة الطلب على المياه بمقدار --

20252025 سنة ، أآثر سنة ، أآثر 2020 يتضاعف استهالك الماء عالميا آل يتضاعف استهالك الماء عالميا آل --

بمرتين من معدل زيادة السكان بمرتين من معدل زيادة السكان 1.31.3يفتقر حاليا يفتقر حاليا : : حسب إحصاءات األمم المتحدة حسب إحصاءات األمم المتحدة --

بليون شخص في العالم للحصول على ماء للشرب آمن بليون شخص في العالم للحصول على ماء للشرب آمن

النزاعات النزاعات إن الحرب إن الحرب : : قال بطرس غالي قال بطرس غالي 8585 عام عام --

ستكون على ستكون على ) ) في المنطقة العربية في المنطقة العربية ( ( القادمة القادمة المياه وليس من أجل السياسة المياه وليس من أجل السياسة

نائب رئيس مجموعة التطوير بالبنك الدولي نائب رئيس مجموعة التطوير بالبنك الدولي --إذا آانت إذا آانت ) : ) : في ثمانينات القرن الماضي في ثمانينات القرن الماضي ( ( قال قال

الحروب في هذا القرن من أجل النفط فإنها الحروب في هذا القرن من أجل النفط فإنها ستكون من أجل الماء في القرن القادم ستكون من أجل الماء في القرن القادم

تقدر منظمة الصة العالمية أن -سكان العالم يعانون من 33//11

أمراض سببها مياه الشرب الملوثة

مليون مليون 33 يموت آل عام حوالي -شخص من ميكروبات تولد في

طفل من مليون مليون 22مياه الشرب ، أصل الرقم المذآور

صحة اإلنسان& التي تولد في الماء )الباثوجينات (العوامل الممرضة

إن نظام إنذار مبكر متكامل يمكن أن يكون * أداة هامة لضمان تطور تكنولوجيات

واستراتيجيات للتجميع والتكامل والتحليل ونقل المعطيات والمعلومات لإلنذار اآلني

بشكل ( والسريع لتلوث المياه المحتملة وللقيام بأفعال تقليل ) طبيعي أو مقصود

أثرها على الصحة العامة

الحاجة ماسة وعاجلة للكشف المبكر عن تلوث المياه

بالمياه والغذاء بالمياه والغذاء ))عوامل ممرضة عوامل ممرضة ((صور مجهرية لباثوجينات صور مجهرية لباثوجينات

طفيلياتطفيليات بكتيريافيروسات فيروسات

فطريات

التي تولد في ) الباثوجينات (طرق لكشف العوامل الممرضة الماء والغذاء

عينة ماء أو غذاء

طرق تقليدية أوساط مخصبة مسبقا- أوساط منتقاة - اختبارات آيميائية حيوية -

طرق سريعة DNA تعتمد على الـ - فحص المناعة- حساسات بيولوجية -

Use and Applications of Silicon Nanoparticles In Biological Systems.

المنمنمة في األنظمة السيليكون استخدام وتطبيقات جزيئات )البيولوجية

الكشف المبكر عن مرض السرطان وعالجه، الكشف : مثل والتشخيص السريع لألمراض الجرثومية، والتلوث الجرثومي في

.) مصادر المياه والمنتجات الغذائية

First phase of our work

Research Team:1. Prof.. Munir H. Nayfeh: (Ph.D. Physics) Department of Physics , University of Illinois at Urbana-

Champaign. U.S.A2. Dr. Khaled Elshuraydeh: ( Ph.D. Biophysics) Secretary General of Higher Council of Science &

Technology3. Dr. Laila Abu Hassan: ( Ph.D. Solid State Physics), Department of Physics, University of Jordan.4. Dr. Mona Hassoneh: (Immunology), Department of Biology, University of Jordan.5. Prof. Hanan I. Malkawi: (Ph.D. Microbiology & Molecular Biology), Department of Biological Sciences,

Yarmouk University.

تطبيقات السليكون النانوي في المنظومات البيولوجية

في الكشف النانويةاستخدام جسيمات السليكون السريع عن الجراثيم الممرضة في مصادر المياه،

. والمنتجات الغذائية، والعينات الطبية

SalmonellaSalmonella بكتيريا السالمونيال بكتيريا السالمونيال بكتيريا عصوية الشكل، توجد في

التربة والماء والحشرات واللحوم غير المطبوخة والدواجن والبيض

واللحوم البحرية والحليب المبستر والعصير والحلويات المحشوة

.بكريمة ومقبالت السلطة فترة الحضانة إلحداث المرض

). يوم 2-1من (إسهال : أهم أعراض المرض

شديد، ارتفاع في درجة حرارة . وجفاف إستفراغ المريض،

Salmonellosisمرض

البكتيريا القولونية العصوية البكتيريا القولونية العصوية توجد وتنمو في . بكتيريا عصوية الشكل

الماء واللحوم غير المطبوخة جيدًا والحليب المبستر والنقانق وبعض أنواع العصير والخضروات غير المطبوخة ومنتجات

....الحليب 4-3 فترة حضانة المرض تتراوح ما بين

أيام، وفي الغالب وجود خاليا بكتيرية قليلة .آافية إلحداث المرض ) خاليا10(

إسهال مصحوب بدم، : أعراض المرض . حمى، مغص وآالم في البطن وجفاف

البكتيريا العنقودية الكرويةالبكتيريا العنقودية الكروية بكتيريا آروية الشكل وتوجد في الماء والهواء والغبار وفي األغذية آالحليب واللحوم والدواجن والخضروات وبعض

أنواع المعلبات وعلى سطح الجلد والشعر . وفي األنف واللعاب والتقرحات والدمامل خطورة هذه البكتيريا تكمن بأنها تنتج

. في الطعام ) مقاومة للحرارة (سموم إحداث المرض يحتاج فقط إلى ساعات

. قليلة إسهال، : أهم أعراض المرض

، مغص حاد في البطن وحمى استفراغ

تسمم غذائي

طرق الكشف المتبعة للتحقق من وجود الجراثيم المّمرضة

عينة ماء أو غذاء أو بول أو براز أو دم

تشخيص نوع البكتيريا

بكتيرية خاليا نمو البكتيريا على وسط غذائي

زراعة البكتيريا على أوساط غذائية : الطرق التقليدية -1

: السلبيات) أيام10-3من ( تستغرق وقت طويل .حتى يظهر نمو البكتيريا

ال تستطيع الكشف عن وجود البكتيريا الحية والتي من الصعوبة بمكان تنميتها

.على وسط غذائي

بيوآيميائية فحوصات إضافية

الجزيئية الحديثة البيولوجيا طرق -2

عزل أو استخالص DNAالمادة الوراثية

مضاعفة المادة الوراثية

(PCR)

عينة الماء أو الغذاء أو البول أو البراز أو

الدم طرق مختلفة لتحديد البصمة الوراثية

تحديد نوع البكتيريا

: السلبيات وجود مثبطات في -

عينات الفحص لعملية .المادةالوراثية مضاعفة

ال تعطي مؤشر أو - معلومات عن وجود .الخاليا الحية وعددها

تستغرق وقت يتراوح . ساعة 12-48

الكشف ما هي الصفات المثلى التي يجب أن تتوافر في طرق عن وجود الجراثيم الممرضة؟

. قليلة التكلفة تستطيع الكشف عن وجود أعداد قليلة جدًا من ( فّعالة وحّساسة

). البكتيريا في أية عينة فحص تكشف عن وجود أنواع محددة من البكتيريا وتميزها عن غيرها

. من بقية األنواع . سريعة

. غير سامة وال تتسبب بآثار جانبية لإلنسان

لذلك فالبحث مستمر عن وجود طرق أفضل للكشف عن وتوصيف ودراسة .الجراثيم الممرضة

، استاذ الفيزياء ، استاذ الفيزياء نايفة نايفة ويعد الباحث والعالم العربي العالمي منير ويعد الباحث والعالم العربي العالمي منير تكنولوجي ويرأس تكنولوجي ويرأس أحد رواد علم النانو أحد رواد علم النانو األميرآية األميرآية الينوي الينوي بجامعة بجامعة

شبكة العلماء والتكنولوجيين العرب في الخارج التي أسست شبكة العلماء والتكنولوجيين العرب في الخارج التي أسست نايفة نايفة ، وهو عضو بمجلس ادارة المؤسسة العربية للعلوم ، وهو عضو بمجلس ادارة المؤسسة العربية للعلوم 19921992عام عام

تصدى تصدى والذي والذي 20002000 بالشارقة التي أسست عام بالشارقة التي أسست عام والتكنولوجيا والتكنولوجيا الذرات الذرات أن يحرك أن يحرك نايفة نايفة السابق واستطاع السابق واستطاع فاينمان فاينمان ريتشارد ريتشارد لسؤال لسؤال

وآان بمثابة تأسيس لفرع جديد في الكيمياء وآان بمثابة تأسيس لفرع جديد في الكيمياء ذرة ذرة المنفردة ذرة المنفردة ذرة ، والذي يمهد بدوره لطفرة ، والذي يمهد بدوره لطفرة » » المنفردة المنفردة الذرات الذرات آيمياء آيمياء ««يسمى يسمى

طبية سوف تسهم في عالج العديد من األمراض التي وقف العلم طبية سوف تسهم في عالج العديد من األمراض التي وقف العلم ..عاجزا أمامها سنوات طويلة عاجزا أمامها سنوات طويلة

المراجع المراجع . .20052005سبتمبر سبتمبر ,,أبوظبىأبوظبى, , صندوق النقد العربى صندوق النقد العربى , , " " التقرير العربى الموحد التقرير العربى الموحد "" --

20062006,,نيسان نيسان , , الروبوت الروبوت منتدى الفكر لعلوم منتدى الفكر لعلوم , , فكر التقنيات متناهية الصغر فكر التقنيات متناهية الصغر , , رحاب الصواف رحاب الصواف -- 98919891العدد العدد , , الشرق الوسط الشرق الوسط , , أعجوبة العالم الجديدة أعجوبة العالم الجديدة ....النانو تكنولوجيا النانو تكنولوجيا , , خلدون غسان خلدون غسان ---- www.nano.govwww.nano.gov

-- www.nanoquest.comwww.nanoquest.com-- www.nanospot.orgwww.nanospot.org