التأثيرات البيئية لتقنية النانو: الفرق بين النسختين
| [نسخة منشورة] | [مراجعة غير مفحوصة] |
ط تدقيق إملائي وتنسيق |
لا ملخص تعديل وسم: لفظ تباهي |
||
| سطر 1: | سطر 1: | ||
{{تأثيرات تقنية النانو}} |
{{تأثيرات تقنية النانو}} |
||
تتمثل [[تأثيرات تقنية النانو|التأثيرات]] البيئية ل[[تقنيات الصغائر]] {{إنج|environmental implications of nanotechnology}} في تلك الآثار المحتملة لاستخدام المواد و الأجهزة الخاصة بتقنيات الصغائر على [[البيئة]]. و على إعتبار أن مجال تقنيات الصغائر هو مجال ناشيء حديثاً، فقد انتشر النقاش و الجدال حول المدى الذي قد يؤثر عنده الاستخدام الصناعي و التجاري ل[[مواد الصغائر]] على الكائنات الحية و الأنظمة البيئية. |
|||
[[Image:No Nano Grenoble P1150729.jpg|thumb|250px|مجموعات معارضة لانشاء مختبرات تقنية النانو في [[غرينوبل]]، [[فرنسا]]، وقد كتبوا بالصبغ على قلعة سابقة فوق المدينة للتعبير عن معارضتهم ]] |
|||
و يمكن تقسيم التأثيرات البيئية لتقنيات الصغائر إلى قسمين هما: امكانية الاستفادة من الابتكارات التقنية المصغرة في المساعدة في تحسين البيئة، و النوع الجديد من التلوث الناجم عن مواد تقنيات الصغائر في حالة انبعاثها للبيئة. |
|||
{{تقنية النانو}} |
|||
| ⚫ | |||
==تلوث تقنيات الصغائر== |
|||
التأثيرات البيئية لتقنية النانو {{إنج|environmental implications of nanotechnology}} هي الآثار التي يمكن أن نتتج نتيجة لاستخدام [[تقنية النانو]] من المواد والأجهزة التابعة لها وسيكون على [[بيئة|البيئة]]. كما هو حقل تقنية النانو الناشئة، هناك نقاش كبير بشأن استخدام هذه التقنية وإلى أي مدى قابلة للتطبيق في المجالات الصناعية والتجارية وهل ستؤثر [[مواد النانو]] على الكائنات الحية والنظم البيئية. |
|||
[[Image:No Nano Grenoble P1150729.jpg|thumb|250px|الجماعات المعارضة لإقامة معامل تقنيات الصغائر في مدينة [[جرينوبل]] ب[[فرنسا]]، عبرت عن معارضتها على إحدى حوائط قلعة قديمة بأعلى المدينة. ]] |
|||
يعد '''تلوث تقنيات الصغائر''' مصطلحاً عاماً و شاملاً لكل النفايات الناجمة عن استخدام أجهزة التقنية المصغرة أو خلال عملية تصنيع [[مواد نانوية|مواد تقنيات الصغائر]]. و قد تعتبر تلك النفايات على درجةٍ عاليةٍ من الخطورة، ذلك بسبب حجمها. حيث تستطيع أن تطفو في الهواء و قد تخترق بسهولةٍ الخلايا الحيوانية و النباتية مسببةً بذلك تأثيراتٍ مجهولةٍ لكلٍ منهما. كما أن معظم [[جزئيات الصغائر]] التي صنعها الإنسان غير مرئيةٍ في الطبيعة، و من ثم قد لا تمتلك الكائنات الحية وسائلاً ملائمةً للتعامل مع تلك النفايات المصغرة. و لعل أحد التحديات الضخمة <sup>(من)</sup> التي تواجه [[تقنيات الصغائر]] يتمثل في: كيفية التعامل مع ملوثات تقنيات الصغائر و نفاياتها. |
|||
تقنية النانو والآثار البيئية ويمكن تقسيمها إلى قسمين: إمكانيات الابتكارات النانوي للمساعدة في تحسين البيئة، أو لربما ادخال ملوثات جديدة تدخل للبيئة نتيجة طرح المواد النانوية إليها. |
|||
كما أن عملية [[تقييم الأثر البيئي|التقييم البيئي]] لها ما يبررها على إعتبار أن لجزئيات الصغائر مجموعةً من التأثيرات البيئية الحديثة. و يثير سكرينيز<ref>{{cite paper |author=Gyorgy Scrinis | title=Nanotechnology and the Environment: The Nano-Atomic reconstruction of Nature |journal=Chain Reaction |volume=97 |url= http://nano.foe.org.au/node/130|pages=23–26| year=2007}}</ref> القلق حول التلوث الناجم عن تقنيات الصغائر، و يوضح أنه ليس بالإمكان في الوقت الحالي أن "يتم التنبؤ بشكلٍ دقيقٍ أو حتى التحكم في التأثيرات البيئية لانبعاث مخلفات تلك التكنولوجيا في البيئة". و ما زالت التأثيرات البيئية السامة لجزئيات الصغائر و [[تراكم حيوي|التراكم الحيوي]] بالمصانع و الكائنات الدقيقة قيد البحث. كما أثارت قدرة جزئيات الصغائر على العمل كآليةٍ ناقلةٍ القلق و الإهتمام حول عملية نقل المعادن الثقيلة و الملوثات البيئية الأخرى. و وفقاً لما ورد ب[http://defra.gov.uk/environment/nanotech/policy/pdf/envbeneficial-report.pdf تقرير] مايو 2007 التابع لوزارة البيئة البريطانية، فقد أبدت هيئة الغذاء و الشؤون الريفية قلقها تجاه التأثيرات البيئية السامة لجزيئات الصغائر بالنسبة إلى كلٍ من مخاطرها و انتشارها. و قد أوصى التقرير بإجراء إختبارٍ و فحصٍ شاملٍ للسموم البيئية بالإضافة إلى إجراء إختباراتٍ مستقلةٍ كذلك لمضافات الوقود. |
|||
== تلوث النانو == |
|||
| ⚫ | |||
| ⚫ | |||
| ⚫ | |||
====ترشيح المياه ومعالجتها==== |
|||
== اقرأ أيضا == |
|||
| ⚫ | |||
== المراجع == |
|||
| ⚫ | |||
مع ملاحظة عدم توافر معلوماتٍ كافيةٍ تمكننا من التأكد عما إذا كان لجزئيات الصغائر تأثيراتٍ سلبيةٍ غير مرغوبٍ فيها على البيئة. و نجد هنا نقطتين مرتبطين بتلك القضية تتمثلان في: (1) جزئيات الصغائر الحرة تنبعث في الهواء أو الماء خلال عملية الإنتاج (أو حوادث الإنتاج) أو تنبعث كنفاياتٍ عن عملية الإنتاج و من ثم تتجمع في التربة، والماء والحياة النباتية. (2) أما في حالتها الثابتة، عندما تمثل جزءً من المواد المصنعة أو المنتج النهائي، فيجب حينئذِ أن يتم إعادة تدويرها أو التخلص منها على أنها نفاياتٍ. و ما زال من غير المعلوم لنا ما إذا كانت جزئيات الصغائر ستشكل طبقةً جديدةً من الملوثات الغير قابلة للتحلل الحيوي بصورةٍ كاملةٍ. و في حالة أن يتم ذلك، فمن غير المعلوم كذلك كيفية التخلص من تلك الملوثات و إزالتها من الهواء أو الماء بسبب أن المرشحات التقليدية غير ملائمةٍ لأداء مثل تلك المهام (حيث أن مسامها كبيرةٍ جداً لتتمكن من الامساك بجزئيات الصغائر). |
|||
| ⚫ | |||
[[تصنيف:تقانة نانوية]] |
|||
و كان نصيب التمويل الذي تم إنفاقه عام 2002 على تقييمات التأثيرات البيئية من ضمن إجمالي مبلغ 710 مليون دولاراً أمريكياً قامت الحكومة الأمريكية بإنفاقها على أبحاث تقانة الصغائر نحو 500.000 دولاراً أمريكياً. و قد اشتملت المخاطر التي حددها أوسكوكوفيتش (2007)<ref>{{cite journal |author=Vuk Uskokovic |title=Nanotechnologies: What we do not know | journal=Technology in Society |volume=29 |pages= 43–61 |year=2007 |doi=10.1016/j.techsoc.2006.10.005}}</ref> على ما يلي: التكرار الذاتي لل[[روبوتات النانو|نانوبوت]] بقوةٍ و التي من خلاله توسعها المتزايد و بصورةٍ بطيئةٍ تؤدي إلى محوٍ كامل للمحيط الحيوي؛ بالإضافة إلى زيادة زعزعة استقرار تنوع المحيط الحيوي المعرض للخطر بالفعل و زيادة الفجوة القائمة فيما بين الأغنياء و الفقراء. |
|||
و قد تزايد القلق تجاه [[فضة نانوية|الفضة النانوية]] و التي تستخدمها شركة [[سامسونج]] في العديد من الأجهزة المنزلية و منها الغسالات و أجهزة تنقية الهواء. |
|||
| ⚫ | |||
لتقييم المخاطر الصحية لجزئيات الصغائر المصنعة، لابد من تقويم دورة الحياة الكاملة لتلك الجزئيات، متضمنةً عملية تصنيعها، تخزينها وتوزيعها بالإضافة إلى تطبيقها وإساءة استخدامها والتخلص منها كذلك. كما أن التأثيرات الناجمة على البشر والبيئة قد تتنوع و تتغير خلال مراحل عديدة من دورة حياتها. |
|||
و قد حدد تقرير<ref name="Royal">{{cite paper |author=Royal Society and Royal Academy of Engineering |title=Nanoscience and nanotechnologies: opportunities and uncertainties |date=2004 |url=http://www.nanotec.org.uk/finalReport.htm |accessdate=2008-05-18}}</ref> الجمعية الملكية مخاطر جزئيات أوأنابيب الصغائر المنبعثة خلال عملية التخلص منها أو تدميرها وإعادة تدويرها. كما أوصى التقرير بأن "الشركات المصنعة للمنتجات المختلفة و التي تقع تحت أنظمة مسؤولية المنتجين الموسعة و منها تشريعات نهاية عمرها التشغيلي، تقوم بنشر الإجراءات التي تلخص كيفية التعامل مع مثل تلك المواد بالإضافة إلى تقليل فرص التعرض البشري و البيئي لها" ص13. و في تحركٍ ل[https://www.msu.edu/~ifas/ معهد الأغذية و المعايير الزراعية]يعكس التحديات التي تضمن تنظيم دورة الحياة، قام باقتراح ضرورة دمج معايير بحث و تطوير تقنية الصغائر ضمن معايير المستهلك والعامل و البيئة. كما اقترح كذلك أن كلاً من [[منظمة غير حكومية|المنظمات الغير حكومية]] و الجماعات الأهلية الأخرى تلعب دوراً جوهرياً في تنمية و تطوير تلك المعايير. |
|||
| ⚫ | |||
مزيد من المعلومات: [[تقنية النانو الخضراء]] |
|||
| ⚫ | |||
المقال الرئيسي: [[تطبيقات الطاقة لتقنية النانو]] |
|||
قد يكون لتقنية النانو تأثيراً عظيماً على إنتاج الطاقة النظيفة. فالأبحاث الجارية تستهدف الاستفادة من المواد النانوية لأغراضٍ تتضمن [[خلايا شمسية]] أكثر كفاءة، [[خلية وقود|خلايا وقود]] عملية و كذلك [[بطارية نانو|بطاريات صديقة للبيئة]]. و تتمثل أكثر مشروعات تقنية الصغائر تقدماً و المرتبطة بمجال الطاقة عمليات: التخزين، التحويل، تحسينات التصنيع من خلال تقليل المواد و معدلات العملية، توفير الطاقة (من خلال و على سبيل المثال العزل الحراري الأفضل من ذي قبل)، بالإضافة إلى زيادة مصادر الطاقة المتجددة. |
|||
إلا أنه من الملاحظ أن البطاريات الشمسية المتاحة تجارياً في وقتنا الحالي تتسم بالكفاءة المنخفضة و التي تتراوح بين 15- 20%. و تهدف الأبحاث الجارية حالياً إلى الاستفادة من أسلاك النانو بالإضافة إلى المواد النانوية الأخرى على أمل تصنيع [[خلية شمسية|خلايا شمسية]] أرخصٍ و أعلى كفاءةٍ عن تلك المتوافرة حالياً و و المتمثلة في خلايا السيليكون التقليدية.<ref>{{cite journal |first=Bozhi |last=Tian |coauthors=Zheng, Xiaolin; Kempa, Thomas J.; Fang, Ying;Yu, Nanfang; Yu, Guihua; Huang, Jinlin & Lieber, Charles M. |title=[http://www.nature.com/nature/journal/v449/n7164/abs/nature06181.html Coaxial silicon nanowires as solar cells and nanoelectronic power sources] |journal=[[Nature (journal)|Nature]] |volume=449 |pages=885–889 |year=2007 |doi=10.1038/nature06181}}</ref> و قد ساد المعتقد أنتلك الأجهزة القائمة على [إلكترونيات نانوية| الإلكترونيات النانوية]] ستمكن من تصنيع المزيد من الخلايا الشمسية، بالإضافة إلى أنه سيكون لها عظيم الأثر على مواجهة متطلبات الطاقة العالمية. |
|||
| ⚫ | |||
و مثال آخر على أحد اشكال الطاقة الصديقة للبيئة يتمثل في استخدام [[خلية وقود|خلايا الوقود]] القائمة على الهيدروجين. و لعل أهم مادة نانوية في خلايا الوقود هي ذلك العامل المساعد المكون من الكربون المدعوم بجزئيات المعادن النفيسة ذات الأقطار 1-5 نانومتر. و تحتوي المواد الملائمة لتخزين الهيدروجين على عددٍ كبيرٍ من المسام متناهية الصغر. |
|||
و قد تساهم تطبيقات تقانة النانو كذلك في [[بطاريات نانو|تصنيع البطاريات]]. و بسبب كثافة الطاقة المنخفضة نسبياً للبطاريات التقليدية، يصبح وقت التشغيل محدداً بالإضافة إلى الحاجة إلى عملية إحلال أو إعادة شحن، هذا بالإضافة إلى أن العدد الضخم للبطاريات النافقة أصبحت تمثل مشكلةً في التخلص منها. كما أن [[ مواد نانوية|المواد النانوية]] قد تمكن من تصنيع البطاريات ذات الشحنة الكهربية العالية أو [[مكثفات عالية|المكثفات العالية]] ذات القدرة العالية على إعادة الشحن مرةً أخرى، و التي قد تكون مفيدة في حل مشكلة التخلص من البطاريات المستنفذة. |
|||
===ترشيح و معالجة المياه=== |
|||
المقال الرئيسي: [[ترشيح نانوي]] |
|||
من المتوقع أن يكون لكيمياء النانو تأثير كبير في معالجة المياه المستعملة، وتنقية الهواء وأدوات تخزين الطاقة. |
|||
و قد تستخدم الطرق الميكانيكية و الكيميائية ضمن أساليب الترشيح الفعالة. حيث تستند أحد فئات أساليب الترشيح على استخدام الأغشية ذات أحجام الثقوب الملائمة، مما يسمح بحجز السائل خلف ذلك الغشاء. و من ثم تعد الأغشية نانوية المسام مناسبةً لعملية الترشيح الميكانيكية و التي تتسم بأنها ذات مسام أصغر من 10 نانومتر ("الترشيح النانوي") و الذي قد يتكون من [[انابيب نانوية غشائية|أنابيبٍ نانويةٍ]]. و يستخدم الترشيح النانوي بشكلٍ رئيسيٍ بهدف إزالة الأيونات أو فصل السوائل المختلفة. |
|||
و توفر الجسيمات النانوية المغناطيسية طريقةً فعالةً و معتمدةً في إزالة ملوثات المعادن الثقيلة من المياه المستعملة عن طريق الاستفادة من أساليب الفصل المغناطيسية. و يزيد استخدام الجسيمات النانوية من فعالية القدرة على امتصاص الملوثات بالإضافة إلى أنها عمليةٌ ليست بالمكلفة بالمقارنة مع طرق الترسيب و الترشيح التقليدية. |
|||
و تتوافر بالفعل بعض أجهزة معالجة المياه التي تقوم بدمج تكنولوجيا النانو في الأسواق، إلا أن المزيد منها في طور التطوير و التنمية. و قد أثبتت إحدى الدراسات الحالية أن طرق فصل الأغشية النانوية منخفضة التكلفة فعالة في عملية إنتاج المياه الصالحة للشرب.<ref>{{cite journal |first=Thembela |last=Hillie |coauthors=Hlophe, Mbhuti |title=Nanotechnology and the challenge of clean water |journal=[[Nature Nanotechnology]] |volume=2 |pages=663–664 |year=2007 |doi=10.1038/nnano.2007.350}}</ref> |
|||
كما أثبتت [[جسيمات حديد نانوية| جسيمات الحديد النانوية]] قدرتها كعاملٍ مزيلٍ للسموم في تنظيف ملوثات البيئة من مواقع [[براونفيلد]].<ref name="Zhang">{{cite journal |last=Zhang |first=Wei-xian |year=2003 |title=Nanoscale iron particles for environmental remediation: an overview. |journal=Journal of Nanoparticle Research |volume=5 |pages=323–332 |doi=10.1023/A:1025520116015}}</ref> |
|||
=='''المصادر'''== |
|||
{{ثبت_المصادر}} |
|||
| ⚫ | |||
| ⚫ | |||
[[en:Environmental implications of nanotechnology]] |
[[en:Environmental implications of nanotechnology]] |
||
[[it:Implicazioni ambientali in nanotecnologia]] |
|||
| ⚫ | |||
نسخة 12:27، 15 يونيو 2010
|
تتمثل التأثيرات البيئية لتقنيات الصغائر (بالإنجليزية: environmental implications of nanotechnology) في تلك الآثار المحتملة لاستخدام المواد و الأجهزة الخاصة بتقنيات الصغائر على البيئة. و على إعتبار أن مجال تقنيات الصغائر هو مجال ناشيء حديثاً، فقد انتشر النقاش و الجدال حول المدى الذي قد يؤثر عنده الاستخدام الصناعي و التجاري لمواد الصغائر على الكائنات الحية و الأنظمة البيئية. و يمكن تقسيم التأثيرات البيئية لتقنيات الصغائر إلى قسمين هما: امكانية الاستفادة من الابتكارات التقنية المصغرة في المساعدة في تحسين البيئة، و النوع الجديد من التلوث الناجم عن مواد تقنيات الصغائر في حالة انبعاثها للبيئة.
تلوث تقنيات الصغائر
يعد تلوث تقنيات الصغائر مصطلحاً عاماً و شاملاً لكل النفايات الناجمة عن استخدام أجهزة التقنية المصغرة أو خلال عملية تصنيع مواد تقنيات الصغائر. و قد تعتبر تلك النفايات على درجةٍ عاليةٍ من الخطورة، ذلك بسبب حجمها. حيث تستطيع أن تطفو في الهواء و قد تخترق بسهولةٍ الخلايا الحيوانية و النباتية مسببةً بذلك تأثيراتٍ مجهولةٍ لكلٍ منهما. كما أن معظم جزئيات الصغائر التي صنعها الإنسان غير مرئيةٍ في الطبيعة، و من ثم قد لا تمتلك الكائنات الحية وسائلاً ملائمةً للتعامل مع تلك النفايات المصغرة. و لعل أحد التحديات الضخمة (من) التي تواجه تقنيات الصغائر يتمثل في: كيفية التعامل مع ملوثات تقنيات الصغائر و نفاياتها.
كما أن عملية التقييم البيئي لها ما يبررها على إعتبار أن لجزئيات الصغائر مجموعةً من التأثيرات البيئية الحديثة. و يثير سكرينيز[1] القلق حول التلوث الناجم عن تقنيات الصغائر، و يوضح أنه ليس بالإمكان في الوقت الحالي أن "يتم التنبؤ بشكلٍ دقيقٍ أو حتى التحكم في التأثيرات البيئية لانبعاث مخلفات تلك التكنولوجيا في البيئة". و ما زالت التأثيرات البيئية السامة لجزئيات الصغائر و التراكم الحيوي بالمصانع و الكائنات الدقيقة قيد البحث. كما أثارت قدرة جزئيات الصغائر على العمل كآليةٍ ناقلةٍ القلق و الإهتمام حول عملية نقل المعادن الثقيلة و الملوثات البيئية الأخرى. و وفقاً لما ورد بتقرير مايو 2007 التابع لوزارة البيئة البريطانية، فقد أبدت هيئة الغذاء و الشؤون الريفية قلقها تجاه التأثيرات البيئية السامة لجزيئات الصغائر بالنسبة إلى كلٍ من مخاطرها و انتشارها. و قد أوصى التقرير بإجراء إختبارٍ و فحصٍ شاملٍ للسموم البيئية بالإضافة إلى إجراء إختباراتٍ مستقلةٍ كذلك لمضافات الوقود.
مع ملاحظة عدم توافر معلوماتٍ كافيةٍ تمكننا من التأكد عما إذا كان لجزئيات الصغائر تأثيراتٍ سلبيةٍ غير مرغوبٍ فيها على البيئة. و نجد هنا نقطتين مرتبطين بتلك القضية تتمثلان في: (1) جزئيات الصغائر الحرة تنبعث في الهواء أو الماء خلال عملية الإنتاج (أو حوادث الإنتاج) أو تنبعث كنفاياتٍ عن عملية الإنتاج و من ثم تتجمع في التربة، والماء والحياة النباتية. (2) أما في حالتها الثابتة، عندما تمثل جزءً من المواد المصنعة أو المنتج النهائي، فيجب حينئذِ أن يتم إعادة تدويرها أو التخلص منها على أنها نفاياتٍ. و ما زال من غير المعلوم لنا ما إذا كانت جزئيات الصغائر ستشكل طبقةً جديدةً من الملوثات الغير قابلة للتحلل الحيوي بصورةٍ كاملةٍ. و في حالة أن يتم ذلك، فمن غير المعلوم كذلك كيفية التخلص من تلك الملوثات و إزالتها من الهواء أو الماء بسبب أن المرشحات التقليدية غير ملائمةٍ لأداء مثل تلك المهام (حيث أن مسامها كبيرةٍ جداً لتتمكن من الامساك بجزئيات الصغائر).
و كان نصيب التمويل الذي تم إنفاقه عام 2002 على تقييمات التأثيرات البيئية من ضمن إجمالي مبلغ 710 مليون دولاراً أمريكياً قامت الحكومة الأمريكية بإنفاقها على أبحاث تقانة الصغائر نحو 500.000 دولاراً أمريكياً. و قد اشتملت المخاطر التي حددها أوسكوكوفيتش (2007)[2] على ما يلي: التكرار الذاتي للنانوبوت بقوةٍ و التي من خلاله توسعها المتزايد و بصورةٍ بطيئةٍ تؤدي إلى محوٍ كامل للمحيط الحيوي؛ بالإضافة إلى زيادة زعزعة استقرار تنوع المحيط الحيوي المعرض للخطر بالفعل و زيادة الفجوة القائمة فيما بين الأغنياء و الفقراء.
و قد تزايد القلق تجاه الفضة النانوية و التي تستخدمها شركة سامسونج في العديد من الأجهزة المنزلية و منها الغسالات و أجهزة تنقية الهواء.
مسؤولية دورة الحياة
لتقييم المخاطر الصحية لجزئيات الصغائر المصنعة، لابد من تقويم دورة الحياة الكاملة لتلك الجزئيات، متضمنةً عملية تصنيعها، تخزينها وتوزيعها بالإضافة إلى تطبيقها وإساءة استخدامها والتخلص منها كذلك. كما أن التأثيرات الناجمة على البشر والبيئة قد تتنوع و تتغير خلال مراحل عديدة من دورة حياتها.
و قد حدد تقرير[3] الجمعية الملكية مخاطر جزئيات أوأنابيب الصغائر المنبعثة خلال عملية التخلص منها أو تدميرها وإعادة تدويرها. كما أوصى التقرير بأن "الشركات المصنعة للمنتجات المختلفة و التي تقع تحت أنظمة مسؤولية المنتجين الموسعة و منها تشريعات نهاية عمرها التشغيلي، تقوم بنشر الإجراءات التي تلخص كيفية التعامل مع مثل تلك المواد بالإضافة إلى تقليل فرص التعرض البشري و البيئي لها" ص13. و في تحركٍ لمعهد الأغذية و المعايير الزراعيةيعكس التحديات التي تضمن تنظيم دورة الحياة، قام باقتراح ضرورة دمج معايير بحث و تطوير تقنية الصغائر ضمن معايير المستهلك والعامل و البيئة. كما اقترح كذلك أن كلاً من المنظمات الغير حكومية و الجماعات الأهلية الأخرى تلعب دوراً جوهرياً في تنمية و تطوير تلك المعايير.
الفوائد البيئية لتقنية الصغائر
مزيد من المعلومات: تقنية النانو الخضراء
الطاقة
المقال الرئيسي: تطبيقات الطاقة لتقنية النانو قد يكون لتقنية النانو تأثيراً عظيماً على إنتاج الطاقة النظيفة. فالأبحاث الجارية تستهدف الاستفادة من المواد النانوية لأغراضٍ تتضمن خلايا شمسية أكثر كفاءة، خلايا وقود عملية و كذلك بطاريات صديقة للبيئة. و تتمثل أكثر مشروعات تقنية الصغائر تقدماً و المرتبطة بمجال الطاقة عمليات: التخزين، التحويل، تحسينات التصنيع من خلال تقليل المواد و معدلات العملية، توفير الطاقة (من خلال و على سبيل المثال العزل الحراري الأفضل من ذي قبل)، بالإضافة إلى زيادة مصادر الطاقة المتجددة.
إلا أنه من الملاحظ أن البطاريات الشمسية المتاحة تجارياً في وقتنا الحالي تتسم بالكفاءة المنخفضة و التي تتراوح بين 15- 20%. و تهدف الأبحاث الجارية حالياً إلى الاستفادة من أسلاك النانو بالإضافة إلى المواد النانوية الأخرى على أمل تصنيع خلايا شمسية أرخصٍ و أعلى كفاءةٍ عن تلك المتوافرة حالياً و و المتمثلة في خلايا السيليكون التقليدية.[4] و قد ساد المعتقد أنتلك الأجهزة القائمة على [إلكترونيات نانوية| الإلكترونيات النانوية]] ستمكن من تصنيع المزيد من الخلايا الشمسية، بالإضافة إلى أنه سيكون لها عظيم الأثر على مواجهة متطلبات الطاقة العالمية.
و مثال آخر على أحد اشكال الطاقة الصديقة للبيئة يتمثل في استخدام خلايا الوقود القائمة على الهيدروجين. و لعل أهم مادة نانوية في خلايا الوقود هي ذلك العامل المساعد المكون من الكربون المدعوم بجزئيات المعادن النفيسة ذات الأقطار 1-5 نانومتر. و تحتوي المواد الملائمة لتخزين الهيدروجين على عددٍ كبيرٍ من المسام متناهية الصغر.
و قد تساهم تطبيقات تقانة النانو كذلك في تصنيع البطاريات. و بسبب كثافة الطاقة المنخفضة نسبياً للبطاريات التقليدية، يصبح وقت التشغيل محدداً بالإضافة إلى الحاجة إلى عملية إحلال أو إعادة شحن، هذا بالإضافة إلى أن العدد الضخم للبطاريات النافقة أصبحت تمثل مشكلةً في التخلص منها. كما أن المواد النانوية قد تمكن من تصنيع البطاريات ذات الشحنة الكهربية العالية أو المكثفات العالية ذات القدرة العالية على إعادة الشحن مرةً أخرى، و التي قد تكون مفيدة في حل مشكلة التخلص من البطاريات المستنفذة.
ترشيح و معالجة المياه
المقال الرئيسي: ترشيح نانوي من المتوقع أن يكون لكيمياء النانو تأثير كبير في معالجة المياه المستعملة، وتنقية الهواء وأدوات تخزين الطاقة.
و قد تستخدم الطرق الميكانيكية و الكيميائية ضمن أساليب الترشيح الفعالة. حيث تستند أحد فئات أساليب الترشيح على استخدام الأغشية ذات أحجام الثقوب الملائمة، مما يسمح بحجز السائل خلف ذلك الغشاء. و من ثم تعد الأغشية نانوية المسام مناسبةً لعملية الترشيح الميكانيكية و التي تتسم بأنها ذات مسام أصغر من 10 نانومتر ("الترشيح النانوي") و الذي قد يتكون من أنابيبٍ نانويةٍ. و يستخدم الترشيح النانوي بشكلٍ رئيسيٍ بهدف إزالة الأيونات أو فصل السوائل المختلفة.
و توفر الجسيمات النانوية المغناطيسية طريقةً فعالةً و معتمدةً في إزالة ملوثات المعادن الثقيلة من المياه المستعملة عن طريق الاستفادة من أساليب الفصل المغناطيسية. و يزيد استخدام الجسيمات النانوية من فعالية القدرة على امتصاص الملوثات بالإضافة إلى أنها عمليةٌ ليست بالمكلفة بالمقارنة مع طرق الترسيب و الترشيح التقليدية.
و تتوافر بالفعل بعض أجهزة معالجة المياه التي تقوم بدمج تكنولوجيا النانو في الأسواق، إلا أن المزيد منها في طور التطوير و التنمية. و قد أثبتت إحدى الدراسات الحالية أن طرق فصل الأغشية النانوية منخفضة التكلفة فعالة في عملية إنتاج المياه الصالحة للشرب.[5]
كما أثبتت جسيمات الحديد النانوية قدرتها كعاملٍ مزيلٍ للسموم في تنظيف ملوثات البيئة من مواقع براونفيلد.[6]
المصادر
- ^ Gyorgy Scrinis."Nanotechnology and the Environment: The Nano-Atomic reconstruction of Nature".
- ^ Vuk Uskokovic (2007). "Nanotechnologies: What we do not know". Technology in Society. ج. 29: 43–61. DOI:10.1016/j.techsoc.2006.10.005.
- ^ Royal Society and Royal Academy of Engineering(2004)."Nanoscience and nanotechnologies: opportunities and uncertainties". Retrieved on 2008-05-18.
- ^ Tian، Bozhi (2007). "Coaxial silicon nanowires as solar cells and nanoelectronic power sources". Nature. ج. 449: 885–889. DOI:10.1038/nature06181.
{{استشهاد بدورية محكمة}}: الوسيط غير المعروف|coauthors=تم تجاهله يقترح استخدام|author=(مساعدة) وروابط خارجية في|title= - ^ Hillie، Thembela (2007). "Nanotechnology and the challenge of clean water". Nature Nanotechnology. ج. 2: 663–664. DOI:10.1038/nnano.2007.350.
{{استشهاد بدورية محكمة}}: الوسيط غير المعروف|coauthors=تم تجاهله يقترح استخدام|author=(مساعدة) - ^ Zhang، Wei-xian (2003). "Nanoscale iron particles for environmental remediation: an overview". Journal of Nanoparticle Research. ج. 5: 323–332. DOI:10.1023/A:1025520116015.