معهد الميثاق للتدريب والدراسات والبحوث

د.فتحى حمد بن شتوان -

علوم وتقنيات النانو هي علوم وتقنيات الأشياء الصغيرة في حجم الذرات والجزيئات، الحجم الصغير الذي يقاس بجزء من مليار جزء من المتر والذي نسميه بالنانو متر ن م "nano meter".

وقد لاحظ العلماء أنه في الحيز الصغير "0.2 ن م إلى 100 ن م"، المسمى بحيز النانو "nano scale" خواص المواد مختلفة اختلافا كبيرا جدا عن مثيلاتها في الحيز الأكبر. فالمواد في الحيز النانوي تعطي صفات وخواص فيزيائية وكيميائية فريدة، ولذلك استغلت هذه الظاهرة في إنتاج مواد، أجهزة وأنظمة فريدة في خواصها، بواسطة التحكم بالشكل والحجم في الحيز النانوي.

أهمية تقنية النانو تأتي من قدرتها على العمل في هذه المستويات الصغيرة. فإنتاجها من مواد وأجهزة تعتبر من أصغر واكفإ الأشياء التي صنعها الانسان منذ الخليقةٍ.

إن تقنية النانو تدخل تحديا جديدا في العلوم والهندسة مثل المواد النانونية الفعالة، الأنظمة النانونية، الأنظمة النانونية البيولوجيه، والطب البيولوجي النانوني وهي واعدة بكثير من التطبيقات والاستخدامات التي ستغير كثيرا من المفاهيم التقليدية للتصنيع، الصحة والعلاج، البيئة، الطاقة .... وغيرها، وستطلق سيلا من التقنيات والمنتجات والخدمات التي تقدر بحوالي "1-2.6" ترليون دولار مع سنة "2015"، وخلق أكثر من سبعة ملايين فرصة عمل.

وتأسيساً على جهود المنظمة العربية للتنمية الصناعية والتعدين فى الاهتمام بتطويع علوم وتقنيات النانو والترويج لها من خلال عقد المؤتمرات والندوات وورش العمل التى كان آخرها الندوة القومية حول " الصناعات المستقبلية وتطبيقات تقنيات النانو فى الدول العربية " القاهرة : 11 – 12/11/2008 " " والتى شارك بها أكثر من " 170 " مشارك من الخبراء والعلماء من " 14 " قطر عربي وهى " الأردن، الجزائر، السودان، السعودية، سوريا، فلسطين، قطر، الكويت، لبنان، ليبيا، مصر، موريتانيا، المغرب، اليمن" إضافة إلى خبراء من العلماء العرب بالخارج، والتى عقدتها المنظمة بالتعاون مع أكاديمية البحث العلمى والتكنولوجيا بالقاهرة، والبنك الإسلامى للتنمية، والتى إنبثق عنها توصية رئيسية حول "إنطلاقة المبادرة العربية لتطويع علوم وتقنيات النانو" وقد تم تشكيل فريق عمل لهذه المبادرة من بين السادة الخبراء المشاركين بالندوة "مرفق 1 ".

وكذلك على الجهود التي بذلها اتحاد مجالس البحث العلمي العربية في الاهتمام بعلوم وتقنيات النانو.

2- تعريف علوم وتقنيات النانو:

أحد المشاكل التي تواجه علوم وتقنيات النانو هو تعريفها نفسه، أغلب هذه التعريفات تدور حول دراسة والتحكم في ظاهرة "phenomena" ومعالجة المواد عند حيز طولي أقل من 100 نانو متر "Nano meter".
"كلمة نانو "Nano" هي كلمة أغريقية تعني قزم"

والنانو متر 1 "ن م" يساوى جزء من مليار جزء من المتر اى انه اذا قسمنا المتر الى مليار جزء فان جزءا واحدا منه يساوى نانومتر.

وغالباً ما يقارن بسمك شعرة الإنسان التي تبلغ "80–100" ألف نانو متر، خلية الدم الحمراء = 7000ن م.جزئ بروتين الهيموجلوبين = 5 ن م، DNA = 2.5 ن م .الأنابيب الكربونية 1 ن م ، جزيئ الماء = 0.3 ن م .حجم الذرة = 0.2 ن م.

والاهتمام بهذا الحيز "0.2 – 100 ن م " يرجع إلى أن خواص المواد في هذا الحيز تكون مختلفة اختلافاً كبيراً عن خواص مثيلاتها في الحيز الأكبر.

هناك تباين في تعريفات تقنية النانو فكل متخصص يعكس اهتماماته الخاصة في التعريف، إلا أن أهم الملاحظات على هذه التعريفات يمكن إيجازها في الآتي:ـ

• إن تحديد الحيز "0.2 – 100 ن م" سيخرج من التعريف كثيرا من المواد والأجهزة وخاصة المواد الدوائية.

• أن المواد النانونية من صنع الإنسان وإلا سيدخل في إطار التعريف كل الجزيئات البيولوجية " الحيوية " والمواد المكونه طبيعياً وستعرف كثير من الكيمياء والبيولوجيا الجزئية كتقنية للنانو.

•أهم ما في تعريف تقنية النانو هو أن التركيب النانوي له خواص خاصة سببها الوحيد هو وجوده في الحيز النانوي.

ونورد هنا تعريفا عاما وعلميا يأخذ في اعتباره الملاحظات السابقة.
علوم النانو "science Nano":

هي دراسة ظاهرة ومعالجة المواد عند الحيز الذري، الجزيئي، والجزيئي الكبير حيث الخواص تختلف بشكل كبير عن تلك في الحيز الأكبر.

تقنية النانو "Technology Nano":

هي تصميم، توصيف، إنتاج واستخدام مركبات أجهزة وأنظمة بواسطة التحكم في الشكل والحجم في الحيز النانوي منتجة مركبات، أجهزة وأنظمة تتمتع "على الأقل" بخاصية واحدة فريدة.

إن العالم الفيزيائي المشهور "Richard Feynman" :هو أول من أشار إلى إمكانية معالجة المواد والتحكم فيها عند الحيز الذري والجزيئي في محاضرته المشهورة عام 1959 التي قال فيها كلمته المشهورة.
There is plenty of room at the bottom ..

لكن كلمة تقنية النانو nano technology لم تستخدم حتى 1974ف من قبل الباحث الياباني Norio Taniguchi ليعني بها إمكانية هندسة المواد عند الحيز النانوي. والقوى التي كانت تدفع لتصغير الأشياء جاءت من الصناعات الالكترونية التي تسعى لتصنيع أجهزة الكترونية صغيرة الحجم، على الرقاقات السيليكونية وأستخدامها في تقنيات لخلق تركيبات نانونية وأجهزة في حيـز "40 – 70 ن م".

3- خواص المواد في الحيز النانوي:ـ

خواص المواد تتغير بشكل ملحوظ جداً حسب مكوناتها النانونية فالمركبات المكونة من حبيبات في حجم النانو سواء كانت سراميكيات أو معادن تكون أقوى كثيراً من مثيلاتها في الحجم الأكبر، فعلى سبيل المثال المعدن بحجم حبيبات "grain size" حوالي "10 ن م" أكثر صلابة بـ7 مرات من المعدن العادي بحجم حبيبات يقاس بمئات من النانو متر، وهذا التغيير الكبير بخواص المواد في الحيز النانوي سببه الآتي :

الزيادة النسبية للمساحة السطحية:

المواد النانونية لها مساحة سطح أكبر عندما تقارن بنفس الكتلة من المادة المنتجة في الحيز الأكبر، وهذا يجعل المواد أكثر نشاطاً كيماوياً ويؤثر في قوتها أو خواصها الكهربائية. وفي بعض الأحيان المواد الخاملة في الحيز الكبير قد تكون نشطة عندما تنتج في الحيز النانوي، أي أنه عندما تصغر الجسيمات المكونة للمادة فإن نسبة كبيرة جداً من الذرات تتواجد على السطح مقارنة بتلك التي في الداخل، فالجسيمات التي لها حجم 30 ن م تتواجد 5% منها فقط على السطح، بينما الأخرى ذات حجم 10 ن م تتواجد 20% منها على السطح، وحجم 3ن م تتواجد منها 50%على السطح، وبما أن التفاعلات الكيماوية تحدث عند السطح فإن المواد النانونية أكثر نشاطاً من مثيلاتها في الحيز الأكبر.

التأثير الكمي "quantum effect" :
التأثيرات الكمية تبدأ في التحكم في تصرفات المادة في حيز النانو وخاصة في النهاية الصغرى Lower end فتؤثر في خواص المواد الكهربائية، المغناطيسية والبصرية .

4- أسباب الاهتمام بتقنية النانو :
هناك ثلاثة أسباب رئيسية لسر الاهتمام العالمي الكبير بتقنية النانو وهي:

أولاً: البحوث في علوم وتقنية النانو تساعد على ملء الفراغ في معرفتنا الأساسية للمادة، ففي النهاية الصغرى للحيز النانوي ـ الذرات الفردية والجزيئات ـ نحن نعرف شيئاً يسيراً جداً باستخدام الأدوات التي طورت بواسطة الفيزياء والكيمياء التقليدية. وفي النهاية الكبرى للحيز النانوي بالمثل الكيمياء والبيولوجية والهندسة التقليدية قد علمتنا السلوك العام للمواد والأنظمة، أما الحيز النانوي المتوسط "فنحن نعلم أقل" هو الحيز الطبيعي الذي تعمل فيه أغلب الأنظمة الحية والأنظمة التي صنعها الإنسان، والخواص الأساسية ووظائف المواد والأنظمة تعرف في هذا الحيز، وأكثر من ذلك من الممكن تغييرها كآداة لتنظيم المادة عبر التفاعلات الجزيئية الضعيفة .

ثانياً: أن ظاهرة الحيز النانوي واعدة بكثير من التطبيقات والاستخدامات التي ستغير من المفاهيم التقليدية للتصنيع، الصحة والعلاج، الطاقة والمياه، والبيئة، وستطلق سيلاً من التقنيات، المنتجات والخدمات تقدر بحوالي "1-2.6" ترليون دولار سنة 2015، وخلق أكثر من سبعة ملايين فرصة عمل. ومن الأمثلة على ذلك التصنيع الكيماوي باستخدام التجميع الجزيئي المصمم، والكشف عن الأمراض المزمنة والسرطان ومعالجتها بواسطة التدخل في مكونات الخلية، إعادة توليد الأنسجة وتعميق التعلم للأعصاب وعمليات الإدراك، الكشف عن الكيماويات والأجسام البيولوجية باستخدام جزيئات قليلة، تنظيف تلوث البيئة "التربة ـ الهواء ـ الماء" وغيرها من التطبيقات والاستخدامات الأخرى في الطاقة والمعلومات والفضاء والغذاء ..إلخ .

ثالثاً: بداية النموذج الصناعي الجديد والتسويق لهذه التقنيات. الحكومات في الدول المتقدمة تضغط بشكل مستمر وبأسرع مايمكن لتطوير علوم وتقنية النانو، وقد بدأت البرامج البحثية في هذه الدول تأخذ طريقها بقوة وسرعة شديدتين، وتم الإعلان عنها في اليابان، "أبريل 2001"، كوريا "يوليو 2001" أوروبا "مارس 2002"، الصين "2002"، تايوان "سبتمبر 2002". ولعل أول وأهم هذه البرامج هي المبادرة الوطنية لتقنية النانو التي أعلن عنها في الولايات المتحدة "يناير 2000" .

5-تطبيقات واستخدامات تقنية النانو

قوة تقنية النانو تتمثل في إمكانياتها لنقل وتثوير التقنية المتعددة وتحويلها إلى مواد وتركيبات، أجهزة وأنظمة لها تطبيقات واستخدمات في جميع القطاعات والمجالات وتعمل على حل أهم المشاكل التي يعاني منها العالم مثل نقص وتلوث المياه، محدودية الطاقة، انتشار الامراض، تلوث البيئة، نقص الغذاء واستكشاف الفضاء وغيرها، وفيما يلي بعض تطبيقات واستخدامات تقنية النانو:

1-5-تطبيقات تقنية النانو في الطب "الطب النانوي"

الأدوات النانونية "مواد وأجهزة وأنظمة" التي يستخدمها الطب النانوي لمراقبة والتحكم في الأنظمة البيولوجية والدفاع عنها وصيانتها وبناءها وتطويرها ابتدأً من المستوى الجزيئ للوصول للعناية الصحية النموذجية، ودور تقنية النانو في الاكتشاف المبكر للإمراض والوقاية منها وكذلك في العلاج الكفوء وإعادة الوظيفة الطبيعية للأعضاء المريضة وتستخدم هذه الأدوات في أكثر الأمراض انتشاراً وتاثيراً وأهمها أمراض القلب، السرطان، العدوى البكتيريا والفيروسية، السكر، الأعصاب، العظام والعضلات.

2-5-تطبيقات تقنية النانو في الزراعة والغذاء:

هناك طلب متزايد على الغذاء الأمن والصحي، وهناك مخاطر كثيرة تهدد الإنتاج الزراعي والسمكي من تقلبات المناخ والأمراض وغيرها وتقنية النانو لها القدرة على تثوير القدرات الزراعية والغذائية بأدوات جديدة للكشف السريع على الأمراض والمعالجة الجزئية لها، ومعالجة قدرات النبات على امتصاص الأغذية وزيادة غلة المحاصيل، كما أن تقنية النانو لها القدرة على تغيير الصناعات الغذائية فهي تعمل على تغيير الطريقة التي تنتج، تغلف، تنقل وتستهلك بها الأغذية وأهم مشروعات تطبيقات تقنية النانو في الزراعة والغذاء هي:

1. دراسة أنظمة الزراعة الدقيقة "precision farming"
2. أنظمة التوصيل الذكية "smart delivery system"
3. التغليف وأمن الغذاء: "packaging and food safty"
4. معالجة الأغذية: Food processing""

3-5-تطبيقات تقنية النانو في الطاقة:

لضمان إمدادات الطاقة في المدى البعيد يلزم استخدام التقنيات الحديثـة "وخاصة تقنية النانو" في سلسلة القيمة المضافة للطاقة والتي تبدأ من تطوير مصادر الطاقة الحالية بأعلى كفاءة ومراعاة البيئة واكتشاف مصادر جديدة وتطويرها، زيادة كفاءة تحويل الطاقة من صورة إلى أخرى، تقليل الفقد في الطاقات الناشئ عن النقل من المصدر إلى المستعمل النهائي، زيادة كفاءة تخزين الطاقة لاستعمالها للأغراض المختلفة وأخيراً استعمالها في التطبيقات المختلفة بأكبر قدر من المرونة والكفاءة وتقليل استهلاكها في الصناعة، الإسكان، الموصلات وغيرها.

كل جزء من أجزاء القيمة المضافة للطاقة له إمكانية كبيرة للوصول إلى الكفاءة المثلى من خلال استخدام تقنيات النانو.

4-5-تطبيقات تقنية النانو في توفير الماء الصحي الأمن:
أن ندرة المياه في كثير من مناطق العالم سواء كان ذلك من ناحية كمية المياه اللازمة أو جودتها يمثل تحدى كبير لتوفير المياه حالياً ومستقبلياً. العلم والتقنية تلعب دور كبير لتطوير طرق، أدوات وتقنيات جديدة لحل مشكلة توفر المياه وجودتها.

أحد أهم هذه العلوم والتقنيات التي من الممكن أن تقدم حلول جديدة ومبتكرة لازالت الملوثات من المياه وتحليتها هي علوم وتقنيات النانو وأهم المشروعات التي تتناول الموضوع هي:

الترشيح النانوي والتحليلة nano filtration and desalination

المحفزات النانونية:nano catalyst

الجسيمات النانونية المغناطيسية Magnetic nano Particles

أجهزة الاحساس النانونية Sensors nano

5-5-التصنيع النانوي:

التصنيع النانوي هو استخدام تقنيات وأدوات جديدة لمعالجة وتوليد المواد النانونية وإنتاجها في شكل منتجات، أجهزة أو أنظمة نانونية على نطاق تجاري واسع وهو يعمل على تحويل المعرفة والمادة إلى منتجات، أجهزة وأنظمة، وقبل الوصول إلى ذلك هناك تحديات علمية وتقنية يجب أن نواجهها بالبحث اللازم للحصول على المعرفة وتطوير العمليات والأدوات التي نحتاجها.

6-5-تطبيقات تقنية النانو في الصناعات الالكترونية "الالكترونيات النانونية":

الالكترونات كانت ومازالت هي المحرك للتقدم العلمي والتقني وكانت لها التأثيرات الرئيسية للنمو الاقتصادي والاجتماعي في العالم.

والالكترونات النانونية تعرف بانها الالكترونات بدوائر ذات أبعاد في حيز النانو والتعريف يعطي كلاً من تصنيع دوائر وأجهزة أنصاف الموصلات الحالية بأحجام نانونية وكفاءة عالية وكذلك التطورات في الالكترونات الجزيئية التي تستعمل الذرات والجزيئات الفردية الطريق الحالي لتصنيع الأجهزة الالكترونية يسمى من أعلى – أسفل "Top-down"، وعلوم النانو تطور طريقة جديدة تعتمد على التجميع الذاتي للذرات والجزيئات وتسمى من أسفل-أعلى "bottom-UP" والتطور عبر الطريقتين يحتاج إلى مجهودات وموارد كبيرة. وغيرها من التطبيقات التي لا حصر لها في جميع المجالات والقطاعات.

6-مستقبل تقنية النانو والآثار المترتبة عليها:

1. اقتصادياً تقدر حجم منتجات، تقنيات وخدمات تقنية النانو بـ"1-6.2" ترليون دولار حـوالي 30% مواد"غير كيماوية"، 30% الكترونيات، 20% أدوية، 10% كيماويات"catalyst" ، 7% فضاء، 3% أدوات، وتخلق أكثر من 7 مليون فرصة عمل مع حلول عام 2015.

2. إمكانيات التحكم والتصنيع في تقنية النانو ستكون في أربع أجيال:

• الجيل الأول"Passive Nanostructures" وقد بدأ سنة 2001 انتاج الطلاء المركب نانونياً، الجسيمات النانونية، المعادن، البوليمرات، والسيرميكيات النانونية.

•الجيل الثانى "Active Nanostructures" وقد بدأ سنة 2005 مثل الترانزسترات ، المكبرات ، الأدوية الموجهة ، الكيماويات والتركيبات المتأقلمة

•الجيل الثالث "3D Nanosystems " سيبدأ مع سنة 2010 التجميع الذاتي، الانسجة الصناعية، أنظمة الإحساس، معالجة المعلومات، الريبوتات والتشبيك

• الجيل الرابع "Molecular Nanosystems" تصميم المجمعات "assemblers" الذرية والجزئية والانظمة النانونية البيولوجية.

3. على الأقل نص المواد المتطورة والمصممة حديثاً والعمليات الصناعية المختلفة تبنى مع حلول "2015" مستخدمة علوم وتقنيات النانو "على الأقل في أحد مكوناتها الرئيسية".

4. المعاناة من الأمراض المزمنة ستقل أو تنتهي بحلول عام 2015 حيث من الممكن الكشف ومعالجة السرطان في وقت مبكر جداً. وعلومنا ستتطور وتكون هناك إمكانية لإنقاص المعاناة والموت من السرطان وغيره من الأمراض.

5. تقنيات النانو في التشخيص السريع والرخيص والتصوير على مستوى الخلية وتطوير الأدوية وإيصالها إلى مكان المرض وإصلاح الاعطاب في DNA عن طريق إيصال الجين الصح إلى المكان الصح. كل هذه التقنيات ستبرز أنواع جديدة من الطب مثل الطب الوقائي، الطب الجيني والطب الشخصي.

6. تركيب وتصنيع وتوصيل الأدوية إلى مكان المرض ستتطور بفعل التقنيات النانونية. وحوالي نصف الأدوية ستستخدم تقنيات نانونية على الأقل في أحد مركباتها الرئيسية "مع حلول 2015 ".

7. نمذجة المخ المؤسس على التفاعل بين الأعصاب سيكون ممكناً باستخدام التطور في القياسات النانونية وستنتج عنه معارف مهمة عن كيفية عمل المخ والأعصاب وعلاج كثير من الأمراض المستعصية.

8. تقنية النانو ستعمل على القضاء على الأمراض وتنظيف البيئة وتوفير الماء والغذاء الآمن ولذلك فهي تعمل على أطالة الحياة وتحسين قيمتها وتزيد من الإمكانيات الطبيعية للإنسان.

9. إن استخدام تقنية النانو في مجال توفير الماء الآمن واعدة جداً وهي تحل مشكلة العطش والجفاف لثلثي سكان العالم وتجنبهم كثيرا من الأمراض الناجمة عن تلوث المياه، غير أن الجهود المبذولة عالمياً قليلة بالنسبة للمجالات الأخرى.

10. تطور المعرفة في علوم وتقنية النانو ستقود إلى التحكم في المخاطر التي قد تنتج عن المواد النانونية وإيجاد قواعد للسلامة وتقليل المضار الصحية غير المتوقعة والتحكم في محتويات هذه المواد في الهواء والتربة والماء.

11. بفعل التقدم في تقنيات النانو واستخداماتها في مجال الطاقة فإنها ستقود وبشكل تدريجي إلى أنظمة توليد وتخزين وتوزيع الكهرباء غير مركزية أكثر كفاءة وأقل تلويثا للبيئة.

12.الطاقة الشمسية غير تجارية الآن، ولكن مع التطور الهائل لاستخدامات تقنية النانو يتوقع أن تكون منافسة لطاقة النفط في حدود "5-10" سنوات وخلال "20-30" سنة القادمة كل الطاقة ستأتي من المصادر النظيفة.

13.الانتقال من الالكترونيات الميكروية "micro electronic" إلى الالكترونات النانونية "nano electronic" صغر حجم المكونات الالكترونية ورخص ثمنها الأمر الذي سيجعلها متواجدة في كل مكان ومحيط وتنشر الذكاء الصناعي في كل الأشياء وتربطها بعضها ببعض، منتجة استخدامات لا حصر لها ستؤدي إلى فوائد كبيرة في كل المجالات والمحيطات وسيؤدي بعضها إلى مشكلة في الخصوصية.

14.استخدام التقنيات النانونية في الاتصالات اللاسلكية، الشبكات والمعلومات سيؤدي إلى خدمات جديدة ورخيصة ومن السهل الوصول إليها واستعمالها وذات موثوقية ونطاق ترددي عاليين ستحفز البحاث والمبتكرين وأصحاب الشركات مما تؤدي إلى استخدامات منقطعة النظير.

15. تطوير قواعد معلومات نانونية خاصة وطرق لاستخدامها لتوصيف المكونات النانونية في المواد والعمليات المتكاملة عند حيز النانو مثل هذه القواعد ستربط بالمعلومات البيولوجية وجنيوم الإنسان والنبات.

16. إدخال المواد النانونية والالكترونات النانونية في النقل والمواصلات سيؤدي إلى وسائل نقل "أرضية، جوية، بحرية" أخف وأسرع وأكثر أماناً وطرق وجسور وخطوط أنابيب وأنظمة سكك حديد أفضل وارخص وذات موثوقية عالية.

17. تطور المعرفة والتعليم سيكون مصدره الحيز النانوي بدلاً من الحيز الميكروي، وستكون هناك فلسفة تعليم جديدة لا تؤسس على تعدد التخصصات ولكن تؤسس على وحدة العلوم وسيكون هناك تكامل واندماج بين التعليم، البحث والتدريب. وستجرب هذه الفلسفة الجديدة على المدارس والجامعات.

18. إن اندماج العلوم والهندسة في علوم وتقنية النانو سيؤدي إلى تكامل بين تقنية النانو ـ والبيولوجيا والمعلومات والطب والالكترونات والتعليم، ويقود إلى تطور هائل في جميع مجالات الصناعة، الصحة، البيئة، الطاقة، وغيرها.

19. الأعمال "businesses" في تقنية النانو والمنظمات والمؤسسات، سيعاد تشكيلها نحو التكامل مع التقنيات الأخرى وستخلق منصات للبحث والتطوير في تقنية النانو لتخدم استخدامات المجالات المختلفة.

20.التحول من الاكتشافات العلمية إلى عملية الابتكار "Innovation" والتقنية في المواد المتقدمة، الكيماويات المركبة نانونياً، والالكترونات النانونية، والأدوية. والامتداد إلى مجالات جديدة لها علاقة مثل الطب النانوي، الزراعة، الطاقة وغيرها.

21. في الفترة القادمة سيزداد التحدي وسيكون هناك تحول من فحص ظاهرة، وخلق مركبات ومواد، إلى إنتاج أجهزة وأنظمة معقدة، والتركيبات النانونية الفعالة، والأنظمة النانونية الجزئية.

22. تسريع التنمية حيث أن معدل الاكتشافات يبقى عالياً والتغييرات المهمة تحدث في فترة زمنية تقدر بعد "5 سنوات".

23. تقنية النانو مثلها مثل تقنيات المعلومات والحيوية تتغير بمعدلات أسية سريعة، فبينما التوقعات من هذه التقنيات تكون أقل من المتوقع في المدى القصير لكنها تكون أكبر من المتوقع في المدى البعيد.

24.استخدام تقنية النانو في الصناعات الكيماوية والدوائية يعمل على زيادة كفاءة التصنيع وتصغير حجم المصانع وتوزيعها قرب أماكن الاستهلاك.

25. في الحروب التقليدية تقنية النانو ستقود إلى أسلحة مضادة للدبابات والمدرعات والآليات الثقيلة صغيرة في الحجم، رخيصة الثمن وأكثر فتكاً وتدميراً مثل هذه الأسلحة تحتاج إلى عدد صغير من المشاة لتهزم قوات كبيرة.

26. تقنية النانو ستسمح للأسلحة البيولوجية والكيماوية لتصبح أكثر جدوى وتأثيراً وتحكماً حتى باعتبار هذه الأسلحة غير أخلاقية وغير مسموح بها عالمياً فتقنية النانو تقدم تطويرات جديدة ستوجه إليها اهتمامات الجيوش المختلفة.

27.إن الاستخدامات العسكرية للتصنيع الجزيئ له تأثير أكبر من الأسلحة الذرية لتغيير ميزان القوى فالدول التي تملك أنظمة معالجة بيانات قوية وأكثر كفاءة ومؤسسة على التقنيات النانونية وأسلحة نانونية مختلفة وشبكات ، وربوتات وأجهزة إحساس منتشرة يكون لها الأفضلية في عصر المعلومات والمعرفة ومن الممكن أن تكون الأسلحة النانونية بديل عن الأسلحة الذرية كأدوات جديدة للردع "New instrument ot deterrence".

28. الجهد البحثي الكبير الذي يجرى في الغرب لتطوير استخدامات عسكرية جديدة لتقنية النانو سيخلق حالة جيوستراتيجية خطيرة فالبلدان الأخرى التي لها إمكانيات بحثية لن تقف عاجزة وسينتج عنه سباق للتسليح فالصين والهند مثلاً قد زادت استثماراتها في تقنيات النانو المستخدمة في القوات المسلحة وهو يعمل بدوره على تهديد معاهدات التسلح.

29. التعقيد المتزايد للأنظمة العسكرية النانونية والسرعة التي تتفاعل بها بالإضافة إلى استخدام ألاف الحواسيب، الريوتات وأجهزة الاستشعار يجعل ميدان المعركة غير قابل للإدارة بواسطة البشر وسيكون تطور مخيف عندما يزال التدخل البشري وسيكون هناك تغيرات في الاستراتيجيات العسكرية لامناص منها .

30. في المستوى التكتيكي التقنيات النانونية ستقلل من الاحتياج إلى وجود الأفراد والدبابات والمدرعات والآليات الثقيلة وتستبدل بالحواسيب، الربوتات، أجهزة الاستشعار وغيرها من الأسلحة النانونية.

7-الخطة الإستراتيجية لتطويع علوم وتقنيات النانو :

يعتمد نشر وتطويع العلوم والتقنيات النانونية على وضع خطة استراتيجية موحدة يتم فيها صياغة رؤية مشتركة لتحقيق أهداف واضحة ومحددة واستراتيجية تعمل على تحديد المسار وبرامج عمل تساعد على الدفع باتجاه تحقيق الرؤية ويمكن تحديد مكونات الخطة الاستراتيجية كالآتي:
• تحديد الاتجاه من خلال رؤية وأهداف واضحة.
• وضع استراتيجية محورها التميز البحثي والتقني والخطة المنفذة لها.
• إعداد قوة عمل ماهرة ومبتكرة ومحفزة للعمل.
• إعداد قيادات تتميز بالمصداقية والرؤية الواضحة.
• سيادة ثقافة وقناعات عصر المعرفة والابتكار.
• تشكيل المنظمات والمؤسسات المساندة لعلوم وتقنية النانو.
• إعادة تشكيل وهندسة الشركات القائمة لتتبنى تقنية النانو.

1-7- تحديد الإتجاه "الرؤية والأهداف"

الـــــــرؤيــــــــة:

الرغبة في تحقيق الطموحات لابد أن تسبقها رؤية واضحة للاتجاه المطلوب الذي يصاغ بدوره إلى أهداف واضحة، ورؤية الوطن العربي لتطويع واستخدام علوم وتقنية النانو يمكن صياغتها كالآتي:"مستقبل يكون فيه العرب قادريين على فهم واستيعاب والتحكم في علوم وتقنيات النانو واستخدامها لتحقيق ثورة في التقنية والصناعة تفيد الوطن العربي".

الأهــــــداف:

• الوصول إلى مستوى راقى " عالمى " فى بحوث علوم وتقنيات النانو وبرنامج تنموي لاستخدام القوة الكامنة فيها.
• تسهيل تحويل التقنيات النانونية إلى منتجات وخدمات للنمو الاقتصادي وإيجاد فرص عمل وغيرها من الفوائد.
• تنمية وتطوير موارد تعلمية وقوة عمل ماهرة.
• تنمية وتطوير بنية تحثية وأدوات عمل متخصصة.
• خلق الفرص للصناعات المتقدمة الحديثة المبنية على تقنية النانو.
• مساندة التطوير المسؤل لتقنية النانو.
• إيجاد مناخ اقتصادي وتنظيمي مناسب.

2-7-وضع إستراتيجية محورها التميز البحثى والتقنى والخطة المنفذه لها:
بتحليل الوضع القائم لعلوم وتقنيات النانو وما يتعلق بها من علوم ومراكز بحوث وجامعات في الوطن العربي ومعرفة نقاط القوة والضعف فيه وبالتعرف على الوضع العالمي لتقنيات وعلوم النانو ومعرفة مؤشرات التحول واتجاهاته "أين يقف العالم ألان من تقنيات النانو وأتجهاتها " والوقوف على الفرص التي تتيحها هذه التقنيات والتحديات التي تفرضها يمكن تحديد معالم استراتيجية تطويع واستخدام علوم وتقنيات النانو كالأتي:

1. تجميع وحصر جميع البحوث المتعلقة بعلوم وتقنيات النانو محليًا في الوطن العربي وعالميًا وتنظيمها في قواعد بيانات ونشرها عبر الشبكة العربية للمعلومات الصناعية.
2. تشجيع أنشاء مراكز بحوث متخصصة لعلوم وتقنيات النانو في كل قطر عربي ومركز عربي على المستوى القومي للتنسيق بينها وبين جميع الجهات الاخرى التي تتبنى البحوث والتطوير في مجال علوم وتقنية النانو.
3. وضع أولويات للبحث العلمي في مجال علوم وتقنيات النانو والأخذ في الاعتبار مايهم الوطن العربي والعالم الثالث مثل:
• مشكلة المياه " توفير ماء صحي ميسور التكلفة " .
• الزراعة والغذاء
• الطاقة
• الاستخدامات الطبية،و الدوائية والصحية
• تلوث البيئة.
• المواد والتصنيع والاستخدامات الصناعية.
• النقل والمواصلات والإنشاءات.
4. تشجيع الجامعات العربية ومراكز البحوث الحالية على تبني أولويات البحث العلمي في مجال علوم وتقنيات النانو.
5. تشجيع شركات ومؤسسات التقنية العربية الخاصة والعامة على الدخول في مجال البحث والتطوير في علوم وتقنيات النانو.
6. وضع سياسة تمويلية لتمويل مشاريع بحوث وتطوير علوم تقنيات النانو تعمل على تعدد مصادر التمويل بين القطاع الخاص والعام.
7. الاستثمار في البحوث التي تعمل على فهم وتوضيح المخاطر التي تحملها تقنية النانو على الصحة والسلامة والبيئة.
8. التأكيد على المبادي الأخلاقية، القانونية والاجتماعية من تطبيقات تقنية النانو، وتطوير قوانين المنظم وحماية الملكية الفكرية.
9. أعطاء أولوية للبحوث متعددة الاتجاهات التي تقود إلى استخدامات كثيرة في اتجاهات متعددة، وتلك التي لها أهمية مباشرة لأقطار الوطن العربي " أولوية البحث العلمي " .
10. الاهتمام بالبحوث الفردية والبحوث الجماعية التي تجمع الخبرات في كثير من التخصصات التي تهم تقنية النانو مثل الهندسة، البيولوجيا، علم المواد، الفيزياء، كيمياء.
11. توفير أدوات البحوث والامكانيات التي تحتاجها وسهولة الوصول إليها واستخدامها مثل المعامل- والشبكات وغيرها.
12. الاهتمام بالمؤتمرات وورش العمل في مجال علوم وتقنية النانو واستخداماتها من أجل معرفة التحديات والفرص ووضع أفكار جديدة وتبادل الخبرات والمعرفة.
13. سياسة الارتباط والتنسيق الدائم بين الصناعة والبحوث في كل مراحل البحوث ابتدءًا بوضع الأولويات إلى تحقيق النتائج وتحويلها إلى نماذج صناعية ثم منتجات.
14. الاهتمام بالابتكار والتجديد كعملية لنقل التقنية بخلق وتطوير واستخدام الأفكار وتحويلها إلى سلع وخدمات قابلة للتسويق.
15. حصر الصناعات التي ستتأثر بدخول تقنية النانو وتطويرها باستخدام تقنيات النانو.
16. فتح البحوث العلمية "في علوم وتقنية النانو" في مراكز البحوث والجامعات أمام الشركات العامة، الخاصة والمبتدئة "start-up" ومساعدتها في تحويل هذه البحوث إلى تقنيات، وصناعات وخدمات نانونية.
17. تشجيع إنشاء شركات نقل التقنية التي تساعد الشركات المبتدئة على تحويل نتائج البحوث إلى تقنيات وصناعات نانونية، وبناء سوق على الشبكة لبحوث ومعارف وتقنيات النانو يساعد الشركات على تبني التقنيات النانونية، ويمكن الجامعات ومراكز البحوث من العمل لتوسيع قاعدة المعرفة في العلوم والتقنيات النانونية.
18. تشجيع إنشاء مجموعة شبكات لعلوم وتقنيات النانو:
• شبكة لبحوث وتقنيات النانو تجمع مجموعة من المنظمات العلمية في العلوم، الهندسة،الجامعات، مراكز البحوث، رجال الأعمال والأكاديميين، وتهتم بآخر التطورات في مجال النانو ونقل المعرفة ومنصة للأكاديميين ورجال الأعمال.

• محطات الإبداع والتجديد:

تهتم بالتحديات الاجتماعية وأثار التقنيات النانونية على الصحة والسلامة والبيئة والتنسيق في السياسات والمنظم والتمويل، وتحفز للاستثمار في السوق المستقبلي.
• شبكات للتعليم والتدريب على علوم وتقنيات النانو تهتم بالتعليم والتدريب في المستويات المختلفة، المعاهد ، الجامعات ، والدراسات العليا.
19. تشجيع إنشاء الحاضنات والتجمعات الصناعية " clusters "حول الجامعات ومراكز البحوث كأحد طرق نقل تقنية النانو.
20. تشجيع الاستثمار في إنشاء جيل من المؤسسات الصناعية الصغيره والمتوسطة التي تعمل في مجالات تقنية النانو.
21. إدخال وتدريس تقنيات وعلوم النانو في المدارس والجامعات وذلك بتصميم برامج لتطوير مناهج المدارس الإعدادية والثانوية وتطوير نموذج تعليمي يدخل تقنية النانو في مناهج الجامعات للتخصصات التي لها علاقة بتقنية النانو مثل الفيزياء، الكيمياء، بيولوجيا، الهندسة،علم المواد وغيرها.
22. إدخال مقررات متكاملة لعلوم وتقنيات النانو من خلال مناهج مكتوبة، أو معدة بشكل برامج حاسوبية، بتجاربها وتطبيقاتها في كليات العلوم، الهندسة وغيرها.
23. التوعية العامة لفهم علوم وتقنيات النانو من خلال الكتب، الأفلام، الإذاعة المرئية، المحاضرات والمعارض.
24. التشجيع على إعداد قوة العمل الماهرة في مجال علوم وتقنيات النانو والتي تشمل البحاث،الفنيين، مهندسي التصنيع والمنتجين وذلك بإعداد برامج تدريب يتم فيها التنسيق بين الصناعة،التعليم ومراكز البحوث والتشجيع على عودة العقول العربية المهاجرة.
25. استخدام تطبيقات النمذجه والمحاكاة والاهتمام بالقياس والمواصفات في مجال علوم وتقنيات النانو.
26. تشجيع الجامعات ومراكز البحوث على إعداد برامج للدراسات العليا في مجال علوم وتقنية النانو.
27. منح جوائز للبحوث والتطبيقات الفائزة في جميع مجالات تقنية وعلوم النانو.
28. أتباع سياسة الدمج بين البحث، التدريب والتعليم في مؤسسات تقنية النانو لتجعل من كل معمل مكانًا للتعليم والتدريب.
29. الشراكة بين أقطار الأمة العربية " القطاع الخاص والعام " من ناحية وبين الصناعة والبحوث والجامعات ومراكز التدريب من ناحية أخرى هو الطريق لتطويع علوم وتقنيات النانو وتحويلها إلى تقنيات ومنتجات وخدمات تفيد الوطن العربي وتحقق طموحاته.

3-7- إعداد قوة عمل ماهرة ومبتكرة ومحفزة للعمل: قوة العمل الماهرة ضرورية لتحقيق الرؤية وهذه القوة تتكون من بحاث، فنيين، مهندسي تصنيع، ومنتجين في تقنية النانو ولتنمية وتطوير هذه القوة يجب مراعاة الآتي:

• إعداد قاعدة بيانات الطاقات وكل من لهم دراية بتقنية وعلوم النانو.
• إعداد برامج تعليمية وأخرى تدريبية بالتنسيق بين الصناعة والتعليم ومراكز البحوث ويتم فيها الاستفادة والاستعانة ببرامج الدول المتقدمة.
• استخدام منصات خاصة لتعليم وتدريب تقنية النانو على شبكة الانترنت.
• الإعلان عن قبول متدربين لاكتساب مهنة في تقنية النانو.
• إنتاج جيل من البحاث والمبتكرين والمخترعين بالتعليم والتدريب المستمر في الداخل والخارج.
• توفير كل الأدوات والإمكانيات المطلوبة من معامل وأجهزة وشبكات وغيرها.
• تشجيع الجامعات ومراكز البحوث على التدريب والتعليم في معاملها وإدخال تقنية وعلوم النانو في مناهجها وبحوثها.
• تشجيع الشركات الخاصة والعامة على التدريب في الداخل والخارج.
• الاهتمام بتدريس الرياضيات والعلوم والهندسة وعلم المواد وتطبيقاتها في مجال تقنية النانو.
• أدراك القياديين وصانعي القرار بأهمية قوة العمل في نشر وتطويع تقنية النانو.

4-7- إعداد قيادات تتميز بالمصداقية والرؤية الواضحة : القيادي له رؤية مستقبلية واضحة وهو مبتكر يفكر ويقوى الأخريين ويحفزهم ويعمل على تحقيق تغييرات جوهرية مفيدة.والمؤسسات التي تعمل في تقنية وعلوم النانو لابد لها من برامج لإعداد قادة يتميزوا بالصفات الآتية:

• صاحب رؤية وقادر على إقناع الآخرين بها.
• يحب التغيير إلى الأفضل بحيث يكون التغير رحلة وليست نقطة وصول.
• قادر على التعامل مع المواقف المعقدة والظروف الصعبة.
• يعتمد على القيم الأخلاقية ويخلق ثقافة للمعرفة والابتكار والإنجاز.
• يتعلم طول العمر وينظر إلى الأخطاء على أنها جزء من التجربة المستفادة
• يسعى إلى تزويد الاخرين بالطاقة من اجل التغيير إلى الأفضل "empowerment ".

5-7- سيادة ثقافة وقناعات المعرفة والإنجاز: لكي تكون المؤسسات العاملة في تقنية النانو قوية وقادرة على مواجهة التحديات يجب أن تسود فيها قيم وقناعات تحترم الأفكار والتجديد والابتكار والإنجاز وُتقيم الناس حسب إضافاتهم وإنجازاتهم وتبني الثقة بين قوة العمل ويمكن تلخيص أهم سمات هذه الثقافة كالآتي:

• التقييم يكون وفقًا لقدرتهم على التفكير والخلق والإبداع وتنفيذ الأعمال بكفاءة وفعالية.
• يعمل العاملون من أجل مواجهة التحديات التي تفرضها الوظيفة.
• تنظر المؤسسات إلى العاملين كمبدعين، خلاقين، ملتزمين بإنجاز أهداف مشتركة.
• العلاقة بين أفراد قوة العمل علاقة تعاونية من أجل خلق الأفكار والابتكار وتحقيق الأهداف المشتركة.
• يدفع العاملين الرغبة القوية في الخلق والابتكار والإنجاز.
• نموذج العاملين خلاقين، مبتكرين، مهرة محفزين وراغبين في المبادرة.
• نموذج المدراء علميين، يتقبلون أراء العاملين.
• يتعلم الأفراد الجدد طريقة التفكير العلمي وأهمية الخلق والإبداع والتجديد واستخدامها لتحقيق أهداف المؤسسة.
• يتخذ القرار وفقًا للتحليل والاستشارة العلمية وقرب مراكز التنفيذ.
• يكلف الأفراد بالوظائف وفقًا لقدراتهم على الابتكار والتجديد والإنجاز وملائمة متطلبات الوظيفة.
• الالتزام الذاتي من أجل تحقيق أهداف المؤسسة هو المحرك للعاملين.

6-7- تشكيل المنظمات والمؤسسات المساندة لعلوم وتقنية النانو:

• أنشاء مراكز بحوث متخصصة لعلوم وتقنيات النانو في كل قطر عربي ومركز عربي على المستوى القومي للتنسيق بينها وبين جميع الجهات الاخرى التي تتبنى البحوث والتطوير في مجال علوم وتقنية النانو.
• أنشاء هيئة خاصة لتمويل مشاريع بحوث وتطوير علوم وتقنيات النانو والتنسيق بين الجهات المختلفة التي تعمل في هذا المجال لتمويل مشاريعها وإشراك القطاع الخاص في التمويل.
• إنشاء مؤسسات لنقل تقنية النانو تهتم بعمليات الابتكار والتجديد وتساعد الشركات المبتدئة على تحويل نتائج البحوث إلى تقنيات وصناعات نانونية.
• إنشاء سوق على شبكة الانترنت تلتقي فيه الشركات والمؤسسات الراغبة في استخدام التقنيات النانونية تجاريًا وتلك التي تملك حق المعرفة مثل مراكز البحوث، الجامعات، الشركات، والافراد وغيرها.
• إنشاء الحاضنات والتجمعات الصناعية " clusters "حول الجامعات ومراكز البحوث كأحد طرق نقل تقنية النانو.
• إنشاء مجموعة شبكات لعلوم وتقنيات النانو.

 شبكة لبحوث وتقنيات النانو تجمع مجموعة من المنظمات العلمية في العلوم، الهندسة،الجامعات، مراكز البحوث، رجال الأعمال والأكاديميين، وتهتم بآخر التطورات في مجال النانو ونقل المعرفة ومنصة للأكاديميين ورجال الأعمال.
 محطات الإبداع والتجديد.
 تهتم بالتحديات الاجتماعية وأثار التقنيات النانونية على الصحة والسلامة والبيئة والتنسيق في السياسات والمنظم والتمويل، وتحفز للاستثمار في السوق المستقبلي.
 شبكات للتعليم والتدريب على علوم وتقنيات النانو تهتم بالتعليم والتدريب في المستويات المختلفة، المعاهد ، الجامعات ، والدراسات العليا.
• إنشاء معاهد للتدريب وتعليم علوم وتقنيات النانو وربطها بالصناعة، الجامعات، مراكز البحوث المهتمة بعلوم وتقنيات النانو واستخدام الإمكانيات والأدوات المتوفرة فيها.
• تشكيل لجنة أو مجلس لإدارة الاستراتيجية يتكون من مجموعة من العلماء العرب في الاستراتيجية، وتقنيات النانو، والبحوث وكذلك الصناعة ورجال الأعمال .وتعطى صلاحيات واسعة في إدارة الاستراتيجية ومساعدة تمويل المشروعات البحثية وتعمل على تحويل التقنيات النانونية الحديثة إلى مشرعات نامية.

7-7- إعادة تشكيل وهندسة الشركات القائمة لتتبنى تقنية النانو:
في التقنيات المستقبلية يتدفق العمل وتتخذ القرارات من خلال عمليات الابتكار والإبداع وإعادة الهندسة لمختلف العمليات وفي هذا المجال يتبع الآتي:

• تحديد الرؤية الجديدة التي تمثل تغييرًا كليًا وليس تغير جزئي.
• تحديد أهداف واستراتيجية المؤسسة.
• إلغاء العمليات القديمة والابتداء من الصفر بتصميم عمليات إدارية جديدة.
• إحلال المفاهيم الجديدة في علوم وتقنيات النانو وتدريب العاملين عليها.
• التركيز على العمليات لا على الوظائف والتوفيق بينها وبين أهداف المؤسسة.
• التعرف على عمليات القيمة المضافة والعمليات الهامشية وتحليلها.
• جعل تقنية المعلومات محورًا رئيسيًا للتغيير.
• إعداد خطة عمل تشمل المهام والموارد والجدول الزمني اللازم للتنفيذ.

مـرفق 1

فريق عمل المبادرة:

ترعى المنظمة العربية للتنمية الصناعية والتعدين هذه المبادرة ويتولى فريق عمل المبادرة مهمة المتابعة والترويج لها والإسهام فى تنفيذها بالتنسيق مع المنظمة.
ويتشكل فريق العمل على النحو التالى:-

1.معالى أ.د/ فتحى بن شتوان، أستاذ التعليم العالى بالجامعات الليبية – وزير الصناعة والمعادن ووزير الطاقة "الأسبق" – ليبيا
"معد المبادرة"
2. السيد أ.د/ محمد شريف الاسكندرانى، معهد الكويت للأبحاث العلمية – الكويت
3. السيد أ.د/ فتحى التركي، استاذ الالكترونيات الدقيقة – جامعة تمبل
"من العلماء العرب بالخارج -USA"
4.السيد أ.د/ مأمون أحمد محمد، المنسق الرئيسى لشبكة "Arnano"
" من العلماء العرب بالخارج - السويد "
5.السيد أ . د / على على حبيش المركز القومى للبحوث – مصر
6.السيد د / يوسف التركى، مدينة الملك عبد العزيز للعلوم والتقنية – السعودية
7.السيد م / يوسف العمادى، وزارة الطاقة والصناعة – قطر
8. السيد م / أحمد عبيد، مركز البحوث والإستشارات الصناعية – السودان
9. السيدة / فلك الصراف، المجلس الأعلى للعلوم والتكنولوجيا – الأردن
10. السيد د / ممدوح الحريرى، مركز الإختبارات والأبحاث الصناعية – سوريا
11. السيد د / عبد الوهاب الحداد، وزارة التجارة والصناعة – اليمن
12. السيد د / يوسف حميدى، وزارة التعليم العالى والبحث العلمى – المغرب
13. السيد أ.د / محسن شكرى، نائب رئيس أكاديمية البحث العلمى والتكنولوجيا – مصر
14. السيد م / صالح موسى الجغداف، مدير المكتب الإقليمى بالقاهرة – المنظمة العربية للتنمية الصناعية والتعدين.
15. السيد / عبد الرحمن بن جدو، المشرف على قسم نقل التكنولوجيا– المنظمة العربية للتنمية الصناعية والتعدين.

نقلان عن صحيفة العرب