النانو هي عبارة عن وحدة قياس صغيرة جداً، حيث يساوي النانو واحد من مليون من الميليميتر أي إنّه تستحيل رؤيته بالعين المجردة أو بعض المكبّرات البسيطة، ويستخدم النانو في القياسات الذرية من أجل تحديد أحجام جزيئات المادّة فيها، بناءً على ذلك يمكن تعريف تقنية النانو على أنّها العلم الذي يدرس إمكانية تغيير المادّة على مستوى النانو، وذلك لإنتاج موادّ جديدة أو أجهزة متطوّرة لخدمة مصالح الإنسان في مجالات مختلفة، ولا بدّ من الإشارة إلى أنّ مصطلح النانو من المصطلحات العلمية القديمة التي تطرّق لها العالم ريتشير فينمان في عام 1959م خلال محاضرة ألقاها في الجمعية الفيزيائية الأمريكية، حيث إنّه قال يوجد حيز كبير داخل الذرة، إلا أنّ الأمر لم يؤخذ على محمل الجد في ذلك الوقت.
استخدامات تقنية النانو
المجال الطبي
تمكن العلماء من صنع آلات دقيقة بحجم كريات الدم لعلاج العديد من الأمراض التي تتطلب إجراء العمليات الجراحية مثل: الانسدادات داخل الشرايين، وكذلك الأورام، كما قام الباحث الإيطالي سيلفانو دراغونييري من جامعة باري بإختراع أنف إلكتروني بإستخدام أنابيب كربون نانوية تعمل على تشخيص أمراص السرطان عن طريق تحليل الهواء الذي يخرج من الرئتين خلال عملية الزفير.
مجال الطيران
قامت وكالة الطيران والفضاء الأمريكية ناسا بصنع آلات دقيقة تعمل بتقنية النانو من أجل حقنها في أجسام روّاد الفضاء، بهدف مراقبة الأوضاع الصحية لجسمهم، والتعامل معها بشكل فوريّ دون إرسال طبيب.
مجال الطاقة
إنتاج بطاريات تخزين تخزّن كميات كبيرة من الطاقة ولفترات طويلة، وبالتالي إنتاج سيارات تعمل بالطاقة النظيفة بتكلفة أقلّ، وغير معتمدة على النفط.
مجال الصناعة
صناعة الملابس الذكية التي تعمل على إنتاج الطاقة، أو إزالة الأوساخ والجراثيم بشكل ذاتي، وكذلك صناعة مواد صلبة تفوق صلابة الفولاذ مع خفّة وزنها، وصناعة زجاج طارد للأتربة وغير الموصل للحرارة، بالإضافة إلى صناعة شاشات ثلاثية الأبعاد تتميّز بشفافيتها وقدرتها على الانثناء.
علم المواد
علم المواد Materials Science أو هندسة المواد Materials Engineering هو حقل متعدد التخصصات يتضمن خواص المادة وتطبيقاتها في مختلف ساحات العلم والهندسة. وهذا العلم يبحث العلاقة بين بنية المواد وخصائصها. لذلك فهو يضم عناصر من القيزياء التطبيقية والكيمياء، وكذلك الهندسة الكيميائية، الميكانيكية، المدنية والكهربائية. ومع الإهتمام الإعلامي المتزايد بعلم النانو، تكنولوجيا النانو في السنين الأخيرة، فإن علم المواد قد أصبح في مقدمة العلوم في العديد من الجامعات. وهو جزء هام أيضاُ من الهندسة الشرعية وهندسة المواد الشرعية، وهي دراسة المنتجات الفاشلة ومكوناتها.
كانت المواد المستخدمة في أي عصر من العصور هي ما يحدد أسم هذا العصر، فقد كان هناك العصر الحجري، والعصر البرونزي كأمثلة على ذلك. ويعتبر علم المواد أحد أقدم أشكال الهندسة والعلوم التطبيقية.
تاريخ وتطور علم المواد
في علم المواد، بدلاً من البحث بشكل عشوائي عن مواد جديدة ومحاولة إستكشاف خواصها، يكون الهدف هو فهم المواد على نحو جوهري حتى يمكن إنشاء مواد جديدة يكون لها الصفات المطلوبة. ويتضمن أساس علم المواد ربط المواصفات المطلوبة والأداء النسبي لإحدى المواد في نطاق تطبيق معين ببنية الذرات وحالات المادة وذلك من خلال عملية التوصيف. أما أهم العوامل المحددة لبنية المادة وبالتالي خواصها فهي العناصر الكيميائية المكونة لها والطريقة التي تم معالجتها من خلالها للوصول إلى الصورة النهائية. وهذه العوامل إذا تم التعامل معها وربطها بقوانين الديناميكا الحرارية، فهي تحكم البنية الدقيقة أو المجهرية للمادة وبالتالي خواصها.
تقسيم المواد
يمكن تقسيم المواد عامة إلى ثلاثة أقسام هي: الفلزات والبوليمرات والخزفيات "السيراميك". وكل قسم له خواصه الفيزيائية والكيميائية المميزة.
أهداف برنامج هندسة علم المواد المعدنية
- أن يكون قادراً على تطبيق المباديء والأساسيات للمواد الهندسية من حيث التصميم والتصنيع وأختيار المواد والتي تشمل المواد المعدنية، السيراميكية، البوليميرية، المتراكبة.
- أن يكون قادراً على فحص المواد الهندسية إتلافياً ولااتلافياً.
- أن يكون قادراً على توصيف المواد الهندسية بخصائصها المجهرية، الميكانيكية، الحرارية، المغناطيسية، الكيميائية، الكهربائية، والضوئية.
- أن يكون متمكناً من كتابة وألقاء ومتابعة المعرفة العلمية في المجالات الهندسية سواءً باللغة العربية أو الأنجليزية وإستخدام الحاسوب والإنترنيت.
- أن يكون قادراً على التواصل مع المؤسسات الصناعية المختلفة في مجال تخصصه.
- يملك القدرة على فهم وتطبيق مبادئ المعرفة الإقتصادية في المجال الهندسي.
الجامعات التركية المتميزة في مجال علم المواد و هندسة النانو
- جامعة صابانجه
- جامعة يدي تبه
