إن الأجهزة الإلكترونية والهواتف المحمولة والحواسيب والأقمار الصناعية وأجهزة التلفاز
وتقريبًا كل ما نستخدمه اليوم ويتضمن إلكترونات
يستخدم ما نسمّيه الإلكترونيات الدقيقة أو الدوائر المتكاملة
أو بنى صغيرة جدًا تستخدم الإلكترونات أو الموجات للاتصال داخل النظم.
ما نقوم به في العمل أو في المدرسة
وما نعود إليه للمنزل للترفيه عن أنفسنا
يستخدم هذه الأشياء.
وانظروا إلى ما فعلته هذه الأشياء للعالم
فقط من خلال الإلكترونيات الدقيقة التطبيقية.
لقد سررتُ شخصيًا بتجربة العديد من مجالات العلوم
التي تراوحت بين مختلف المجالات في الفيزياء والهندسة والإلكترونيات.
وكان لدي شغف لاستكشاف تقنية النانو تحديدًا،
أو المواد النانوية -كما ترون على الشاشة-
وما نسمّيه أجهزة الاستشعار البيولوجية البلازمية
والتي تتيح أنواع جديدة من طرق الكشف
في النظم البيولوجية.
قبل 55 عامًا تقريبًا، ألقى شخص يدعى ريتشارد فاينمان
محاضرة شهيرة جدًا بعنوان "هناك متسعٌ كبيرٌ في القاع".
وقد أوجز في هذه المحاضرة فكرة استخدام أشياء صغيرة جدًا
وأشياء نانوية؛ لتحسين التقنيات المتوفّرة
لدينا في هذا العالم بشكل أفضل.
وقد ألهم العديد من الفيزيائيين والكيميائيين والمهندسين العظماء
للتعمّق في هذا المجال والبحث في كيفية استخدام
هذه الأشياء الصغيرة جدًا لتحسين المستقبل.
وها نحن ذا، بعد 55 سنة،
دون تطبيق الكثير في مجال تكنولوجيا النانو.
ولسوء الحظ، فيما يتعلق بتكنولوجيا النانو،
فإننا نجد هذه الأشياء فقط في مواد الطلاء لإبراز الألوان،
أو في الشوكولاتة المخفوقة لإعطاء مذاق أفضل
بسبب مساحة السطح العالية، وعلى هذا النحو تسير الأمور.
لدى الكيلوغرام الواحد من جزيئات الملليمتر الواحد نفس المساحة السطحية
لملليغرام واحد من جزيئات نانومتر واحد.
تخيلوا ذلك فقط.
بالانتقال بالحديث، أعتقد أن هناك أربعة مفاهيم أساسية تقوم عليها التكنولوجيا،
أو تسمح بتطبيق العلم في العالم الواقعي.
أعتقد أن أولها هو الإلكترونيات.
وقد ناقشنا ذلك توًا نوعًا ما.
لذا، كما ترون على الشاشة،
هناك بعض تطبيقات الإلكترونيات الدقيقة هنا.
إذا نظرنا إلى العالم النانوي، أو الأشياء عند 10 ^ (- 9)،
أو أن تكون مجهرية عند 10 ^ (- 6) متر،
في 10 ^ (- 9) يمكننا استخدام أشياء مثل التطعيم،
أو طبقة واحدة من ذرات الكربون
تسمح للإلكترونات بالتنقّل بطرق مختلفة تمامًا
في الدوائر الكهربائية من أجل حوسبة أكثر كفاءة
والثاني بهذه المفاهيم هو الموائع.
والمائع هو ما يسمح للإنسان
بالتحكم في سلوك السوائل.
وما تراه على الشاشة هو ما يسمى جهاز "ميكروفلويديك".
وتستخدم هذه الأجهزة كميات صغيرة جدًا من السوائل،
والتي تتيح...
-في جوهرها-
لألا يكون هناك حاجة للكميات كبيرة.
لنقل تخيل وجود مختبرات على شريحة واحدة،
مختبرات المستشفى بأكملها على جهاز بحجم الهاتف الخليوي،
حيث يمكننا نقل هذه الأجهزة إلى بلدان العالم الثالث،
أو التطبيقات الميدانية لإجراء تحليل كامل للدم للمرضى.
تخيل أن هذه الأجهزة تُستخدم في أماكن العلاج اليومي.
بدلًا من الاضطرار لإسالة كامل دماء الناس
مع المليليتر أو قارورة بعد الأخرى من الدم،
يمكننا أن نأخذ قطرة واحدة من الدم
ونكون قادرين على القيام بما قد يستغرق عادة أسابيع للقيام به في غضون دقائق.
المفهوم التالي هو الميكانيكا، أو الأشياء الديناميكية
الأشياء التي تتحرك: التروس والعجلات وأشياء من هذا القبيل.
ما تراه على الشاشة
هو ما نسميه نظم الميكانيكية الإلكترونية
أو أجهزة MEMS.
هذه الأجهزة هي بنى ميكانيكية على المستوى المجهري،
والتي يمكننا استخدامها، مثلًا الروبوتات الصغيرة،
وهو مجال أعمل فيه الآن،
الذي سيكون مثيرًا للاهتمام في المستقبل لتطبيق مثل هذه الروبوتات
في المجال الطبي، على سبيل المثال
لجراحة الجسم الحي، أو الجراحة داخل الجسم،
والتي من شأنها أن تسمح بعدم الاضطرار إلى فتح الجسم
للقيام بعمليات جراحية معقدة.
المفهوم الأخير هو الإحصائيات، كما أحب أن أسميها
أو المواد أي الأشياء غير الديناميكية،
الأشياء الثابتة نوعًا ما،
الأشياء التي يمكننا بناء الأشياء عليها.
ما تراه على الشاشة هي نجوم الفاناديوم،
ثم تتم مواءمة بعض الذرات في دائرة.
لكن مع ذلك -مرة أخرى- فكرة أن هذه الأشياء جميعها معًا،
الإلكترونيات والميكانيكا والموائع والإحصائيات
جميعها تشكّل أساسًا لكل شيء حولنا بطريقة أو بأخرى.
إذا نظرنا إلى الكيفية التي يمكن بها تطبيق التكنولوجيا الدقيقة والنانوية في العالم،
فهذا الأمر هو ما يفضي فعلًا إلى الثورة الصناعية القادمة.
من خلال وجود هذه المفاهيم الأربعة الرئيسية
التي تم تطبيقها بالفعل في التكنولوجيا الحالية
ليتم تطبيقها في التكنولوجيا الدقيقة والنانوية
هو ما سيوسع جميع المجالات الحالية.
إن الثورة الصناعية هي نوعًا ما تقدم جميع المجالات بشكل جماعي،
لذلك إذا نظرت إلى بعض هذه الأمور هنا على الشاشة،
فهذه بعض المجالات التي قد تهمّك شخصيًا،
والتي قد تتغير من خلال تطبيق التكنولوجيا الدقيقة والنانوية.
أجهزة MRI أو أنظمة التصوير بالرنين المغناطيسي،
هي أجهزة مثيرة للاهتمام للغاية.
لا يفهم الكثير من الناس تمامًا آلية عملها،
ولكنها تعمل بشكل أساسي على رصد دوران البروتون
ولكن مع ذلك، فهي تستخدم المجالات المغناطيسية والكهربائية.
ومع هذا، يمكننا استخدام الروبوتات النانوية في هذه الأنظمة
لتكون قادرة على التحكم في موقعها
وإطلاق مخصص للعقاقير في الجسم.
أعتقد عندما يسمع الناس "نانو"
أول ما يفكرون به هو الروبوتات النانوية،
ولكن في هذه الحالة،
الروبوتات النانوية هي شيء من المستقبل البعيد.
والأمر الأكثر إثارة للاهتمام
هو أننا لا نحتاج إلى الروبوتات النانوية
أو الأنظمة الميكانيكية النانوية
لنكون قادرين على جعل المواد النانوية بمثابة الروبوتات.
نظرًا لأن الأشياء تعمل بطرق مختلفة وعلى مستويات مختلفة،
يمكننا استخدام المواد النانوية للتصرف بطرق معينة للغاية
مع إضافة الجزيئات إلى سطح المجال.
على سبيل المثال: لدينا مجالان على المستوى الماكروسكوبي
أو حيث يتواجد مقياسنا،
وهذان المجالان لا يتفاعلان مع بعضهما البعض.
أنت تأخذ هذين المجالين
وتسقطهما على المستوى المجهري
ولدينا ما يسمى قوى "فان دير والز"
حيث تعمل هذه القوى في الواقع
على استقطاب هذه الجسيمات وجذبها.
وعلى مستوى النانو، هناك ما يُسمى "رنين البلازمون"
حيث تتأرجح المجالات الكهربائية المحلية، أو السحب الإلكترونية
بسبب موجة مستحدثة واردة،
حيث يمكننا استخدام هذه الجسيمات البلازمية
لتوجيه الفوتونات من خلال نظام
للقيام بحساب سرعة الضوء في أنظمة
للإلكترونيات أكثر تقدمًا وكفاءة.
إذا عدنا إلى التصوير بالرنين المغناطيسي،
إذا أخذنا جسيمات نانوية مغناطيسية،
وكان علينا أن نرفق -على سبيل المثال- عقاقير معينة، أو أي كان،
على سطح ذلك،
يمكننا توجيه هذه الجسيمات المغناطيسية في الـ "MRI" مع المجالات المغناطيسية
إلى مكان معين داخل الجسم،
على سبيل المثال: منطقة داخل الرئتين مسرطنة،
وبمجرد أن تكون هناك ويمكننا رؤيتها في التصوير بالرنين المغناطيسي
يمكننا تحفيز هذه الجسيمات لإطلاق أدويتها
بواسطة نبضة الموجة الكهرومغناطيسية، أو نبض التردد اللاسلكي
ورؤية هذه الأشياء -وخاصة في المجال الطبي- مثيرة للاهتمام للغاية،
لأن هذا من شأنه أن يتيح وسائل جراحية
أو إجراءات بشكل عام جديدة كليًا.
أعتقد أنه بالتحدث إلى الكثير من الطلاب، هناك أمر بالغ الأهمية
في كيفية المضي قدمًا في حياتك وعملك
هو ليس فقط فهم أساسيات العمل والمعرفة
ولكن تطبيق ذلك.
هذا هو المفتاح.
أر نفسي آمل في إحضار
التكنولوجيا الدقيقة والنانوية للمستهلك،
إلى المجالات المختلفة التي رأيتها سابقًا،
وتحسين التكنولوجيا ككل.
وأعتقد أنه للقيام بذلك، علينا أن ننظر إلى الأشياء الدقيقة.
شكرًا جزيلًا.
(هتاف)
(تصفيق)