الاثنين، 23 مايو 2011

رؤية حول دور تطبيقات النانو تكنولوجى

المنظمـة العربيــة
للتنمية الصناعية والتعديـن






الاجتماع التنسيقى حول البرنامج التنفيدى للمبادرة العربية لتطبيق علوم وتقنيات النانو


" رؤية حول دور تطبيقات النانو تكنولوجى
فى تحقيق التنمية المستدامة للقطاعات الصناعية العربية "



أ.د  خالـد مصطفـى قاسـم
أستاذ الاقتصاد التطبيقى
كلية الإدارة والتكنولوجيا
الأكاديمية العربية للعلوم والتكنولوجيا والنقل البحرى- الإسكندرية
جامعـة الدول العربيـة
القاهرة 12-13 يناير 2011
kassmo@aast.edu
يمثل النانو تكنولوجي أحد إبداعات مرحلة ما بعد الصناعة، حيث اعتمدت مرحلة الصناعة على فلسفة الإنتاج الكبير المبني على المعرفة، بينما الموجة الصناعية الجديدة تعتمد على الإبداع العلمي وإنتاج المعرفة نفسها للوصول إلى سلع وخدمات ذات أثر بيئي مقبول من جانب المُشرع والمُصنع والمستهلك العربى.


أولاً: الرؤية:
النانو تكنولوجى هو السبيل إلى عصر المعرفة
ثانياً: الرسالة:
المبادرة ركيزة تطوّر من خلالها الحكومات، والجامعات، ومراكز البحوث والتطوير، والصناعة العربية برامج تقنية النانو مما يمكـن العلماء العرب من إخراج علوم وتقنية النانو بدرجة عالمية.


ثالثاً: الأهداف:
1- نشر ثقافة عصر المعرفة والابتكار والارتقاء بمستوى بحوث علوم وتقنيات النانو إلى المستوى العالمي.
2- تسهيل ترجمة نتائج أبحاث النانو إلى منتجات وخدمات، وتطويع الطاقات الكامنة بها لخدمة أهداف ومجالات التنمية المستدامة في العالم العربي.
3- تنمية شبكة الأرنانو لبحوث وتقنيات النانو تضم المنظمات والجمعيات العلمية، والجامعات، ومراكز البحوث والتطوير والأكاديميين العرب، تقوم بتجميع وحصر جميع البحوث المتعلقة بعلوم النانو محليا وعالميا. وكذلك إقامة شراكات مع المؤسسات ذات الصلة من خلال إنشاء شركة عربية( نانوأيدمو) لتسويق خدمات وبراءات أختراع النانو الى القطاع الصناعى العربى .
4- إدخال تعليم تقنية وتطبيقات النانو والتدريب عليها في المدارس والجامعات، وتوفير أدوات البحوث والإمكانيات التي تحتاجها، وتيسير الوصول إليها واستخدامها، واعتماد مواصفات الغرف النظيفة للنانو.
5- إنشاء مراكز للإبداع والتطويرتهتم برصد وتحليل التحديات الاجتماعية، وتشجيع الاستثمار في البحوث التي تعمل على فهم وتوضيح المخاطر التي تحملها تقنية النانو على الصحة والبيئة - إن وجدت- ووضع المواصفات والمقاييس والاختبارات والمعايير الوقائية المتعلقة بها.
6- تشجيع العمل على ابتكار واستخدام تكنولوجيا النانو كمدخل للإنتاج الأنظف فى الصناعة العربية وبخاصة الصناعات التنافسية وتسويق المنتجات صديقة البيئة فى الأسواق المحلية والعالمية.
7- حث صناع القرارعلى إدخال تطبيقات النانو تكنولوجى كعنصر طبيعى ومتكامل، وليست كعبء فى سياساتهم وخططهم والترويج للأساليب والوسائل الجديدة المعتمدة فى العالم المتقدم لتقييم القيمة المضافة ضمن المؤسسات المالية والحكومية والصناعية.
8- قيام مراكز التميز الإقليمية بالعمل على تثقيف المنظمات والمشروعات الصناعية العربية بتكنولوجيا النانو، وتقديم وتبسيط المعلومات التقنية والفنية المتعلقة بتطبيقات النانو و الإنتاج الأنظف وترجمتها إلى لغة اقتصادية وقانونية تساعد المؤسسات على تقييم هذه المشروعات بالقدر العلمي الملائم.
9- العمل على الاستفادة من القواعد التكنولوجية العربية المتخصصة فى تكنولوجيا النانو مع الاستفادة فى بناءها من الخبرات البشرية العربية فى المهجر، وذلك مع الأخذ في الاعتبار التكامل المعرفى لكل صناعة في كل بلد عربي، وبالتالى تنمية الكوادر البشرية من خلال برامج نظم الخبرة والتكنولوجيا وبخاصة للدول المتقدمة.
10- إنشاء الحاضنات الصناعية كعامل مهم للتحول الصناعي والاقتصادي لهذه التقنية، وحث القطاعات الصناعية على إنشاء مختبرات خاصة بتقنية النانو لمساندة التجهيزات المركزية المتوافرة في العالم العربى.










رابعاً: فرص استخدام تطبيقات تكنولوجيا النانو فى القطاعات الصناعية العربية:
يمكن القول أن تكنولوجيا النانو لها دور فعال في القطاع الصناعي، وذلك نظراً لكونها من التقنيات التمكينية فى تحقيق أهداف استراتيجية التنمية الصناعية بالعالم.
ففى ضوء التوجهات العالمية الرئيسية للتنمية المستدامة المتمثلة في " مكافحة نقص الغذاء، نقص المياه، والتحكم فى الانبعاثات والطاقة، واستخدام الحاسبات، والطاقة البديلة، وإدارة أسلوب الحياة، وازدهار الصحة، وتقييم الأثر البيئي للمشروعات" تأتي تكنولوجيا النانو كأحد أضلاع مثلث التقنيات التمكينية (تكنولوجيا النانو، والتكنولوجيا الحيوية، وتكنولوجيا الاتصالات والمعلومات) لتحقيق التنمية المستدامة.(1)
ويتم ذلك من خلال تطبيق تكنولوجيا النانو فى مجالات صناعية مثل " الكيماويات والمواد المتقدمة، والإلكترونيات والآليات المتطورة، والصناعات الغذائية، والرعاية الصحية، والطاقة المتجددة، والوقود البديل، ومجالات تنقية وتحلية المياة " حيث يتم استخدام الطاقة الشمسية ( الخلايا الكهروضوئية)، وصناعات التكرير (المحفزات)، وطاقة الأمواج (طلاء مقاوم للتلوث)، والطاقة النووية (مواد مقاومة للإشعاع)، وطاقة الرياح (تخفيف وزن أذرعة المراوح وزيادة قوتها).(2)
بالإضافة إلى ما سبق تساهم تقنيات النانو في ابتكار صناعات جديدة من ألياف نانونية أدق من خيوط العنكبوت وأقوى كمعادن ولكن أخف وزناً من البلاستيك، ومواد بلاستيكية موصلة للكهرباء، ومواد تتصف بكونها مبرمجة تغير لونها ودرجة شفافيتهاعند الطلب وتلقائية التنظيف والإصلاح وحاملات لإيصال الدواء، ومن ثم فتقنيات النانو متعددة التطبيقات في عديد من المجالات.(3)














شكل توضيحي رقم (1)
النانو متعدد التخصصات




وبالرغم من تعدد أدوات وطرق إنتاج وابتكار المواد النانونية بمختلف فئاتها وجودتها وسرعتها، كذا تكلفتها، إلا أنه يمكن عرض هذه الطرق من خلال منهجين:(4)
الأول: تصغير حبيبات المادة والنزول بمقاييس أبعادها من أعلى لأسفل Top –Down Approach
الثانى: تجميع ذرات وجزيئات المادة إلى الصعود بمقاييس الأبعاد من القاع إلى القمة
Bottom –Up Approach






ويتمتع كلا الأسلوبين بعدد من المزايا الخاصة- كذا بعض القصور- الأمر الذى لا يمكن معه اتباع أسلوب دون الآخر، لذا يوجد عدة طرق فرعية لإنتاج المواد النانونية على المستوى الصناعى من خلال الأسلوبين وهى:
- طريقة الطحن الميكانكى Mechanical Milling
- طريقة ترسيب الأبخرة الكيميائية Chemical vapor deposition (CVD)
- طريقة تكثيف الذرات او الجزيئات Atomic or Nolecular condenstion
- طريقة الترسيب الكهربائى Electro deposition
- طريقة الهلام– الغروانى Sol-gel (5)


واستخدام تقنيات النانو فى تطوير ثانى أوكسيد التيتانيوم المتناهي فى الصغر للتطبيقات والابتكارات- أى الجمع بين قدرات البحث والتطوير فى مجالات كيمياء الجسيمات والمعالجة السطحية- فى تطوير حفازات لاستخدام الصناعات البتروكيميائية والألكترونيات فى الأصباغ ذات خاصية الحفز الضوئى فى مجالات الدهانات المعمارية والبنية التحتية للنقل وتنقية الهواء ومستلزمات البناء كالسيراميك والزجاج ذات التنظيف الذاتى وتنقية المياه. كذا استخدام الحفازات للتخلص من أكاسيد النيتروجين فى محركات توليد الطاقة عام 1985، ومركبات الديزل البحرية بحلول عام 2015، ومركبات الديزل للسكك الحديدية عام 2014، ومركبات الديزل لمعدات الطرق العملاقة عام 2014.


وبالتجربة الفعلية لاستخدام الطلاء المُنتج بواسطة شركة كريستال العالمية، والذى يحتوى على ثاني أكسيد التيتانيوم متناهى الصغر (على مساحة تتجاوز300 م2 فى إحدى المواقع فى كلية سانت مارتينز فى لندن) كان فعالا فى خفض التلوث لقدرته على تحفيز التفاعلات الضوئية لتحويل أكاسيد النيتروجين الضارة إلى النترات. (6)










إن المواد النانونية تستخدم حالياً كتقنيات فى مجالات الطاقة والإلكترونيات والكيمياء العضوية وتخزين المعلومات والتركيبات البيئية والمنسوجات وأدوات وأحبار الطباعة والمنتجات الغذائية وصناعة هياكل السيارات والمحركات ومستحضرات التجميل والأدوات المنزلية ومواد ومستلزمات البناء والتعبئة والتغليف والمكملات الغذائية ووقود السيارات لتحسين كفاءته وتقليل معدلات استهلاكه وغيرها من التطبيقات النظيفة.


وفى هذا الإطار، هناك توقعات بزيادة حجم الإيرادات بحلول عام 2015م تبلغ أكثر من 1 تريليون دولار على مستوى العالم موزعة كالتالي:(7)


الصناعة قيمة الإيرادات بالبليون %
المواد 340 31%
الألكترونيات 300 28%
الفضاء 70 6%
الدواء 180 17%
الكيماويات 100 9%
الأدوات 20 2%
الرعاية الصحية 30 3%
الاستدامة 45 4%
المجموع 1085 100 %




وهو ما يمكن تمثيله بالشكل التالي:
شكل توضيحي رقم (2)
تزايد إيرادات بعض الصناعات على مستوى العالم






















الأمرالذى يعكس تنامى دور تقنيات النانو خلال العشر سنوات القادمة من خلال ثلاث محاور استراتيجية تتمثل فى:(8)
- تحسين المنتجات فى أسواق جديدة.
- تحسين المنتجات ومنتجات جديدة فى الأسواق الحالية.
- منتجات جديدة فى أسواق جديدة .
وهذا مايوضحه الشكل التالى:












شكل توضيحي رقم (3)
محاور تنامي دور تقنيات النانو خلال العشر سنوات القادمة








وحيث أن الصناعات المذكورة تمثل تكنولوجيات القرن الواحد والعشرين، فإن هذا يظهر حتمية الاهتمام بالصناعات المعرفية، وفى مقدمتها صناعات تكنولوجيا المواد الجديدة (النانو تكنولوجى).






المراجع:
1. زين بن يمانى، تقنية النانو وصناعة الطاقة ضمن اطار الاستراتيجية الوطنية للصناعة، المؤتمر العربى حول الآثار التنموية والاقتصادية لتقنيات النانو، جامعة الملك فهد للبترول والمعادن والمنظمة العربية للتنمية الصناعية والتعدين ووزارة التعليم العالى ووزارة التجارة والصناعة السعودية، الظهران، 27-29 مارس2010، ص 24.
2. يمكن الرجوع إلى:
Zbignew Strachurski,The development of nanotechnology in Australia
المؤتمرالعربى حول الأثار التنموية والاقتصادية لتقنيات النانو، جامعة الملك فهد للبترول والمعادن
والمنظمة العربية للتنمية الصناعية والتعدين ووزارة التعليم العالى ووزارة التجارة والصناعة السعودية،
الظهران، 27-29 مارس2010 ، ص ص 24-26.
3. زين بن يمانى، المرجع السابق، ص27.
4. لمزيد من التفاصيل في هذا الشأن، انظر:
Munir H.Nafeh, The status of technology and nanotechnology impact in the Arab world
المؤتمر العربى حول الآثار التنموية والاقتصادية لتقنيات النانو، جامعة الملك فهد للبترول والمعادن والمنظمة العربية للتنمية الصناعية والتعدين ووزارة التعليم العالى ووزارة التجارة والصناعة السعودية، الظهران، 27-29 مارس، 2010، ص20.
5. محمد شريف الاسكندرانى، تكنولوجيا النانو من اجل غد أفضل، سلسلة عالم المعرفة، عدد 374، الكويت، ابريل 2010، ص ص 85- 88.
6. نفس المرجع السابق، ص ص90- 132.
7. مؤيد القرطاس، انجازات تقنية المواد المتناهية الصغر: امثلة من صناعة ثاني أاكسيد التيتانيوم، المؤتمر العربى حول الأثار التنموية والاقتصادية لتقنيات النانو، جامعة الملك فهد للبترول والمعادن والمنظمة العربية للتنمية الصناعية والتعدين ووزارة التعليم العالى ووزارة التجارة والصناعة السعودية، الظهران، 27-29 مارس2010، ص ص 13- 18.




8. انظر:
Mamoun Muhammed, Potential impact of nanotechnology on industrial development
المؤتمر العربى حول الآثار التنموية والاقتصادية لتقنيات النانو، جامعة الملك فهد للبترول والمعادن والمنظمة العربية للتنمية الصناعية والتعدين ووزارة التعليم العالى ووزارة التجارة والصناعة السعودية، الظهران، 27-29 مارس2010، ص ص22-24.
9. انظر:
Mamoun Muhammed, Ipid ,Page 30.




ليست هناك تعليقات:

إرسال تعليق