الذهب الأسود الجديد
أنابيب الكربون النانومترية
رؤية المملكة العربية السعودية 2030
بقلم / هاشم بن محمد الحبشي *
لقد سمعت كثيرًا عن النانو و كنت أشعر بالغربة والعجب عند سماع هذه الكلمة. وصارت تتكرر كثيرًا ولا أفهم ما تعنيه تحديدًا فشغفي الدائم بالعلم والبحث العلمي والتعرف على مصادر وبدائل المواد الخام المستخدمة في الصناعة، اتضحت لي الصورة بان النانو تقنية الألفية القادمة التي ستحقق قفزات هائلة في جميع فروع العلوم. تهتم بابتكار تقنيات ووسائل جديدة تقاس أبعادها بالنانومتر وهو جزء من المليون من الميليمتر. فستلقي بظلالها على الاقتصاد العالمي والمحلي وحتى الحياة اليومية للفرد العادي. فهي وبكل بساطة ستمكننا من صنع أي شيء نتخيله وبأقل تكاليف، وذلك عن طريق صف جزيئات المادة إلى جانب بعضها البعض بشكل جديد وغير مألوف. لدرجة أن من يمتلك زمام المبادرة في هذا المجال سيسيطر على الاقتصاد العالمي في المستقبل.
لذا قررت خوض هذا التحدي بداْ بالعمل البحثي وتجهيز مختبر صغير مع بداية الالفية الجديدة رغم أن تخصصي العلمي مختلف و يكاد يكون بعيدا عن هذا العلم, فوضوح الصورة والهدف و الإصرار علي النجاح هو العامل التي حققت من خلاله حصولي علي براءة الاختراع العالمية من مكتب الامريكي لتسجيل براءة الاختراع والتي انفرد بها علي مستوى العالم لتصنيع أنابيب الكربون النانو مترية بكميات اقتصادية وبتكلفة منافسه, مع توفر المواد الخام الأساسية وبأسعار منافسة ما نصبو إليه من مواكبة التحديات والتسارع في المتغيرات الاقتصادية والصناعية حول العالم.
فجاءت أهمية الكربون باعتباره سلعة استراتيجية في الثورة الصناعية الحالية والمستقبلية و مادة أساسية في الصناعة ولها أثراً فعالاً على مختلف ألأوجه الاقتصادية والاجتماعية والبيئية. - في المستقبل القريب سوف تعتبر سلعة هامة في التجارة والصناعة الدولية ومصدر دخل رئيسي للدول المنتجة. كونه مادة ذات خواص فريدة تؤهلها لكي يكون مادة أساسية في الصناعات الاستراتيجية. وسوف تلعب دوراً رئيسياً في تحديد مسار وطبيعة التنمية المستدامة.
اود الاشارة الي اهم العنصر الدافعة للنجاح ان المملكة العربية السعودية هي أول دولة عربية مسلمة تبدأ في برنامج تقنية النانو، وتعتبر مبادرة الملك عبد الله بن عبد العزيز ال سعود رحمة الله بتبني هذا البرنامج من حسابه الخاص خطوة رائدة فاهتمام سيدي خادم الحرمين الشريفين ووضعها من ضمن استراتيجيات الدولة كان و مازال المسه في مسيرة بحثي ووصولي الي تحقيق الاقتصاد المعرفي بتحويل هذا الاكتشاف الي ابتكار له قيمة اقتصادية من خلال اكتشافي.
فما هو النانو....النانو هو تعبير مشتق من كلمة نانوس الإغريقية وهى تعنى " القزم" أو الشيء المتناهي الصغر، اي عبارة عن" وحدة قياس" تعادل واحد على مليون من الملليمتر وواحد على مليار من المتر وهو ما يساوى واحد على عشرة آلاف من سمك شعرة رأس الإنسان. كذلك مثل كونه بنفس عرض الحمض النووي منقوص الأوكسجين DNA أو بحجم عشر ذرّات هيدرجين، أو معدّل نموّ ظفر الإنسان في ثانية واحدة، أو ارتفاع قطرة ماء بعد بسطها كليّا على سطح مساحته متر مربّع واحد، أو واحد على عشرة من سماكة الطبقة الملوّنة على النظّارات الشمسيّة.
فاتقنية النانو هو الجيل الخامس الذي ظهر في عالم الإلكترونيات وقد سبقه أولاً الجيل الأول الذي استخدم المصباح الإلكتروني (Lamp) بما فيه التلفزيون ، والجيل الثاني الذي استخدم جهاز الترانزستور ، ثم الجيل الثالث من الإلكترونيات الذي استخدام الدارات التكاملية (IC= Integrate Circuit) وجاء الجيل الرابع باستخدام المعالجات الصغيرة Microprocessor الذي أحدث ثورة هائلة في مجال الإلكترونيات بإنتاج الحاسبات الشخصية (Personal Computer) والرقائق الكمبيوتر السيليكون التي أحدثت تقدماً في العديد من المجالات العلمية والصناعية وموعدنا الآن مع الجيل الخامس وهو ما صار يعرف باسم النانوتكنولوجي.
فالحاسب الخارق اليوم الموجود في مراكز الأبحاث والتطوير أو في الجامعات الكبيرة سيكون مجرّد ساعة يد في المستقبل القريب. والمباني والآلات ستستطيع إرسال إشارات لاسلكيّة عندما تحتاج إلى صيانة، أو قد تستطيع إصلاح نفسها. اما ثيابنا فستأخذ بيانات عن صحتنا وتنبهنا لعوامل بيئيّة مضرّة وستنظّف نفسها من الأوساخ والروائح دون أيّ مساعدة وستقوم بتدفئة أو تبريد الجسم حسب درجة الحرارة الخارجيّة. وسيمكن صناعة غرفة عملّيات كاملة في كبسولة صغيرة، يتمّ وضعها داخل جسم المريض لتقوم بتنفيذ برنامج العمليّة الذي برمجه الطبيب فيها حسب حالة المريض و مجالات لا تُعدّ ولا تُحصى تدخل فيها تقنية النانو، وستغيّر حياتنا عشرات الألوف من المرّات التي استطاع فيها الإنسان تغيير حياته منذ بدء الزمان وحتّى يومنا هذا. وسيصبح محتوى أكثر أفلام الخيال العلميّ خصوبة الآن، مجرّد تخيّلات بسيطة لطفل صغير.
امير المواد الكاربون و تحويلة الي مقياس النانو و اهمية للوطن فتعتبر انابيب الكربون النانوية من اقوى المواد على وجه الارض حيث تجمع اهم 3 صفات - الصلابة و مقاومة الشد و المتانة حيث تجمع انابيب الكربون النانوية هذه الصفات الثلاث معا مما يجعلها تستحق لقب المادة الخارقة بجدارة ،حيث تتميز بان صلابتها تعادل تقريبا صلابة الالماس نعم تعادل الالماس ... بعد تعريضها لضغط 24 جيجا باسكال تكتسب هذه الصلابة الهائلة.
اما مقاومة الشد فتتميز انابيب الكربون متعددة الجدران بقوة شد تصل الى 63 جيجاباسكال و بعض المصادر تقول بانها وصلت الى 150 جيجا باسكال اي انها اقوى حوالي 200 مرة من حديد التسليح كما انه اقوى 40 مرة من الكفلار.
اما عن المتانة فبالاضافة الى مرونتها فهي تمتاز بمتانة هائلة و قوة امتصاص صدمات تصل الى 1000 جول لكل جرام مقارنة بخيوط العتكبوت الذي يصل اقواها ل 400 جول لكل جرام و الكفلار بقوة 80 جول /جرام بينما معظم انواع الفولاذ تتراوح ما بين12 حتى 40 جول/جرام ، اي ان انابيب الكربون لديها قدرة تحمل صدمات تفوق قوة الحديد الصلب 25 مرة على الاقل.
وتكون أنابيب الكربون عبارة عن شعيرات ميكروسكوبية دقيقة أسطوانية الشكل، وإذا لفت شريحة الكربون كلفافة التبغ بحيث يتصل طرفا الأنبوب الكربوني ببعضها، نحصل على أنبوب كربون موصل للكهرباء كالسلك المعدني بالغ الدقة، أما إذا إلتوت الأنبوبة بميل فإنها ستعمل كنسخة مصغرة من أشباه الموصلات لصنع ترانزستور من أنابيب النانو.
ينظر العالم لتقنية لنانو أنها المستقبل الأساسي للاقتصاد خلال السنوات المقبلة، اليوم المواد الهيدروكربونية هي المحرك الأساسي في الاقتصاد العالمي و غداً القريب هو المحرك الأساسي لكل شي بالتقنيات الجديدة ففي تقنية النانو و استخدام انابيب الكربون النانو مترية لدرجة أن من يمتلك زمام المبادرة في هذا المجال سيسيطر على الاقتصاد العالمي في المستقبل. وتشير الإحصائيات أن منتجات النانو تكنولوجي بلغت قيمتها 15 مليار دولار عام 2006، و قد قفزت إلى نحو 40 مليار دولار عام 2008، ويقدر نحو 1.1 تريليون دولار عام 2015، أي إنه بعد نحو سنتين سينمو حجم منتجات النانو تكنولوجي بنحو 2500% . وتشير التقديرات إلى أن تتكون منتجات النانو تكنولوجي من نحو 30% مواد غير كيماوية و30% إلكترونيات، و20% أدوية و10% كيماويات و7% منتجات تتعلق بعلم الفضاء.
هنا تضح أهمية الاكتشاف الذي فضلني به علي كثير من خلقة الذي كتبت الصحافة عنه "سيجعل المملكة من أهم دول العالم في هذه الصناعة"(باحث سعودي يكتشف طريقة جديدة لإنتاج أنابيب الكربون النانومترية من الزيت الثقيل!.)" في سبق الاكترونية وكذلك جريدة المدينة السعودية و كذلك الموسوعة العربية في تقنية النانو وجريدة عكاظ السعودية.
كذلك حين علق الكاتب المتألق الدكتور حمدان الغامدي في مقالة . في جريدة المصريون أهمية اكتشافي "هاشم الحبشي" لا يقل اهمية عن اكتشاف البروفيسور احمد زويل عام 1999 الذي حصل على جائزة نوبل في الكيمياء عن اختراعه لكاميرا لتحليل الطيف تعمل بسرعة الفمتو ثانية ، او عن جائزة الدكتور مصطفى السيد كأول عالم مصري وعربي يحصل علي قلادة العلوم الوطنية الأمريكية الذي أقام البيت الأبيض عام 2008 و سلمه الرئيس الأمريكي جورج بوش خلاله قلادة العلوم الوطنية الأمريكي باستخدام مركبات الذهب الدقيقة في علاج مرض السرطان.
فكنا و مازلنا وسنكون بفضل الله من اهم الدول العالم المحركة و المؤثرة للاقتصاد العالمي ، المملكة العربية السعودية تملك الإمكانات البشرية و المادية التي تساعدها على الإبداع و التألق في هذه التقنية لتطبيق فهذه التقنية مهمة للغاية يحتاجها الاقتصاد المحلي لتنويع مصادر الدخل القومي ، ولا غنى العالم عنها
ختاما أن تقنية النانو و التقدم الحاصل في مجالها سيقود الي مواد ومنتجات ذات خواص مميزة، أي مواد أكثر قوة وأخف وزناً، ومواد أكثر صلابة ومرنة، ومتعددة الأغراض وصغيرة الحجم، ورخيصة ودقيقة، وفاعلة الأداء وقليلة الاستهلاك للطاقة العنصر الاساسي في هذه الصناعة هو انابيب الكربون النانومتريه فهذا غيض من فيض من حقيقة هذا العالم المتناهي في الصغر بتطبيقاته المتعددة ومجالاته الكثيرة وتقنياته المذهلة واني تركيزي علي انابيب الكربون النانومترية للأهمية التجارية والصناعية التي تدخل في معظم الصناعات كمادة اساس او مكملة لما لها من خواص مذهله تحقق كل متطلبات مستخدميها, فان هناك مئات التفاصيل و العديد من البحوث والعديد من الأمثلة للتطبيقات و لكن لعلنا في النهاية نكون قد أخذنا فكرة و لو مبسطة عن تقنية المستقبل ...و اثر اكتشافي لطريقة جدية في تصنيع انابيب الكربون النانومترية من الزيت الثقيل .
استمعنا بكل فخر رؤية السعودية ٢٠٣٠ وقد كان فيها من العزة و الصدق ما ابهرني و من القوة و الشجاعة ما اعجبني فأشد علي أيديكم يا صاحب السمو الملكي الامير محمد بن سلمان ال سعود حفظكم الله في مواصل نهج الشفافية في الطرح و بصفتي مواطن سعودي تعلمت و تدربت في هذا البلد الكريم و تحت قيادتكم الرشيدة و أكرمنا الله بعلم يجب نشرة و الاستفادة منه وحيث كانت أحد ركائز هذه الروية أننا نمتلك قدرات استثمارية محركة للاقتصاد تشكل موارد اقتصادية إضافية للبلد ، ولتحقيق الطموح في رفع نسبة الصادرات غير النفطية من (۱٦%) إلى (٥٠%) على الأقل من إجمالي الناتج المحلي غير النفطي.
والانتقال من المركز (25) في مؤشر التنافسيّة العالمي إلى أحد المراكز الـ (10) الأولى. كذلك ارتفاع حجم اقتصادنا وانتقاله من المرتبة (۱٩) إلى المراتب الـ (15) الأولى على مستوى العالم.
* مخترع وباحث ، رئيس مجلس الإدارة والمدير العام وادي هاشم لتقنية النانو ، أول رئيس للمخترعين والمبتكرين العرب
2 pings