الإلكترونيات النانوية: مصطلح يشير إلى تطبيق التقنية النانوية على المكونات الإلكترونية، وخصوصا الترانزستورات. وبالرغم من أن مصطلح تقنية النانو يعني استخدام التقنية الأقل من 100 نانومتر في الحجم، إلا أن الإلكترونيات النانوية غالباً ما تشير إلى أجهزة الترانزستور شديدة الصغر ومن ثم فإن التفاعلات داخل الذرة والخواص الميكانيكية الكمية لهي في حاجة إلى مزيد من الدراسة المتعمقة والمكثفة. نتيجةً لذلك، فإن الترانزستورات الحالية لا تقع ضمن مجال ذلك التصنيف، بالرغم من أن هذه الأجهزة قد تم تصنيعها باستخدام تقانة 45 نانومتر و32 نانومتر.
و تعد الإلكترونيات النانوية في بعض الأحيان من التقانيات المثيرة للجدل نتيجة أن المرشحين الحاليين يختلفون بشكلٍ دالٍ إحصائياً عن الترانزستورات التقليدية. ويتضمن بعضاً من المرشحين الجدد: إلكترونيات المولدات الجزيئية / أشباه الموصلات، الأنابيب النانوية / الأسلاك النانوية الجزيئية أحادية البعد وكذلك الإلكترونيات الجزيئية المتقدمة.
و بالرغم من أن كل تلك الأمور تحمل في طياتها وميض الأمل للمستقبل، إلا أنها ما زالت في طور التطوير ولن يتم استخدامها عما قريب في تصنيع أي شيءٍ .
مداخل الإلكترونيات النانوية
صناعة نانوية
المقال الرئيسي: دوائر النانو والطباعة الحجرية النانوية و على سبيل المثال؛ ترانزستور الإلكترون الواحد، والذي يتضمن عملية الترانزستور المبنية على الإلكترون الواحد. كما تقع أنظمة الإلكترونيات الميكانيكية النانوية ضمن ذلك التصنيف.
كما تستخدم الصناعة النانوية في إنشاء صفائح متوازية شديدة الكثافة من الأسلاك النانوية، كبديلٍ لتركيب الأسلاك النانوية فراداً.
إلكترونيات المواد النانوية
بالإضافة إلى كونه صغيراً جداً ويسمح للمزيد من الترانزستورات بأن يتم تجميعها معاً في رقاقةٍ واحدةٍ، فإن البنية الموحدة المتناسقة للأنابيب النانوية تسمح بتنقل الإلكترون بصورةٍ أعلى (الحركة الأسرع للإلكترون في المادة)، وكذلك ثبات العزل الكهربائي بصورةٍ أعلى (تردد أسرع)، بالإضافة إلى توافر خاصية إلكترون/ثغرة.
كما قد تستخدم الجزيئات النانوية كـنقاط الكم.
إلكتروينات جزيئية
المقال الرئيسي: الكترونيات جزيئية
كما أن الأجهزة الجزيئية الفردية هي أيضاً من السبل المتاحة كذلك. حيث قد تساهم تلك المخططات بصورةٍ مكثفةٍ في الاستفادة من المجمع الجزيئي الذاتي، وذلك من خلال تصميم مكونات الجهاز بهدف بناء هيكل أكبر أو حتى نظام كامل من تلقاء نفسها. وقد يصبح ذلك بالغ الأهمية في عملية إعادة تشكيل الحوسبة، بل حتى قد تحل محل تقنية مصفوفة البوابات المنطقية القابلة للبرمجة والمستخدمة حالياً.
و تعد الإلكترونيات الجزيئية تقنية جديدة ولكنها ما زالت في مراحلها الأولى، إلا أنها مع ذلك تحمل في طياتها الأمل للأنظمة الإلكترونية الذرية في المستقبل. كما اقترح كلٌ من الباحث بشركة اي بي إم، آري أفيرام والكيميائي النظري مارك رانتر في ورقتيهما البحثية جزيئات للذكرى، المنطق والتضخيم اللتين قدمتا في العامين 1974 و 1988 واحداً من أكثر تطبيقات الإلكترونيات الجزيئية معدل أحادي الجزيء . ويمثل هذا واحداً من الطرق المتاحة والمتعددة التي فيها يمكن تركيب الترانزستزر/الصمام الجزيئي من خلال الكيمياء العضوية. ومثال نموذجي على ذلك يتمثل في هيكل سبيرو الكربوني والذي يمنح للصمام الجزيئي نصف نانومتر والذي عبره يمكن توصيله باستخدام أسلاك بولي ثيوفين الجزيئية. في حين أوضحت الحسابات النظرية أن التصميم سليم من حيث المبدأ وأنه ما زال هناك أمل أن مثل ذلك النظام قد يستخدم فعلاً في مجال العمل.
مداخل أخرى :
تهتم الأيونات النانوية بدراسة انتقال الأيونات بدلاً من الإلكترونات في الأنظمة النانوية.
بينما تهتم الضوئيات النانوية بدراسة السلوك في ضوء المجال النانوي، ومن أهدافها تنمية وتطوير الأجهزة المستفيدة من هذا السلوك.
روبوتات النانو :
Nanorobotics هي تكنولوجيا لصنع الآلات أو الروبوتات أو ما شابه وبمقياس نانومتري(10-9 متر).[1][2][3] وبشكل أكثر تحديدا ،روبوتات النانو تشير إلى حد كبير إلى تقنية لا تزال افتراضية لهندسة النانو في تصميم وبناء روبوتات النانو والأجهزة التي تتراوح في حجمها من 0.1-10 ميكرومتر وتشيد من المكونات الجزيئية أو الجزيئة نفسها كالدنا.إلا أنها لا تزال فكرة افتراضية. إن مصطلحات إنجليزية مثل النانو بوت nanobots أو النانويد nanoids أوالنانايت nanites أو أجهزة النانو nanomachines أو النانو مايت nanomites أصبحت متداولة أيضا لوصف هذه الأجهزة حاليا تحت قيد البحث والتطوير. إن أجهزة النانو لا زالت إلى حد كبير في مرحلة البحث والتطوير. إلا أن بعض الأجهزة الجزيئية البسيطة قد خضعت للاختبار. مثال على ذلك حساس بمفتاح تحكم يقدمه بمسافة 1.5 نانو متر تقريبا، قادر على فرز جزيئات محددة في عينة كيميائية. إن أولى الاستخدامات الفعالة للآلات النانو يبدو أنها ستكون في التقنية الطبية، والتي يمكن أن تستخدم لتحديد أو إتلاف الخلايا السرطانية. تطبيق آخر محتمل هو الكشف عن المواد الكيميائية السامة وقياس كثافتها في البيئة. وقد أظهرت جامعة رايس مؤخرا نانو كار أو السيارة النانو nanocar - (جزيء أحادي السيارة) مطور بواسطة عملية كيميائية تتضمن كرات الباكي buckyballs كعجلات. وتُشغّل عن طريق التحكم في درجة حرارة البيئة المحيطة وبواسطة توجيه رأس مجهر مسح نفقي.
وبتعبير آخر فروبوت النانو هو الروبوت أو الأداة التي تسمح بالتفاعلات مع الكائنات الدقيقة النانومترية القياس، أو يمكنها التعامل مع الجزيئات النانومترية القياس. وبعد هذا التعريف يمكن حتى اعتبار جهاز كبير مثل مجهر القوة الذرية كربوت نانوي عندما يقوم بعمليات على مستوى النانومتر. وبصورة عامة يمنك اعتبار اي روبوت يتحم بالنانومتر كروبت نانو. وبصورة عامة تعد هذه التقنية إلى حد كبير في مرحلة البحث والتطوير ولكن تم اختبار بعض الآلات البدائية الجزيئية. ومثال على ذلك جهاز استشعار وجود بمقياس يقرب من 1.5 نانومتر، وهو قادر على فرز جزيئات محددة في عينة الكيميائية. ومن أحد ألتطبيقات المفيدة من هذه التقنية، إذا كان من الممكن بناؤها، استخدامها في التكنولوجيا الطبية، والتي قد تستخدم لتحديد وتدمير الخلايا السرطانية. تطبيق آخر محتمل هو الكشف عن المواد الكيميائية السامة، وقياس تركيزها، في البيئة. ومؤخرا، كشفت جامعة رايس سيارة الجزيء المفرد المتقدمة من خلال عملية كيميائية واستخدمت في ذلك كرة بوكي للعجلات. يتم دفعتها أو تحريكها عن طريق التحكم في درجة الحرارة المحيطة وبواسطة طرف مجس مجهر مسح نفقي.
نظرية روبوتات النانو :
يتمسك بعض أنصار روبوتات النانو، كرد على سيناريوهات غراي غو المخيفة بأنهم ساعدوا مبكرا للترويج، باعتبار أن روبوتات النانو قادرة على الاستنساخ خارج بيئة المصنع المقيدة والتي لا تشكل جزءاً ضروريا من تكنولوجيا النانو المنتجة المزعومة، وبأن عملية الاستنساخ الذاتي، إن كانت سوف تتطور، فيمكن جعلها آمنة بطبيعتها.
إن أكثر مناقشة تفصيلية نظرية لروبوتات النانو، بما في ذلك مسائل معينة متعلقة بالتصميم مثل الاستشعار عن بعد، وقوة الاتصالات، والملاحة، والمعالجة، والتنقل، والتحسيب على اللوحة، تم تقديمها في المحتوى الطبي لـطب النانو بواسطة روبرت فريتس Robert Freitas. إلا أن بعض هذه المناقشات لا تزال في مستوى العموميات ولا تقترب من مستوى الهندسة التفصيلي
إعداد الطالبتين :
رنيم ضاوي حداد , نوف محمد حدادي .
