احذر نحلة بلا طنين: إنها «نانو- درون»!

هل تحلّق قربك نحلة ولا يصدر عنها ذلك الطنين المعروف الذي يرافق طيران النحل، بل إنها ربما حطّت على رأسك ولم تعقصك؟ ربما تكون طائرة «درون» معدّة للتجسّس والمراقبة، وهي مصنوعة بفضل تقنيّة النانوتكنولوجيا. لا يملك البنتاغون تلك النحلة» النانويّة حاضراً، لكنها جاهزة تماماً ولا ينقصها سوى ابتكار «نانو- بطاريّة» كي تدخل مجال الخدمة العسكريّة المباشرة.
وقبل فترة غير بعيدة، نشر الموقع الشبكي لمجلة «وايرد» Wired العلميّة الأميركيّة، أن وكالة «داربا» DARPA المختصّة ببحوث البنتاغون العسكريّة المتقدّمة، صنعت فعليّاً طائرة- روبوت «درون» للتجسس، لكن لم يجر التوصّل إلى صنع بطارية بحجم يناسب مقاساتها المتناهية الصغر.
ولم يكن صنع تلك النحلة الروبوتيّة سوى خيال علميّ، قبل زمن قريب. وتحقّق حلمها بفضل التقدّم في مجموعة من العلوم والتقنيّات، يأتي على رأسها علوم ال «نانوتكنولوجيا».
من تحت إلى فوق: ذرّة تلو الذرّة
في عام 1986، وضع عالِم الفيزياء الأميركي أريك دريكسلر كتاباً عن آلات من هذا النوع، بدت حينها خيالاً علميّاً صرفاً. حمل الكتاب عنوان «محركات التكوين» Engines of Creation. وبدا شبيهاً بكتب ه. ج. ويلز «آلة الزمن» Time Machine، وجولز فيرن «عشرون ألف فرسخ تحت الماء» وإسحاق عظيموف «أنا روبوت» I Robot، بمعنى الحديث عن عالم يتغيّر على نحو حاسم بفضل اكتشاف تكنولوجي جذري أو ثوري.
وظهر مصطلح «نانو تكنولوجي» في كتاب دريكسلر ليصف علماً جديداً مهمته بناء تلك الآلات المتناهية الصِغَر. ويمكن ترجمة مصطلح «نانوتكنولوجيا» إلى العربيّة بكلمتي «التقنية النانويّة».
ويمكن شرح الفكرة الأساسية للتقنية النانويّة بأنها تطبيق علمي يعمل على إنتاج الأشياء عبر تجميعها من مكوّناتها الأساسيّة، كالذرّة Atom والجزيء Molecule. وما دامت المواد مكوّنة من ذرات مرتصفة وفق تركيب معين، فمن المستطاع أن نأخذ ذرّة ونرصفها إلى جانب ذرّة أخرى وهكذا دواليك لصناعة... كل شيء تقريباً.
ولا يهم مصدر الذرّات أو الجزيئات ما دامت مناسبة. وتكفي خردة معدنيّة لأخذ ذرّات منها ثم إعادة رصفها وحبكها لصنع ال «تيتانيوم»: المعدن الصلب الذي تصنع منه مركبات الفضاء. ولإنتاج الألماس، يكفي توافر الرمل أو الفحم، فتؤخذ منهما ذرّات وترصف رصفاً متيناً ودقيقاً. وفي رؤية أشد زهوّاً، جرى تصوّر آلات مجهرية تقدر على إمساك الذرّة الواحدة ونزعها من مكانها، و«لصقها» إلى جوار ذرات اخرى!
وبديهي أن تلك الصناعة تقتضي معرفة وافرة ودقيقة بتفاصيل تراكيب المواد، إضافة إلى تفاصيل هندسة الأشياء المراد صنعها، مع سيطرة قويّة على الذرات. ويرى بعض علماء الفيزياء أن العِلم لم ينته من التعرّف إلى مكونات الذرّة وقواها، كذلك تشير فيزياء الكم إلى استحالة التوصّل إلى قياس دقيق عند الوصول إلى مستوى الذرّة وما دونها. وتعطي تلك الملاحظات نموذجاً من الاعتراضات الجمّة على رؤية دريكسلر.
الأصغر فالأصغر
حاضراً، تبدو تقنية النانو متوزّعة بين حدّين، لكنهما غير متناقضين. إذ لا يكف دريكسلر عن الحديث عن الرواصف Assemblers، وهي روبوتات في حجم فيروس تقدر على «نزع» ذرّة أو جزيء من أي مادة، وتتحكّم بها كلياً، ما يتيح إنتاج السلع أو شفاء الأمراض.
وتقدر الرواصف على إنتاج نسخ مشابهة لها، بمعنى أنها تتكاثر. ومع تطور علوم «الذكاء الاصطناعي» Artificial Intelligence، تصبح الرواصف ذكيّة، كما تفيد من خبراتها وتستقل تدريجاً عن صانعيها وتستغني عنهم! ماذا لو خرجت عن السيطرة؟ سؤال مقلق. وفي مقابل تلك الرؤية المتطرّفة، هناك رؤية أكثر تواضعاً، كتلك التي نادى بها رالف ميركيل، الذي عمل طويلاً في شركة «زيروكس»، إحدى منابع التقنيّات الأميركيّة.
إذ يرى ميركيل ان تقنيات «تصغير المواد» Miniaturizing هي الحدّ الآخر، لكن الأكثر عملانيّة، للتمكّن من صناعة أشياء في حجم حفنة من النانومترات.
وتذكيراً، أعطى الرئيس الأميركي السابق بيل كلينتون 495 مليون دولار ل «المبادرة الأميركية في نانوتكنولوجي» لتحفيز تلك الصناعة.
وبعيد بداية القرن الحالي، أسّس ريتشارد سموللي شركة «كاربون نانوتكنولوجي» التي تصنع «أقفاصاً» من ذرات الكربون. الأرجح أن مسافة ضوئيّة في الحضارة تفصلها عن أقفاص حرق البشر لدى «داعش»! وحاز سموللي جائزة نوبل عام 1996 لبحوثه عن الأقفاص التي تعرف باسم «كُرات الكربون»، التي تعتبر شكلاً جديداً للكربون على غرار الألماس والغرافيت وهي مادة أقلام الرصاص.
وتمتاز ذرّة الكربون باستقرار تركيبتها وثباتها. وعمل سموللي على رصفها في شكل يجعلها «تلتقط» أي ذرّة أو جزيء، لأن ذرّة الكربون تخلو من القوى التي تحدِث تنافراً بين الذرات. وإضافة إلى قدرة أقفاص الكربون على التوصيل السريع للتيار الكهربائي والضوئي، تقدر على الإمساك بالهيدروجين الصافي، ما يفتح المجال أمام صنع خزّانات كربونية للهيدروجين. إذ يعتبر الهيدروجين من مواد الطاقة النظيفة، وعند احتراقه في الهواء يولد الماء وحده. وبقول آخر، ربما يوصل منحى التصغير في النانوتكنولوجي، إلى صنع قارورة هيدروجين تحتوي ما يمكّن من إمداد سيارة بوقود الهيدروجين أشهراً، ومن دون تلويث للبيئة! ذلك مجرد عيّنة لأشياء ربما يحملها المستقبل.