مفهوم تقنية النانومتر

الفهرس

المحتويات					الصفحة
الوحدة	تقنية المياه
الوحدة	تقنية الطاقة
الوحدة	تقنيةالضوئيات
الوحدة	تقنية الفضاء
الوحدة الخامسة	التقنيات المتناهية الصغر(النانو)	اتهيأ للقراءة			1
		المقدمة			1
		الدرس الأول	مفهوم تقنية النانومتر	مفهوم تقنية النانو فيزيائيا	2
				مفهوم تقنية النانو كيميائيا	6
				مفهوم علم النانو	7
				الخصائص المميز للمواد المصنعة بتقنية	8
				تقويم الدرس الأول	9
		الدرس الثاني	مجالات وأهمية تقنية النانومتر	تجربة استهلالية	10
				مجالات تقنية النانومتر	11
				أهمية تقنية النانومتر	12
				الاستخدامات العالمية لتقنية النانومتر	13
				تقويم الدرس الثاني	14
		الدرس الثالث	تقنية النانو في المملكة العربية السعودية	استراتيجية الدول الصناعية في دعم	15
				واقع تقنية النانومتر في المملكة	16
				جهود الملك عبد الله رحمه الله في دعم	17
				مجال تقنية النانو في المملكة	18
				تجارب عالمية في توظيف تقنية النانومتر	19
				تطبيقات يومية لتقنية النانو في المملكة	20
				أهم تطبيقات تقنية النانو في المملكة	21
				تقويم الدرس الثالث	22
				اختبار مقنن	23

اتهيأ للقراءة:

تقنية النانوNanotechnology

ركزي عل الأفكار الرئيسية عند قراءتك للوحدة مستعملة ما يلي:

1)قبل قراءة الفصل أجيبي عن العبارات الموجودة في ورقة العمل أدناه.

●اكتبي (م) إذا كنتي موافقة على العبارة.

●اكتبي (غ) إذا كنتي غير موافقة على العبارة.

2)بعد قراءة الفصل أرجعي إلى هذه الصفحة لتري إن كنتي قد غيرتي رأيك حول أي من هذه العبارات.

●إذا غيرتي إحدى الإجابات فبيني السبب.

●صححي العبارات غير الصحيحة.

●استرشدي بالعبارات الصحيحة في أثناء دراستك.

قبل القراءة م أو غ	الجملة	بعد القراءة م او غ
	1-خاصية الصلابة للمواد المنعة بتقنية النانومتر تعتمد على الحجم.
	2-مجالات تقنية النانو متر لاحصر لها.
	3-تحظى تقنية النانومتر في المملكة بالدعم الكافي لها.
	4-في الدول الغربية تبذل ميزانيات ضخمة للبحث العلمي.

أهداف الدرس الأول:

تقنية النانومترNanotechnology

يتوقع من المتعلمة في نهاية الدرس أن تكون قادرة على أن:

1-تتعرفعلىمفهومتقنيةالنانومتر

2-تتعرفعلىمفهومعلمالنانومتر

3-تتتبعالتطورالتاريخيلتقنيةالنانومتر.

4-تستنتجصفاتالموادالمصنعةبتقنيةالنانومتر.

المقدمة

الثورة الصناعية التي نقلت الإنسان إلى عصر الآلات        أو           ثورة التكنولوجيا التي نقلت الإنسان إلى عصر الفضاء والاتصالات والإنترنت

تقنية النانو متر ثورة علمية هائلة لا تقلعن:

فما تقدمه تقنية النانو هو القدرة على صنع كل ما يتخيله الإنسان بكلفة أقل وجودة أعلىوهي مفتاح التقدم العلمي الذي سيغير معالم الحياة

يقول أحد العلماء: إن ما سننتجه ونكتشفه باستخدام هذه التقنية في السنوات القليلة القادمة سوف يعادل بل سيتجاوز ما تم اكتشافه منذ أن خلقت الأرض.

أدى ظهور وتطور تقنية النانو إلى طفرة في كثير من طرق وسائلنا الحياتية، مثل: تصنيع هواتف محمولة ذكية، واستخدام أدوية وعقاقير، ومضافات جديدة لتحسين بعض المواد الأخرى، وهكذا تستمر تقنية النانو لتزيح الستار عن كل جديد يسهل وسائل الحياة الرغدة على هذا الكوكب.

لذلك من المهم معرفة ما تقنية النانو؟

المتر=1000000ميكرو المتر=1000000000نانو

ليس من السهل:

أن نتخيل رؤية عالم صغير جدا من الأشياء وما يحتوي عليه من تركيبات جزيئة وذرية.وربما شاهد بعضنا في السنوات السابقة في كتب العلوم نماذج من الصورالمدهشة لبعض الأشياء، مثل: عثّ الغبار والذباب، والتي صُوّرت بواسطة المجاهر الإلكترونية، حيث أوضحت هذه الأجهزة الصور مكبرة بمقياس الميكرو، وهو ما يعني المليون من المتر، في حين يقتضي مقياس النانو، وما يحتوي عليه من تركيبات جزيئية وذرية.

المطويات

منظمات الأفكار

تطبيقات استخدام تقنية النانومتر في المملكة، اعملي المطوية التالية لتساعدك على تنظيم أفكارك،ومعرفة تطبيقات تقنية النانو في المملكة.

الخطوة 2

الخطوة 1ضعي قطعتين من الورق إحداهما فوق الأخرى وعلى مسافة 2سم من حافة الورقة الأولى.

الخطوة 2

ة2اطويالأطراف السفلية للأوراق على أن يصبح لديك أربعة أشرطة.

ة3 عنوني الأشرطة بـ:التطبيقات،الطب،الكيمياء،الفيزياء.

اقرأي واكتبي في أثناء قراءتك هذه الوحدة،صفي كيف يمكن تطبيق تقنية النانومتر في المجالات المختلفة، ودوني الحقائق في اماكنها المناسبة في المطوية.

مشاريع الوحدة

ارجعي إلى الموقع www.saudinanocenter-sa.com أو أي مواقع أخرى للبحث عن فكرة أو موضوع مشروع يمكن أن تنفذيه أنتي.

من المشاريع المقترحة:

•         المهن اطلبي من أحد المواقع الإلكترونية الآمنة موادا أنتجت بتقنية النانومتر،ثم اعرضيها للبيع عبر مواقع التواصل الاجتماعي.

•         عمل زيارةلمدينة الملك عبد العزيز للعلوم والتقنية وإيجاد قواعد بيانات وطنية لمصادر تقنية النانو في المملكة.

•         عمل نموذجصممي نموذجا لمجالات تقنية النانومتر في المملكة مكونة من علب صغيرة فارغة،على أن تضعي داخلها بطاقات معلومات عن كل مجال.

نشاط1: النشأة التاريخية لتقنية النانومتر        نوع النشاط: فردي         الزمن: خمس دقائق

مستخدمة تطبيق   Augmented Reality Freedom Stories، تتبعي النشأة التاريخية لتقنية النانومتر؟

اُستخدمت تقنية النانو من قبل الحضارة الصينية والحضارة الإغريقية في صناعة المطاط والزجاج

استخدمها العرب في صنع السيوف

واستخدمها المهاجرين الأمريكان في حفظ اللبن طازجًا لفترات أطول.

 إلا أن هذه الاستخدامات لم ترتق إلى درجة العلم بهذه التقنية وماهيتها.

 وتعتبر محاضرة رتشردفينمان (RichardFeynman) عام 1959م التي كان عنوانها: «هناك الكثير من المساحات في الأسفل» هي بداية اهتمام الأوساط العلمية بالتقنية التي تتعامل مع الجزيئات والذرات بشكل منفرد، وقد تحدث فيها بشكل استشرافي عن مستقبل البشرية ولم يشر إلى تقنية النانو مباشرة، وحتى بداية السبعينيات من القرن الماضي لم يشار لهذا المصطلح (NanoTechnology) ولم يستخدم لوصف هذه التقنية.

وفي عام (1974م) ظهر مصطلح تقنية النانو في محاضرة للبرفسور الياباني (NorioTanguchi) في جامعة طوكيو للعلوم وذلك كمصطلح مرادف لوصف الآلات الدقيقة وليس للدلالة على تقنية مستقلة، وفي عام (1986م) بدأ أول استخدام لمصطلح تقنية النانو (NanoTechnology) في الأوساط العملية بعدما نشر (EricDrcxler)) كتابة الشهير بعنوان: «محركات الإنشاء (التكوين): عصر تقنية النانو القادم» حيث بسط فيه الأفكار الأساسية لعلم تقنية النانو وعرض فيه أيضًا المخاطر الكبرى المرافقة له.

الدرس الأول/مفهوم تقنية النانو:

نشاط2: مفهوم تقنية النانومتر        نوع النشاط: جماعي         الزمن: خمس دقائق

-شاركي مجموعتك في صياغة مفهوم تقنية النانومتر باستخدام نموذج فراير.

استراتيجية فراير: التعريف ،المثال،اللامثال -المثال -اللامثال

مفهوم تقنية النانومتر:

يختلف تعريف تقنية النانو باختلاف طبيعة التعامل مع هذه التقنية، وكذلك باختلاف المجال الذي تطبق فيه هذه التقنية

تعريف تقنية النانو فيزيائيا: التقنية التي تعطينا القدرة على التحكم المباشر في المواد والأجهزة التي أبعادها تقل عن (100) نانومتر وذلك بتصنيعها ومراقبتها وقياس ودراسة خصائصها.

تعريف تقنية النانو كيميائيا: إعادة ترتيب ذرات المادة لإظهار خصائص جديدة تسمح باستخدامات جديدة لها.

 

عند مقارنة سماكة شعرة الإنسانفإنها تبلغ حوالي 50 ألف نانومتر

تصل أبعاد أصغر الأشياء التي يمكنرؤيتها بالعين المجردة إلى 10 آلاف نانومتر

تعريف علم النانو: "العلم الذي يعالج المواد على المستوى الذّرّي أو على المستوى الجزيئي

نشاط 3: سبحانك ربي        فردي        5د بعد قراءتك المجودة لسورة القمر، استخرجي منها آية تستشهدين بها على دقة خلق الله. ثم ابحثي عن أقوال المفسرين فيها؟ سورة القمر.m4a

- لمَّا كان ليلةٌ من اللَّيالي قال عائشةُ ذريني أتعبَّدُ اللَّيلةَ لربِّي قلتُ واللهِ إنِّي أحبُّ قُربَك وأحبُّ ما يسُرُّكقالت فقام فتطهَّر ثمَّ قام يُصلِّي [قالت فلم يزلْ يبكي حتَّى بلَّ حجرَه قالت وكان جالسًا فلم يزلْ يبكي صلَّى اللهُ عليه وسلَّم حتَّى بلَّ لِحيتَه قالت ثمَّ بكَى حتَّى بلَّ الأرضَ فجاء بلالٌ يُؤذِنُه بالصَّلاةِ فلمَّا رآهُ يبكي قال يا رسولَ اللهِ تبكي وقد غفر اللهُ لك ما تقدَّم من ذنبِك وما تأخَّر قال أفلا أكونُ عبدًا شكورًا لقد نزلتْ عليَّ اللَّيلةَ آيةٌ ويلٌلمنقرأهاولميتفكَّرْفيها { إِنَّ فِي خَلْقِ السَّمَاوَاتِ وَالْأَرْضِ ... الراوي: عائشة أم المؤمنين المحدث: المنذريالمصدر: الترغيب والترهيب الصفحة أو الرقم: 2/316 خلاصة حكم المحدث:[إسناده صحيح أو حسن أو ماقاربهما]

ابحثي في المكتبة الرقمية عبر الشبكة العنكبوتية عن مراجع تناولت تقنية النانومتر؟

 

الخصائص المميزة للمواد المصنعة بتقنية النانو:

(هي مادة واي مادة لها خصائص كيميائية وفيزيائية. لكن ما يميز خصائص المواد المصنعة بتقنية النانو أن معظم خصائصها مثل الصلابة ونقطة الانصهار والتوصيلية تعتمد كليا على الحجم).

تقويم الدرس الأول

1-إتقان المفاهيم

عرفي التقنية النانومترية؟

2-التفكير الناقد

قارني مع ذكر السبب بين:

فعالية حبيبات النانو المدعومة (المحفزات)عند مقاييس -أكبر من 100نانومتر.

-أصغر من 100 نانومتر.

3-التحليل والاستنتاج:

1)اربطي بين الكلمات التالية مستنتجة العلاقة بين تقنية النانو وخصائص المواد؟

تقنية النانو-خواص مميزة-تطبيق-علوم النانو-مواد مفيدة-إنتاج

2) مستعينة بالصورة أكملي المعادلة التالية:

.................+المبادئ الأساسية لكثير من العلوم مثل الكيمياء والفيزياء والإلكترونيات والهندسة وغيرها

=فهم علم النانو

قال تعالى:﴿ وَمَا تَكُونُ فِي شَأْنٍ وَمَا تَتْلُو مِنْهُ مِن قُرْآنٍ وَلاَ تَعْمَلُونَ مِنْ عَمَلٍ إِلاَّ كُنَّا عَلَيْكُمْ شُهُوداً إِذْ تُفِيضُونَ فِيهِ وَمَا يَعْزُبُ عَن رَّبِّكَ مِن مِّثْقَالِ ذَرَّةٍ فِي الأَرْضِ وَلاَ فِي السَّمَاء وَلاَ أَصْغَرَ مِن ذَلِكَ وَلا أَكْبَرَ إِلاَّ فِي كِتَابٍ مُّبِينٍ ﴾(يونس: 61)

وقال تعالى:﴿ وَقَالَ الَّذِينَ كَفَرُوا لَا تَأْتِينَا السَّاعَةُ قُلْ بَلَى وَرَبِّي لَتَأْتِيَنَّكُمْ عَالِمِ الْغَيْبِ لَا يَعْزُبُ عَنْهُ مِثْقَالُ ذَرَّةٍ فِي السَّمَاوَاتِ وَلَا فِي الْأَرْضِ وَلَا أَصْغَرُ مِن ذَلِكَ وَلَا أَكْبَرُ إِلَّا فِي كِتَابٍ مُّبِينٍ ﴾(سبأ: 3)

يمكنكن الرجوع إلى موقعhttp://quran-m.com/container2.php?fun=artview&id=427

وفي قوله تعالى:﴿ وَمَا يَعْزُبُ عن رَّبِّكَ مِن مِّثْقَالِ ذَرَّةٍ ﴾ في الآية الأولى، وقوله تعالى:﴿ عَالِمِ الغَيْبِ لَا يَعْزُبُ عَنْهُ مِثْقَالُ ذَرَّةٍ ﴾ في الآية الثانية ما يسأل عنه: لماذا جاء النفي في الجملة الأولى بـ) مَا (، وفي الجملة الثانية بـ) لَا)؟ وهل من فرق بينهما ؟ 

الدرس الثاني /مجالات وأهمية تقنية النانو:

أهداف الدرس

يتوقع من المتعلمة في نهاية الدرس أن تكون قادرة على أن:

1-تعددالمجالاتالتيتتضمنهاتقنيةالنانومتر

2-تتعرفعلىمفهومتكاملمجالاتالعلومفيتقنيةالنانومتر

3--تستقصيعنأهميةتقنيةالنانومترفيالطب.

4-تبتكرفكرةأصيلةعناستخدامتقنيةالنانوفيالحياةاليومية.

5-تطبقتقنيةالنانوعلىمجالاتأوسعفيالحياةاليومية.

تجربة استهلالية

صنعالضوءمنقطعةمخلل،إنهكاستخدامالموادالعضويةلصنعشاشةأيصنعصمام

ثنائيعضويباعثللضوء. كيفيمكنكذلكوماالغرضمنالتجربة؟

نشاط4: مجالات تقنية النانومتر    جماعي               5 دقائق مستخدمة استراتيجية العصف الذهني، عددي المجالات التي يمكن تطبيق تقنية النانومتر عليها؟

                                                                   

تكامل العلوم: جمع أجزاء العلوم المختلفة التي تلائم بعضها في إطار متكامل، وينتج عن ذلك وحدة المعرفة وبالتالي وظيفتها. وبالتالي تبنى وحدة المعرفة التي تنتج وظيفة المعرفة.

مجالات تقنية النانو:

1.     المجالات الهندسية.

2.     مجال الصيدلة.

3.     مجال العلوم الطبية.

4.     الهندسة الوراثية.

5.     العلوم الاساسية (الفيزياء، الكيمياء والعلوم الحيوية).

6.     علوم المواد.

7.     الأدوات الكهرو ميكانيكية.

8.      مجالات النمذجة والمحاكاة.

9.     مجالات تجميع وتصنيع المواد النانية المختلفة.

10. المواد النانية المتقدمة بما فيه البوليمرات واشباه الموصلات.

11. محالات الوقاية الصحية للعمل مع المواد النانية.

أهمية تقنية النانو

اشتكت سارة لزميلتها عائشة ما تعانيه من الخمول، فأرشدتها إلى حلول بالاعتماد على تقنية النانو؟ ماهي الحلول الممكنة لمشكلة سارة، وكيف يمكنك التأكد من أفضلها لحل المشكلة؟

نشاط5: أهمية تقنية النانومتر جماعي 20 دقيقة

تقنية الميتابلان: تتيح التعبير الحر وإظهار كل الأفكار الكامنة بالإضافة إلى كونها طريقة حوارية حرة تضمن قياس توجهالجماعة ومدى انسجامها عند التحلي بالموضوعية في مرحلتها النهائية كما تمكن من التركيز على أهم المشاكل وأيضا إعادة ترتيب الأولويات

-بعد مشاهدتكلمقطع الفيديو في المنزل وبالتعاون مع أفراد مجموعتك سجلي في البطاقات أهمية تقنية النانومتر باستخدام تقنية الميتابلان وموظفة كورت اعتبار جميع العوامل الممكنة.

ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

نظرة الإسلام إلى الإنسان والكون:

إنّ الصانع لم يصنع صنعته ثم يتركها هملاً، بل هي تتبع في دقتها نظاماً معجزاً في إتقانه: أليسَ الإنسان هنا متعلماً للدقة والإتقان والنظام؟

أليس الإنسان يتعلم كل يوم ويتعلم حتى صار التدبير جزءاً من التسخير وصار التسخير جزءاً من التدبير

وعجباً إذ اجتمعا ولا عجب من العظمة الربانية، وإنّ في الآية التالية لأعظم دلالة على التدبير للإنسان، والتسخير له،

والعلاقة التكاملية بينه وبين الكون: " هُوَ الَّذِي جَعَلَ الشَّمْسَ ضِيَاء وَالْقَمَرَ نُورًا وَقَدَّرَهُ مَنَازِلَ لِتَعْلَمُواْ عَدَدَ السِّنِينَ وَالْحِسَابَ مَا خَلَقَ اللّهُ ذَلِكَ إِلاَّ بِالْحَقِّ يُفَصِّلُ الآيَاتِ لِقَوْمٍ يَعْلَمُونَ"5– يونس "هو انشأكم من الأرض واستعمركم فيها"61-هود

ثم يتجاوز الأمرُ الخلقَ والتدبيرَ الضروري إلى أن يسخّر هذا البهاء كلّه من أجل الإنسان وأي تكريم هو هذا؟ فهذه الكواكب، صارت جمالاً يتغنى به الإنسان ويستمتع جزءاً من التسخير الرباني. والحيوانات وأيضا النباتات. كلّ ذلك الجمال البهي

 أليس الإنسان وحده من بين سائر المخلوقات الأرضية هو الذي يدركه ويستوعبه؟

تبرز أهمية تقنية النانو في كثرة المجالات التي تدخل في صناعتها ومن الأمثلة على ذلك ما يلي:

على الرغم من حداثة هذه التقنية فإن:

▪التسارع الكبير للتقنيات في هذا المجال.

▪الطرح المتزايد للمنتجات في الأسواق العالمية.

أدّى إلى تسابق الدول المتقدمة؛ لتحقيق الريادة في استثمار هذه التقنية بالاستفادة من مخرجاتها التي يتوقع أن تسهم في معالجة كثير من المشكلات التي تواجه المجتمع في يومنا هذا.

ويمكن تلخيص أهم الموضوعات العالمية في هذا المجال في:

▪إنتاج وتخزين الطاقة.           تعلم لتشارك الآخرين

▪الغذاء والماء والبيئة.يتم ذلك عن طريق ترجمة مكثفة للمساعدة على قيام مجتمع المعرفة              

▪التطبيقات الطبية.إذأن *الترجمة التماس معرفة وتفاعل حضاريعن طريقالنقل                               البشري أو الآلي من لغة إلى لغة تحريريا أو شفهيا

 بهدف معرفي علمي أو ثقافي.

إن *الترجمة هي رصيد استثماري وإبداعي بما تضيفه وتهيئة

من فرص لتجديد البنية الذهنية للفرد والمجتمع وللاستيعاب والعطاء في إطار المشاركة المعرفية.

نشاط6: الاستخدامات العالمية لتقنية النانومتر                      فردي                             5د

من خلال مشاركتك في الوسم #الاستخدامات_العالمية_لتقنية_النانو، لخصي لكل وسم عددا من الاستخدامات العالمية لتقنية النانو في المجالات التالية:

مجال استخدام تقنية النانو	التطبيقات
إنتاج وتخزين الطاقة
الغذاءالماءوالبيئة
الطب

سنصبح كالنباتات التي تتغذى من الشمس في عملية التركيب الضوئي، ياله من حلم جميل!!

لكن الطريق طويل أمامنا حتى نحقق ما يحققه النبات، فالعملية هي تحويل ضوء الشمس إلى طاقة تفاعلية كبرى كما لابد من تخزين الطاقة ليلا.

إيجاد حل دائم لمشاكل الطاقة التي نواجهها في القرن 21، تقنية النانومتر لها دور في المسائل الاجتماعية في حياتنا. تغير حياة الأسرة وتمكنهم من الإنارة ليلا وتشغيل 100واط لمليار شخص ليس لديهم كهرباء، سنحصد كنوز الشمس التي تعتبر الحل الفضل وهذا يجعل الحياة أفضل.

 

تقويم الدرس الثاني

1-إتقان المفاهيم

عرفي مفهوم تكامل العلوم في تقنية النانومتر؟

2-صممي مقابلة مع مسؤول شركة الكهرباء في مدينة الرياض، ثم حددي خطر استهلاك الطاقة الكبير على البيئة،

ومنها اقترحي طريقة تخفض استهلاك الطاقة باستخدام تقنية النانومتر.

3-التحليل والاستنتاج

دعي أناملك المبدعة ترسم لنا زهرة اللوتس، ثم استنتجي العلاقة بينها وبين خاصية للمواد المصنعة بتقنية النانو،وما فائدة تلك الخاصية في تطبيقات النانومتر؟

الدرس الثالث: تقنية النانو في المملكة العربية السعودية

أهداف الدرس الثالث:

1-توضحأهمتطبيقاتتقنيةالنانومترفيالمملكةالعربيةالسعودية.

2-تكتبتقريراعنواقعاستخدامتقنيةالنانومترفيالمملكة.

3-تتتبعاستراتيجيةالدولالمتقدمةفيتطويرتقنيةالنانومتر.

4-تستنتجالمتعلمةأوجهالاستفادةمنالتجاربالعالميةفيتقنيةالنانومتر

5-تستنتجفوائداستخدامتقنيةالنانومترفيالمملكة.

ذا ما مات ذو علم وتقوى *** فقد ثُلِمت من الإسلام ثُلمة
وموتُ الحاكم العدلِ المولّى *** بحكم الشرع منقصةٌ ونقمة
وموت العابدِ القـوّام ليـلاً *** يُناجي ربّه في كـل ظلمـة
وموتُ فتىً كثير الجود محـلٌ *** فإن بقاءه خصـبٌ ونعمـة
وموتُ الفارس الضرغام هدمٌ *** فكم شهِدتْ له بالنصر عزمة
فحسبُك خمسةٌ يُبكى عليهم *** وباقي الناس تخفيف ورحمـة
وباقي الناس همـجٌ رعـاعٌ ** وفي إيجادِهـم لله حكمـة

قال ابن القيم رحمه الله : والمقصود بهذا كما قال عليُّ بنُ أبي طالب رضي الله عنه :

الناسُ ثلاثة : فعالمٌ ربانيّ ، ومتعلّمٌ على سبيل نجاة ، وهمجٌ رَعَاع أتباعَ كلِّ ناعق ، يميلون مع كلّ ريح ، لم يستضيئوا بنور العلم ، ولم يلجأوا إلى ركن وثيق .

نشاط7: الاستخدامات المحلية لتقنية النانومتر                      فردي                             5د

بعد سماعك لانطلاق عاصفة الحزم، كيف يمكنك المشاركة في صنع النصر من خلال تقنية النانومتر؟

 تقنية النانو في المملكة العربية السعودية

استراتيجية الدول الصناعية في دعم تقنية النانومتر:

        

قال الشاعر: عبد الله الفيصل مرحى فقد وضح الصواب                    وهـفا الى المجد الشباب عـجلان يـنتهب الخطى                    هـيمان يستدني السحاب فـي روحـه أمل يضيء                    وفـي شـبيبته غـلاب قـد فـارق الجهل العقيم                    وهــش لـلعلم الـلباب ورنــا إلـى مـستقبل                    يـرقى لـه متن الصعاب الـمـجد يـبنى بـالعلوم                    تـهز عـالمنا الـعجاب والـعلم رايـة كل شعب                    نـاهض سـامي الرغاب وعـليه فـلنبني الـحياة                    ولا نـساوم فـي الثواب ولـننطلق فـي عـزمنا                    مـثل انطلاقات الشهاب

في المملكة العربية السعودية أولى خادم الحرمين الشريفين

الملك عبد الله بن عبد العزيز رحمه الله جل اهتمامه

لهذه التقنية إيمانًا بأهميتها وفوائدها المستقبلية.

نشاط8: واقع تقنية النانومتر في المملكة      فردي    10د

اكتبي تقريرا موجزا عن المؤتمر الدولي لتقنية النانو:

الفرص والتحديات المقام في تاريخ13-15/6/1429هـ؟

مستخلصة جهود الملك عبد الله بن عبد العزيز رحمه الله في دعم

تقنية النانو؟

في ظل الاقتصاد المعرفي تصبح نوعية العناصر البشرية الماهرة ومدى وفرتها هي المورد الحيوي اللازم للتنمية الاقتصادية، ومن ثم فإن الابتكارفي تقنية النانو التي تعتمد على المعلومات تصبح موضع الاهتمام من قبل الشركات ويصبح مدخل الربحية معتمدا أكثر فأكثر على القدرات الإبداعية للمتعلمين.

 

ويأتي اهتمام خادم الحرمين الشريفين – رحمه الله – بهذه التقنية من رغبته الصادقة بأن تكون المملكة العربية السعودية في مصاف الدول المتقدمة علميًا وتقنيًا في مختلف المجالات والوصول إلى مجتمع المعرفة.

وهدف مجتمع المعرفة هو تلبية الاحتياجات المجتمعية من تطبيقات تقنية النانو وبناء الثروة والارتقاء بنوعية الحياة بصفة مستمرة عن طريق ثورة تقنية النانو ومن شأنها أن تغير كل ما كنا نعرفه من قبل من مفاهيم علمية وتقنية.

بناء على ما سبق ذكره من أهمية تقنية النانو في العديد من المجالات، فإن المملكة على وجه العموم، ومدينة الملك عبد العزيز للعلوم والتقنية بالتعاون مع بعض الجهات الأخرى، وضعت خطة استراتيجية تهدف إلى تأمين مكانة بارزة للمملكة في المجتمع الدولي للبحث والتطوير في التقنية متناهية الصغر.

وعلى الرغم من أن قدرات المملكة في هذا المجال لا زالت حديثة العهد مقارنة بالدول التي أطلقت مبادرتها للتقنية متناهية الصغر لكن المملكة قوية بأبنائها، الذينيملكون المهارات الفنية والتقنية اللازمة لتنفيذ خطة التحول الاجتماعي والاقتصادي وإشباع حاجات ومتطلبات التنمية.

شهدت المملكة شهدت في الآونة الأخيرة تناميًّا في البحث والتطوير في هذه التقنية على الصعيدين الأكاديمي والصناعي، مما يتطلب ربطه بالاستراتيجيات الصناعية والاقتصادية السعودية، ومن أهمها: المياه، والبترول والغاز، والبتروكيميائيات، وأنظمة الدفاع والأمن، والطاقة والبيئة، والصحة، والنقل وغيرها.

لجدير بالذكر أن الخطة الوطنية للعلوم والتقنية والابتكار في المملكة شملت تقنياتها المستهدفة، الأولويات الاستراتيجية للتقنيةالمتناهية الصغر

نشاط9: تجارب عالمية في توظيف تقنية النانومتر           فردي      5د

بعد اطلاعك على مجموعة من التجارب العالمية في توظيف تقنية النانو في مجالات أوسع في الحياة اليومية، كيف يمكنك تقييم الواقع الاقتصادي والصناعي السعودي في توظيف تقنية النانو مع تقديم خطة مقترحة لتطوير استخدامات تقنية النانو في المملكة العربية السعودية؟

أوجه الاستفادة من التجارب العالمية في توظيف وتطوير تقنية النانو في المملكة العربية السعودية؟

-تأسيس البنية التحتية والمرافق اللازمة؛ لإجراء البحث في التقنية متناهية الصغر في مؤسسات عدة.

- أهمية تنفيذ العديد من المشروعات البحثية في مجال التقنية متناهية الصغر. وإن كانت مدينة الملك عبد العزيز وسواها قد نسقت مع الجامعات والمعاهد البحثية، لكن مازال الواقع بعيد عن المؤمل.

-التكامل بين دور التعليم ونم تقنية النانو، والتعليم هو المكون الأساس للاقتصاد المعرفي، ومن خلال الاقتصاد المعرفي يتم نمو اقتصاد تقنية النانو.

- أن التعليم والتدريب في الجامعات لازال بحاجة إلى بذل جهود حثيثة والتركيز عليها. كما يتطلب إجراء البحوث المتطورة في مجال تقنيات النانو تجهيز مختبرات متقدمة للغاية، يمكنها التعامل مع بنية الجزيئات بمقياس النانو.

مجال تقنية النانو في المملكة العربية السعودية:

1-تصنيع الخلايا الشمسية لاستخدامها في تحلية المياه.

 . قامت مدينة الملك عبد العزيز للعلوم والتقنية بالتعاون مع مركز أبحاث (IBM) بالولايات المتحدة الأمريكية بإجراء أبحاث لتطوير وتصنيع خلايا شمسية بأنواع مختلفة ذات تجميع عال لضوء الشمس بأعلى كفاءة وأقل تكلفة ممكنة. قام الفريق البحثي بتطوير خلايا شمسية ثلاثية الالتقاء ذات كفاءة عالية(30٫8٪)؛ونظراًلتكلفتهاتمتصغيرالمساحةالمستخدمةفيالخليةووضعهاتحتعدساتمطورةلتعملعلىتركيزأشعةالشمس على الخلية الشمسية.

■شكل (3) خلاياشمسيةتمتحضيرها باستخدام مادة السيليكون.
 

 

الصناعات البتروكيميائية

في مجال الصناعات البتروكيميائية تعد المواد المحفزة المحضرة بتقنية النانو ذات كفاءة عالية في هذا المجال؛ فعلى سبيل المثال تم تطوير معادن نانوية مدعومة لاستخدامها في أكسدة وتحويل الهكسان الحلقي إلى حمض الأديبيك والذي يعد من الأحماض الكربوكسيلية ثنائية الوظيفة المهمةيستخدم حامض الأديبيك في كثير من الصناعات منها:

1-إنتاج المركبات الوسيطة للأدوية ومبيدات الحشرات، الخ.                                                 

2-تطبيقات مختلفة في الطب والصناعات الغذائية.

3-مضاف غذائي له رقم الإي (E355) و(E356)، و(E357)، يضاف كمواد ضابطة لحموضة الوسط، وفي هذا البحث تم تحضير مواد معدنية نانوية وتم دعمها بمواد ذات خصائص مغناطيسية واستطاع الباحثون أيضا من التمكن من عمل الأكسدة المباشرة للهكسان الحلقي إلى حمض الأديبيك في خطوة واحدة باستخدام الأكسجين كمؤكسد والتي تعد طريقة فعالة واقتصادية، وتتميز المواد المذكورة بفعاليتها العالية وقدرة فصلها بعد التفاعل. بمعنى آخر، بالإمكان فصلها بسهولة عن المواد الناتجة عن طريق استخدام مجال مغناطيسي، شكل(4) ومن ثم إعادة استخدامها بعد الفصل مرة أخرى مما يوفر الجهد والوقت والمال.

تطبيقات يومية لتقنية النانو في المملكة العربية السعودية:

نشاط9: تطبيقاتيومية لتقنية النانو في المملكة العربية السعودية        فردي وجماعي          مستمر

تم الشراء من وموقع تسوق الكتروني جوارب وملابس صنعت بتقنية النانو، ومكياج يحجب الأشعة الضارة عن الوجه وكذلك تم وضع استبدال نوافذ الفصل الدراسي بزجاج صنع حسب تقنية النانو، وأيضاذاكرة لها خصائص نانو مترية، تم توفير ألواح لتجميع الطاقة الشمسية المعتمدة على تقنية النانو.

ا) خلال الدرس تم طرح الأسئلة التالية:

1-مامجالات استخدام تقنية النانو في مجال حياتك اليومية؟

2-مالشئ الذي يوجد في الحرم المكي ويعتمد على تقنية النانو؟

ب) تم طرح عددا من المبيعات في وسيلة التواصل الاجتماعي الانستجرام.

نشاط10: أهم تطبيقات تقنية النانومتر في المملكة                     فردي             5د

من خلال الرسم المقابل، وضحي أهم تطبيقات تقنية النانومتر في المملكة العربية السعودية؟

فوائد استخدام تقنية النانومتر في المملكة العربية السعودية:

1-الجمع بين العلوم المختلفة: الفيزيائية، والكيمائية، والبيولوجية وغيرها، نظرا لطبيعة التعليم في كثير من الأحيان لم يكن هناك اتصال بين هذه المواد.

2-المساعدة على حياة صحية سليمة من خلال ما نشأ عنها من تقنيات حديثة مثل: الروبوتات الدقيقة، والأدوية المستخدمة للمواد النانوية والتي من شأنها معالجة أغلب المشاكل الصحية.

3-القدرة على التعامل مع مجموعة من الذرات في أنواع مختلفة

من الصناعات وتحويلها إلى ذرات أخف وزنا وأقوى بنية

وأكثر دواما من ذي قبل، وذلك من خلال استخدام أنابيب الكربون النانوية.

4-تعطي مخرجات هذه التقنية طاقة وفيرة لأنها ستحول الطاقة على نحو أكثر فعالية، وعلى سبيل المثال الخلايا الشمسية وما لها من قدرة على تحويل أشعة الشمس إلى طاقة كهربائية، مما ينعكس إيجاباًعلى قطاع الطاقة بالمملكة التي تزخر بطاقة شمسية هائلة.

نشاط10:تقنية النانو                 استراتيجية التعليم المتمايز    فردي وجماعي10د

-حوار مسرحي عن تقنية النانو

س: أهلا بكن في عالم النانو، مرحبا بكن في رحلة الاستكشاف، استكشاف المواد والوسائل والتكنولوجيا التي تشغل مركز حياتنا اليومية.

أنا مهندسة الكترون ومحبة للفيزياء: ليس لدي فكرة عن عمل النانو في الأشياء، وهذا ميدان البحث الذي أود تعلمه، فمن خلاله سأوسع معرفتي وفهمي لأشياء عدة.

ص: وضحي أكثر، ما معنى تقنية النانو؟

س:تقنية النانو يمكننا من صنع أجسام أصغر في الحجم وأكبر في الفاعلية وأكثر في مراعاة البيئة ......

نشاط11:تقنية النانو                 استراتيجية الذكاءات المتعددة        فردي              5د

-الربط مع الفيزياء(الذكاء المنطقي):

   مستخدمة منظم Tقارني بين الفيزياء التقليدية والفيزياء المعتمدة على تقنية النانو

تقويم الدرس الثالث

ا)قراءة تحليلية (تحليل-تفكير تأملي):

-ابتكار حلول عملية منبثقة من تطبيقات تقنية النانومتر ملائمة لبيئة المملكة تحد من هدر الطاقة في جميع القطاعات.

ب) القيام بأبحاث علمية من شأنها توفير تقنية النانو للاحتياجات الضرورية في المناطق النائية.

ج) عمل مناقشة جماعية حول المجالين في نهاية الدرس الثالث.

اختبـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــار مقنن

الجزء الأول: أسئلة الاختيار من متعدد

اختاري رمز الإجابة الصحيحة فيما يلي:

1-أي مما يلي لا يدخل ضمن مجالات تقنية النانو

-الطب                       -الكيمياء                       -البيئة                     -لاشئ مما سبق

2-تطبيق عد تأثر الهواتف الجوالة بالماء مثال على:

-تقنية الطاقة               -تقنية النانو متر             -تقنية الغاز                 -التقنية الحيوية.

الجزء الثاني: أسئلة الإجابات القصيرة

1-ماتقنية النانومتر؟

2-قارني بين الفيزياء التقليدية والفيزياء باستخدام تقنية النانومتر؟

الجزء الثالث: أسئلة الإجابات المفتوحة

قبل فترة قصيرة فازت الباحثة السعودية حياة سندي بجائزة من جامعة هارفارد على ابتكارها في تقنية النانو، لخصي تجربة الباحثة من خلال ما درستيه؟

لمن أكــــــون؟

جائزة لأول إجابة صحيحة جوال يعتمد على تقنية النانو قابل للانثناء والتشكل