احصل على نسختك الآن
للتنبيه
حجم ملف المجلة يبلغ ٤٠ ميجابايت.
مقدمة عن تقنية النانو الجنائية
أ.د/ عبدالرحمن بن محمد الضبّاح
أستاذ الكيمياء الجنائية، شريك مؤسس في المجموعة العلمية لعلوم الأدلة الجنائية
لو سألت أي شخص قبل عام ١٩٥٩م عن إمكانية التلاعب بالذرات والجزيئات المكونة للمركبات الكيميائية والتحكم فيها والتي تصنّف بأنها صغيرة الحجم جداً، ولا يمكن مشاهدتها بالعين المجردة أو حتى بأجهزة التكبير التقليدية، فسيعد ذلك ضرباً من الجنون، وأن هذا الشيء ما هو إلا عبارة عن خيال علمي science fiction مستقبلي لا يمكن تحقيقه، (شكل ١).(١)
في خضم ما سبق، ظهر عالم فيزيائي أمريكي يدعى ريتشارد فاينمان Richard Feynman يعد أول العلماء الذين تحدثوا عن هذا الحقل، وذلك في محاضرة له ألقاها في عام ١٩٥٩م، وتحدث فيها عن توقعاته للدور الذي ستلعبه تقنية النانو في المستقبل القريب.(٢)
في عام ١٩٧٤م بدأت تظهر تنبؤات ريتشارد فاينمان، وذلك عن طريق العالم الفيزيائي الياباني نوريو تانيجوتشي Norio Taniguchi عضو هيئة التدريس في جامعة طوكيو للعلوم.(٣)
وكانت البداية التطبيقية لهذا العلم الحديث وإثبات حقيقته في عام ١٩٨١م على يد العالمين الألمانيين جيرد بينيج Gerd Binnig وهاينريش روهرر Heinrich Rohrer ، اللذين حصلا على جائزة نوبل في عام ١٩٨٦م، حيث ابتكرا ما يعرف بالمجهر النفقي الماسح scanning tunneling microscope، الذي يكتب اختصاراً بـ(STM) ومن تلك اللحظة أصبحت واقعاً حقيقياً.(٤)
أسهمت تقنية النانو منذ أن بزغ نورها في تطوير كثير من التطبيقات العملية لعدد كبير جداً من المجالات، خصوصاً الطبية والحيوية والفيزيائية والهندسة الإلكترونية والهندسة الوراثية، حتى انتهى بها المطاف في مجال العلوم الجنائية، وكان لها دور كبير في الكشف عن الكميات الضئيلة جداً المتبقية من المتفجرات في مسارح الحوادث، وكذلك اكتشاف بقايا مخلفات الإطلاق الناري، إضافة إلى بصمة الحمض النووي أو ما يعرف بـ DNA ، وكذلك تمت الاستفادة من تقنية النانو في تحديد العمر الزمني لبقع الدم المتبقية في مسارح حوادث القتل، (شكل ٢).(٢)
بعد هذا الاستعراض التاريخي عن تقنية النانو يجدر بنا توضيح مصطلحات ومفاهيم النانو لإيضاحها، والمساعدة على فهم الفوارق بينها:
مصطلح نانو Nano: وتعني هذه الكلمة القزم، وتكتب باللغة الإغريقية nanos.
استخدامات كلمة نانو Nano: تعبر هذه الكلمة حسابياً عن الجزء من المليار١ x ١٠-٩، وتستخدم كبادئة تبدأ به الكلمة كقولنا نانو ثانية، ويقصد بذلك جزء من مليار جزء من الثانية، ونانومتر، ويقصد بها جزء من مليار جزء من المتر، (شكل ١). (٥)
علم النانو Nanoscience: ويهتم هذا العلم باستكشاف ودراسة خواص المواد، وذلك على المستويين الذري والجزيئي، إضافة لطريقة التعامل معها، وذلك عندما يكون مقاسها لا يزيد على ١٠٠ نانو متر، حيث تتغير خواص هذه المواد، سواءً الكيميائية والفيزيائية عما كانت عليه عندما تكون في قياساتها الطبيعية.(٤)
حبيبات النانو Nanoparticles NPs: وهي أي مادة كيميائية متناهية الصغر تتراوح أبعادها بين ١ نانومتر و١٠٠ نانومتر، وتتميز باختلاف صفاتها وخصائصها عن حالتها عندما تكون في حجم أكبر من هذا المقياس، وتكون قادرة على القيام بالتأثير على شكل المادة في حالتها الذرية والجزيئية.(٥)
تقنية النانو Nanotechnology: توجد عدة تعاريف لمصطلح تقنية النانو، ولأجل تفادي التفاوت والاختلافات الناتجة عن هذه التعاريف وضعت كل من المؤسسة الوطنية للعلوم National Science Foundation، ولجنة المبادرة الوطنية لتقنية النانو National Nanotechnology Initiative NNI تعريفاً ينص على أن تقنية النانو تعني: “القدرة على فهم والتحكم والتعامل مع المواد على المستوى الذري أو الجزيئي، وكذلك على المستوى “فوق الجزيئي” “supramolecular” الذي تتراوح الأحجام فيه من حوالي ٠,١ إلى ١٠٠ نانومتر، ومن ثَمّ إمكانية تصميم المواد والأجهزة والأنظمة ذات الخصائص والوظائف الجديدة الناتجة بسبب بنية هذه المواد الصغيرة. ويبين الشكل ١ بعض الأمثلة لتوضيح الفرق بين مقياس النانو والمقاييس الأعلى منه.(٧)
فيما يتعلق بمجال العلوم الجنائية فقد أسهمت تقنية النانو في تطوير عدد من التطبيقات الجنائية التي سهلت كشف غموض القضايا والأحداث الجنائية التي تواجه الأخصائيين الجنائيين الذين يعملون في الحقل الجنائي، وساعدتهم في حل عدد كبير من المشكلات والصعوبات التي تواجههم. فلم تعد دقة الطرق التقليدية تكشف عن الغموض الموجود في القضايا الجنائية بالدقة المطلوبة. وأسهمت تقنية النانو في توفير الوقت والجهد الذي يستغرقه تحضير وفحص وتحليل العينات الجنائية. وكان من أهم مميزات هذه التقنية (٨،٦):
• رفع كفاءة ودقة عدد كبير من الأجهزة التقليدية، وذلك بعد استخدام الحبيبات النانوية مثل الذهب والفضة والبلاتين التي حسنت من كفاءة الأجهزة عن طريق رفع هذه الحبيبات للمجال الكهرومغناطيسي بعد تعرضها للإشعاعات المختلفة، وذلك ضمن نطاقات الأشعة تحت الحمراء والمرئية فوق البنفسجية.
• أسهمت حبيبات العناصر المعدنية الكيميائية النانوية كحبيبات الذهب النانوية (AuNPs)، وحبيبات الفضة النانوية (AgNPs)، وحبيبات البلاتين النانوية (PtNPs)، وحبيبات النحاس النانوية(CuNPs) في رفع درجة الدقة للتراكيز الضئيلة للأطياف المدروسة خاصةً عن طريق تقنيتي الـ IR وتقنية الرامان.
• ساعدت تقنية النانو في صناعة آلات تقنية ذات حساسية عالية تعرف بالمستشعرات sensors، أسهمت في الكشف عن العينات الجنائية المختلفة مثل عينات المخدرات والمتفجرات التي يمكن تهريبها أو تخزينها في أماكن يكون الوصول إليها صعباً.
• عملت تقنية النانو على الكشف عن الآثار والأدلة الجنائية الضئيلة جداً التي لا يمكن الكشف عنها بالطرق التقليدية في مسارح الحوادث الجنائية المختلفة مثل البصمات الملوثات المنوية، وبقع الدم واللعاب.
