معهد تكنولوجيا النانو.. أول مركز متخصص فى معالجة المياه بالصبغات والمعادن الثقيلة.. استخدام النانو فى التطبيقات الطبية لعلاج أنواع من السرطان والتئام الجروح والزهايمر.. صور

تعددت المراكز التكنولوجية والمعامل البحثية بجامعة كفر الشيخ والتى لا يوجد مثلها فى أى جامعات مصرية، ومن بينها معهد علوم وتكنولوجيا النانو كأول معهد متخصص فى دراسة هذه التكنولوجيا الحديثة وتطبيقاتها المختلفة من بين الجامعات المصرية، والذى بدأت الدراسة عام 2017 بنظام الساعات المعتمدة لطلاب الدراسات العليا.

وبعد مرور حوالى 6 سنوات من إنشاء هذا الصرح العلمى المتميز، تجول "اليوم السابع" داخل حجرات المعهد فى المبنى المخصص له داخل الحرم الجامعى والذى يقع بجوار كلية الثروة السمكية والمصايد وخلف كلية الصيدلة كان لنا لقاء مع أعضاء هيئة التدريس وبعض الطلاب بالمعهد.

وقال الدكتور محمد عبدالعال نائب رئيس جامعة كفر الشيخ لشئون التعليم والطلاب والمشرف على معهد النانو، أن المعهد به 6 أساتذة مساعدين بالأقسام المختلفة و2 مدرسين، و7 مدرسين مساعدين، و4 معيدين، والتحق بالدراسة فى المعهد حتى الآن ما يقرب من 90 طالباً وطالبة من خريجى كليات العلوم والصيدلة والطب وذلك للتسجيل بدرجة الماجستير والدكتوراة بالمعهد، وتم منح ما يقرب من 15 رسالة الماجستير والدكتوراه.

وأشار نائب رئيس جامعة كفر الشيخ، إلى أنه يوجد بالمعهد أماكن لعقد ورش العمل والتدريبات الصيفية الخاصة بهذا المجال. ويتكون المبنى المخصص للمعهد من خمس طوابق تحتوى على معامل وقاعات تدريسية مجهزة على اعلى مستوى. مثل معامل تصنيع المواد النانومترية، ومعامل لتوصيف المواد النانومترية مثل معمل التصوير الميكروسكوبى TEM: --Transmission Electron Microscope- SCM: Scanning Electron Microscope.- AFM: Atomic Force Microscope، ومعمل حيود أشعة اكس، ومعمل النانو فوتونات ومعامل الخواص المغناطيسية والقياسات الحرارية وغيرها من المعامل الأخرى.

الهدف من إنشاء المعهد

وأضاف عبدالعال لـ"اليوم السابع"، أن المعهد انشأ طبقا للمعايير المعتمدة عالميا، لإنتاج أبحاث متعددة التخصصات مخصصة لأنشطة البحث والتطوير الأكاديمى والصناعى، ويمنح الدرجات العلمية لمرحلة ما بعد البكالوريوس لتوفير بيئة داعمة للتنمية الاقتصادية والاجتماعية من خلال الإنتاج المعرفى والإبداعى واستيعاب وتطوير تكنولوجيا النانو وتطويعها وفقا لمتطلبات برامج التنمية الصناعية فى مصر، مشيرا إلى أن تقنية النانو "النانو تكنولوجى" أعطت أملاً كبيراً لثورات علمية فى المستقبل القريب وسوف تكون قادرة فى فترة قريبة على التأثير فى كل مجالات الحياة، بطريقة لا يمكن توقعها، وتفوق قدرة الخيال على تصورها، وقد بدأت بالفعل هذه التقنيّة فى الدخول إلى مجالات الطب والصناعة والإلكترونيات والصناعة الحربيّة وفى صناعة الصلب وإنتاج وتصنيع الزجاج والمنسوجات والسيارات وعجلات السيارات وفى المجالات الطبية، مؤكدًا أن جميع دول العالم وضعت تكنولوجيا النانو ضمن أولويات استخداماتها فى موضوع الصحة والسلامة وخاصة فى مجال صناعة الأدوية ووسائل تشخيص الأمراض وصناعة الأجهزة الطبية.

 

مجالات عمل الخريجين

وأضاف الدكتور عبد الرازق دسوقى، رئيس الجامعة، أن المعهد يؤهل الكوادر العلمية المتخصصة فى علوم وتكنولوجيا النانو القادرة على ابتكار ونشر وتطبيق المعرفة العلمية لتشجيع القدرة التنافسية الصناعية لتعزيز الأمن الاقتصادى، وبناء القدرات الوطنية فى مجالات النانوتكنولوجى، وبناء شراكات إستراتيجية مع المعاهد والجامعات العالمية فى مجال تطبيق وتطوير تقنية النانو. وإن الحاصلين على شهادة الماجستير فى علوم وتكنولوجيا النانو لديهم فرص متعددة للعمل فى مصر والخارج، والخريج لديه فرصة للعمل كباحث أو مطور فى عديد من المجالات الصناعية مثل البصريات، الإلكترونيات، وتكنولوجيا الاستشعار، والطاقة، ومعالجة وتنقية وتحلية المياه، وتطوير وإنتاج مستلزمات طبية ومساحيق تجميل وأدوية وكذلك المواد المتعلقة بهندسة الإنشاءات وغيرها من المجالات، والعمل فى مجال تصميم وتصنيع مواد جديدة فى الصناعة والزراعة وشركات التطوير التقنى الدولية والجامعات والمراكز البحثية.

 

معمل توصيف المواد النانومترية وما يحتويه من أجهزة لقياس كل من القياسات الضوئية 

وأضاف الدكتور ماجد القمرى الأستاذ المتفرغ بالمعهد والرئيس السابق للجامعة، أن معمل توصيف المواد النانومترية يحتوى على أجهزة قياس كل من القياسات الضوئية لامتصاص وانبعاث الطاقة، وقياسات الأشعة تحت الحمراء، وقياسات الكيمياء الكهربية، والقياسات الكيمياء الحرارية، وقياسات جهد زيتا، وقياسات تحليل حجم الجسيمات النانونية، وقياسات الخواص الميكانيكية.

وقال القمرى، معمل حيود أشعة إكس يستخدم مطياف حيود أشعة إكس لقياس الأطوال الموجية لأشعة اكس لتوصيف التركيب الدقيق للمواد سواء جسيمات نانونية أو بيولوجية مثل البروتين وDNA والأحماض النووية وغير ذلك، تحليل المواد البلورية، حيث إنها توفر معلومات حول التراكيب البلورية والأطوار والاتجاهية المفضلة للبلورات وبقية المعاملات التركيبية للمواد مثل الحجم البلورى للمواد النانومترية والمواد الاعتيادية وثوابت الشبكة البلورية. أيضا يستخدم فى علم المعادن والفلزات وبحوث الحركة الدوائية والتحكم فى جودة الأدوية والتصميم الدوائى والطاقة الشمسية والبصريات وبحوث البترول أيضًا يستخدم فى فحص الأنسجة الإنسانية للتعرف على بعض الأمراض وفحص الأنسجة القطنية والجلدية وغير ذلك من التطبيقات التى يصعب حصرها.

وأضاف القمرى، أن معمل الليزر، يحتوى على كل من جهاز ليزر بيكوثانية، وجهاز ليزر نانو ثانية. يستخدم هذا الجهاز فى الأبحاث المتقدمة للتعرف على ديناميكية التفاعلات السريعة فى مجال النانوتكنولوجى والبيوتكنولوجى والطاقة المتجددة وأبحاث الدواء والبيولوجية الجزيئية والبتر وكيماويات وغير ذلك.

 

نوعية الدراسة بالمعهد

 ومن جانبه أوضح الدكتور خالد الكيلانى، أستاذ مساعد النمذجة الحاسوبية بقسم علوم النانو ووكيل المعهد للدراسات العليا والبحوث، بأن الدراسة بالمعهد تعتمد على نظام الساعات المعتمدة، حيث يطرح المعهد سنويا ثلاث أنواع من البرامج التدريسية لطلاب الدراسات العليا من خريجى كليات العلوم والهندسة والصيدلة وطب الأسنان والطب البشرى، وبيانها كالتالي: دبلوم الدراسات العليا، درجة الماجستير، ودرجة الدكتوراه فى تخصصات علوم النانو Nanoscience، وهندسة النانو Nanoengineering، وطب النانو Nanomedicine. حيث يتم فتح باب القيد بالمعهد لدرجة دبلوم/ماجستير فى شهر أغسطس، ولدرجة الدكتوراه فى شهرى أغسطس ويناير من كل عام طبقا لما ورد باللائحة الأكاديمية للمعهد. وخلال هذا العام الدراسى (فصلين دراسيين - لدرجة الدبلوم/الماجستير) أو (فصل دراسى واحد - لدرجة الدكتوراه).

وأضاف الكيلانى، يقوم الطالب بالتعرف على هذه التكنولوجيا الحديثة، وطرق التحضير المختلفة للمواد النانومترية، وكذلك طرق توصيفها بإستخدام أحدث التقنيات المتاحة والتى توفرها جامعة كفرالشيخ لطلابها. كما يقوم لفيف من أعضاء هيئة التدريس والهيئة المعاونة بالمعهد بشرح وتدريب الطلاب على توظيف المواد المحضرة معمليا فى المجالات المختلفة، الصناعية منها والطبية. وعلى جانب البحث العلمى.

وأكد وكيل المعهد للدراسات العليا والبحوث، أن المعهد يتميز بوجود كوكبة من المجموعات البحثية المتميزة فى مجال إستخدام المواد النانومترية فى تطبيقات الطاقة ومعالجة المياه والصحة وصناعة الإلكترونيات المرنة وإعادة تدوير المخلفات المختلفة وكيفية الاستفادة منها. كما يتميز المعهد بحصوله على العديد من المشروعات العلمية الممولة محليا من أكاديمية البحث العلمى وهيئة تمويل البحوث والتكنولوجيا والابتكار STDF وعالميا من منظمة اليونسكو. ويشير أيضا وكيل المعهد أنه تم حصول عدد من طلاب المعهد على منح بحثية مدعومة من أكاديمية البحث العلمى " منحة علماء الجيل القادم" التى تساهم فى إجراء بحوث رسالة الماجستير والدكتوراه الخاصة بهم.

معالجة المياه الملوثة بالصبغات الصناعية والمعادن الثقيلة والمبيدات والأدوية

وقالت الدكتورة علا محمد البردى، أستاذ مساعد الكيمياء بقسم علوم النانو، ووكيل المعهد لشئون خدمة المجتمع وتنمية البيئة، أن للمعهد مساهمة قوية فى مشروعات بحثية تخدم مشكلات مجتمعية وبيئية وعلى سبيل المثال مشروعات علاج هشاشة العظام بمواد نانونية اكثر فعالية ويوجد فريق عمل كبير من داخل المعهد وبالتعاون مع كليات الجامعة المختلفة يعمل لإنجاز هذه المشروعات البحثية.وايضا مشروع استغلال قشر الأرز، وبعض المخلفات الزراعية فى إنتاج مواد ذات كفاءة عالية. كما يوجد بالمعهد قيد التنفيذ مشروعات كبيرة بالتعاون مع دول أجنبية مثل مشروع التعاون المصرى الهندى ومشروع التعاون المصرى الألمانى.

وأشارت وكيلة المعهد، أنه يوجد عدد كبير من الأبحاث المنشورة الدولية فى مجال الكيمياء النانونية الخضراء، وتطبيقها فى معالجة المياه الملوثة بالصبغات الصناعية والمعادن الثقيلة والمبيدات والادوية وغيرها من الملوثات والتى يدعمها المعهد بشكل كبير للحد من المخاطر البيئية المختلفة، مؤكدة أن للمعهد دور لنشر الوعى الثقافى لهذه التكنولوجيا الحديثة من خلال عقد دورات تدريبية، حيث قام المعهد هذا العام بعقد ورش تدريبية لطلاب مدرسة المتفوقين بمحافظة كفر الشيخ وغيرها من التدريبات الصيفية لطلاب الكليات الأخرى داخل الجامعة.

 

النانو ساهم فى حدوث طفرة فى علاج الأورام 

وأضاف الدكتور نعمانى عبد الحميد، الأستاذ المساعد بقسم طب النانو بمعهد علوم وتكنولوجيا النانو، يمثل معهد علوم وتكنولوجيا النانو جامعة كفر الشيخ نقله غير مسبوقة فى تصنيع وتتبع بيولوجيا تأثير جزيئات النانو المحملة بعلاجات الأورام وأصولها بالكامل إلى مكان الورم واختراقها خلايا الأورام دون نهائيا المساس بالخلايا السليمة ويمثل هذا التطور طفرة غير عادية فى العلاجات الحديثة فى علم الأورام وما كان هذا يتم إلا بوجود صرح عملاق مبنى على استراتيجية واعدة، حيث تم نشر عشرات من الأبحاث فى هذا الصدد بدوريات علمية تؤكد نجاح التجربة وإمكانية تطبيقها فيما بعد على البشر فيما يعرف بتجارب السريرية.

وأشار الدكتور نعمانى، إلى أنه تم الحصول على مشروع ممول من هيئة تمويل العلوم والتكنولوجيا والابتكار بعنوان استخدام السليمارين المعزول من البيئة المصرية لعلاج متلازمة الضائقة التنفسية فى النماذج الحيوانية التى يسببها الأوليك وكذلك يعالج كوفيد-19 فى المختبر، وقد أوضحت بحوث نتائج رائعة فى هذا المجال.

 

استخدام النانو فى تطبيقات طبية متنوعة لعلاج أنواع مختلفة من السرطان والتئام الجروح وعلاج الزهايمر

وقالت الدكنورة، سارة عبد الحميد عبد الجابر، الأستاذ المساعد بقسم طب النانو، والمتخصصه فى مجال الادوية والسموم للمواد النانومتريه، حيث تعمل على تصنيع المواد النانومترية بطرق خضراء لتستخدم فى توصيل الدواء، وتهتم بقياس السمية المحتملة من هذه المواد النانومترية فضلا عن تقييم كفاءتها فى تطبيقات طبية متنوعة مثل علاج أنواع مختلفة من السرطان والتئام الجروح والحروق وعلاج الزهايمر، وحماية الكبد من التليف وعلاج أمراض اللثة وغيرها من التطبيقات كمضادات الفطريات ومضادات للبكتيريا شديدة المقاومة ذلك بالتعاون مع العديد من المتخصصين.

 

الحصول على جائزة من اليونسكو ومشروع ممول لعلاج فطريات الأظافر

وأضافت الدكتورة سارة عبد الحميد، أنها حصلت على جائزة الكيمياء الخضراء لعلوم الحياة المقدمة من اليونيسكو، وحاصلة على مشروع ممول من أكاديمية البحث العلمى لعلاج فطريات الأظافر بتقنية العلاج الضوئى الديناميكى مصحوبا بالمواد النانومترية المعدلة لتزيد من اختراق الاظافر، ومشروع بالتعاون من ألمانيا ممول من هيئة تمويل العلوم والتكنولوجيا والابتكار لعلاج الخلايا الجذعية السرطانية عن طريق إحداث استهداف الميتكونريا.

 

النانو ساهم فى زيادة انتاج الطاقة

وأضاف الدكتور مصطفى عبدالبر، الحاصل على درجة الدكتوراه من اليابان فى علوم وهندسة المواد، أن الأبحاث العلمية فى مجال النانو، قد ساهمت فى حدوث طفرات فى مجال إنتاج الطاقة الذى بدوره قد يساهم فى تقليص الاعتماد على المصادر التقليدية المتمثلة فى الوقود الأحفورى، وتشكل هذه الابحاث حجر الأساس لتطوير بدائل جديدة وأكثر أمانا للحد من الخطر المتنامى للتغير المناخى، ومن أمثلة هذه التكنولوجيات الخلايا الشمسية والخلايا الكهروحرارية والمولدات النانوية للكهرباء الاحتكاكية والتى بدورها تحول الطاقة الشمسية والحرارية والميكانيكية إلى كهرباء، مؤكداً أن مواد النانو تشكل المكون الاساسى لها وتلعب بحوث النانو دورا رئيسا فى تطويرها وزيادة كفاءتها.

 

محتويات المعامل من أجهزة نادرة

قال الدكتور محمد الداودى، أخصائى وحدة الميكروسكوب الالكترونى، أن معمل تصنيع المواد النانو مترية، يحتوى على الأجهزة والأدوات المختلفة الضرورية لتحضير الجسيمات النانومترية ذات الأحجام والأشكال المختلفة، ومعمل التصوير الميكروسكوبى، يحتوى على ميكروسكوب إلكترونى نافذ يستخدم هذا الجهاز لتوصيف التركيب الدقيق للمواد بدرجة توضيح عالية وإعطاء معلومات عن حجم وشكل وتركيب المادة على المستوى الذرى وترتيب الذرات، ويتميز بإعطاء صورة من بعدين نتيجة لنفاذ الشعاع الإلكترونى إلى داخل المقاطع الرقيقة من الأنسجة أو الخلايا والمواد النانومترية، وأهمية تمكن فى تطوير العلوم الخلوية ومعرفة التراكيب الدقيقة، ودراسة وتحليل المركبات الكيميائية خاصة علوم النانو، ودراسة القطاعات الجيولوجية والخواص المختلفة للجسيمات متناهية الصغر تعتمد على حجمها وشكلها مما يعطى الفرصة لتحضير جسيمات ذات تطبيقات متعددة فى الطب والصيدلة والإلكترونيات والطاقة الشمسية وغير ذلك من التطبيقات التى يصعب حصرها.