تقنية النانو في التاريخ: السيف الدمشقي

تقنية النانو هي عبارة بدأ استخدامها بشكل رسمي عام 1974 من أحد الباحثين اليابانيين ولكن كانت هذه التقنية تُستخدم في التاريخ دون علم مستخدميها أنهم يقومون بتوظيفها في اختراعاتهم ومبتكراتهم.

إن أحد و أول استخدامات تقنية النانو يعود إلى صناعة السيف الدمشقي الذي بدأت صناعته في القرن الثامن واندثرت طريقة صناعته في القرن السابع عشر.

اكتسب هذا السيف مكانة كبيرة عند الأوربيين حيث امتاز السيف بكونه قويا و مرنا في آن واحد. كما أنه عُرف بحدته و قدرته على الاحتفاظ على هذه الحدة حتى بعد قطعه لسيوف أخرى.

صناعة سيفا صلبا و مرنا في آن واحد أمرا ليس سهلا حيث أن السيوف تُصنع من الفولاذ المتكون من نسب مختلفة من الحديد و الكربون. المعروف في الفولاذ أنه كلما زادت نسبة الكربون، زادت صلابة الفولاذ و لكن أصبح هشا أكثر. إن نسبة 1-2% من الكربون كافية لتجعل السيف هشا و غير صالحا للاستخدام.

لذلك، عند محاولة محاولة الفرنسيون و الروسيون بمحاولة إعادة تصميم السيف الدمشقي في بدايات القرن الثامن العشر، باءت محاولاتهم بالفشل و لم يكتشفوا السر وراء صناعته.

أحد أسباب فشلهم هو محاولتهم إعادة تصميم السيف بالفولاذ الهنداوني الذي كان يستورده الدمشقيين من بلاد الهند لتصميم هذا السيف بالذات و كان هذا السيف يحوي على نسبة 1.5% من الكربون مما يجعله غير نافعا لصناعة السيف.

و لكن، السر يكمن في طريقة التصنيع و ليس في المادة المستخدمة فقط.

لذلك، و في عام 2006، أراد باحثون ألمانيون في جامعة دريسدن اكتشاف هذا السر عن طريق دراسة أحد هذه السيوف التي كانت محفوظة في المتحف التاريخي في سويسرا.

بدأ الباحثون تحريهم بإذابة جزء من هذا السيف في حمض الهيدروكلوريك و دراسته تحت المجهر الإلكتروني.

وجد الباحثون بأن الفولاذ مصمم من أنابيب نانونية كربونية والتي تُعتبر من أكثر المواد قوة و مرونة و وجدوا بأن هذه الأنابيب كانت تحمي مادة أخرى و هي أسلاك السمنتيت (و هو خليط بين الحديد و الكربون) النانوية.

إن أسلاك السمنتيت النانوية هي ما أعطت السيف قوته و لكن هذه المادة تعتبر هشة جدا. لذلك كانت الأنابيب النانوية الكربونية تعطي حماية لهذه المادة.

الخليط بين الأنابيب النانوية الكربونية و أسلاك السمنتيت النانوية هي ما أعطت السيف قوته و مرونته.

و عليه، و من هذا البحث، اكتشف الباحثون الأوربيون أخيرا السر وراء صناعة هذا السيف و قاموا بوضع نظرية عن كيفية صناعة السيف و لكن لم يقوموا بتجربة هذه النظرية في تصميم السيف حيث يُعتبر الفولاذ المصمم في العصور الحالية أفضل من الفولاذ المستخدم لصناعة السيوف الدمشقية.



المصادر:

(1) Yong, E. (2006). Carbon nanotechnology in an 17th century Damascus sword. [online] Not Exactly Rocket Science. Available at: https://notexactlyrocketscience.wordpress.com/2006/11/19/carbon-nanotechnology-in-an-17th-century-damascus-sword/ [Accessed 19 Jun. 2019].

(2) Anitei, S. (2006). Ancient Damascus Swords, Product of Nanotechnology. [online] softpedia. Available at: https://news.softpedia.com/news/Damascus-Swords-Product-of-Nanotechnology-40503.shtml [Accessed 19 Jun. 2019].

(3) Hernandez Martinez, Pedro. (2010). Optical properties of nanoparticles and nanowires: Exciton-plasmon interaction and photo-thermal effects.

(4) M. Reibold, P. Paufler, A. A. Levin, W. Kochmann, N. Pätzke, D. C. Meyer, “Discovery of Nanotubes in Ancient Damascus Steel”, Physics and Engineering of New Materials, Springer Proceedings in Physics, Vol. 127, Springer, 2009.