TEKNOLOJIA-NANO NI NDOGO LAKINI YENYE NGUVU

NA ALOYCE NDELEIO

Sayansi ya teknolojia-nano ni tegemeo kubwa  katika sekta nyingi zikiwemo za  uzalishaji wa vyakula, nishati na Teknolojia ya Habari na Mawasiliano (TEHAMA). Lakini hoja ni nchi masikini zitamudu kudai sehemu ya faida? Je teknolojia hiyo ni salama?   

Chukua unywele mmoja  kutoka kichwani, fikiria kipenyo chake ambacho ni sehemu ya maelfu  kadhaa ya sentimeta na japo mara nyingi huonekana haiwezekani basi fikra za aina hiyo ujue zinakupeleka kwenye vipimo halisi vya skeli za nano-meta, zinazotoa msingi wa teknolojia mpya ya teknolojia-nano.

Waliobahatika kusoma Fizikia wanao upeo wa vipimo vya aina hiyo kwa kutumia kifaa cha “Micrometer Screw Gauge” kinachopima vipenyo vya vitu kama nyuzi au unywele.

Wengine wanatumia teknolojia-nano bila kujua na mfano hai ni dawa ya kusafisha maji ya Water Guard ambapo vifuniko viwili  au vidonge viwili vyenye ujazo ulio chini ya mililita kumi husafisha maji yenye ujazo wa lita zaidi ya 18.

Teknolojia-nano kwa tafsiri rahisi ni sayansi ya vitu vidogo mno, lakini mtazamo wake ni mpana. Inaonekana kama mapinduzi ya kiteknolojia kama ilivyo kwa intaneti, na wigo wake hupanuka zaidi.

Wanaoiunga mkono wanaona mkondo huu mpya wa sayansi unasaidia  kukabiliana na  baadhi ya matatizo makubwa na  nyeti katika maendeleo.

Faida zake muhimu ni pamoja na kusafisha  maji, mfumo wa nishati, tiba, uzalishaji wa vyakula na Teknolojia ya Habari na Mawasiliano (TEHAMA).

Teknolojia-nano inafanya kazi kwa kudhibiti atomi moja kwa moja na molekuli  kuzalisha vitu au vifaa, ni mfumo ambao ni mdogo, mwepesi, wa haraka na ulio na ufanisi mzuri.

Yamekuwepo mazungumzo kuhusu umuhimu wa teknolojia-nano katika uzalishaji kwa gharama zilizo nafuu katika machimbo ya madini  na kuzalisha  teknolojia  nyingine  zinazoiunga mkono.

Uhifadhi  na ukusanyaji  wa nishati ya jua umeanza kupitia teknolojia- nano  na utapunguza  kiwango cha kaboni inayotoka viwandani.

Msingi au tabia kuu ya teknolojia-nano ni jinsi malighafi hubadilika zinapofanya kazi ndani ya wingi na mtazamo wa kidarubini ambapo vifaa vinavyotumiwa huweza kuzalisha joto au mwanga.

Hali hii inawezesha kuibuka kwa njia zote za matumizi na kuibua baadhi ya maswali muhimu licha ya wasiwasi kuhusu madhara  ambayo teknolojia-nano inaweza kuambatana nayo.

Baadhi ya hoja zinasema ni mapema mno kuchukua mkondo huo kwani bado haujazoeleka. Wengine wanaangalia pengo kati ya nchi tajiri na maskini na kama nchi maskini zitaingia kwenye mapinduzi ya teknolojia-nano.

NDOGO LAKINI NZURI

Nchi zilizoendelea duniani kama Australia, Ulaya, Japan na Marekani zinawekeza katika teknolojia hii mpya, lakini kwa mtazamo mwingine teknolojia-nano ni tegemeo maridhawa kwa nchi maskini.

Ripoti ya Mradi wa Milenia wa Umoja wa Mataifa wa Sayansi, Teknolojia na Ubunifu; Ubunifu: Matumizi katika Maendeleo; inahitimisha, “Teknolojia-nano  inaweza kuwa mahsusi na muhimu  kwa nchi zinazoendelea  kwani inahusisha nguvu kazi kidogo, ardhi na hata ukarabati mdogo; ina uzalishaji mkubwa gharama kidogo na inahitaji wastani mdogo wa malighafi na nishati.”

Brazil, China, Korea Kusini, India na Afrika Kusini ni miongoni mwa nchi zinazoendelea au zilizo kwenye uchumi mpito ambazo zimeshajiwekea programu za kitaifa za utafiti wa teknolojia-nano na Shirika  la Utafiti la Kilimo la Brazil lilizindua Mpango wa Taifa wa Kimaabara wa teknolojia-nano kwa ajili ya Kilimo cha Biashara.

Miradi ya utafiti inajumuisha  uzalishaji wa nyuzi-nano kutoka kwenye nazi na katani zitakazotumika  kuimarisha nyuzi za kawaida sanjari na  teknolojia-nano kuanzisha miundombinu itakayowezesha kuzalisha viuatilifu.
Miongoni mwa nchi zinazoendelea Afrika Kusini inaongoza katika sekta hii ikiwa na dazeni moja ya Vyuo Vikuu, Mabaraza manne ya Sayansi na Kampuni kadhaa zilizo hai katika tafiti na maendeleo.

Aprili 2006, Afrika Kusini ilizindua Mkakati wa Taifa wa Teknolojia-nano ukiwa ni uwekezaji wa Rand (fedha za Afrika Kusini) milioni 170 sawa na Euro milioni 18.6 kwa kipindi cha miaka mitatu ijayo.

Bidhaa za kwanza kuzalishwa zinatarajiwa kutokana na miradi ya kusafisha maji, uwekezaji wa vifaa vinavyotumia nishati ya jua, mikakati ya kuongeza rutuba kwenye udongo na malighafi nyingine zinazotokana na  viumbe hai kwa ajili ya kuzalisha dawa za tiba.

Timu ya watafiti kutoka Chuo Kikuu cha Zululand tayari imeonesha  matokeo yenye matumaini  kwenye uchunguzi wa matumizi ya malighafi-nano katika kusafisha maji na uhifadhi wa nishati.

Aidha kiwanda cha kutengeneza karatasi cha Sappi kinafanya majaribio ya vingamuzi-nano kwenye miti ili kubaini wadudu waharibifu na fangasi. Kadhalika wanafizikia kutoka Chuo Kikuu cha Cape Town wanaendesha mradi wa matumizi ya chembechembe-nano za silikoni katika uchapaji wa eletroniki.

Lengo la mradi huo ni kuanzisha seli za nishati ya jua ambazo zinaweza kuchapishwa kwenye karatasi, nyepesi za gharama nafuu ambazo ni mbadala wa paneli zinazotumiwa sasa.

VIFAA SAFI KWA UZALISHAJI CHAKULA

Wanasayansi tayari wameanzisha matumizi mengi ya gharama nafuu kwa kutumia mbinu-nano kuongeza rutuba ya udongo na uzalishaji wa mazao zikiwemo vingamuzi-nano vya kufuatilia afya ya mimea na wanyama na chembechembe zenye sumaku kwa ajili ya kuondoa vitu  vinavyoweza kuchafua udongo.

Mirija-nano itapunguza gharama za ujenzi wa majumba ya kuotesha mimea kama mboga (green house), kupunguza shinikizo kwenye ardhi na vyanzo vya maji.

Katika nyanja ya uzalishaji wa chakula, zimeanzishwa mbinu za  kuboresha ufuatiliaji wa bidhaa za kilimo, hitaji linalokua kwenye soko la kuuza nje.

Nchini Marekani watafiti wa Chuo Kikuu cha Berkeley wanashughulikia njia za kutambua bakteria au virusi  kwa kutumia  mfumo wa kielektoniki wa teknolojia-nano.

Njia hiyo itabaini dalili za awali za magonjwa ya mazao kufuatana na mabadiliko ya kukua na kupumua.

Wataalamu wa teknolojia-nano katika Chuo Kikuu cha Michigan  wameshaanza tathmini ya viumbe  kwa kutumia vingamuzi-nano ambavyo hupandikizwa kwenye mifugo ili kubaini chembechembe za kirusi mapema kabla dalili za ugonjwa kuthibitika.

Katika nyanja hiyo ya uzalishaji wa chakula mbinu zimeanzishwa  kuboresha namna ya kutambua vyanzo vya mazao ya kilimo kulingana na mahitaji ya soko la nje la bidhaa za kilimo.

Nchini Marekani  wanasayansi wamekuwa wanafanyia kazi -Kutambua Uhifadhi kwa Skeli-nano, mbinu ambazo zinalenga  kupata muendelezo wa kufuatilia uzalishaji kupitia mfumo wa uzalishaji, kutambua dalili za virusi vya magonjwa, wadudu na hata kuwepo kwa mazao ambayo viini tete vimeboreshwa.

Kutokana na masharti au mahitaji ya kiafya ambayo yamekuwa ni mzigo kwa  wazalishaji wa nchi zinazoendelea, kuingia kwa teknolojia-nano kutakuwa ni baraka kubwa.

Moja ya matumizi ya teknolojia-nano ni kusafisha maji. Mifumo kadhaa ya kuchuja maji imeanzishwa ili kuondoa chumvichumvi ndani ya maji au kuondoa taka au uchafu kwenye maji ya umwagiliaji na  yanayotumiwa majumbani.

Michujio kadhaa yenye matundu ya kipimio cha mita-nano inaondoa kwa asilimia 100 bakteria au virusi na hata chembechembe zinazosababisha maambukizi kadhaa ya magonjwa.

UZAO MPYA ZANA ZA TEHAMA

Teknolojia-nano inatarajiwa kuleta manufaa,  kwenye TEHAMA kwa kuongeza kasi na ubora wa kuunganisha na kuzifanya kompyuta kuonesha vifaa na kuunganishwa ambako maskini watamudu.

Wataalamu wanatabiri kuwa teknolojia-nano itafungua njia kwa wimbi jingine la maendeleo ya TEHAMA yanayojumuisha mfumo wa kompyuta ambao umewekwa katika mazingira yatakayokuwa ya kudumu, unaoingiliana na unaounganika.

Vifaa vinavyoendana na vifaa vya kompyuta vitakuwa na matumizi mengi  katika mawasiliano, vikitumika kama simu, viunganisho vya intaneti, vifaa vya burudani na video na vingamuzi vya mtandao na takwimu.
Vifaa hivyo vitahitaji vyanzo vya nguvu na utafiti upo njiani  kuanzisha seli ambazo zinatumia mionzi ya jua itakayotumika  kwenye  vifaa vya mawasiliano kama simu selula na kwa ajili ya kuongeza nishati kwenye betri kwa kutumia mwanga wa jua au mwanga wa vyanzo vingine.

Katika nyanja ya huduma ya afya teknolojia-nano inatoa vipande vya plastiki vyenye ukubwa wa sarafu ambavyo vinaweza kutumika kubaini aina mbalimbali za magonjwa kwenye tone la damu mahususi kwa ajili ya kliniki ndogo au zahanati.

Teknolojia-nano inaonekana kupenyeza kwenye mfumo wa utoaji wa dawa ambao ni mzuri na unafaa kwa mazingira ya nchi zinazoendelea ukizikwamua kutoka kwenye mfumo wa taratibu wa utoaji wa dawa.

Inakuwa ni suluhisho kwa maeneo ambayo wahudumu wa afya ni wachache na hata vifaa vya kuhifadhi dawa ni duni au havipo. Kwa hali hiyo changamoto iliyopo ni kuifanya teknolojia-nano ipatikane.

Malighafi zenye muundo-nano tayari zinatumika kuunda uzao mpya wa seli za nguvu ya jua, seli za mafuta ya haidrogeni na mfumo mpya wa kuhifadhi haidrogeni ikiwa ni tumaini jipya kwa nishati safi.
Aidha vifaa vya nishati ya jua bado ni gharama kubwa kwa watumiaji wa nchi zinazoendelea. Hata hivyo teknolojia-nano inawezesha uzalishaji malighafi zisizo na gharama  kwa ajili ya vifaa vya nishati ya jua ambavyo vinaweza kuwekwa kwenye paa la nyumba.

MATUMIZI KUMI KWA NCHI ZA KUSINI

Kwa mujibu wa utafiti uliofanywa na Kituo cha Maadili ya viumbe cha Chuo Kikuu cha Toronto, Canada umebaini matumizi kumi ya teknolojia-nano ambayo yanaweza kuwa ya manufaa kwa nchi zinazoendelea.

Matumizi hayo ni pamoja  na uhifadhi wa nishati, uzalishaji na kuibadilisha nishati hiyo, uwezeshwaji na ufanisi, uzalishaji wa kilimo, kusafisha maji, ungamuzi na kubaini magonjwa.

Mengine ni mfumo wa kutoa dawa, usindikaji na uhifadhi wa vyakula, kubaini uchafuzi wa hewa na marekebisho yake, ujenzi, ufuatiliaji wa afya, kudhibiti na kutambua magonjwa na vyanzo vyake.

TUMAINI NA HATARI

Si kila mmoja anakubaliana na nadharia ya teknolojia-nano kuwa ni enzi mpya ya kipekee. Miongoni mwa wapinzani ni asasi zisizo za Serikali (Azise) ya Kundi la Mmomonyoko, Teknolojia na Uimarishaji (ETC), ambalo linaonya juu ya hatari ya kiafya na mazingira, pia athari kwa wakulima wadogo maskini wa nchi za Kusini.

Azise hiyo inasema kuwa wakulima wadogo wanaweza kujikuta hawaambulii kitu kwenye mazao ya biashara kama mpira na pamba kwa kuwepo malighafi mbadala yanayotokana na teknolojia-nano.

Inasema kuwa  nchi za Kusini zina nguvu kazi kubwa, hivyo kuingiza  teknolojia-nano ambazo zinapunguza fursa za ajira, kunamaanisha kupungua kwa ajira na kuanza kutoa mafunzo upya.

Makundi kama hayo yanashinikiza ifanyike tathmini juu ya athari za afya na mazingira kabla matumizi ya teknolojia-nano hayajaenea.

Ipo hofu pia kwamba chembechembe-nano zinaweza kujikusanya katika mfumo wa mzunguko wa chakula. Ukinzani mwingine unadai kwamba teknolojia mpya inachupa haraka mno hivyo kwamba miundo ya usimamizi inashindwa kutafuta nafasi yake.

Hofu hiyo inatokana na sababu kuwa mwanya wa maendeleo hauwianishwi na majukumu ya uchunguzi, ikiwemo hatari kuwa hili litasababisha jamii kurudishwa nyuma kama ilivyotokea kwenye suala la bioteknolojia.

Hata hivyo ripoti ya Kamisheni ya Ulaya  inatahadharisha kuwa jamii na wawekezaji  kujiaminisha kwenye teknolojia-nano ni muhimu kwa maendeleo ya muda mrefu na matumizi yenye manufaa.

MISAMIATI-NANO

Katika mlolongo mzima wa teknolojia nano ipo misamiati kadhaa ambayo ni pamoja ni “Nano-meta” sehemu moja bilioni moja ya mita. “Miundo-nano” ni muundo mdogo  kuliko nanometa 1,000 kipimo ambacho ni wastani wa kipenyo cha seli moja ya viumbe hai.
Mengine “Teknolojia-nano” ni nyanja ya utafiti na maendeleo yanayohusisha ujenzi wa miundo kwa skeli za chembechembe.

“Mirija-nano” ni mirija ambayo muundo wake wa jumla wa molekuli umeundwa na atomi za kaboni.

Mirija hii ni imara kuliko chuma kwa kiwango cha mara 100 na inaweza kustahimili joto hadi nyuzi joto za sentigredi 3,600 na zina upana wa nano-mita kadhaa.