تحويل النفط إلى بلاستيك وأدوية
ابتكر فريق علمي من جامعة ولاية كولورادو الأميركية طريقة ثورية لتحويل الوقود الأحفوري إلى مواد كيميائية صناعية وأدوية باستخدام الضوء المرئي فقط، دون الحاجة إلى حرارة أو ضغط عالٍ.
وتمثل هذه التقنية خطوة متقدمة نحو تحقيق صناعة كيميائية أكثر استدامة ونظافة، إذ تعمل في درجة حرارة الغرفة، وتقلل بشكل كبير من استهلاك الطاقة والانبعاثات المرتبطة بالإنتاج الكيميائي التقليدي.
وتحدث هذه الطريقة، التي تعتمد على التحفيز الضوئي بدلا من الحرارة، تحولا جذريا في الصناعات التي تستخدم الأرينات - وهي مركبات كيميائية توجد في الوقود الأحفوري - مثل صناعات البلاستيك والأدوية والمواد المتخصصة.
وصمم الفريق بقيادة غاريت مياكي وروبرت باتون أستاذة الكيمياء في الجامعة، نظاما تحفيزيا يحاكي آلية التمثيل الضوئي في النباتات.
جرب ميزات الذكاء الاصطناعي لدينا
اكتشف ما يمكن أن يفعله Daily8 AI من أجلك:
التعليقات
لا يوجد تعليقات بعد...
أخبار ذات صلة
الجزيرة
منذ يوم واحد
- الجزيرة
الأزرق الفرعوني.. علماء يفكون شفرة أقدم لون صناعي في التاريخ
عادة ما تُسلط الأضواء عند الحديث عن براعة المصري القديم على إتقانه لفن التحنيط، الذي حافظ على الأجساد آلاف السنين، لكن هناك إنجازا آخر لا يقل أهمية، وهو "الأزرق المصري"، أقدم مخضب صناعي عرفه الإنسان. وفي دراسة حديثة نُشرت بدورية" إن بي جيه هيرتيج ساينس"، نجح فريق من جامعة ولاية واشنطن، بالتعاون مع متحف كارنيغي للتاريخ الطبيعي ومؤسسة سميثسونيان، في إعادة تصنيع هذا المخضب لأول مرة باستخدام أدوات وتقنيات علمية حديثة. يقول الدكتور خالد صلاح، أستاذ الكيمياء غير العضوية بمعهد بحوث تكنولوجيا المواد المتقدمة بالمركز القومي للبحوث لـ"الجزيرة نت": "حظي الأزرق المصري بتقدير كبير في مصر القديمة، لكن أسرار تصنيعه ضاعت مع مرور الزمن، فالأدلة الأثرية المتوفرة لم تقدم وصفات دقيقة، وبعضها كان يحمل أسماء لم نتمكن من تفسيرها، هذا ما يجعل إنجاز الفريق الأميركي بالغ الأهمية". معدن الكوبروريفايت.. قلب السر يكمن السر في معدن نادر يُعرف باسم "الكوبروريفايت"، وهو المسؤول عن اللون الأزرق المائل للفيروزي في المخضب، ويتكون هذا المعدن عند تفاعل مزيج من السيليكا وأكاسيد النحاس وكربونات الكالسيوم عند درجات حرارة تصل إلى ألف درجة مئوية، وهي ظروف تتطلب دقة شديدة كي تتشكل البلورات اللازمة للون. ويضيف الدكتور صلاح "هذا المعدن لا يتكون إلا في ظروف دقيقة للغاية، وهو ما يفسر صعوبة إعادة إنتاجه عبر العصور، ومع ذلك، نجح الباحثون أخيرا في تحقيق ذلك، مما أعاد إحياء وصفة كانت قد ضاعت أسرارها". وأنتج الفريق 12 وصفة مختلفة من المخضب باستخدام تركيبات دقيقة من ثاني أكسيد السيليكون (رمل نقي)، كربونات الصوديوم (النطرون)، كربونات الكالسيوم، وأكاسيد النحاس. وتم تسخين العينات في أفران عند درجات حرارة بين 950 و1050 درجة مئوية، لفترات تتراوح من ساعة إلى 11 ساعة، مع تبريد فوري أو تدريجي لدراسة تأثير كل متغير. وبعد التبريد، أُخضعت العينات لتحليلات دقيقة باستخدام تقنيات مثل حيود الأشعة السينية والمجهر الإلكتروني، ووجد الفريق أن بلورات الكوبروريفايت لم تكن موزعة بشكل منتظم في كل العينة، بل أحيانا تكفي نسبة 50% فقط من هذا المعدن لإنتاج اللون الأزرق القوي. درجات متفاوتة من الأزرق لاحظ الباحثون أن اللون الناتج يمكن أن يتفاوت بين الأزرق العميق والأخضر الرمادي، حسب ظروف التصنيع. ويقول الدكتور جون ماكلوي، المؤلف الرئيسي للدراسة ومدير كلية الهندسة الميكانيكية وعلوم المواد بجامعة واشنطن في بيان أصدرته الجامعة: "حتى تغييرات طفيفة في التوقيت أو التبريد أو نسب المواد تعطي نتائج مختلفة تماما، فالصانع المصري القديم كان يتقبل هذا التباين ما دام هذا اللون مميزا بصريا". ويوضح في تصريحات للجزيرة نت "اكتشفنا أن اللون الناتج يتأثر بعوامل عديدة، منها نسب المكونات وسرعة التبريد، فالتبريد البطيء مثلًا أعطى لونا أزرق نقيا، بينما أنتج التبريد السريع درجات خضراء رمادية، حتى استخدام مصادر نحاسية مختلفة، مثل المالاكيت، أثر بشكل واضح في النتيجة". وأشار أيضا إلى أن زيادة كمية الصوديوم في التركيبة قد تؤدي إلى إنتاج لون أخضر، إلا أنه يمكن أن يتحول لصالح الكوبروريفايت إذا تم تبريده ببطء. كما وجد الفريق أن فصل مواقع الإنتاج عن الاستخدام، كما كان شائعا في مصر القديمة، أدى إلى تباين في جودة الصبغة عند نقلها، لكنها ظلت فعاله. ولم يقتصر عمل الفريق البحثي على العينات المعملية فقط، بل امتد إلى مقارنة دقيقة مع عينات أثرية حقيقية مأخوذة من تمثالين مصريين قديمين محفوظين في متحف كارنيغي للتاريخ الطبيعي، حيث تعود إحدى القطع إلى عهد الملك إخناتون (القرن الرابع عشر قبل الميلاد)، بينما تنتمي الأخرى إلى العصر البطلمي. واستعان الباحثون بتقنيات تحليل متطورة، مثل التحليل الطيفي بالأشعة تحت الحمراء، والمجهر الإلكتروني، وأشعة إكس ثلاثية الأبعاد، لدراسة طبقات اللون على سطح هذه التماثيل، ومقارنتها بالعينات المُصنعة في المختبر. وأظهرت النتائج تشابها ملحوظا في توزيع بلورات معدن الكوبروريفايت، بل وتطابقا في الطريقة التي يتفاعل بها الضوء مع جزيئات المخضب، مما وفر دليلا ماديا قويا على صحة النماذج التجريبية التي أعاد الفريق إنتاجها. ويقول ماكلوي "أدواتنا التحليلية دقيقة للغاية، ونتائجنا موثوقة علميا، لكنْ هناك فروق يجب التنبه لها عند مقارنة الأثر القديم بالعينة الحديثة، لأن الفنان المصري القديم كان يضع المخضب الأزرق غالبا في طبقات رقيقة فوق أسطح غير بيضاء، وهو ما يؤثر على إدراكنا للون النهائي". بين العلم والتاريخ وبدأت هذه الدراسة كتجربة بسيطة لإنتاج عينات تُعرض في المتحف، لكنها تحولت سريعا إلى مشروع علمي متعدد التخصصات، شارك فيه علماء من مجالات المعادن والكيمياء والأنثروبولوجيا، إلى جانب خبير في علم المصريات. ويوضح الدكتور صلاح: "هذا التكامل هو ما نفتقر إليه في عالمنا العربي، إذ غالبا ما يعمل كل تخصص في عزلة، لكن هذا النوع من التعاون هو المفتاح لكشف أسرار مثل تلك المدفونة في البرديات المصرية القديمة". ويضيف أن " أحد الأسباب التي شجعت على هذا التكامل، هو أن المنتج النهائي للمشروع سيكون اختراقا مهما، فالباحثون كانوا يدرسون مخضبا لا ينتمي فقط للماضي، بل له خصائص ضوئية ومغناطيسية وبيولوجية تفتح أبوابا لتطبيقات حديثة". ويشير ماكلوي إلى هذه القيمة الحديثة، قائلا "الناس منبهرون بإمكانية إعادة اكتشاف أسرار الهندسة القديمة، لكن القيمة الحقيقية تكمن في الخصائص البصرية لمعدن الكوبروريفايت، فهو يصدر ضوءا في نطاق الأشعة تحت الحمراء، وهي ميزة يمكن توظيفها في مجالات مثل كشف البصمات، الأحبار الأمنية، وحتى في تصنيع مواد مقاومة للتزوير، بل إن هناك أبحاثا طبية تقترح استخدامه كمؤشر جزيئي في الأدوية والتصوير الحيوي". ويضيف أنه "يمكن تطوير هذا المخضب القديم ليكون أكثر فاعلية في التطبيقات الحديثة. وقد رأينا بالفعل كيف أن تقليص حجم جزيئاته إلى مقياس النانو يعزز من خصائصه، كما أن كونه من السيليكات يجعله مستقرا جدا، وهو أمر مشجع لأي تطبيق صناعي أو طبي مستقبلي". ويختم صلاح بأحد أبسط التطبيقات التي لم يشر لها ماكلوي، وهي أن هذا المخضب القديم يمكن أن يدخل في إنتاج منسوجات فاخرة، ويقول "يكفي لتسويق تلك المنسوجات القول إنها تحمل لونا من مصر القديمة، يعيش مئات السنين دون أن يتغير". وتعرض العينات التي أعاد الفريق تصنيعها حاليا في متحف كارنيغي للتاريخ الطبيعي بمدينة بيتسبرغ الأميركية، ضمن قاعة جديدة مخصصة للحضارة المصرية، ويقف الأزرق المصري هناك كدليل على أن العلم قادر على إعادة اكتشاف أسرار اندثرت من زمن بعيد.
جريدة الوطن
منذ 3 أيام
- جريدة الوطن
تحويل النفط إلى بلاستيك وأدوية
ابتكر فريق علمي من جامعة ولاية كولورادو الأميركية طريقة ثورية لتحويل الوقود الأحفوري إلى مواد كيميائية صناعية وأدوية باستخدام الضوء المرئي فقط، دون الحاجة إلى حرارة أو ضغط عالٍ. وتمثل هذه التقنية خطوة متقدمة نحو تحقيق صناعة كيميائية أكثر استدامة ونظافة، إذ تعمل في درجة حرارة الغرفة، وتقلل بشكل كبير من استهلاك الطاقة والانبعاثات المرتبطة بالإنتاج الكيميائي التقليدي. وتحدث هذه الطريقة، التي تعتمد على التحفيز الضوئي بدلا من الحرارة، تحولا جذريا في الصناعات التي تستخدم الأرينات - وهي مركبات كيميائية توجد في الوقود الأحفوري - مثل صناعات البلاستيك والأدوية والمواد المتخصصة. وصمم الفريق بقيادة غاريت مياكي وروبرت باتون أستاذة الكيمياء في الجامعة، نظاما تحفيزيا يحاكي آلية التمثيل الضوئي في النباتات.
العرب القطرية
منذ 3 أيام
- العرب القطرية
طلاب بالمسارين «العلمي» و «الأدبي» لـ العـــــرب : لا شكاوى من «الكيمياء» و«العلوم»
يوسف بوزية أكد طلاب الصف الثاني عشر، سهولة اختباري الكيمياء والعلوم في رابع اختبارات الفصل الثاني من نهاية العام الأكاديمي 2024/2025م، وقالوا في تصريحات لـ «العرب»: إن الامتحانين خلَوا من الشكاوى وأن الأسئلة جاءت من المقرر الدراسي للمادتين. وأوضح عدد من طلبة مسار الآداب والإنسانيات أن اختبار العلوم لم يخرج من دائرة توقعاتهم كطلاب، على الرغم من وجود بعض الصعوبات، لاسيما ضمن الأسئلة المقالية، لافتين إلى أنهم وفقوا في الإجابة النموذجية بفضل الاستعداد الجيد والمذاكرة اضافة الى دور المراجعات والتدريبات والاختبارات التجريبية التي قامت بها المدرسة. من جانبهم أكد عدد من طلبة مسار العلمي أن اختبار الكيمياء كان في مستوى الطالب المجتهد، حيث تمكنوا من الإجابة على جميع الأسئلة بشقيها من دون صعوبة كبيرة وقبل استهلاك الوقت المخصص للاختبار، حيث تبقى لديهم وقت طويل للمراجعة رغم تعدد الأسئلة. عمر محمود: جزئيات الاختبار في مستوى الطالب المتوسط قال الطالب عمر محمود من الصف الثاني عشر – المسار العلمي – إن اختبار الكيمياء تضمّن 18 سؤالاً موزعين ما بين الشق الاختياري» 15 سؤالا» والشق المقالي «3 أسئلة» إضافة الى النقاط الفرعية ضمن الأسئلة المقالية التي كان أغلبها في متناول الطالب المتوسط أو المجتهد. وأضاف: تمكنت من الإجابة على جميع الأسئلة بشقيها من دون صعوبة كبيرة وقبل استهلاك الوقت المخصص للاختبار، حيث تبقي لدي وقت طويل للمراجعة رغم تعدد الأسئلة وخرجت مع العديد من الزملاء قبل الوقت المحدد. عبدالله محمد عثمان: التزام بالمقرر الدراسي و«التجريبية» مفيدة قال الطالب عبدالله محمد عثمان – المسار العلمي - إن أسئلة اختبار مادة الكيمياء كان سهلا ومباشرا ولم يخرج عن المقرّر الدراسي، لافتاً إلى أنه استفاد من الاختبارات التجريبية التي تجريها المدرسة استعداداً للامتحان من خلال التعرف على أنماط الأسئلة وهو ما يخدم الطلبة في تحديد جوانب القوة والضعف لديهم، كما يعزز لديهم الاستعداد لإجراء الاختبارات الفعلية سواء من حيث الجانب النفسي أو الجانب الأكاديمي. وأعرب عن أمله في تكون باقي الاختبارات بمثل سهولة اختبار أمس وأن تساهم في تحصيل درجات مرتفعة في المعدل النهائي لجميع طلاب الصف الثاني عشر. عمار محمد المنزلجي: المقالية والاختيارية في المتناول قال الطالب عمار محمد عماد المنزلجي من الصف الثاني عشر – المسار العلمي –إنه تمكن من الإجابة على جميع أسئلة اختبار مادة الكيمياء سواء الاختيارية أو المقالية خلال ساعة ونصف الساعة فقط، وأشار إلى أن الأسئلة لم تخرج عن المقرر الذي درسه خلال الفترة الماضية، لافتاً إلى استعداده بشكل جيد للاختبار واستفادته بشكل مباشر من الاختبارات التجريبية التي خاضها مع زملائه خلال الفترة الماضية. وأضاف: استفدنا من هذه الاختبارات في التعود على أجواء الامتحانات وإزالة الرهبة من نفوسنا. لا تعقيد ولا غموض في العلوم .. تميم جاسم المير: أتمنى مراعاة قدرات الطلاب في باقي الاختبارات أكد تميم جاسم المير الطالب بالمسار الأدبي أن اختبار العلوم كان سهلاً في مجمله وابدى ارتياحه من وضوح الأسئلة وخلوها من التعقيد أو الغموض، معرباً عن أمله في أن يكون اختبار المهارات التالي في مستوى متقارب يراعي قدرات الطلاب ويساعدهم على تحقيق النجاح والتفوق، كما أعرب عن شكره لإدارة المدرسة على ما تبذله من جهد في توفير ما يلزم لرفع مستوى الطلبة وتحفيزهم من خلال العديد من الخطوات بما فيها المراجعات اليومية للمواد المدرسية والاختبارات التجريبية التي ساهمت إلى حد كبير تهيئة الطلبة.
