أول تقنية في العالم لطباعة مجسمات دقيقة بتفاصيل عالية الدقة

خبرني - في خطوة رائدة، نجح علماء من كوريا الجنوبية في تطوير تقنية مبتكرة لطباعة هياكل مجهرية ثلاثية الأبعاد فائقة الدقة، باستخدام مادة MXene النانوية ثنائية الأبعاد، المعروفة بتركيبها الفريد من طبقات المعدن والكربون.
اكتُشفت مادة MXene لأول مرة في الولايات المتحدة عام 2011، واكتسبت شهرة بفضل موصليتها الكهربائية العالية وقدرتها الفائقة على التدريع الكهرومغناطيسي، ما جعلها تُلقب بـ"المادة المثالية". وعلى الرغم من استخدامها الواسع في صناعة البطاريات عالية الكفاءة، فإن تحدياتها التقنية حالت دون استخدامها في الطباعة ثلاثية الأبعاد حتى الآن.
نقلة نوعية في تكنولوجيا الطباعة
يمثل هذا الابتكار إنجازاً علمياً فريداً، إذ يفتح آفاقاً جديدة لاستخدام المواد النانوية في تطبيقات متقدمة، ويُعد خطوة واعدة نحو مستقبل أكثر تطوراً في مجال التصنيع الدقيق.
ولمعالجة هذه التحديات، قدّم فريق أبحاث الطباعة ثلاثية الأبعاد الذكية في معهد KERI "كيري"، بقيادة الدكتور سول سونغ كوون، تقنية فريدة.
وكان استخدام مادة MXene في الطباعة ثلاثية الأبعاد صعباً نظراً لحاجتها إلى إضافات (مواد رابطة)، وكان تحقيق اللزوجة المناسبة للحبر تحدياً، ويؤدي أي تركيز عالٍ من MXene إلى انسداد الفوهة، بينما يؤدي انخفاض التركيز إلى عدم فعالية الطباعة.
وإضافةً إلى ذلك، أضعفت المواد المضافة خصائص MXene الأصلية، مما حدّ من إمكاناته، وللتغلب على هذه التحديات، استخدم باحثو المعهد طريقة Meniscus، حيث تُشكّل القطرة سطحاً منحنيًا تحت ضغط ثابت دون أن تنفجر بفعل الخاصية الشعرية.
باستخدام هذا النهج، تم تطوير حبر نانوي للطباعة ثلاثية الأبعاد من خلال نشر مادة MXene شديدة الامتصاص للماء في الماء دون الحاجة إلى استخدام أي مادة رابطة. هذا الابتكار يُتيح إمكانية طباعة هياكل دقيقة وعالية الدقة حتى عند استخدام حبر منخفض اللزوجة.
يُعد تصغير حجم الهياكل المطبوعة ثلاثية الأبعاد خطوة ثورية في تطبيقات الأجهزة الكهربائية والإلكترونية. ففي مجالات مثل البطاريات وتخزين الطاقة، يساهم هذا التقدم في زيادة مساحة السطح وكثافة التكامل، مما يعزز من كفاءة نقل الأيونات ويُحسن من كثافة الطاقة بشكل كبير.

جرب ميزات الذكاء الاصطناعي لدينا

اكتشف ما يمكن أن يفعله Daily8 AI من أجلك:

التعلم مع الذكاء الاصطناعيالتحقق من الحقائقتحويل النص إلى كلامملخص الذكاء الاصطناعي

أخبار ذات صلة

أخبارنا

١٨-٠٤-٢٠٢٥

• أخبارنا

علماء صينيون يطورون مركبا ذكيا من الإسمنت يحول الحرارة إلى الكهرباء

أخبارنا : طوّر فريق الأستاذ الصيني "تشو يان" مركّبا من الإسمنت والهيدروجيل يحاكي هيكل سيقان النباتات. ولا تتميّز هذه المادة بالقوة، مثل الخرسانة العادية، فحسب، بل يمكنها أيضا توليد الطاقة. ووصل معامل "زيبك" (مقياس قدرة المادة على تحويل الحرارة إلى كهرباء) فيها إلى -40.5 ملليفولت/كلفن، وهو ما يفوق المواد الإسمنتية الأخرى بعشر مرات. كما بلغ مؤشر الجودة (ZT) 6.6×10⁻²، أي أعلى بست مرات من الأرقام القياسية السابقة. وناقش العلماء والمهندسون في مؤتمر "SynBioBeta 2025" كيف يمكن للمواد الجديدة أن تُسهم في تقليل الانبعاثات الناتجة عن إنتاج الخرسانة، بصفتها إحدى أكثر الصناعات تلويثا للبيئة. وقد طرحوا خلال المؤتمر نوعا مبتكرا من الإسمنت قادرا على تحويل الحرارة إلى طاقة كهربائية، مما يُمهد الطريق لإنشاء مباني قادرة على تزويد نفسها بالطاقة. ويمكن لهذه المادة أن تُحدث ثورة في مجال البناء، وتُسهم في جعل المدن أكثر نظافة. أوضح الباحثون أن "الاختلاف في معدل انتشار الأيونات الموجبة والسالبة في المحلول المسامي للإسمنت يمنحه خصائصَ كهروحرارية. ويقيس معامل 'زيبك' عدد الفولتات الناتجة عند تسخين المادة بدرجة واحدة. وإذا كان أحد جانبي الجدار أكثرَ دفئا من الآخر، فإن هذا الإسمنت يولّد تيارا كهربائيا مثل بطارية صغيرة. وبالإضافة إلى ذلك، تتميز هذه المادة بأنها لا تنتج الكهرباء فحسب، بل وتخزن الحرار أيضا دون إهدار لها." يوصل الإسمنت العادي التيار قليلا بفضل الأيونات (جسيمات مشحونة)، لكنها تتحرك ببطء بسبب بنيته الكثيفة. وأضاف العلماء إليه طبقات من الهيدروجيل، وهي مادة ناعمة تشبه الجيلاتين تُصنع من بولي فينيل الكحول (PVA)، حيث تعمل هذه الطبقات كطرق سريعة لأيونات الهيدروكسيد (OH⁻) الحاملة للشحنة. بينما تعلق أيونات الكالسيوم (Ca²⁺) على حدود الإسمنت والهيدروجيل، مما يخلق فرقا في الحركة يعزز التيار الكهربائي، كما لو كان أحد الفريقين في قارب يجدف أسرع من الآخر. ولا ينتج هذا المركب الطاقة فحسب، بل ويخزنها مثل بطارية مدمجة مباشرة في الجدار. وتسمح هذه المادة -حسب العلماء- بتطوير رصيف يُضيء المصابيح، أو جسر يزود أجهزة استشعار تراقب التشققات بالطاقة، دون الحاجة إلى أسلاك أو بطاريات كهربائية. وتستفيد المادة من فرق درجات الحرارة بين الجدار المشمس والقبو البارد مثلا لتوليد تيار كهربائي. المصدر:

سواليف احمد الزعبي

١١-٠٤-٢٠٢٥

• سواليف احمد الزعبي

'دحول الصمان'.. هيئة التراث السعودية تعلن عن اكتشاف عالي الأهمية يعود إلى 8 ملايين سنة (صور + فيديو)

#سواليف أعلنت هيئة التراث #السعودية عن توصل دراستها العلمية المعنية بالسجل الدقيق للمناخ القديم على أرض المملكة، إلى أن أرض المملكة كانت واحة خضراء قبل 8 ملايين سنة. وأفادت هيئة التراث السعودية خلال مؤتمر صحفي يوم الأربعاء بمقر الهيئة في حي المربع بالرياض، بأن الدراسة العلمية استندت إلى تحليل 22 متكونا كهفيا تُعرف محليا بـ' #دحول_الصمان '. وأوضح المدير العام لقطاع #الآثار بالهيئة الدكتور عجب العتيبي، أن الدراسة كشفت عن أطول سجل مناخي في الجزيرة العربية يعتمد على الترسبات الكهفية، ويعد من أطول السجلات المناخية في العالم، إذ يغطي فترة زمنية طويلة تبلغ ثمانية ملايين سنة. وذكر أن نتائج الدراسة أبرزت أهمية الجزيرة العربية بصفتها منطقة تقاطع حيوي لانتشار الكائنات الحية بين إفريقيا وآسيا وأوروبا، مما يسهم في فهم تاريخ التنوع البيولوجي وتنقل الكائنات بين القارات عبر الجزيرة. وأشار إلى أن هذه الدراسة تدعم نتائج التفسيرات حول تأثير التغيرات المناخية على حركة وانتشار الجماعات البشرية عبر العصور. ونشرت هيئة التراث مقالة علمية في مجلة 'نيتشر' (Nature) تحت عنوان 'الحقب الرطبة المتكررة في شبه الجزيرة العربية خلال الـ8 ملايين سنة الماضية' (Recurrent humid phases in Arabia over the past 8 million years)، بالتعاون مع عدة جهات محلية ودولية تحت مظلة 'مشروع الجزيرة العربية الخضراء'، الذي يهدف إلى استكشاف التاريخ الطبيعي والبيئي للمنطقة. وشارك في هذه الدراسة 30 باحثا من 27 جهة محلية ودولية من أبرزها هيئة التراث، وهيئة المساحة الجيولوجية السعودية، وجامعة الملك سعود، ومعهد ماكس بلانك الألماني، وجامعة جريفيث الأسترالية، وعدة جامعات ومراكز بحثية من ألمانيا، وإيطاليا، وبريطانيا، والولايات المتحدة. وكشفت الدراسة عن سجل دقيق للمناخ القديم على أرض المملكة من خلال تحليل 22 متكونا كهفيا تعرف علميا بـ'الهوابط والصواعد'، استخرجت من سبعة دحول تقع شمال شرق منطقة الرياض بالقرب من مركز 'شَوْية' بمحافظة رماح، وتُعرف هذه الكهوف محليا باسم 'دحول الصمّان'. ويشير هذا السجل إلى تعاقب مراحل رطبة متعددة أدت إلى جعل أراضي المملكة بيئة خصبة وصالحة للحياة، على عكس طبيعتها الجافة الحالية. ووفقا للنتائج، فإن صحراء المملكة التي تعد اليوم من أكبر الحواجز الجغرافية الجافة على وجه الأرض، كانت حلقة وصل طبيعية للهجرات الحيوانية والبشرية بين قارات إفريقيا وآسيا وأوروبا. واستخدم الباحثون أساليب علمية مختلفة لتحديد الفترات الزمنية من خلال تحليل دقيق للترسبات الكيميائية في المتكونات الكهفية، شملت تحليل نظائر الأكسجين والكربون لتبيان مؤشرات تغيرات نسبة الأمطار والغطاء النباتي عبر الزمن، مما ساعد على الكشف عن الفترات المطيرة وتقلباتها الرطبة على مدى ملايين السنين. كما أجري تحليل لترسبات كربونات الكالسيوم باستخدام تقنيتي اليورانيوم – الثوريوم (U-Th) واليورانيوم – الرصاص (U-Pb) لتحديد تاريخ هذه المتكوّنات بدقة، وكشف الفترات الرطبة، ومنها عدة مراحل تميزت بغزارة هطول الأمطار، تعود أقدمها إلى أواخر عصر الميوسين منذ حوالي 8 ملايين عام، مرورا بعصر البليوسين، حتى أواخر عصر البليستوسين. وأشارت الدراسة إلى أن هذه المراحل الرطبة أدت دورا أساسيا في تسهيل تنقل وانتشار الكائنات الحية والثدييات عبر القارات المجاورة. وتدعم نتائج الدراسة التي تؤكد وجود فترات رطبة متعاقبة عبر الـ8 ملايين سنة الماضية، نتائج الدراسات الأحفورية السابقة في الحاجز الصحراوي العربي، التي تشير إلى وجود أنواع حيوانية تعتمد على المياه في المنطقة، مثل التماسيح، والخيل، وأفراس النهر، التي كانت تزدهر في بيئات غنية بالأنهار والبحيرات، وهي بيئات لم تعد موجودة في السياق الجاف الحالي للصحراء. وأكدت هيئة التراث أن هذه الدراسة تأتي ضمن مخرجات مشروع 'الجزيرة العربية الخضراء' الذي يعد أحد المشاريع الرائدة لتعزيز البحث العلمي وتوثيق التاريخ الطبيعي والثقافي لشبه الجزيرة. ويهدف المشروع إلى الكشف عن الأبعاد البيئية والتغيرات المناخية التي أثرت في المنطقة عبر العصور، ودورها في تشكيل الجغرافيا والبيئة الطبيعية، مما يعزز فهمنا للتاريخ الطبيعي للمملكة. وشددت الهيئة على التزامها بدعم البحوث العلمية وتوسيع نطاق التعاون الدولي في هذا المجال، مع تسليط الضوء على أهمية استدامة الإرث الطبيعي والثقافي. وأكدت أن الكهوف في المملكة العربية السعودية لا تزال بحاجة إلى مزيد من الدراسات والاستكشافات العلمية، إذ تمثل هذه النتائج مجرد بداية لفهم أعمق لتاريخها الطبيعي وثرائها البيئي. رحلة داخل دحول الصِّمَّان، يقدّم خلالها الفريق العلمي شروحات عن اكتشافات تُعيد تشكيل فهمنا لتاريخ المملكة الطبيعي.#الجزيرة_العربية_الخضراء#هيئة_التراث — هيئة التراث (@MOCHeritage) April 9, 2025

١٠-٠٤-٢٠٢٥

هيئة التراث: السعودية تضم أطول سجل مناخي في الجزيرة العربية

توصلت دراسة علمية أجرتها هيئة التراث معنية بالسجل الدقيق للمناخ القديم على أرض السعودية عبر تحليل 22 متكونًا كهفيًا تعرف محليًا بـ'دحول الصمّان'، إلى أن أرض السعودية كانت واحة خضراء قبل 8 ملايين سنة. إلى ذلك، أوضح المدير العام لقطاع الآثار بالهيئة الدكتور عجب العتيبي -في مؤتمر صحفي عقد اليوم بمقر الهيئة بالرياض- أن الدراسة كشفت عن أطول سجل مناخي في الجزيرة العربية يعتمد على الترسبات الكهفية، الذي يُعد أيضًا من أطول السجلات المناخية بالعالم، إذ يغطي فترة زمنية طويلة جدًا تبلغ ثمانية ملايين سنة. وبين أن نتائج الدراسة أبرزت أهمية الجزيرة العربية بصفتها منطقة تقاطع حيوي لانتشار الكائنات الحية بين إفريقيا وآسيا وأوروبا؛ مما يسهم في فهم تاريخ التنوع البيولوجي للكائنات الحية وتنقلها بين القارات عبر الجزيرة العربية، مشيرًا إلى أن هذه الدراسة تدعم نتائج التفسيرات حول كيفية تأثير التغيرات المناخية على حركة وانتشار الجماعات البشرية عبر العصور. ونشرت هيئة التراث مقالة علمية في مجلة 'نيتشر' (Nature) العلمية تحت عنوان 'الحقب الرطبة المتكررة في شبه الجزيرة العربية خلال الـ 8 ملايين سنة الماضية' (Recurrent humid phases in Arabia over the past 8 million years)، بالتعاون مع عدة جهات محلية ودولية تحت مظلة 'مشروع الجزيرة العربية الخضراء'؛ الذي يهدف إلى استكشاف التاريخ الطبيعي والبيئي للمنطقة. وشارك في هذه الدراسة 30 باحثًا من 27 جهة مختلفة محلية ودولية، من أبرزها هيئة التراث، وهيئة المساحة الجيولوجية السعودية، وجامعة الملك سعود، ومعهد ماكس بلانك الألماني، وجامعة جريفيث الأسترالية، وعدة جامعات ومراكز بحثية من دول مختلفة شملت ألمانيا، وإيطاليا، وبريطانيا، والولايات المتحدة الأميركية. وكشفت الدراسة العلمية عن سجل دقيق للمناخ القديم على أرض المملكة، من خلال تحليل 22 متكونًا كهفيًّا تعرف علميًا بـ 'الهوابط والصواعد'، استخرجت من سبعة دحول تقع شمال شرق منطقة الرياض بالقرب من مركز شَوْية في محافظة رماح، وتعرف هذه الكهوف محليًا باسم 'دحول الصمّان'. ويشير هذا السجل إلى تعاقب مراحل رطبة متعددة أدت إلى جعل أراضي المملكة بيئة خصبة وصالحة للحياة، على عكس طبيعتها الجافة الحالية، ووفقًا للنتائج، كانت صحراء المملكة التي تُعدُّ اليوم أحد أكبر الحواجز الجغرافية الجافة على وجه الأرض حلقة وصل طبيعية للهجرات الحيوانية والبشرية بين القارات أفريقيا، وآسيا، وأوروبا. واستخدم الباحثون أساليب علمية مختلفة لتحديد الفترات، وذلك من خلال تحليل دقيق للترسبات الكيميائية في المتكونات الكهفية، شملت تحليل نظائر الأكسجين والكربون لتبيان مؤشرات تغيرات نسبة الأمطار والغطاء النباتي عبر الزمن، مما ساعد على الكشف عن الفترات المطيرة وتقلباتها الرطبة على مدى ملايين السنين. وأجرى الباحثون تحليلًا لترسبات كربونات الكالسيوم باستخدام تقنيتي اليورانيوم-الثوريوم (U-Th) واليورانيوم-الرصاص (U-Pb) لتحديد تاريخ هذه المتكونات وكشف الفترات الرطبة بدقة، ومن خلالها فقد حددت عدة مراحل رطبة تميزت بغزارة هطول الأمطار؛ يعود أقدمها إلى أواخر عصر الميوسين منذ حوالي 8 ملايين عام، مرورًا بعصر البليوسن، حتى أواخر عصر البليستوسين. وأوضحت الدراسة أن هذه المراحل الرطبة أدت دورًا أساسيًّا في تسهيل تنقل وانتشار الكائنات الحية والثدييات عبر القارات المجاورة؛ فنتيجة هذه الدراسة (دليل وجود فترات رطبة متعاقبة عبر الـ8 ملايين عام الماضية) تدعم نتائج الدراسات الأحفورية السابقة في الحاجز الصحراوي العربي التي تشير إلى وجود أنواع حيوانية تعتمد على المياه في المنطقة، ومنها: التماسيح، والخيل، وأفراس النهر، فقد كانت تزدهر في بيئات غنية بالأنهار والبحيرات، وهي بيئات لم تعد موجودة في السياق الجاف الحالي للصحراء. وأوضحت هيئة التراث أن هذه الدراسة تأتي ضمن مخرجات مشروع 'الجزيرة العربية الخضراء'؛ الذي يمثل أحد المشاريع الرائدة لتعزيز البحث العلمي، وتوثيق التاريخ الطبيعي والثقافي لشبه الجزيرة, ويهدف المشروع إلى الكشف عن الأبعاد البيئية والتغيرات المناخية التي أثرت في المنطقة عبر العصور، ودورها في تشكيل الجغرافيا والبيئة الطبيعية، مما يعزز فهمنا للتاريخ الطبيعي للمملكة. وأكدت الهيئة التزامها بدعم البحوث العلمية وتوسيع نطاق التعاون الدولي في هذا المجال، مع تسليط الضوء على أهمية استدامة الإرث الطبيعي والثقافي، وكونهما قيد الاستكشاف، مع وجود دراسات جديدة قادمة ستسهم في إثراء معرفتنا حول هذه الموضوعات؛ ورغم هذه الاكتشافات المهمة، لا تزال الكهوف في المملكة العربية السعودية بحاجة إلى المزيد من الدراسات والاستكشافات العلمية، إذ تمثل هذه النتائج مجرد بداية لفهم أعمق لتاريخها الطبيعي وثرائها البيئي.