#أغراض_التفكير
أغراض التفكير متعدّدة ، وقد تتشابه بين الأفراد داخل مُجتمع مُعين فهي على تعدُدِها لكننا يُمكن أن نخلُص إلى أهمها وهي كالتالي :
1⃣ قد يَلجَأ الفرد للتفكير لحلْ مُشكلة تعرّض لها.
2⃣ للتخطِيط للحياة مُسقبليا تَفادّيا لحدوث مُشكلات أكثر.
3⃣ إذا صَعُب عليه فهم مسألة سواء أكانت حياتية أو عِلمية.
4⃣ يُفكر الإنسان لتقويم سُلوك خاطئ يتّبِعُه ويُريد التخلُص منه.
5⃣ يُفكر الشخص أيضاً قبل إقدامِه على اتخاذ قرار ، فالتفكير يُساعد على اختيّار القرار الأفضل والأنسَبْ.
6⃣ التفكير يقودُنا للنقْد البنّاء.
7⃣ التفكير يقودُنا أيضا للحُكم على كل شيء يُحيط بنا.
8⃣ للتأمُل والشُعور بالاستمتاع ، فقد يُفكّر الإنسان ليس فقط لحل مَشاكلُه بل للتمتُع بالحياة والتأمُل بما فيها من عجائب وآيات.
9⃣ قد يُفكّر الشخص للتعويض عن نقص في حياته ، فيشغُل نفسُه بالتفكير والغوصْ في الخيال وأحلام اليقظَة.
التفكير.سلاح.ذو.حدّين.
إذا أحسنَ الإنسان التفكير الإيجابي والمعقول فيُمكِن القول بأنّه إنسان ناجح ، فهو حريص على حلْ مُشكلاتِه ، والتخطيط لحياتِه ، بالتالي يلجأ للتفكير.
إنّ عملية التفكير هي مرحلة من الوعِي بأهمية الأمور التي يعتقِد الإنسان أنّ لا فائدة منها ، ويجعلها تسير اعتباطاً دون دراسة وتفكير ، فإذا وصل لمرحَلة من الوعي إذنْ فهو يُفكّر بطريقة سليمة.
أما متى يُصبح التفكير كابوسا يُطارِد الإنسان فهي فقط في حالة واحدة؛ ألا وهي خُروجه عن المعقول ، ودُخوله مرحلة الهَوس، فيُصبح هماً يُؤرّقه أينما ذهب ، فالتفكير على أهميتِه مثلُه مثل كل شيء ، إذا زاد عن حدّه يُقلب ضدُه ، فيجب على الإنسان مُحاولة ضبط عملية تفكيره ، بحيث لا يستغني عنه في حياته ولا يُصبح همُه الشاغِل فقط أنْ يُفكر دون أن يُنفِذ ، أو يجعل من حياتِه عملية تفكير دون إحراز تقدُم فيها، ولكنْ إذا سيطَر التفكير عليه ، فتُصبح حالة مَرضيّة تستدْعي الوقوف عندها وعِلاجها للحدْ منها وضبطِها. فكما يُقال خير الأمور أوسطُها ينطبِق تماماً على التفكير الموزون الذي يقود بالإنسان لحياة مًنضبِطة.
أغراض التفكير متعدّدة ، وقد تتشابه بين الأفراد داخل مُجتمع مُعين فهي على تعدُدِها لكننا يُمكن أن نخلُص إلى أهمها وهي كالتالي :
1⃣ قد يَلجَأ الفرد للتفكير لحلْ مُشكلة تعرّض لها.
2⃣ للتخطِيط للحياة مُسقبليا تَفادّيا لحدوث مُشكلات أكثر.
3⃣ إذا صَعُب عليه فهم مسألة سواء أكانت حياتية أو عِلمية.
4⃣ يُفكر الإنسان لتقويم سُلوك خاطئ يتّبِعُه ويُريد التخلُص منه.
5⃣ يُفكر الشخص أيضاً قبل إقدامِه على اتخاذ قرار ، فالتفكير يُساعد على اختيّار القرار الأفضل والأنسَبْ.
6⃣ التفكير يقودُنا للنقْد البنّاء.
7⃣ التفكير يقودُنا أيضا للحُكم على كل شيء يُحيط بنا.
8⃣ للتأمُل والشُعور بالاستمتاع ، فقد يُفكّر الإنسان ليس فقط لحل مَشاكلُه بل للتمتُع بالحياة والتأمُل بما فيها من عجائب وآيات.
9⃣ قد يُفكّر الشخص للتعويض عن نقص في حياته ، فيشغُل نفسُه بالتفكير والغوصْ في الخيال وأحلام اليقظَة.
التفكير.سلاح.ذو.حدّين.
إذا أحسنَ الإنسان التفكير الإيجابي والمعقول فيُمكِن القول بأنّه إنسان ناجح ، فهو حريص على حلْ مُشكلاتِه ، والتخطيط لحياتِه ، بالتالي يلجأ للتفكير.
إنّ عملية التفكير هي مرحلة من الوعِي بأهمية الأمور التي يعتقِد الإنسان أنّ لا فائدة منها ، ويجعلها تسير اعتباطاً دون دراسة وتفكير ، فإذا وصل لمرحَلة من الوعي إذنْ فهو يُفكّر بطريقة سليمة.
أما متى يُصبح التفكير كابوسا يُطارِد الإنسان فهي فقط في حالة واحدة؛ ألا وهي خُروجه عن المعقول ، ودُخوله مرحلة الهَوس، فيُصبح هماً يُؤرّقه أينما ذهب ، فالتفكير على أهميتِه مثلُه مثل كل شيء ، إذا زاد عن حدّه يُقلب ضدُه ، فيجب على الإنسان مُحاولة ضبط عملية تفكيره ، بحيث لا يستغني عنه في حياته ولا يُصبح همُه الشاغِل فقط أنْ يُفكر دون أن يُنفِذ ، أو يجعل من حياتِه عملية تفكير دون إحراز تقدُم فيها، ولكنْ إذا سيطَر التفكير عليه ، فتُصبح حالة مَرضيّة تستدْعي الوقوف عندها وعِلاجها للحدْ منها وضبطِها. فكما يُقال خير الأمور أوسطُها ينطبِق تماماً على التفكير الموزون الذي يقود بالإنسان لحياة مًنضبِطة.
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
ما اسم الجهاز ومن ما تتكون هذه القطعة المكسورة؟
🎊اسرع 5 اجابات صحيحة تتحول للقناة.🎉
🚫ارسل الاجابة في رسالة واحدة فقط
📩ارسل الجواب على البوت 👇
@libraryofScientificChemistry_bot
🎊اسرع 5 اجابات صحيحة تتحول للقناة.🎉
🚫ارسل الاجابة في رسالة واحدة فقط
📩ارسل الجواب على البوت 👇
@libraryofScientificChemistry_bot
مكتبة الكيمياء العلمية
ما اسم الجهاز ومن ما تتكون هذه القطعة المكسورة؟ 🎊اسرع 5 اجابات صحيحة تتحول للقناة.🎉 🚫ارسل الاجابة في رسالة واحدة فقط 📩ارسل الجواب على البوت 👇 @libraryofScientificChemistry_bot
الجهاز هو مقياس الامتصاص بالاشعة فوق البنفسجية uv-visible spectrometer
والقطعة المكسور هي زجاجة مصنوعة من الكوارتز لأنه لا يمتص الاشعة فوق البنفسجية
والقطعة المكسور هي زجاجة مصنوعة من الكوارتز لأنه لا يمتص الاشعة فوق البنفسجية
جيوكيمياء: مفاجأة أيونية في الموائع الأرضية العميقة
تشير النماذج إلى وجود تدرُّج قوي في تركيزات العناصر، وفي الأُسّ الهيدروجيني للموائع الموجودة في السطح الفاصل بين الصفيحة، وطبقة الوشاح، وهو ما يمثل انقطاعًا جيولوجيًّا رئيسًا في أعماق الأرض. وهذا الاكتشاف يغيِّر من نظرتنا إلى عمليات الانتقال الجيوكيميائية العالمية.
ديفيد دوليس
Nature (2017) doi:10.1038/539362a | Published online 11 يناير 2017 | English article
يحمل التكوين الكيميائي والنظائري للصخور والمعادن الأرضية بصمة مميزة تعكس الكيفية التي تكونت بها، وموضع نشأتها. وتوفر هذه المعلومات سجلًّا فريدًا للمقاييس الزمانية والمكانية للعمليات الكوكبية في الماضي ولتدفق العناصر الكيميائية ذات الصلة. ويتطلب تفسير هذا السجل معرفة بالظروف الكيميائية التي تتولد حينما تتفاعل الموائع المائية والمعادن في الأعماق الغائرة، لكنْ تعذَّر الوصول إلى مثل هذه المعلومات في الماضي. وفي بحث نشرته دورية Nature، يسجل جالفز وزملاؤه 1 طريقة لحساب التكوين والنوع الكيميائي للموائع المائية التي توجد في حالة اتزان مع الأنواع المختلفة من الصخور، كما يطرحون نموذجًا تنبؤيًّا لانتقال الكتلة عبر الجزء العلوي من مناطق الاندساس الأرضية؛ وهي المناطق التي تُجبر فيها أجزاء من إحدى الصفائح التكتونية على الانتقال أسفل صفيحة أخرى.
تتحكم حركة الصفائح الموجودة في القشرة الخارجية للأرض (الغلاف الصخري) في انتقال الكتلة في هذا الكوكب، كما يمكن إعادة تدوير الصخور التي تكونت على سطح الأرض الى أعماق تصل إلى مسافة 200 كيلومتر. ومع ارتفاع درجة الحرارة والضغط مع زيادة العمق، تمر الصخور بتحولات معدنية معقدة، تشمل إطلاق المكونات المتطايرة، مثل الماء، وثاني أكسيد الكربون. وهذه الموائع تنتقل بسهولة في البيئة الصخرية، بسبب انخفاض كثافتها، وقابليتها المرتفعة للطفو (الشكل 1)، كما أنها تقوم بدور عوامل النقل لمجموعة متنوعة من العناصر الكيميائية.
الشكل 1. حركة المائع في مناطق الاندساس الأرضية. يتم تعريض الصفائح المندسَّة للوحات الصخرية المحيطية (التي تتكون من القشرة المحيطية، والوشاح تحت المحيطي) لدرجات حرارة مرتفعة، وضغوط شديدة بصورة متزايدة. وكذلك تتفكك المعادن الموجودة في القشرة المحيطية المحتوية على مكونات متطايرة، مثل الماء، أو الكربونات، ويتم إطلاق الموائع المتحركة. كما ترتفع الموائع الطافية من الصفيحة، وتصادف الحد الفاصل بين الصفيحة، وطبقة الوشاح؛ أي المنطقة الكيميائية الفاصلة بين صخور القشرة المحيطية، وطبقة الوشاح العليا. بعد ذلك.. ترتفع هذه الموائع وتبرد، حتى تندمج في الصهارة. يعتمد تدوير العناصر على ذوبان المكونات الكيميائية في الموائع المائية في الصفيحة، وعلى تفاعل المائع ذي المكونات المتعددة في المنطقة الفاصلة بين الصفيحة والوشاح، وعلى اندماج الموائع وما تحمله من مواد ذائبة في الصهارة. ويقدم جالفز وزملاؤه 1في دراستهم نماذج محاكاة ديناميكية حرارية، تطرح لنا أفكارًا ثاقبة حول العمليات الجيوكيميائية التي تحدث في طبقة الوشاح، والصفائح العميقة.
وحينما تخترق الموائع الانقطاعات الرئيسة في الأرض، مثل الفاصل الحدودي بين الصفائح المندسَّة للغلاف الصخري وطبقة الوشاح العلوي، فإنها تقوم بدور الوسيط لتفاعلات الذوبان-الترسيب المعقدة، التي تسمح للمعادن المندسَّة بالوصول إلى الاتزان الكيميائي في بيئتها الصخرية الجديدة. وتغيِّر هذه التفاعلات بقوة من تركيز العناصر والنظائر الموجودة في الموائع وفي الصخور المحيطة، الأمر الذي يترتب عليه تحقيق التمايز الكيميائي لعناصر الأرض، والتحكم في حركة العناصر، وتحديد التدفق العالمية للعناصر.
ظَلَّ فَهْم تفاعُل الموائع المائية وتلك التي تحتوي على الكربون مع المعادن والصخور الموجودة في باطن أعماق الأرض يمثل تحديًا لفترة طويلة أمام الأبحاث المختبرية، ونماذج المحاكاة الديناميكية، غير أن التطورات التجريبية3,2 في الأعوام القليلة الماضية سمحت بقياس ذوبان المعادن، وثبات الأنواع الكيميائية في درجات الحرارة والضغط المتطرفة بدقة غير مسبوقة. وفي مسارٍ مواز، وَفَّرَت نماذج المحاكاة الذرية5,4 مقايسات جديدة للخصائص الكهروستاتيكية للماء في مثل درجات الحرارة والضغط هذه. وهذه البيانات الحديثة ضرورية لبناء مجموعات من البيانات الديناميكية الحرارية للأنواع الكيميائية المائية، التي يمكن استخدامها في نماذج محاكاة لتوقُّع تفاعلات الموائع مع المعادن، وانتقال العناصر في الأنظمة الطبيعية. وعادةً ما تشمل نماذج المحاكاة التنبؤية تلك ما يزيد على ستة مكونات كيميائية، والعديد من الأطوار المعدنية، وعشرات الأنواع المائية في الموائع7,6.
أدرك مؤلفو الدراسة أن التوازن ما بين المكونات المعدنية والأنواع الأيونية يمكن التعبير عنه باستخدام تفاعلات تحلل مائي بسيطة.
ومع ذلك.. لم يكن الحصول على معلومات عن التبادل المتزامن للعناصر الم
تشير النماذج إلى وجود تدرُّج قوي في تركيزات العناصر، وفي الأُسّ الهيدروجيني للموائع الموجودة في السطح الفاصل بين الصفيحة، وطبقة الوشاح، وهو ما يمثل انقطاعًا جيولوجيًّا رئيسًا في أعماق الأرض. وهذا الاكتشاف يغيِّر من نظرتنا إلى عمليات الانتقال الجيوكيميائية العالمية.
ديفيد دوليس
Nature (2017) doi:10.1038/539362a | Published online 11 يناير 2017 | English article
يحمل التكوين الكيميائي والنظائري للصخور والمعادن الأرضية بصمة مميزة تعكس الكيفية التي تكونت بها، وموضع نشأتها. وتوفر هذه المعلومات سجلًّا فريدًا للمقاييس الزمانية والمكانية للعمليات الكوكبية في الماضي ولتدفق العناصر الكيميائية ذات الصلة. ويتطلب تفسير هذا السجل معرفة بالظروف الكيميائية التي تتولد حينما تتفاعل الموائع المائية والمعادن في الأعماق الغائرة، لكنْ تعذَّر الوصول إلى مثل هذه المعلومات في الماضي. وفي بحث نشرته دورية Nature، يسجل جالفز وزملاؤه 1 طريقة لحساب التكوين والنوع الكيميائي للموائع المائية التي توجد في حالة اتزان مع الأنواع المختلفة من الصخور، كما يطرحون نموذجًا تنبؤيًّا لانتقال الكتلة عبر الجزء العلوي من مناطق الاندساس الأرضية؛ وهي المناطق التي تُجبر فيها أجزاء من إحدى الصفائح التكتونية على الانتقال أسفل صفيحة أخرى.
تتحكم حركة الصفائح الموجودة في القشرة الخارجية للأرض (الغلاف الصخري) في انتقال الكتلة في هذا الكوكب، كما يمكن إعادة تدوير الصخور التي تكونت على سطح الأرض الى أعماق تصل إلى مسافة 200 كيلومتر. ومع ارتفاع درجة الحرارة والضغط مع زيادة العمق، تمر الصخور بتحولات معدنية معقدة، تشمل إطلاق المكونات المتطايرة، مثل الماء، وثاني أكسيد الكربون. وهذه الموائع تنتقل بسهولة في البيئة الصخرية، بسبب انخفاض كثافتها، وقابليتها المرتفعة للطفو (الشكل 1)، كما أنها تقوم بدور عوامل النقل لمجموعة متنوعة من العناصر الكيميائية.
الشكل 1. حركة المائع في مناطق الاندساس الأرضية. يتم تعريض الصفائح المندسَّة للوحات الصخرية المحيطية (التي تتكون من القشرة المحيطية، والوشاح تحت المحيطي) لدرجات حرارة مرتفعة، وضغوط شديدة بصورة متزايدة. وكذلك تتفكك المعادن الموجودة في القشرة المحيطية المحتوية على مكونات متطايرة، مثل الماء، أو الكربونات، ويتم إطلاق الموائع المتحركة. كما ترتفع الموائع الطافية من الصفيحة، وتصادف الحد الفاصل بين الصفيحة، وطبقة الوشاح؛ أي المنطقة الكيميائية الفاصلة بين صخور القشرة المحيطية، وطبقة الوشاح العليا. بعد ذلك.. ترتفع هذه الموائع وتبرد، حتى تندمج في الصهارة. يعتمد تدوير العناصر على ذوبان المكونات الكيميائية في الموائع المائية في الصفيحة، وعلى تفاعل المائع ذي المكونات المتعددة في المنطقة الفاصلة بين الصفيحة والوشاح، وعلى اندماج الموائع وما تحمله من مواد ذائبة في الصهارة. ويقدم جالفز وزملاؤه 1في دراستهم نماذج محاكاة ديناميكية حرارية، تطرح لنا أفكارًا ثاقبة حول العمليات الجيوكيميائية التي تحدث في طبقة الوشاح، والصفائح العميقة.
وحينما تخترق الموائع الانقطاعات الرئيسة في الأرض، مثل الفاصل الحدودي بين الصفائح المندسَّة للغلاف الصخري وطبقة الوشاح العلوي، فإنها تقوم بدور الوسيط لتفاعلات الذوبان-الترسيب المعقدة، التي تسمح للمعادن المندسَّة بالوصول إلى الاتزان الكيميائي في بيئتها الصخرية الجديدة. وتغيِّر هذه التفاعلات بقوة من تركيز العناصر والنظائر الموجودة في الموائع وفي الصخور المحيطة، الأمر الذي يترتب عليه تحقيق التمايز الكيميائي لعناصر الأرض، والتحكم في حركة العناصر، وتحديد التدفق العالمية للعناصر.
ظَلَّ فَهْم تفاعُل الموائع المائية وتلك التي تحتوي على الكربون مع المعادن والصخور الموجودة في باطن أعماق الأرض يمثل تحديًا لفترة طويلة أمام الأبحاث المختبرية، ونماذج المحاكاة الديناميكية، غير أن التطورات التجريبية3,2 في الأعوام القليلة الماضية سمحت بقياس ذوبان المعادن، وثبات الأنواع الكيميائية في درجات الحرارة والضغط المتطرفة بدقة غير مسبوقة. وفي مسارٍ مواز، وَفَّرَت نماذج المحاكاة الذرية5,4 مقايسات جديدة للخصائص الكهروستاتيكية للماء في مثل درجات الحرارة والضغط هذه. وهذه البيانات الحديثة ضرورية لبناء مجموعات من البيانات الديناميكية الحرارية للأنواع الكيميائية المائية، التي يمكن استخدامها في نماذج محاكاة لتوقُّع تفاعلات الموائع مع المعادن، وانتقال العناصر في الأنظمة الطبيعية. وعادةً ما تشمل نماذج المحاكاة التنبؤية تلك ما يزيد على ستة مكونات كيميائية، والعديد من الأطوار المعدنية، وعشرات الأنواع المائية في الموائع7,6.
أدرك مؤلفو الدراسة أن التوازن ما بين المكونات المعدنية والأنواع الأيونية يمكن التعبير عنه باستخدام تفاعلات تحلل مائي بسيطة.
ومع ذلك.. لم يكن الحصول على معلومات عن التبادل المتزامن للعناصر الم
تعددة بين المعادن والموائع في الأعماق البعيدة للأرض ممكنًا، وذلك حتى الآن. ويقوم النموذج الحاسوبي الذي صممه جالفز وزملاؤه على فكرة أن المجهود الكيميائي للمكونات الرئيسة للتجمعات المعدنية في كوكب الأرض (مثل السيليكا، والألومينا، وأكسيد الصوديوم) تكون هي ذاتها، بغَضّ النظر عما إذا كانت موجودة في شكل أنواع مائية، أم على هيئة صلبة في الصخور. ويمكن أن يتم تحديد المجهود الكيميائي لكل المكونات في التجمعات المعدنية الثابتة، كما أنه يتحكم في النشاط الكيميائي لكل نوع، وفي التركيز الكلي للعناصر في الموائع التي تُوجَد مع بعضها في أي درجة حرارة، وتحت أي ضغط. وقد أدرك مؤلفو الدراسة أن التوازن ما بين المكونات المعدنية (الأكسيدات) والأنواع الأيونية يمكن التعبير عنه باستخدام تفاعلات تحلُّل مائي بسيطة ومستقلة، واستخدموا هذه المعلومة لتكون أساس النهج الحاسوبي الذي وضعوه.
تكشف نماذج المحاكاة التي صممها جالفز وزملاؤه أن المعادن التي تحتوي على مجموعات الهيدروكسيل، أو الكربونات، تتفكك مع زيادة الضغط وارتفاع درجة الحرارة، مكوِّنةً أطوارًا صلبة خالية من المواد المتطايرة، إضافة إلى مائع حر، وذلك أثناء حدوث عمليات الاندساس في القشرة المحيطية للأرض. ويقوم المائع بإذابة الأطوار المعدنية تدريجيًّا، ومن ثم يكتسب مجموعة متنوعة من الكاتيونات، وهو ما يجعله قلويًّا بصورة متوسطة. كذلك تنتج المعادن الموجودة في صخور البريدوتيت في طبقة الوشاح العليا التي تحيط بالصفيحة المندسَّة مائعًا قلويًّا في البداية، والسبب وراء ذلك هو إطلاق كاتيونات الكالسيوم من التجمع المعدني إلى المائع، لكنْ حينما تزيد درجة الحرارة على 500 درجة مئوية تقريبًا، تصبح كاتيونات الكالسيوم متوافقة مع المعادن ذات درجات الحرارة المرتفعة، ومن ثم ينتقل جزء منها من المائع إلى هذه المعادن. وبالتالي، تزداد حموضة المائع المائي في طبقة الوشاح، إلى أن تصل إلى درجة قلوية ضعيفة، أو شبه متعادلة. ولا تحدث هذه الظاهرة في صخور الصفيحة المندسة، ولذا.. يتولد تدرُّج حموضة حادّ في المنطقة التي تفصل ما بين الصفيحة، وطبقة الوشاح.
والسؤال الآن.. كيف يؤثر الفرق في الحموضة على تفاعل المائع والتغير الكيميائي عبر هذه المنطقة الجيولوجية الفاصلة الرئيسة؟ توضح نماذج المحاكاة التي صممها جالفز وزملاؤه أن تسلل المائع المستمد من الصفيحة إلى طبقة الوشاح التي تغطيه يتسبب في حدوث آثار غير خطية إلى حد بعيد، مثل الزيادة السريعة في قيمة الأُسّ الهيدروجيني للمائع، ويتبعه حدوث انخفاض حاد. وتستجيب الصخور التي تم التسلل إليها بطريقة غير خطية إلى حد بعيد هي الأخرى، وقد تصل إلى الحد الأقصى لقدرتها على فصل أو معادلة تغيرات الأُسّ الهيدروجيني، بعد أن تتعرض لمقدار معين من المائع. وتغيِّر هذه النتائج من وجهة نظرنا حول توقيت تحوُّر التكوين الكيميائي للنطاقات الجيولوجية الرئيسة للأرض، ومواضع حدوث هذه العمليات.
وقد وَسَّع المؤلفون النهج التنبؤي الذي توصلوا إليه، بحيث يشمل الموائع ذات التعقيد الأكبر، التي تحتوي على تركيزات ملحوظة من أنواع الربيطات، مثل الكربونات، أو الكلور؛ الأمر الذي سمح بدراسة الدورات الكيميائية للمواد المتطايرة (التي تشمل ثاني أكسيد الكربون)، وعلاقات ردود الأفعال بين سلوك الربيطة، وقدرة المعادن على الحركة.
والمصادر الأساسية للكربونات في مناطق الاندساس هي الرواسب المحيطية والقشرة المحيطية التي تعرضت للتغيرات، بينما يُستمد الكلور من ماء المحيط في مسام الصخور، وفراغات الصدوع. وفي درجات الحرارة بين 200 إلى 700 درجة مئوية، تُكوِّن هذه الربيطات تدريجيًّا أنواعًا ذات شحنات سالبة في الموائع، ومن ثم ترتفع تركيزات الكاتيونات - بما فيها أيونات الهيدروجين +H التي تحدد الأُسّ الهيدروجيني - في المائع لكي تعادل الشحنة السالبة. وبالتالي، فإن الموائع المائية المرتبطة بأي نوع من أنواع صخور الصفيحة ستكون على الأرجح ذات قلوية ضعيفة، أو تكاد تكون متعادلة. والكثير من تفاعلات الذوبان-الترسيب هي عمليات تبادل ما بين الأحماض والقواعد (وتتضمن استبدال أيونات الهيدروجين بأيونات المعادن)، ومن ثم فإن هذه الزيادة النسبية في حموضة المائع ستعمل - على الأرجح - على تعزيز ذوبان المعادن، وسهولة حركتها.
تتغير حالة تفاعلات الأكسدة والاختزال بين القشرة القارية العليا، وطبقة الوشاح، بما يزيد على 8 رتب أُسِّيَّة9,8، كما أنها تمارس ضوابط إضافية على توزيع الأنواع في الموائع المائية. فعلى سبيل المثال.. أنواع أكسيد الحديد الثلاثي تكون أقل استقرارًا، وأقل قابلية للذوبان في الماء بكثير من نظرائها من أكسيد الحديد الثنائي، كما أن ثاني أكسيد الكربون أكثر حموضة من الميثان (CH4). وتأثيرات هذه الخصائص تعمل في توافق؛ لكي تقلل من الشحنة الصافية في موائع الأعماق، ولكي تعزز من زيادة الحموضة. وينتقل هذا الاضطراب عبر الأنواع الكيميائية المختلفة، الأمر الذي تنتج عنه تحولات جديدة
تكشف نماذج المحاكاة التي صممها جالفز وزملاؤه أن المعادن التي تحتوي على مجموعات الهيدروكسيل، أو الكربونات، تتفكك مع زيادة الضغط وارتفاع درجة الحرارة، مكوِّنةً أطوارًا صلبة خالية من المواد المتطايرة، إضافة إلى مائع حر، وذلك أثناء حدوث عمليات الاندساس في القشرة المحيطية للأرض. ويقوم المائع بإذابة الأطوار المعدنية تدريجيًّا، ومن ثم يكتسب مجموعة متنوعة من الكاتيونات، وهو ما يجعله قلويًّا بصورة متوسطة. كذلك تنتج المعادن الموجودة في صخور البريدوتيت في طبقة الوشاح العليا التي تحيط بالصفيحة المندسَّة مائعًا قلويًّا في البداية، والسبب وراء ذلك هو إطلاق كاتيونات الكالسيوم من التجمع المعدني إلى المائع، لكنْ حينما تزيد درجة الحرارة على 500 درجة مئوية تقريبًا، تصبح كاتيونات الكالسيوم متوافقة مع المعادن ذات درجات الحرارة المرتفعة، ومن ثم ينتقل جزء منها من المائع إلى هذه المعادن. وبالتالي، تزداد حموضة المائع المائي في طبقة الوشاح، إلى أن تصل إلى درجة قلوية ضعيفة، أو شبه متعادلة. ولا تحدث هذه الظاهرة في صخور الصفيحة المندسة، ولذا.. يتولد تدرُّج حموضة حادّ في المنطقة التي تفصل ما بين الصفيحة، وطبقة الوشاح.
والسؤال الآن.. كيف يؤثر الفرق في الحموضة على تفاعل المائع والتغير الكيميائي عبر هذه المنطقة الجيولوجية الفاصلة الرئيسة؟ توضح نماذج المحاكاة التي صممها جالفز وزملاؤه أن تسلل المائع المستمد من الصفيحة إلى طبقة الوشاح التي تغطيه يتسبب في حدوث آثار غير خطية إلى حد بعيد، مثل الزيادة السريعة في قيمة الأُسّ الهيدروجيني للمائع، ويتبعه حدوث انخفاض حاد. وتستجيب الصخور التي تم التسلل إليها بطريقة غير خطية إلى حد بعيد هي الأخرى، وقد تصل إلى الحد الأقصى لقدرتها على فصل أو معادلة تغيرات الأُسّ الهيدروجيني، بعد أن تتعرض لمقدار معين من المائع. وتغيِّر هذه النتائج من وجهة نظرنا حول توقيت تحوُّر التكوين الكيميائي للنطاقات الجيولوجية الرئيسة للأرض، ومواضع حدوث هذه العمليات.
وقد وَسَّع المؤلفون النهج التنبؤي الذي توصلوا إليه، بحيث يشمل الموائع ذات التعقيد الأكبر، التي تحتوي على تركيزات ملحوظة من أنواع الربيطات، مثل الكربونات، أو الكلور؛ الأمر الذي سمح بدراسة الدورات الكيميائية للمواد المتطايرة (التي تشمل ثاني أكسيد الكربون)، وعلاقات ردود الأفعال بين سلوك الربيطة، وقدرة المعادن على الحركة.
والمصادر الأساسية للكربونات في مناطق الاندساس هي الرواسب المحيطية والقشرة المحيطية التي تعرضت للتغيرات، بينما يُستمد الكلور من ماء المحيط في مسام الصخور، وفراغات الصدوع. وفي درجات الحرارة بين 200 إلى 700 درجة مئوية، تُكوِّن هذه الربيطات تدريجيًّا أنواعًا ذات شحنات سالبة في الموائع، ومن ثم ترتفع تركيزات الكاتيونات - بما فيها أيونات الهيدروجين +H التي تحدد الأُسّ الهيدروجيني - في المائع لكي تعادل الشحنة السالبة. وبالتالي، فإن الموائع المائية المرتبطة بأي نوع من أنواع صخور الصفيحة ستكون على الأرجح ذات قلوية ضعيفة، أو تكاد تكون متعادلة. والكثير من تفاعلات الذوبان-الترسيب هي عمليات تبادل ما بين الأحماض والقواعد (وتتضمن استبدال أيونات الهيدروجين بأيونات المعادن)، ومن ثم فإن هذه الزيادة النسبية في حموضة المائع ستعمل - على الأرجح - على تعزيز ذوبان المعادن، وسهولة حركتها.
تتغير حالة تفاعلات الأكسدة والاختزال بين القشرة القارية العليا، وطبقة الوشاح، بما يزيد على 8 رتب أُسِّيَّة9,8، كما أنها تمارس ضوابط إضافية على توزيع الأنواع في الموائع المائية. فعلى سبيل المثال.. أنواع أكسيد الحديد الثلاثي تكون أقل استقرارًا، وأقل قابلية للذوبان في الماء بكثير من نظرائها من أكسيد الحديد الثنائي، كما أن ثاني أكسيد الكربون أكثر حموضة من الميثان (CH4). وتأثيرات هذه الخصائص تعمل في توافق؛ لكي تقلل من الشحنة الصافية في موائع الأعماق، ولكي تعزز من زيادة الحموضة. وينتقل هذا الاضطراب عبر الأنواع الكيميائية المختلفة، الأمر الذي تنتج عنه تحولات جديدة
في التوازن الكيميائي، وفي علاقات ردود الأفعال. كما أن إدماج توازن تفاعلات الأكسدة والاختزال في النموذج الذي صنعه جالفز وزملاؤه سوف يسمح على الأرجح بالتعرف على التدرج الكيميائي، أو المناطق الفاصلة التي لم تكن معروفة فيما سبق في أنظمة الاندساس الديناميكية في الأرض.
سياسة منع الغباء
يوجد مبدأ في الهندسة يبدو كوميدي ومضحك ولكنه مستخدم في كافة المنتجات تقريبا والمبدأ ده يخص أكثر مجال تصميم المنتجات (product design)..... اسمه منع ارتكاب الاخطاء ودا منهج ياباني شهير في الهندسة تحت مسمي البوكا يوكا Poka Yoke اللي اخترع المنهج اللطيف ده مهندس ياباني يدعي shigeo shingo اللي هو معانا في الصورة. انا عارف انك مقرتش اسم المهندس بس ماشي ...
مبدأ البوكا يوكا ومنع الغباء منتشر في كل المنتجات اللي حوالينا واشهرها الاجهزه الكهربائية وازاي يجبر المستخدم علي خطوات معينه حفاظا علي الجهاز الكهرباء او للحفاظ علي المستخدم نفسه ... مثال شريحة التلفون ال chamfer اللي موجود في اعلي الشريحة بيحمي المستخدم من وضع الشريحه بشكل غلط وبيجبرة انه يحطها بشكل صح...
او انك لازم تكون اغلقت غطاء الخلاط بشكل جيد قبل الاستخدام...
ومن الامثلة الشهيرة للبوكا يوكا هي مكنه ال ATM اللي بنستخدمها بشكل يومي تخيل يا عزيزي لو كانت خطوات سحب الفلوس ان الفلوس والإيصال بيطلع الاول واخر حاجة تتطلع هي الفيزا .......كان 90% من المستخدمين اخذوا الفلوس ونسوا الفيزا ..... ودي حاجة بسيطة بتستخدمها بشكل يومي المهندس اللي صمم السيستم لولا انه استخدم سياسة البوكا يوكا (منع الغباء) لكان الوضع صعب.
الاجهزة المعملية تحتوي على اصوات انذارات عند تشغيلها لفترة طويلة بدون ان يكون احد المستخدمين بجانبها فتصدر اصوات انذار حتى لا تسبب خسائر للشركات
منتجات لا حصر لها زي الفلاشه او زي الرسايل التذكرية اللي بتجيلك وانت بتمسح حاجة من الكمبيوتر او ابلكيشن او زي اصوات الانذار ...... إلخ
قولنا انت شايف منتجات ايه تاني حوالينا تم استخدام سياسة منع الغباء في التصميم بتاعها ؟!
يوجد مبدأ في الهندسة يبدو كوميدي ومضحك ولكنه مستخدم في كافة المنتجات تقريبا والمبدأ ده يخص أكثر مجال تصميم المنتجات (product design)..... اسمه منع ارتكاب الاخطاء ودا منهج ياباني شهير في الهندسة تحت مسمي البوكا يوكا Poka Yoke اللي اخترع المنهج اللطيف ده مهندس ياباني يدعي shigeo shingo اللي هو معانا في الصورة. انا عارف انك مقرتش اسم المهندس بس ماشي ...
مبدأ البوكا يوكا ومنع الغباء منتشر في كل المنتجات اللي حوالينا واشهرها الاجهزه الكهربائية وازاي يجبر المستخدم علي خطوات معينه حفاظا علي الجهاز الكهرباء او للحفاظ علي المستخدم نفسه ... مثال شريحة التلفون ال chamfer اللي موجود في اعلي الشريحة بيحمي المستخدم من وضع الشريحه بشكل غلط وبيجبرة انه يحطها بشكل صح...
او انك لازم تكون اغلقت غطاء الخلاط بشكل جيد قبل الاستخدام...
ومن الامثلة الشهيرة للبوكا يوكا هي مكنه ال ATM اللي بنستخدمها بشكل يومي تخيل يا عزيزي لو كانت خطوات سحب الفلوس ان الفلوس والإيصال بيطلع الاول واخر حاجة تتطلع هي الفيزا .......كان 90% من المستخدمين اخذوا الفلوس ونسوا الفيزا ..... ودي حاجة بسيطة بتستخدمها بشكل يومي المهندس اللي صمم السيستم لولا انه استخدم سياسة البوكا يوكا (منع الغباء) لكان الوضع صعب.
الاجهزة المعملية تحتوي على اصوات انذارات عند تشغيلها لفترة طويلة بدون ان يكون احد المستخدمين بجانبها فتصدر اصوات انذار حتى لا تسبب خسائر للشركات
منتجات لا حصر لها زي الفلاشه او زي الرسايل التذكرية اللي بتجيلك وانت بتمسح حاجة من الكمبيوتر او ابلكيشن او زي اصوات الانذار ...... إلخ
قولنا انت شايف منتجات ايه تاني حوالينا تم استخدام سياسة منع الغباء في التصميم بتاعها ؟!
بما ان قياس الزاوية القائمه لايساوي 95 اذن لا يمكن ان تكون النحلة سحلية✅
الغرافيت والمستخدم في صناعة الجرافين هو معدن متوافر طبيعياً بكثرة وهو أحد أشكال الكربون المتآصلة وإستخدام الجرافين يحول الجرافين من معدن عديم القيمة تقريبا إلى ذهب ومعدن ذو تطبيقات كثيرة في عالمنا.. فالجرافين أقسى مادة في العالم وقساوته أكبر من الألماس وأقوى أكثر بـ 300 مرة من الفولاذ بالإضافة أن الجرافين موصل ممتاز للكهرباء أفضل بكثير من النحاس بالإضافة إلى الميزات الكثيرة المذكورة في الفيديو أعلاه.. بالإضافة إلى أن الحاجة إلى الحديد والفولاذ والنحاس والألماس والذهب في الصناعة قد تصبح معدومة إذا حلت محلها تطبيقات الجرافين!!.إذا تحويل الغرافيت إلى جرافين هو أكثر بكثير من مجرد بحث.. إنه كنز وطني وطريقة لتحويل التراب إلى ذهب..كلمة أخيرة..في ظل الأزمات الإقتصادية التي تعصف بالدول الغربية, لماذا لا تحول الدول العربية جزءا من الناتج القومي الإجمالي بها إلى دعم مراكز البحوث العلمية العالمية كما تفعل دول العالم الأول مقابل جزء من حقوق إستثمار براءات الإختراع إذا ما أخذنا بعين الإعتبار الحقائق التالية..إجمالي الناتج القومي العربي 2.34 تريليون دولار سنويا (عام 2010) لو صرف فقط نصف بالمئة منها لدعم البحوث فهذه 11.7 مليار دولار سنويا.يمكن لشركة واحدة أن تؤثر على إقتصاد بلد بأكمله فمثلا تمثل ضرائب شركة نوكيا 20 بالمئة من الإقتصاد والدخل القومي الفنلندي وشركة هون هاي تشكل 20 بالمئة من الدخل القومي التايواني وضرائب شركة شاينا موبايل 34 بالمئة من إقتصاد هونج كونج والكثير من الأمثلة.
'
🖋 من اقل الفواكه في نسبة الكربوهيدرات
هي👈 الفراوله ، 🔻تعادل تقريبا ٤جرامات من الكربوهيدرات في كمية ٥٠ جرام.
•━━━●🔻🖋🔻●━━━•
اما بالنسبه للخضروات 👈 فالجرحير
🖋 هو كل عاده ملك الخضروات حيث 🔻يتميز بوجود واحد جرام من الكربوهيدرات في كمية ٥٠ جرام ويأتي بعده الخيار المقشر .
•━━━●🔻🖋🔻●━━━•
من افضل الفواكه والخضروات للتخسيس ومرضى السكر ....👈 الكوسا
🖋 أفضل الأطعمة أثناء فترة الحميات الغذائية، ذلك لاحتوائها على الكثير من الأملاح والمعادن الأساسية، كما أنها تساعد جداً في إنزال الوزن، وتمتص الملح بسرعة، لذلك يجب تخفيف نسبة الملح المضاف إليها تقريباً».
🔻ويعاني مريض السكر من أن معظم الأطعمة تحتوي على نسب من السكر أو الكربوهيدرات التي تتحول أيضاً إلى سكر، فتجد في بعض الحالات أن المريض تقريباً يأكل نوعاً أو نوعين من الأطعمة، الأمر الذي يعتبر شاقاً جداً على مريض السكري.
🔻فتأتي الكوسا بفوائدها المتعددة وتقدم لمريض السكر كحل، فهي تقريباً لا تحتوي على أي نسبة كربوهيدرات، ويمكن لمريض السكر أكلها بحرية تامة.
🖋 من اقل الفواكه في نسبة الكربوهيدرات
هي👈 الفراوله ، 🔻تعادل تقريبا ٤جرامات من الكربوهيدرات في كمية ٥٠ جرام.
•━━━●🔻🖋🔻●━━━•
اما بالنسبه للخضروات 👈 فالجرحير
🖋 هو كل عاده ملك الخضروات حيث 🔻يتميز بوجود واحد جرام من الكربوهيدرات في كمية ٥٠ جرام ويأتي بعده الخيار المقشر .
•━━━●🔻🖋🔻●━━━•
من افضل الفواكه والخضروات للتخسيس ومرضى السكر ....👈 الكوسا
🖋 أفضل الأطعمة أثناء فترة الحميات الغذائية، ذلك لاحتوائها على الكثير من الأملاح والمعادن الأساسية، كما أنها تساعد جداً في إنزال الوزن، وتمتص الملح بسرعة، لذلك يجب تخفيف نسبة الملح المضاف إليها تقريباً».
🔻ويعاني مريض السكر من أن معظم الأطعمة تحتوي على نسب من السكر أو الكربوهيدرات التي تتحول أيضاً إلى سكر، فتجد في بعض الحالات أن المريض تقريباً يأكل نوعاً أو نوعين من الأطعمة، الأمر الذي يعتبر شاقاً جداً على مريض السكري.
🔻فتأتي الكوسا بفوائدها المتعددة وتقدم لمريض السكر كحل، فهي تقريباً لا تحتوي على أي نسبة كربوهيدرات، ويمكن لمريض السكر أكلها بحرية تامة.
#ذكريات
في المدرسة لما تكون شايل القلم هذا باقي الطلاب يحسسوك انك شايل ايفون 14 برو ماكس 💔🙂
في المدرسة لما تكون شايل القلم هذا باقي الطلاب يحسسوك انك شايل ايفون 14 برو ماكس 💔🙂
ﻫﻞ ﻳُﺤﺪِﺙ ﺍﻟﻔﻮﺳﻔﻮﺭ ﺍﻷﺳﻮﺩ ﺛﻮﺭﺓً ﺗﻜﻨﻮﻟﻮﺟﻴﺔً ﺟﺪﻳﺪﺓ ﻛﻤﺎ ﻓﻌﻞ ﺍﻟﺴﻴﻠﻴﻜﻮﻥ؟
ﻓﻲ ﺍﻟﻮﻗﺖ ﺍﻟﺬﻱ ﻳﺤﺎﻭﻝ ﻓﻴﻪ ﺍﻟﻌﻠﻤﺎﺀ ﺍﻟﻌﺜﻮﺭ ﻋﻠﻰ ﻣﺎﺩﺓ ﺗﺴﺎﻋﺪﻫﻢ ﻋﻠﻰ ﺭﺹّ ﻋﺪﺓ ﺗﺮﺍﻧﺰﺳﺘﻮﺭﺍﺕ
(Transistors ) ﻓﻲ ﺭﻗﺎﻗﺔ ﻭﺍﺣﺪﺓ، ﺃﻇﻬﺮ ﺑﺤﺚ ﺟﺪﻳﺪ ﺃﺟﺮﺗﻪ ﺟﺎﻣﻌﺔ ﻣﺎﻛﺠﻴﻞ McGill
University ﺑﺎﻻﺷﺘﺮﺍﻙ ﻣﻊ ﺟﺎﻣﻌﺔ ﻣﻮﻧﺘﺮﻳﺎﻝ Université de Montréal ﺃﺩﻟﺔً ﻋﻠﻰ ﺃﻥ
ﺍﻟﻔﻮﺳﻔﻮﺭ ﺍﻷﺳﻮﺩ ( black phosphorus ) ﻗﺪ ﻳﻜﻮﻥ ﺍﻟﻤُﺮﺷﺢ ﺍﻷﻗﻮﻯ ﻟﺤﻞ ﻫﺬﻩ ﺍﻟﻤﻌﻀﻠﺔ.
ﻭﻓﻲ ﺩﺭﺍﺳﺔٍ ﺗﻢّ ﻧﺸﺮﻫﺎ ﻓﻲ ﻣﺠﻠﺔ Nature Communications ﻗﺎﻝ ﺍﻟﺒﺎﺣﺜﻮﻥ ﺑﺄﻥ
ﺍﻹﻟﻜﺘﺮﻭﻧﺎﺕ ﻋﻨﺪﻣﺎ ﺗﺘﺤﺮﻙ ﻓﻲ ﻣﺎﺩﺓ ﺍﻟﻔﻮﺳﻔﻮﺭ ﺍﻷﺳﻮﺩ، ﻓﺈﻧﻬﺎ ﺗﻔﻌﻞ ﺫﻟﻚ ﻋﺒﺮ ﺑُﻌﺪﻳﻦ ﻓﻘﻂ . ﻭﺗﻌﺘﺒﺮ
ﺍﻟﺪﺭﺍﺳﺔ ﺃﻥ ﺍﺳﺘﺨﺪﺍﻡ ﻣﺎﺩﺓ ﺍﻟﻔﻮﺳﻔﻮﺭ ﻣﻦ ﻗﺒﻞ ﺍﻟﻤﻬﻨﺪﺳﻴﻦ ﺳﻴﺴﺎﻋﺪﻫﻢ ﻋﻠﻰ ﺗﺠﺎﻭﺯ ﺇﺣﺪﻯ ﺃﻫﻢ
ﺍﻟﻌﻘﺒﺎﺕ ﻓﻲ ﻣﺠﺎﻝ ﺇﻟﻜﺘﺮﻭﻧﻴﺎﺕ ﺍﻟﻤﺴﺘﻘﺒﻞ، ﺃﻻ ﻭﻫﻲ ﺗﺼﻤﻴﻢ ﺗﺮﺍﻧﺰﺳﺘﻮﺭﺍﺕ ﺫﺍﺕ ﻃﺎﻗﺔ ﻛﺎﻓﻴﺔ .
" ﻳﻌﻤﻞ ﺍﻟﺘﺮﺍﻧﺰﺳﺘﻮﺭ ﺑﻜﻔﺎﺀﺓ ﻋﺎﻟﻴﺔ ﻋﻨﺪﻣﺎ ﻳﻜﻮﻥ ﺫﺍ ﺣﺠﻢٍ ﺭﻗﻴﻖ، ﺣﻴﺚ ﺗﺘﺤﺮﻙ ﺍﻹﻟﻜﺘﺮﻭﻧﺎﺕ ﻣﻦ ﺧﻼﻝ
ﺑُﻌﺪﻳﻦ ﻓﻘﻂ" ﻫﺬﺍ ﻣﺎ ﺃﻛّﺪﻩ ﺍﻟﺴﻴﺪ ﺗﻮﻣﺎﺱ ﺳﻴﺰﻛﻮﺑﻚ Thomas Szkopek ﺍﻷﺳﺘﺎﺫ ﻓﻲ ﻗﺴﻢ
ﻫﻨﺪﺳﺔ ﺍﻟﻜﻮﻣﺒﻴﻮﺗﺮ ﻭﺍﻟﻜﻬﺮﺑﺎﺀ ﻓﻲ ﺟﺎﻣﻌﺔ ﻣﺎﻛﺠﻴﻞ، ﻭﺍﻟﺒﺎﺣﺚ ﺍﻟﺮﺋﻴﺴﻲ ﻓﻲ ﺩﺭﺍﺳﺔ ﺟﺪﻳﺪﺓ ﺗﺤﻤﻞ ﺍﺳﻢ
" ﻻﺷﻲﺀ ﻳﻀﺎﻫﻲ ﻃﺒﻘﺔ ﻣﻦ ﺍﻟﺬﺭّﺍﺕ ﻓﻲ ﺍﻟﺼِّﻐﺮ ."
ﻭﻓﻲ ﻋﺎﻡ 2004 ﻗﺎﻡ ﻋﻠﻤﺎﺀ ﺍﻟﻔﻴﺰﻳﺎﺀ ﻓﻲ ﺟﺎﻣﻌﺔ ﻣﺎﻧﺸﺴﺘﺮ ﻓﻲ ﺑﺮﻳﻄﺎﻧﻴﺎ ﺑﻌﺰﻝ ﻭﺍﺳﺘﻜﺸﺎﻑ
ﺍﻟﺨﺼﺎﺋﺺ ﺍﻟﻤﻤﻴﺰﺓ ﻟﻠﻐﺮﺍﻓﻴﻦ (Graphene )، ﻭﻫﻲ ﻣﺎﺩﺓ ﺗﻌﺎﺩﻝ ﺳﻤﺎﻛﺘﻬﺎ ﺳُﻤﻚ ﺫﺭﺓ ﻛﺮﺑﻮﻥ
ﻭﺍﺣﺪﺓ . ﻭﻣﻨﺬ ﺫﻟﻚ ﺍﻟﺘﺎﺭﻳﺦ ﺍﻧﺪﻓﻊ ﺍﻟﻌﻠﻤﺎﺀ ﻓﻲ ﺳﻌﻲ ﺣﺜﻴﺚ ﻟﺪﺭﺍﺳﺔ ﺳﻠﺴﻠﺔ ﻣﻦ ﺍﻟﻤﻮﺍﺩ ﺛﻨﺎﺋﻴﺔ ﺍﻟﺒﻌﺪ،
ﺃﺣﺪﻫﺎ ﻫﻮ ﺍﻟﻔﻮﺳﻔﻮﺭ ﺍﻷﺳﻮﺩ . ﻭﻫﻮ ﺻﻨﻒ ﻣﻦ ﺍﻟﻔﺴﻔﻮﺭ ﺷﺒﻴﻪ ﺑﺎﻟﻐﺮﺍﻓﻴﺖ ( Graphite ) ﻳﻤﻜﻦ
ﻓﺼﻠﻪ ﻭﺗﺤﻮﻳﻠﻪ ﺑﺴﻬﻮﻟﺔ ﺇﻟﻰ ﻃﺒﻘﺎﺕ ﺫﺭﻳﺔ ﻭﺍﺣﺪﺓ ﺗﺴﻤﻰ ﺑﺎﻟﻔﻮﺳﻔﻮﺭﻳﻦ (phosphorene ) .
ﻭﻗﺪ ﺗﺰﺍﻳﺪ ﺍﻻﻫﺘﻤﺎﻡ ﺑﻤﺎﺩﺓ ﺍﻟﻔﻮﺳﻔﻮﺭﻳﻦ ﺑﺸﻜﻞ ﺗﺪﺭﻳﺠﻲ ﻧﻈﺮﺍً ﻟﻘﺪﺭﺗﻬﺎ ﻋﻠﻰ ﺣﻞِّ ﻛﺜﻴﺮٍ ﻣﻦ ﺍﻟﺘﺤﺪﻳﺎﺕ
ﺍﻟﻨﺎﺟﻤﺔ ﻋﻦ ﺍﺳﺘﺨﺪﺍﻡ ﺍﻟﻐﺮﺍﻓﻴﻦ ﻓﻲ ﺻﻨﺎﻋﺔ ﺍﻹﻟﻜﺘﺮﻭﻧﻴﺎﺕ . ﻓﻌﻠﻰ ﻋﻜﺲ ﺍﻟﻐﺮﺍﻓﻴﻦ ﺍﻟﺬﻱ ﻳﺆﺩﻱ ﻭﻇﻴﻔﺔ
ﺍﻟﻤﻌﺪﻥ، ﻳﻌﺘﺒﺮ ﺍﻟﻔﻮﺳﻔﻮﺭ ﺍﻷﺳﻮﺩ ﺷﺒﻪ ﻧﺎﻗﻞ (semiconductor ) ﻃﺒﻴﻌﻲ ﻳﻤﻜﻦ ﺍﻟﺘﺤﻜﻢ ﻓﻴﻪ
ﺑﺴﻬﻮﻟﺔ ﺑﺎﻟﻐﺔ .
ﻳﻘﻮﻝ ﺳﺰﻛﻮﺑﻴﻚ: " ﺑﻬﺪﻑ ﺍﻟﺘﻘﻠﻴﻞ ﻣﻦ ﺍﻟﺠﻬﺪ ﺍﻟﻜﻬﺮﺑﺎﺋﻲ ﺍﻟﻨﺎﺗﺞ ﻋﻦ ﻋﻤﻞ ﺍﻟﺘﺮﺍﻧﺰﺳﺘﻮﺭ ﻭﺑﺎﻟﺘﺎﻟﻲ ﺍﻟﺤﺪ
ﻣﻦ ﺍﻟﺤﺮﺍﺭﺓ ﺍﻟﻤﺘﻮﻟﺪﺓ ﻋﻨﻪ، ﻳﺠﺐ ﻋﻠﻴﻨﺎ ﺍﻻﻗﺘﺮﺍﺏ ﺃﻛﺜﺮ ﻓﺄﻛﺜﺮ ﻣﻦ ﺗﺼﻤﻴﻢ ﺗﺮﺍﻧﺰﺳﺘﻮﺭ ﻳﺸﺒﻪ ﺍﻟﺬﺭّﺓ ﻣﻦ
ﻧﺎﺣﻴﺔ ﺣﺮﻛﺔ ﺍﻹﻟﻜﺘﺮﻭﻥ . ﻟﺬﺍ ﻓﺎﻟﻤﺘﻄﻠﺒﺎﺕ ﺍﻷﺳﺎﺳﻴﺔ ﺍﻟﺘﻲ ﻳﺤﺘﺎﺟﻬﺎ ﻣﺼﻤّﻤﻮ ﺍﻟﺘﺮﺍﻧﺰﺳﺘﻮﺭ ﻓﻲ
ﺍﻟﻤﺴﺘﻘﺒﻞ ﺗﺘﻀﻤﻦ ﻣﺠﻤﻮﻋﺔ ﻣﻮﺍﺩ ﺫﻭﺍﺕ ﺣﺠﻢ ﺫﺭﻱ، ﻭﻫﻲ ﺍﻟﺤﺼﻮﻝ ﻋﻠﻰ ﻣﻌﺪﻥ ﻣﺜﺎﻟﻲ، ﻋﺎﺯﻝ، ﻭﺷﺒﻪ
ﻧﺎﻗﻞ ﻣﺜﺎﻟﻲ ﻳﺆﺩﻱ ﺩﻭﺭﻩ ﺍﻟﻔﻮﺳﻔﻮﺭ ﺍﻷﺳﻮﺩ . ﻭﻫﺬﻩ ﺍﻟﻤﻮﺍﺩ ﺍﻟﺜﻼﺙ ﻣﺠﺘﻤﻌﺔً ﻻ ﻏﻨﻰ ﻋﻨﻬﺎ ﻟﻠﺤﺼﻮﻝ
ﻋﻠﻰ ﺗﺮﺍﻧﺰﺳﺘﻮﺭ ﻣﺼﻤَّﻢ ﺑﺸﻜﻞ ﺟﻴﺪ ."
ﻭﻗﺪ ﺗﻢ ﺍﻟﺤﺼﻮﻝ ﻋﻠﻰ ﻫﺬﻩ ﺍﻟﻨﺘﺎﺋﺞ ﺑﻔﻌﻞ ﺟﻬﻮﺩ ﻣﺘﻌﺪﺩﺓ ﺍﻷﻃﺮﺍﻑ ﻣﻦ ﻗِﺒﻞ ﻣﺠﻤﻮﻋﺔ ﺍﻟﺪﻛﺘﻮﺭ
ﺳﺰﻛﻮﺑﻴﻚ ﻷﺑﺤﺎﺙ ﺇﻟﻜﺘﺮﻭﻧﻴﺎﺕ ﺍﻟﻨﺎﻧﻮ ( nanoelectronics )، ﻣﺨﺘﺒﺮ ﻋﻠﻮﻡ ﺍﻟﻨﺎﻧﻮ
( nanoscience ) ﻓﻲ ﻗﺴﻢ ﺍﻟﻔﻴﺰﻳﺎﺀ ﺑﺠﺎﻣﻌﺔ ﻣﺎﻛﺠﻴﻞ ﺑﺈﺷﺮﺍﻑ ﺍﻟﺪﻛﺘﻮﺭ ﺟﻮﻟﻴﺎﻡ ﻏﻴﺮﻓﻴﺲ
Guillaume Gervais ، ﻭﻣﺠﻤﻮﻋﺔ ﺍﻷﺑﺤﺎﺙ ﺍﻟﻤﺘﻌﻠﻘﺔ ﺑﺎﻟﺒﻨﻴﺔ ﺍﻟﻨﺎﻧﻮﻳﺔ ( nanostructures )
ﺗﺤﺖ ﺇﺷﺮﺍﻑ ﺍﻷﺳﺘﺎﺫ ﺭﻳﺘﺸﺎﺭﺩ ﻣﺎﺭﺗﻴﻞ Richard Martel ﻣﻦ ﻗﺴﻢ ﺍﻟﻜﻴﻤﻴﺎﺀ ﻓﻲ ﺟﺎﻣﻌﺔ
ﻣﻮﻧﺘﺮﻳﺎﻝ .
ﻭﺑﻬﺪﻑ ﻓﺤﺺ ﻭﻓﻬﻢ ﺣﺮﻛﺔ ﺍﻹﻟﻜﺘﺮﻭﻧﺎﺕ ﺩﺍﺧﻞ ﺍﻟﺘﺮﺍﻧﺰﺳﺘﻮﺭ ﺍﻟﻤﺼﻨﻮﻉ ﻣﻦ ﺍﻟﻔﺴﻔﻮﺭ، ﻓﻘﺪ ﻗﺎﻡ ﺍﻟﺒﺎﺣﺜﻮﻥ
ﺑﺈﺧﻀﺎﻋﻬﺎ ﻟﺘﺄﺛﻴﺮ ﺣﻘﻞ ﻣﻐﻨﺎﻃﻴﺴﻲٍ ﻗﻮﻱ ( magnetic field ) . ﻭﻗﺪ ﺃﺟﺮﻳﺖ ﻫﺬﻩ ﺍﻟﺘﺠﺎﺭﺏ ﻓﻲ
ﺍﻟﻤﺮﻛﺰ ﺍﻟﻮﻃﻨﻲ ﻟﺘﻮﻟﻴﺪ ﺣﻘﻮﻝ ﺍﻟﻄﺎﻗﺔ ﺍﻟﻤﻐﻨﺎﻃﻴﺴﻴﺔ ﺍﻟﻌﺎﻟﻴﺔ ﻓﻲ ﺗﺎﻻﻫﺎﺳﻲ ( National High
Magnetic Field Laboratory in Tallahassee ) ، ﻭﺍﻟﺬﻱ ﻳُﻌﺘﺒَﺮ ﺍﻟﻤﺮﻛﺰ ﺍﻟﻮﺣﻴﺪ
ﺍﻟﻘﺎﺩﺭ ﻋﻠﻰ ﺗﻮﻟﻴﺪ ﺃﻋﻠﻰ ﻭﺃﻗﻮﻯ ﻃﺎﻗﺔ ﻣﻐﻨﺎﻃﻴﺴﻴﺔ ﻓﻲ ﺍﻟﻌﺎﻟﻢ . ﻭﻓﻲ ﻣﻌﺮﺽ ﺗﻌﻠﻴﻘﻪ ﻋﻠﻰ ﻧﺘﺎﺋﺞ ﻫﺬﻩ
ﺍﻟﺘﺠﺮﺑﺔ، ﺃﻛﺪ ﺍﻟﺴﻴﺪ ﺗﻴﻢ ﻣﻮﺭﻓﻲ Tim Murphy ﺍﻟﻤﺴﺆﻭﻝ ﻋﻦ ﺣﻘﻞ ﺍﻟﺘﻴﺎﺭ ﺍﻟﻤﺴﺘﻤﺮ ﻓﻲ ﺟﺎﻣﻌﺔ
ﻓﻠﻮﺭﻳﺪﺍ DC Field ﺃﻥ ﻫﺬﺍ ﺍﻟﺒﺤﺚ " ﻳﻤﻨﺤﻨﺎ ﻣﻌﻠﻮﻣﺎﺕ ﺛﻤﻴﻨﺔ ﻋﻦ ﺍﻟﺨﺼﺎﺋﺺ ﺍﻟﻔﻴﺰﻳﺎﺋﻴﺔ ﺍﻷﺳﺎﺳﻴﺔ
ﺍﻟﺘﻲ ﺗﻮﺟﻪ ﺳﻠﻮﻙ ﺍﻟﻔﻮﺳﻔﻮﺭ ﺍﻷﺳﻮﺩ ."
ﻭﻳﻌﻠﻖ ﺍﻟﺪﻛﺘﻮﺭ ﺳﻴﺒﺰﻭﻙ ﻗﺎﺋﻼً : " ﺍﻟﻤﺪﻫﺶ ﻓﻲ ﻫﺬﻩ ﺍﻟﻨﺘﺎﺋﺞ ﻫﻮ ﻣﺪﻯ ﻗﺪﺭﺓ ﺍﻹﻟﻜﺘﺮﻭﻧﺎﺕ ﻋﻠﻰ
ﺍﻻﺻﻄﻔﺎﻑ ﻛﺸﺤﻨﺔٍ ﻛﻬﺮﺑﺎﺋﻴﺔٍ ﺛﻨﺎﺋﻴﺔ ﺍﻟﺒﻌﺪ، ﻋﻠﻰ ﺍﻟﺮﻏﻢ ﻣﻦ ﺃﻧﻬﺎ ﺗﺸﻐﻞ ﺣﺠﻤﺎً ﺗﺒﻠﻎ ﺳﻤﺎﻛﺘﻪ ﻋﺪﺓ
ﻃﺒﻘﺎﺕ ﻣﻦ ﺍﻟﺬﺭﺍﺕ. ﻭﻫﺬﺍ ﺍﻻﻛﺘﺸﺎﻑ ﻣﻬﻢٌ ﺟﺪﺍً ﻟﻘﺪﺭﺗﻪ ﻋﻠﻰ ﺍﻟﻤﺴﺎﻋﺪﺓ ﻓﻲ ﺗﺴﻬﻴﻞ ﻋﻤﻠﻴﺔ ﺗﺼﻨﻴﻊ
ﺍﻟﻤﺎﺩﺓ"، ﻋﻠﻰ ﺍﻟﺮﻏﻢ ﻣﻦ ﺃﻧﻪ "ﻻ ﺃﺣﺪ ﻳﻌﺮﻑ ﺍﻟﻄﺮﻳﻘﺔ ﺍﻟﻤﺜﻠﻰ ﻟﺘﺼﻨﻴﻌﻬﺎ ﻋﻠﻰ ﻧﻄﺎﻕ ﻭﺍﺳﻊ" ﺣﺘﻰ ﻫﺬﻩ
ﺍﻟﻠﺤﻈﺔ .
ﻭﻳﺘﺎﺑﻊ ﺳﻴﺒﺰﻭﻙ ﺑﻘﻮﻟﻪ: " ﻳﺘﻌﺎﻇﻢ ﺍﻻﻫﺘﻤﺎﻡ ﺑﻤﺎﺩﺓ ﺍﻟﻔﻮﺳﻔﻮﺭ ﺍﻷﺳﻮﺩ ﺣﻮﻝ ﺍﻟﻌﺎﻟﻢ "، ﻭﻳﺮﺩﻑ ﻗﺎﺋﻼً:
" ﺻﺤﻴﺢ ﺃﻥ ﺍﻟﻄﺮﻳﻖ ﺃﻣﺎﻣﻨﺎ ﻻ ﻳﺰﺍﻝ ﻃﻮﻳﻼً ﻟﻜﻲ ﻧﺮﻯ ﺍﻟﺘﺮﺍﻧﺰﺳﺘﻮﺭ ﺍﻟﺬﺭﻱ ﻛﻤﻨﺘﺞ ﺗﺠﺎﺭﻱ، ﻭﻟﻜﻨﻨﺎ ﺍﻗﺘﺮﺑﻨﺎ
ﺧﻄﻮﺓ ﺃُﺧﺮﻯ ﻧﺤﻮ ﺗﺤﻘﻴﻖ ﺫﻟﻚ.
ﻓﻲ ﺍﻟﻮﻗﺖ ﺍﻟﺬﻱ ﻳﺤﺎﻭﻝ ﻓﻴﻪ ﺍﻟﻌﻠﻤﺎﺀ ﺍﻟﻌﺜﻮﺭ ﻋﻠﻰ ﻣﺎﺩﺓ ﺗﺴﺎﻋﺪﻫﻢ ﻋﻠﻰ ﺭﺹّ ﻋﺪﺓ ﺗﺮﺍﻧﺰﺳﺘﻮﺭﺍﺕ
(Transistors ) ﻓﻲ ﺭﻗﺎﻗﺔ ﻭﺍﺣﺪﺓ، ﺃﻇﻬﺮ ﺑﺤﺚ ﺟﺪﻳﺪ ﺃﺟﺮﺗﻪ ﺟﺎﻣﻌﺔ ﻣﺎﻛﺠﻴﻞ McGill
University ﺑﺎﻻﺷﺘﺮﺍﻙ ﻣﻊ ﺟﺎﻣﻌﺔ ﻣﻮﻧﺘﺮﻳﺎﻝ Université de Montréal ﺃﺩﻟﺔً ﻋﻠﻰ ﺃﻥ
ﺍﻟﻔﻮﺳﻔﻮﺭ ﺍﻷﺳﻮﺩ ( black phosphorus ) ﻗﺪ ﻳﻜﻮﻥ ﺍﻟﻤُﺮﺷﺢ ﺍﻷﻗﻮﻯ ﻟﺤﻞ ﻫﺬﻩ ﺍﻟﻤﻌﻀﻠﺔ.
ﻭﻓﻲ ﺩﺭﺍﺳﺔٍ ﺗﻢّ ﻧﺸﺮﻫﺎ ﻓﻲ ﻣﺠﻠﺔ Nature Communications ﻗﺎﻝ ﺍﻟﺒﺎﺣﺜﻮﻥ ﺑﺄﻥ
ﺍﻹﻟﻜﺘﺮﻭﻧﺎﺕ ﻋﻨﺪﻣﺎ ﺗﺘﺤﺮﻙ ﻓﻲ ﻣﺎﺩﺓ ﺍﻟﻔﻮﺳﻔﻮﺭ ﺍﻷﺳﻮﺩ، ﻓﺈﻧﻬﺎ ﺗﻔﻌﻞ ﺫﻟﻚ ﻋﺒﺮ ﺑُﻌﺪﻳﻦ ﻓﻘﻂ . ﻭﺗﻌﺘﺒﺮ
ﺍﻟﺪﺭﺍﺳﺔ ﺃﻥ ﺍﺳﺘﺨﺪﺍﻡ ﻣﺎﺩﺓ ﺍﻟﻔﻮﺳﻔﻮﺭ ﻣﻦ ﻗﺒﻞ ﺍﻟﻤﻬﻨﺪﺳﻴﻦ ﺳﻴﺴﺎﻋﺪﻫﻢ ﻋﻠﻰ ﺗﺠﺎﻭﺯ ﺇﺣﺪﻯ ﺃﻫﻢ
ﺍﻟﻌﻘﺒﺎﺕ ﻓﻲ ﻣﺠﺎﻝ ﺇﻟﻜﺘﺮﻭﻧﻴﺎﺕ ﺍﻟﻤﺴﺘﻘﺒﻞ، ﺃﻻ ﻭﻫﻲ ﺗﺼﻤﻴﻢ ﺗﺮﺍﻧﺰﺳﺘﻮﺭﺍﺕ ﺫﺍﺕ ﻃﺎﻗﺔ ﻛﺎﻓﻴﺔ .
" ﻳﻌﻤﻞ ﺍﻟﺘﺮﺍﻧﺰﺳﺘﻮﺭ ﺑﻜﻔﺎﺀﺓ ﻋﺎﻟﻴﺔ ﻋﻨﺪﻣﺎ ﻳﻜﻮﻥ ﺫﺍ ﺣﺠﻢٍ ﺭﻗﻴﻖ، ﺣﻴﺚ ﺗﺘﺤﺮﻙ ﺍﻹﻟﻜﺘﺮﻭﻧﺎﺕ ﻣﻦ ﺧﻼﻝ
ﺑُﻌﺪﻳﻦ ﻓﻘﻂ" ﻫﺬﺍ ﻣﺎ ﺃﻛّﺪﻩ ﺍﻟﺴﻴﺪ ﺗﻮﻣﺎﺱ ﺳﻴﺰﻛﻮﺑﻚ Thomas Szkopek ﺍﻷﺳﺘﺎﺫ ﻓﻲ ﻗﺴﻢ
ﻫﻨﺪﺳﺔ ﺍﻟﻜﻮﻣﺒﻴﻮﺗﺮ ﻭﺍﻟﻜﻬﺮﺑﺎﺀ ﻓﻲ ﺟﺎﻣﻌﺔ ﻣﺎﻛﺠﻴﻞ، ﻭﺍﻟﺒﺎﺣﺚ ﺍﻟﺮﺋﻴﺴﻲ ﻓﻲ ﺩﺭﺍﺳﺔ ﺟﺪﻳﺪﺓ ﺗﺤﻤﻞ ﺍﺳﻢ
" ﻻﺷﻲﺀ ﻳﻀﺎﻫﻲ ﻃﺒﻘﺔ ﻣﻦ ﺍﻟﺬﺭّﺍﺕ ﻓﻲ ﺍﻟﺼِّﻐﺮ ."
ﻭﻓﻲ ﻋﺎﻡ 2004 ﻗﺎﻡ ﻋﻠﻤﺎﺀ ﺍﻟﻔﻴﺰﻳﺎﺀ ﻓﻲ ﺟﺎﻣﻌﺔ ﻣﺎﻧﺸﺴﺘﺮ ﻓﻲ ﺑﺮﻳﻄﺎﻧﻴﺎ ﺑﻌﺰﻝ ﻭﺍﺳﺘﻜﺸﺎﻑ
ﺍﻟﺨﺼﺎﺋﺺ ﺍﻟﻤﻤﻴﺰﺓ ﻟﻠﻐﺮﺍﻓﻴﻦ (Graphene )، ﻭﻫﻲ ﻣﺎﺩﺓ ﺗﻌﺎﺩﻝ ﺳﻤﺎﻛﺘﻬﺎ ﺳُﻤﻚ ﺫﺭﺓ ﻛﺮﺑﻮﻥ
ﻭﺍﺣﺪﺓ . ﻭﻣﻨﺬ ﺫﻟﻚ ﺍﻟﺘﺎﺭﻳﺦ ﺍﻧﺪﻓﻊ ﺍﻟﻌﻠﻤﺎﺀ ﻓﻲ ﺳﻌﻲ ﺣﺜﻴﺚ ﻟﺪﺭﺍﺳﺔ ﺳﻠﺴﻠﺔ ﻣﻦ ﺍﻟﻤﻮﺍﺩ ﺛﻨﺎﺋﻴﺔ ﺍﻟﺒﻌﺪ،
ﺃﺣﺪﻫﺎ ﻫﻮ ﺍﻟﻔﻮﺳﻔﻮﺭ ﺍﻷﺳﻮﺩ . ﻭﻫﻮ ﺻﻨﻒ ﻣﻦ ﺍﻟﻔﺴﻔﻮﺭ ﺷﺒﻴﻪ ﺑﺎﻟﻐﺮﺍﻓﻴﺖ ( Graphite ) ﻳﻤﻜﻦ
ﻓﺼﻠﻪ ﻭﺗﺤﻮﻳﻠﻪ ﺑﺴﻬﻮﻟﺔ ﺇﻟﻰ ﻃﺒﻘﺎﺕ ﺫﺭﻳﺔ ﻭﺍﺣﺪﺓ ﺗﺴﻤﻰ ﺑﺎﻟﻔﻮﺳﻔﻮﺭﻳﻦ (phosphorene ) .
ﻭﻗﺪ ﺗﺰﺍﻳﺪ ﺍﻻﻫﺘﻤﺎﻡ ﺑﻤﺎﺩﺓ ﺍﻟﻔﻮﺳﻔﻮﺭﻳﻦ ﺑﺸﻜﻞ ﺗﺪﺭﻳﺠﻲ ﻧﻈﺮﺍً ﻟﻘﺪﺭﺗﻬﺎ ﻋﻠﻰ ﺣﻞِّ ﻛﺜﻴﺮٍ ﻣﻦ ﺍﻟﺘﺤﺪﻳﺎﺕ
ﺍﻟﻨﺎﺟﻤﺔ ﻋﻦ ﺍﺳﺘﺨﺪﺍﻡ ﺍﻟﻐﺮﺍﻓﻴﻦ ﻓﻲ ﺻﻨﺎﻋﺔ ﺍﻹﻟﻜﺘﺮﻭﻧﻴﺎﺕ . ﻓﻌﻠﻰ ﻋﻜﺲ ﺍﻟﻐﺮﺍﻓﻴﻦ ﺍﻟﺬﻱ ﻳﺆﺩﻱ ﻭﻇﻴﻔﺔ
ﺍﻟﻤﻌﺪﻥ، ﻳﻌﺘﺒﺮ ﺍﻟﻔﻮﺳﻔﻮﺭ ﺍﻷﺳﻮﺩ ﺷﺒﻪ ﻧﺎﻗﻞ (semiconductor ) ﻃﺒﻴﻌﻲ ﻳﻤﻜﻦ ﺍﻟﺘﺤﻜﻢ ﻓﻴﻪ
ﺑﺴﻬﻮﻟﺔ ﺑﺎﻟﻐﺔ .
ﻳﻘﻮﻝ ﺳﺰﻛﻮﺑﻴﻚ: " ﺑﻬﺪﻑ ﺍﻟﺘﻘﻠﻴﻞ ﻣﻦ ﺍﻟﺠﻬﺪ ﺍﻟﻜﻬﺮﺑﺎﺋﻲ ﺍﻟﻨﺎﺗﺞ ﻋﻦ ﻋﻤﻞ ﺍﻟﺘﺮﺍﻧﺰﺳﺘﻮﺭ ﻭﺑﺎﻟﺘﺎﻟﻲ ﺍﻟﺤﺪ
ﻣﻦ ﺍﻟﺤﺮﺍﺭﺓ ﺍﻟﻤﺘﻮﻟﺪﺓ ﻋﻨﻪ، ﻳﺠﺐ ﻋﻠﻴﻨﺎ ﺍﻻﻗﺘﺮﺍﺏ ﺃﻛﺜﺮ ﻓﺄﻛﺜﺮ ﻣﻦ ﺗﺼﻤﻴﻢ ﺗﺮﺍﻧﺰﺳﺘﻮﺭ ﻳﺸﺒﻪ ﺍﻟﺬﺭّﺓ ﻣﻦ
ﻧﺎﺣﻴﺔ ﺣﺮﻛﺔ ﺍﻹﻟﻜﺘﺮﻭﻥ . ﻟﺬﺍ ﻓﺎﻟﻤﺘﻄﻠﺒﺎﺕ ﺍﻷﺳﺎﺳﻴﺔ ﺍﻟﺘﻲ ﻳﺤﺘﺎﺟﻬﺎ ﻣﺼﻤّﻤﻮ ﺍﻟﺘﺮﺍﻧﺰﺳﺘﻮﺭ ﻓﻲ
ﺍﻟﻤﺴﺘﻘﺒﻞ ﺗﺘﻀﻤﻦ ﻣﺠﻤﻮﻋﺔ ﻣﻮﺍﺩ ﺫﻭﺍﺕ ﺣﺠﻢ ﺫﺭﻱ، ﻭﻫﻲ ﺍﻟﺤﺼﻮﻝ ﻋﻠﻰ ﻣﻌﺪﻥ ﻣﺜﺎﻟﻲ، ﻋﺎﺯﻝ، ﻭﺷﺒﻪ
ﻧﺎﻗﻞ ﻣﺜﺎﻟﻲ ﻳﺆﺩﻱ ﺩﻭﺭﻩ ﺍﻟﻔﻮﺳﻔﻮﺭ ﺍﻷﺳﻮﺩ . ﻭﻫﺬﻩ ﺍﻟﻤﻮﺍﺩ ﺍﻟﺜﻼﺙ ﻣﺠﺘﻤﻌﺔً ﻻ ﻏﻨﻰ ﻋﻨﻬﺎ ﻟﻠﺤﺼﻮﻝ
ﻋﻠﻰ ﺗﺮﺍﻧﺰﺳﺘﻮﺭ ﻣﺼﻤَّﻢ ﺑﺸﻜﻞ ﺟﻴﺪ ."
ﻭﻗﺪ ﺗﻢ ﺍﻟﺤﺼﻮﻝ ﻋﻠﻰ ﻫﺬﻩ ﺍﻟﻨﺘﺎﺋﺞ ﺑﻔﻌﻞ ﺟﻬﻮﺩ ﻣﺘﻌﺪﺩﺓ ﺍﻷﻃﺮﺍﻑ ﻣﻦ ﻗِﺒﻞ ﻣﺠﻤﻮﻋﺔ ﺍﻟﺪﻛﺘﻮﺭ
ﺳﺰﻛﻮﺑﻴﻚ ﻷﺑﺤﺎﺙ ﺇﻟﻜﺘﺮﻭﻧﻴﺎﺕ ﺍﻟﻨﺎﻧﻮ ( nanoelectronics )، ﻣﺨﺘﺒﺮ ﻋﻠﻮﻡ ﺍﻟﻨﺎﻧﻮ
( nanoscience ) ﻓﻲ ﻗﺴﻢ ﺍﻟﻔﻴﺰﻳﺎﺀ ﺑﺠﺎﻣﻌﺔ ﻣﺎﻛﺠﻴﻞ ﺑﺈﺷﺮﺍﻑ ﺍﻟﺪﻛﺘﻮﺭ ﺟﻮﻟﻴﺎﻡ ﻏﻴﺮﻓﻴﺲ
Guillaume Gervais ، ﻭﻣﺠﻤﻮﻋﺔ ﺍﻷﺑﺤﺎﺙ ﺍﻟﻤﺘﻌﻠﻘﺔ ﺑﺎﻟﺒﻨﻴﺔ ﺍﻟﻨﺎﻧﻮﻳﺔ ( nanostructures )
ﺗﺤﺖ ﺇﺷﺮﺍﻑ ﺍﻷﺳﺘﺎﺫ ﺭﻳﺘﺸﺎﺭﺩ ﻣﺎﺭﺗﻴﻞ Richard Martel ﻣﻦ ﻗﺴﻢ ﺍﻟﻜﻴﻤﻴﺎﺀ ﻓﻲ ﺟﺎﻣﻌﺔ
ﻣﻮﻧﺘﺮﻳﺎﻝ .
ﻭﺑﻬﺪﻑ ﻓﺤﺺ ﻭﻓﻬﻢ ﺣﺮﻛﺔ ﺍﻹﻟﻜﺘﺮﻭﻧﺎﺕ ﺩﺍﺧﻞ ﺍﻟﺘﺮﺍﻧﺰﺳﺘﻮﺭ ﺍﻟﻤﺼﻨﻮﻉ ﻣﻦ ﺍﻟﻔﺴﻔﻮﺭ، ﻓﻘﺪ ﻗﺎﻡ ﺍﻟﺒﺎﺣﺜﻮﻥ
ﺑﺈﺧﻀﺎﻋﻬﺎ ﻟﺘﺄﺛﻴﺮ ﺣﻘﻞ ﻣﻐﻨﺎﻃﻴﺴﻲٍ ﻗﻮﻱ ( magnetic field ) . ﻭﻗﺪ ﺃﺟﺮﻳﺖ ﻫﺬﻩ ﺍﻟﺘﺠﺎﺭﺏ ﻓﻲ
ﺍﻟﻤﺮﻛﺰ ﺍﻟﻮﻃﻨﻲ ﻟﺘﻮﻟﻴﺪ ﺣﻘﻮﻝ ﺍﻟﻄﺎﻗﺔ ﺍﻟﻤﻐﻨﺎﻃﻴﺴﻴﺔ ﺍﻟﻌﺎﻟﻴﺔ ﻓﻲ ﺗﺎﻻﻫﺎﺳﻲ ( National High
Magnetic Field Laboratory in Tallahassee ) ، ﻭﺍﻟﺬﻱ ﻳُﻌﺘﺒَﺮ ﺍﻟﻤﺮﻛﺰ ﺍﻟﻮﺣﻴﺪ
ﺍﻟﻘﺎﺩﺭ ﻋﻠﻰ ﺗﻮﻟﻴﺪ ﺃﻋﻠﻰ ﻭﺃﻗﻮﻯ ﻃﺎﻗﺔ ﻣﻐﻨﺎﻃﻴﺴﻴﺔ ﻓﻲ ﺍﻟﻌﺎﻟﻢ . ﻭﻓﻲ ﻣﻌﺮﺽ ﺗﻌﻠﻴﻘﻪ ﻋﻠﻰ ﻧﺘﺎﺋﺞ ﻫﺬﻩ
ﺍﻟﺘﺠﺮﺑﺔ، ﺃﻛﺪ ﺍﻟﺴﻴﺪ ﺗﻴﻢ ﻣﻮﺭﻓﻲ Tim Murphy ﺍﻟﻤﺴﺆﻭﻝ ﻋﻦ ﺣﻘﻞ ﺍﻟﺘﻴﺎﺭ ﺍﻟﻤﺴﺘﻤﺮ ﻓﻲ ﺟﺎﻣﻌﺔ
ﻓﻠﻮﺭﻳﺪﺍ DC Field ﺃﻥ ﻫﺬﺍ ﺍﻟﺒﺤﺚ " ﻳﻤﻨﺤﻨﺎ ﻣﻌﻠﻮﻣﺎﺕ ﺛﻤﻴﻨﺔ ﻋﻦ ﺍﻟﺨﺼﺎﺋﺺ ﺍﻟﻔﻴﺰﻳﺎﺋﻴﺔ ﺍﻷﺳﺎﺳﻴﺔ
ﺍﻟﺘﻲ ﺗﻮﺟﻪ ﺳﻠﻮﻙ ﺍﻟﻔﻮﺳﻔﻮﺭ ﺍﻷﺳﻮﺩ ."
ﻭﻳﻌﻠﻖ ﺍﻟﺪﻛﺘﻮﺭ ﺳﻴﺒﺰﻭﻙ ﻗﺎﺋﻼً : " ﺍﻟﻤﺪﻫﺶ ﻓﻲ ﻫﺬﻩ ﺍﻟﻨﺘﺎﺋﺞ ﻫﻮ ﻣﺪﻯ ﻗﺪﺭﺓ ﺍﻹﻟﻜﺘﺮﻭﻧﺎﺕ ﻋﻠﻰ
ﺍﻻﺻﻄﻔﺎﻑ ﻛﺸﺤﻨﺔٍ ﻛﻬﺮﺑﺎﺋﻴﺔٍ ﺛﻨﺎﺋﻴﺔ ﺍﻟﺒﻌﺪ، ﻋﻠﻰ ﺍﻟﺮﻏﻢ ﻣﻦ ﺃﻧﻬﺎ ﺗﺸﻐﻞ ﺣﺠﻤﺎً ﺗﺒﻠﻎ ﺳﻤﺎﻛﺘﻪ ﻋﺪﺓ
ﻃﺒﻘﺎﺕ ﻣﻦ ﺍﻟﺬﺭﺍﺕ. ﻭﻫﺬﺍ ﺍﻻﻛﺘﺸﺎﻑ ﻣﻬﻢٌ ﺟﺪﺍً ﻟﻘﺪﺭﺗﻪ ﻋﻠﻰ ﺍﻟﻤﺴﺎﻋﺪﺓ ﻓﻲ ﺗﺴﻬﻴﻞ ﻋﻤﻠﻴﺔ ﺗﺼﻨﻴﻊ
ﺍﻟﻤﺎﺩﺓ"، ﻋﻠﻰ ﺍﻟﺮﻏﻢ ﻣﻦ ﺃﻧﻪ "ﻻ ﺃﺣﺪ ﻳﻌﺮﻑ ﺍﻟﻄﺮﻳﻘﺔ ﺍﻟﻤﺜﻠﻰ ﻟﺘﺼﻨﻴﻌﻬﺎ ﻋﻠﻰ ﻧﻄﺎﻕ ﻭﺍﺳﻊ" ﺣﺘﻰ ﻫﺬﻩ
ﺍﻟﻠﺤﻈﺔ .
ﻭﻳﺘﺎﺑﻊ ﺳﻴﺒﺰﻭﻙ ﺑﻘﻮﻟﻪ: " ﻳﺘﻌﺎﻇﻢ ﺍﻻﻫﺘﻤﺎﻡ ﺑﻤﺎﺩﺓ ﺍﻟﻔﻮﺳﻔﻮﺭ ﺍﻷﺳﻮﺩ ﺣﻮﻝ ﺍﻟﻌﺎﻟﻢ "، ﻭﻳﺮﺩﻑ ﻗﺎﺋﻼً:
" ﺻﺤﻴﺢ ﺃﻥ ﺍﻟﻄﺮﻳﻖ ﺃﻣﺎﻣﻨﺎ ﻻ ﻳﺰﺍﻝ ﻃﻮﻳﻼً ﻟﻜﻲ ﻧﺮﻯ ﺍﻟﺘﺮﺍﻧﺰﺳﺘﻮﺭ ﺍﻟﺬﺭﻱ ﻛﻤﻨﺘﺞ ﺗﺠﺎﺭﻱ، ﻭﻟﻜﻨﻨﺎ ﺍﻗﺘﺮﺑﻨﺎ
ﺧﻄﻮﺓ ﺃُﺧﺮﻯ ﻧﺤﻮ ﺗﺤﻘﻴﻖ ﺫﻟﻚ.
مفهوم التلوث البيئي.
تاريخياً :
يتسبب البشر على الدوام في إحداث تلوث ما للبيئة. فقد أوجد الناس المخلفات منذ عصور ما قبل التاريخ. ومثل النفايات في هذه الأيام، كانت المخلفات تحرق، أو تلقى في مجاري المياه، أو تدفن في الأرض، أو تطرح فوق سطحها. ولكن مخلفات الأقدمين كانت في معظمها نفايات طعام، أو مواد أخرى سهلة التحلل عن طريق عمليات الانحلال الطبيعي. وعدد السكان في الماضي كان قليلاً، وكانوا موزعين على مناطق شاسعة من الأرض. ونتيجة لذلك كان تركيز التلوث قليلاً، ولم يسبب إلا القليل من المشاكل.
مفهوم التلوث البيئي :
التلوث البيئي مصطلح يُعنى بكافة الطرق التي بها يتسبب النشاط البشري في إلحاق الضرر بالبيئة الطبيعية. ويشهد معظم الناس تلوث البيئة في صورة مَطْرَح مكشوف للنفايات أو في صورة دخان أسود ينبعث من أحد المصانع. ولكن التلوث قد يكون غير منظور، ومن غير رائحة أو طعم. وبعض أنواع التلوث قد لا تتسبب حقيقة في تلوث اليابسة والهواء والماء، ولكنها كفيلة بإضعاف متعة الحياة عند الناس والكائنات الحية الأخرى. فالضجيج المنبعث من حركة المرور والآلات مثلاً، يمكن اعتباره شكلاً من أشكال التلوث.
والتلوث البيئي أحد أكثر المشاكل خطورة على البشرية، وعلى أشكال الحياة الأخرى التي تدب حاليًا على كوكبنا. ففي مقدور هواء سيئ التلوث أن يسبب الأذى للمحاصيل، وأن يحمل في طياته الأمراض التي تهدد الحياة. لقد حدّت بعض ملوثات الهواء من قدرة الغلاف الجوي على ترشيح إشعاعات الشمس فوق البنفسجية، والتي تنطوي على الأذى. ويعتقد العديد من العلماء أن هذه الإشعاعات، وغيرها من ملوثات الهواء، قد أخذت تحدث تغييرًا في مناخات العالم. وتهدد ملوثات الماء والتربة قدرة المزارعين على إنتاج الغذاء الضروري لإطعام سكان العالم، كما تهدد الملوثات البحرية الكثير من الكائنات العضوية البحرية.
ويرغب كل شخص تقريبًا في الحد من التلوث، ولكن معظم التلوث الذي يهدد صحة كوكبنا حاليًا يأتي، لسوء الحظ، من منتجات يحتاجها كثير من الناس ويرغبون فيها. فمثلاً، توفر السيارات الراحة بنقلها للأشخاص، ولكنها تُنتج نسبة عالية من تلوث الهواء في العالم. وتنتج المصانع منتجات يستخدمها الناس، ويستمتعون بها، ولكن العمليات الكيميائية في مقدورها أن تسبب التلوث. وتساعد المبيدات والأسمدة في نمو كميات كبيرة من الأغذية، ولكنها تسمم التربة ومجاري المياه.
وعلى أي حال يمكن تقليل التلوث، بمرور الزمن، بعدة طرق، دونما أي تعطيل جدي لمسيرة حياة الناس. فمثلاً، يمكن للحكومات أن تسن تشريعات تشجع المؤسسات على تبني طرق تشغيلية قليلة التلوث. ويمكن للعلماء والمهندسين أن يطوروا منتجات تصنيعية نظيفة وأكثر أمانًا بالنسبة للبيئة، كما يمكن للأفراد والجماعات في العالم أن يجدوا بأنفسهم طرقًا تقلل من التلوث البيئي.
درجات التلوث :
نظرا لأهمية التلوث وشموليته يمكن تقسيم التلوث الي ثلاث درجات متميزة هي :
.1التلوث المقبول :
لا تكاد تخلو منطقة ما من مناطق الكرة الأرضية من هذه الدرجة من التلوث، حيث لا توجد بيئة خالية تماما من التلوث نظرا لسهولة نقل التلوث بأنواعه المختلفة من مكان إلى آخر سواء كان ذلك بواسطة العوامل المناخية أو البشرية. والتلوث المقبول هو درجة من درجات التلوث التي لا يتأثر بها توازن النظام الإيكولوجي ولا يكون مصحوبا بأي أخطار أو مشاكل بيئية رئيسية.
. 2 التلوث الخطر :
تعاني كثير من الدول الصناعية من التلوث الخطر والناتج بالدرجة الأولى من النشاط الصناعي وزيادة النشاط التعديني والاعتماد بشكل رئيسي على الفحم والبترول كمصدر للطاقة. وهذه المرحلة تعتبر مرحلة متقدمة من مراحل التلوث حيث أن كمية ونوعية الملوثات تتعدى الحد الإيكولوجي الحرج والذي بدأ معه التأثير السلبي على العناصر البيئية الطبيعية والبشرية.
. 3التلوث المدمر:
يمثل التلوث المدمر المرحلة التي ينهار فيها النظام الإيكولوجي ويصبح غير قادر على العطاء نظرا لإختلاف مستوى الإتزان بشكل جذري. ولعل حادثة تشرنوبل التي وقعت في المفاعلات النووية في الاتحاد السوفيتي خير مثال للتلوث المدمر، حيث أن النظام البيئي انهار كليا ويحتاج إلى سنوات طويلة لإعادة اتزانه بواسطة تدخل العنصر البشري وبتكلفة اقتصادية باهظة ويذكر تقدير لمجموعة من خبراء البيئة في الاتحاد السوفيتي بأن منطقة تشرنوبل والمناطق المجاورة لها تحتاج إلى حوالي خمسين سنة لإعادة اتزانها البيئي وبشكل يسمح بوجود نمط من أنماط الحياة .
ومن اشكال التلوت البيئي :
تلوث الماء
WATER POLLUTION
يعتبر الماء أحد المكونات الضرورية للحياة على الكرة الأرضية، فهو ضروري للإنسان والحيوان والنبات على حد سواء . وهو المكون الأساسي للكائنات الحية، وقد وصفه سبحانه وتعالى حيث قال :
( وجعلنا من الماء كل شيء حي )
تعريف تلوث الماء :
يمكن تعريف تلوث الماء على أنه وجود الملوثات في الماء بكميات كثيرة، أو بشكل يعيق استعمال الماء للأغراض المختلفة كالشر
تاريخياً :
يتسبب البشر على الدوام في إحداث تلوث ما للبيئة. فقد أوجد الناس المخلفات منذ عصور ما قبل التاريخ. ومثل النفايات في هذه الأيام، كانت المخلفات تحرق، أو تلقى في مجاري المياه، أو تدفن في الأرض، أو تطرح فوق سطحها. ولكن مخلفات الأقدمين كانت في معظمها نفايات طعام، أو مواد أخرى سهلة التحلل عن طريق عمليات الانحلال الطبيعي. وعدد السكان في الماضي كان قليلاً، وكانوا موزعين على مناطق شاسعة من الأرض. ونتيجة لذلك كان تركيز التلوث قليلاً، ولم يسبب إلا القليل من المشاكل.
مفهوم التلوث البيئي :
التلوث البيئي مصطلح يُعنى بكافة الطرق التي بها يتسبب النشاط البشري في إلحاق الضرر بالبيئة الطبيعية. ويشهد معظم الناس تلوث البيئة في صورة مَطْرَح مكشوف للنفايات أو في صورة دخان أسود ينبعث من أحد المصانع. ولكن التلوث قد يكون غير منظور، ومن غير رائحة أو طعم. وبعض أنواع التلوث قد لا تتسبب حقيقة في تلوث اليابسة والهواء والماء، ولكنها كفيلة بإضعاف متعة الحياة عند الناس والكائنات الحية الأخرى. فالضجيج المنبعث من حركة المرور والآلات مثلاً، يمكن اعتباره شكلاً من أشكال التلوث.
والتلوث البيئي أحد أكثر المشاكل خطورة على البشرية، وعلى أشكال الحياة الأخرى التي تدب حاليًا على كوكبنا. ففي مقدور هواء سيئ التلوث أن يسبب الأذى للمحاصيل، وأن يحمل في طياته الأمراض التي تهدد الحياة. لقد حدّت بعض ملوثات الهواء من قدرة الغلاف الجوي على ترشيح إشعاعات الشمس فوق البنفسجية، والتي تنطوي على الأذى. ويعتقد العديد من العلماء أن هذه الإشعاعات، وغيرها من ملوثات الهواء، قد أخذت تحدث تغييرًا في مناخات العالم. وتهدد ملوثات الماء والتربة قدرة المزارعين على إنتاج الغذاء الضروري لإطعام سكان العالم، كما تهدد الملوثات البحرية الكثير من الكائنات العضوية البحرية.
ويرغب كل شخص تقريبًا في الحد من التلوث، ولكن معظم التلوث الذي يهدد صحة كوكبنا حاليًا يأتي، لسوء الحظ، من منتجات يحتاجها كثير من الناس ويرغبون فيها. فمثلاً، توفر السيارات الراحة بنقلها للأشخاص، ولكنها تُنتج نسبة عالية من تلوث الهواء في العالم. وتنتج المصانع منتجات يستخدمها الناس، ويستمتعون بها، ولكن العمليات الكيميائية في مقدورها أن تسبب التلوث. وتساعد المبيدات والأسمدة في نمو كميات كبيرة من الأغذية، ولكنها تسمم التربة ومجاري المياه.
وعلى أي حال يمكن تقليل التلوث، بمرور الزمن، بعدة طرق، دونما أي تعطيل جدي لمسيرة حياة الناس. فمثلاً، يمكن للحكومات أن تسن تشريعات تشجع المؤسسات على تبني طرق تشغيلية قليلة التلوث. ويمكن للعلماء والمهندسين أن يطوروا منتجات تصنيعية نظيفة وأكثر أمانًا بالنسبة للبيئة، كما يمكن للأفراد والجماعات في العالم أن يجدوا بأنفسهم طرقًا تقلل من التلوث البيئي.
درجات التلوث :
نظرا لأهمية التلوث وشموليته يمكن تقسيم التلوث الي ثلاث درجات متميزة هي :
.1التلوث المقبول :
لا تكاد تخلو منطقة ما من مناطق الكرة الأرضية من هذه الدرجة من التلوث، حيث لا توجد بيئة خالية تماما من التلوث نظرا لسهولة نقل التلوث بأنواعه المختلفة من مكان إلى آخر سواء كان ذلك بواسطة العوامل المناخية أو البشرية. والتلوث المقبول هو درجة من درجات التلوث التي لا يتأثر بها توازن النظام الإيكولوجي ولا يكون مصحوبا بأي أخطار أو مشاكل بيئية رئيسية.
. 2 التلوث الخطر :
تعاني كثير من الدول الصناعية من التلوث الخطر والناتج بالدرجة الأولى من النشاط الصناعي وزيادة النشاط التعديني والاعتماد بشكل رئيسي على الفحم والبترول كمصدر للطاقة. وهذه المرحلة تعتبر مرحلة متقدمة من مراحل التلوث حيث أن كمية ونوعية الملوثات تتعدى الحد الإيكولوجي الحرج والذي بدأ معه التأثير السلبي على العناصر البيئية الطبيعية والبشرية.
. 3التلوث المدمر:
يمثل التلوث المدمر المرحلة التي ينهار فيها النظام الإيكولوجي ويصبح غير قادر على العطاء نظرا لإختلاف مستوى الإتزان بشكل جذري. ولعل حادثة تشرنوبل التي وقعت في المفاعلات النووية في الاتحاد السوفيتي خير مثال للتلوث المدمر، حيث أن النظام البيئي انهار كليا ويحتاج إلى سنوات طويلة لإعادة اتزانه بواسطة تدخل العنصر البشري وبتكلفة اقتصادية باهظة ويذكر تقدير لمجموعة من خبراء البيئة في الاتحاد السوفيتي بأن منطقة تشرنوبل والمناطق المجاورة لها تحتاج إلى حوالي خمسين سنة لإعادة اتزانها البيئي وبشكل يسمح بوجود نمط من أنماط الحياة .
ومن اشكال التلوت البيئي :
تلوث الماء
WATER POLLUTION
يعتبر الماء أحد المكونات الضرورية للحياة على الكرة الأرضية، فهو ضروري للإنسان والحيوان والنبات على حد سواء . وهو المكون الأساسي للكائنات الحية، وقد وصفه سبحانه وتعالى حيث قال :
( وجعلنا من الماء كل شيء حي )
تعريف تلوث الماء :
يمكن تعريف تلوث الماء على أنه وجود الملوثات في الماء بكميات كثيرة، أو بشكل يعيق استعمال الماء للأغراض المختلفة كالشر
ب والري والتبريد وخلافه
أنواع تلوث المياه
تقسم الملوثات المائية إلى أربعة أقسام هي
(أ) التلوث الفيزيائي
وينتج هذا النوع من التلوث عن المواد العضوية وغير العضوية العالقة بالماء،والتي تودي إلى تغيير لون ورائحة الماء. ويعد ارتفاع درجة حرارة الماء نتيجة لصب مياه تبريد المصانع والمفاعلات النووية في المسطحات المائية أحد صور التلوث الفيزيائي، ويؤدي إلى نقص كمية في الأوكسجين المذاب في الماء.. مما يؤدي إلى الإضرار بالأحياء المائية .
(ب) التلوث الكيميائي
وينتج هذا النوع من التلوث عن وجود كميات زائدة من الأملاح المذابة والأحماض و الفلوريدات والفلزات والمواد العضوية والأسمدة والمبيدات .. فالفلزات مثلا يذوب معظمها في الماء إلى حد ما، ومنها ما هو سام كالباريوم و الكادميوم الرصاص والزئبق، أما الفلزات غير السامة فتشمل والكالسيوم والمغنيسيوم والصوديوم والحديد والنحاس، ويسبب زيادتها بعض الأمراض . فبزيادة تركيز الصوديوم مثلا .. تجعل الماء غير مستساغ، وتؤدي إلى مخاطر صحية لمرضى القلب والكلى، كما تؤدي إلى تسمم النباتات . أما المواد العضوية، ومعظمها يذوب في الماء فهي إما مواد عضوية قابلة للتحلل بفعل البكتريا الموجودة في الماء أو غير قابلة للتحلل كالمبيدات والمنظفات .. وتشمل الأسمدة على النيتروجين والفسفور بشكل رئيسي، ويؤدي وجودها في الماء إلى نمو النباتات المائية بشكل متزايد، وقد نتج عن ذلك ظاهرة الشيخوخة المبكرة للبحيرات، حيث تتحول إلى مستنقعات أو أرض جافة في النهاية .
(ج) التلوث الحيوي
ويشمل الملوثات الحيوية كالبكتيريا المسببة للأمراض والفيروسات والطفيليات، مصدر هذه الملوثات فضلات الإنسان والحيوان، حيث تنتقل إلى الماء إذا اختلط بمياه الصرف الصحي أو مياه الصرف الزراعي، مما يودي إلى إصابة الإنسان بأمراض عديدة مثل الكوليرا والتيفوئد وخلافه، لذا كان لابد من استعمال المطهرات كالكلور للقضاء على هذه الملوثات في مياه الشرب .
وتعتبر من أول وأخطرالمشاكل
حيث يعتبر تلوث الماء من أوائل الموضوعات التي اهتم بها العلماء والمختصون بمجال التلوث ، وليس من الغريب إذن ( أن يكون حجم الدراسات التي تناولت هذا الموضوع أكبر من حجم تلك التي تناولت باقي فروع التلوث .
مصادر تلوث الماء
1 مياه الأمطار الملوثة
تتلوث مياه الأمطار خاصة في المناطق الصناعية لأنها تجمع أثناء سقوطها من السماء كل الملوثات الموجودة بالهواء ، والتي من أشهرها أكاسيد النتروجين وأكاسيد الكبريت وذرات التراب ، ومن الجدير بالذكر أن تلوث مياه الامطار ظاهرة جديدة استحدثت مع انتشار التصنيع ، وإلقاء كميات كبيرة من المخلفات والغازات والاتربة في الهواء أو الماء ، وفي الماضي لم تعرف البشرية هذا النوع من التلوث.
كما أن سقوط ماء المطر الملوث فوق المسطحات المائية كالمحيطات والبحار والانهار والبحيرات يؤدي إلى تلوث هذه المسطحات وإلى تسمم الكائنات البحرية والأسماك الموجودة بها ، وينتقل السم إلى الانسان إذا تناول هذه الأسماك الملوثة ، كما تموت الطيور البحرية التي تعتمد في غذائها على الاسماك.
2 مياه المجاري
وهي تتلوث بالصابون والمنظفات الصناعية وبعض أنواع البكتريا والميكروبات الضارة ، وعندما تنتقل مياه المجاري إلى الأنهار والبحيرات فإنها تؤدي إلى تلوثا هي الأخرى .
3 المخلفات الصناعية
وهي تشمل مخلفات المصانع الغذائية والكيمائية والألياف الصناعية والتي تؤدي إلى تلوث الماء بالدهون والبكتريا والدماء والاحماض والقلويات والأصباغ والنفط ومركبات البترول والكيماويات والأملاح السامة كأملاح الزئبق والزرنيخ ، وأملاح المعادن الثقيلة كالرصاص والكادميوم .
4 المفاعلات النووية
وهي تسبب تلوثً حرارياً للماء مما يؤثر تأثيراً ضاراً على البيئة وعلى حياتها ، مع احتمال حدوث تلوث إشعاعي لأجيال لاحقة من الإنسان وبقية حياتها مع احتمال حدوث تلوث إشعاعي لأجيال لاحقة من الإنسان وبقية الكائنات .
5 المبيدات الحشرية
والتي ترش على المحاصيل الزراعية أو التي تستخدم في إزالة الأعشاب الضارة ، فينساب بعضها مع مياه الصرف المصارف ، كذلك تتلوث مياه التي تغسل فيها معدات الرش وآلاته
6 التلوث الناتج عن تسرب البترول الى مياه البحار والمحطات
وهو إما نتيجة لحوادث غرق الناقلات التي تتكرر سنوياً ، وإما نتيجة لقيام هذه الناقلات بعمليات التنظيف وغسل خزاناتها وإلقاء مياه الغسل الملوثة في عرض البحر .
ومن أسباب تلوث مياه البحار أيضاً بزيت البترول تدفقه أثناء عمليات البحث والتنقيب عنه ، كما حدث في شواطئ كاليفورنيااا بالولايات المتحدة الأمريكية في نهاية الستينيات ، وتكون نتيجة لذلك بقعة زيت كبيرة الحجم قدر طولها بثمانمائة ميل على مياه المحيط الهادي ، وأدى ذلك
إلى موت أعداد لا تحصى من طيور البحر ومن الدرافيل والأسماك والكائنات البحرية نتيجة للتلوث .
أنواع تلوث المياه
تقسم الملوثات المائية إلى أربعة أقسام هي
(أ) التلوث الفيزيائي
وينتج هذا النوع من التلوث عن المواد العضوية وغير العضوية العالقة بالماء،والتي تودي إلى تغيير لون ورائحة الماء. ويعد ارتفاع درجة حرارة الماء نتيجة لصب مياه تبريد المصانع والمفاعلات النووية في المسطحات المائية أحد صور التلوث الفيزيائي، ويؤدي إلى نقص كمية في الأوكسجين المذاب في الماء.. مما يؤدي إلى الإضرار بالأحياء المائية .
(ب) التلوث الكيميائي
وينتج هذا النوع من التلوث عن وجود كميات زائدة من الأملاح المذابة والأحماض و الفلوريدات والفلزات والمواد العضوية والأسمدة والمبيدات .. فالفلزات مثلا يذوب معظمها في الماء إلى حد ما، ومنها ما هو سام كالباريوم و الكادميوم الرصاص والزئبق، أما الفلزات غير السامة فتشمل والكالسيوم والمغنيسيوم والصوديوم والحديد والنحاس، ويسبب زيادتها بعض الأمراض . فبزيادة تركيز الصوديوم مثلا .. تجعل الماء غير مستساغ، وتؤدي إلى مخاطر صحية لمرضى القلب والكلى، كما تؤدي إلى تسمم النباتات . أما المواد العضوية، ومعظمها يذوب في الماء فهي إما مواد عضوية قابلة للتحلل بفعل البكتريا الموجودة في الماء أو غير قابلة للتحلل كالمبيدات والمنظفات .. وتشمل الأسمدة على النيتروجين والفسفور بشكل رئيسي، ويؤدي وجودها في الماء إلى نمو النباتات المائية بشكل متزايد، وقد نتج عن ذلك ظاهرة الشيخوخة المبكرة للبحيرات، حيث تتحول إلى مستنقعات أو أرض جافة في النهاية .
(ج) التلوث الحيوي
ويشمل الملوثات الحيوية كالبكتيريا المسببة للأمراض والفيروسات والطفيليات، مصدر هذه الملوثات فضلات الإنسان والحيوان، حيث تنتقل إلى الماء إذا اختلط بمياه الصرف الصحي أو مياه الصرف الزراعي، مما يودي إلى إصابة الإنسان بأمراض عديدة مثل الكوليرا والتيفوئد وخلافه، لذا كان لابد من استعمال المطهرات كالكلور للقضاء على هذه الملوثات في مياه الشرب .
وتعتبر من أول وأخطرالمشاكل
حيث يعتبر تلوث الماء من أوائل الموضوعات التي اهتم بها العلماء والمختصون بمجال التلوث ، وليس من الغريب إذن ( أن يكون حجم الدراسات التي تناولت هذا الموضوع أكبر من حجم تلك التي تناولت باقي فروع التلوث .
مصادر تلوث الماء
1 مياه الأمطار الملوثة
تتلوث مياه الأمطار خاصة في المناطق الصناعية لأنها تجمع أثناء سقوطها من السماء كل الملوثات الموجودة بالهواء ، والتي من أشهرها أكاسيد النتروجين وأكاسيد الكبريت وذرات التراب ، ومن الجدير بالذكر أن تلوث مياه الامطار ظاهرة جديدة استحدثت مع انتشار التصنيع ، وإلقاء كميات كبيرة من المخلفات والغازات والاتربة في الهواء أو الماء ، وفي الماضي لم تعرف البشرية هذا النوع من التلوث.
كما أن سقوط ماء المطر الملوث فوق المسطحات المائية كالمحيطات والبحار والانهار والبحيرات يؤدي إلى تلوث هذه المسطحات وإلى تسمم الكائنات البحرية والأسماك الموجودة بها ، وينتقل السم إلى الانسان إذا تناول هذه الأسماك الملوثة ، كما تموت الطيور البحرية التي تعتمد في غذائها على الاسماك.
2 مياه المجاري
وهي تتلوث بالصابون والمنظفات الصناعية وبعض أنواع البكتريا والميكروبات الضارة ، وعندما تنتقل مياه المجاري إلى الأنهار والبحيرات فإنها تؤدي إلى تلوثا هي الأخرى .
3 المخلفات الصناعية
وهي تشمل مخلفات المصانع الغذائية والكيمائية والألياف الصناعية والتي تؤدي إلى تلوث الماء بالدهون والبكتريا والدماء والاحماض والقلويات والأصباغ والنفط ومركبات البترول والكيماويات والأملاح السامة كأملاح الزئبق والزرنيخ ، وأملاح المعادن الثقيلة كالرصاص والكادميوم .
4 المفاعلات النووية
وهي تسبب تلوثً حرارياً للماء مما يؤثر تأثيراً ضاراً على البيئة وعلى حياتها ، مع احتمال حدوث تلوث إشعاعي لأجيال لاحقة من الإنسان وبقية حياتها مع احتمال حدوث تلوث إشعاعي لأجيال لاحقة من الإنسان وبقية الكائنات .
5 المبيدات الحشرية
والتي ترش على المحاصيل الزراعية أو التي تستخدم في إزالة الأعشاب الضارة ، فينساب بعضها مع مياه الصرف المصارف ، كذلك تتلوث مياه التي تغسل فيها معدات الرش وآلاته
6 التلوث الناتج عن تسرب البترول الى مياه البحار والمحطات
وهو إما نتيجة لحوادث غرق الناقلات التي تتكرر سنوياً ، وإما نتيجة لقيام هذه الناقلات بعمليات التنظيف وغسل خزاناتها وإلقاء مياه الغسل الملوثة في عرض البحر .
ومن أسباب تلوث مياه البحار أيضاً بزيت البترول تدفقه أثناء عمليات البحث والتنقيب عنه ، كما حدث في شواطئ كاليفورنيااا بالولايات المتحدة الأمريكية في نهاية الستينيات ، وتكون نتيجة لذلك بقعة زيت كبيرة الحجم قدر طولها بثمانمائة ميل على مياه المحيط الهادي ، وأدى ذلك
إلى موت أعداد لا تحصى من طيور البحر ومن الدرافيل والأسماك والكائنات البحرية نتيجة للتلوث .
لما انصرف أبو محجن من قتال القادسية، ليعود إلى محبسهِ رأته امرأة فظنته فارًا منهزما، فقالت تُعيّره :
مَن فارسا كرهَ الطعان يُعيرُني ..
رُمحا إذا نزلوا بمرج الصُفر!
فرد عليها :
إن الكرام على الجياد مبيتُهم ..
فدعي الرماح لأهلها، وتعطَري!
وعندما كان في السجن يوم القادسية( غفر الله له كان مبتلى بالخمر )فلما نشب القتال وصار يسمع صوت الأبطال في الصولات والجولات كان يثب ليلبي النداء وينسى انه مقيد بالحديد فيسقط على الأرض حتى أدميت ساقاه فأنشد يقول .
كفى حزناً أن تطرد الخيل بالقنا
وانا مشدود إليّ وثاقيا
إذا قمتُ عنّاني الحديد وغُلِّقت
امامي أبواب تصمُّ المناديا
مَن فارسا كرهَ الطعان يُعيرُني ..
رُمحا إذا نزلوا بمرج الصُفر!
فرد عليها :
إن الكرام على الجياد مبيتُهم ..
فدعي الرماح لأهلها، وتعطَري!
وعندما كان في السجن يوم القادسية( غفر الله له كان مبتلى بالخمر )فلما نشب القتال وصار يسمع صوت الأبطال في الصولات والجولات كان يثب ليلبي النداء وينسى انه مقيد بالحديد فيسقط على الأرض حتى أدميت ساقاه فأنشد يقول .
كفى حزناً أن تطرد الخيل بالقنا
وانا مشدود إليّ وثاقيا
إذا قمتُ عنّاني الحديد وغُلِّقت
امامي أبواب تصمُّ المناديا
الهيدروجين المعدني
بعد مرور ما يقرب من قرنٍ من الزمان على كونها مجرد نظريةٍ، نجح العلماء في جامعة هارفارد في إنتاج أندر المواد على هذا الكوكب، ويحتمل أن تكون واحدةً من أثمنها.
هذه المادة – الهيدروجين الفلزّي الذرّي - تم تحضيرها من قِبل أستاذ العلوم الطبيعية إسحاق سيلفيرا وزميل ما بعد الدكتوراة رانجا دياس. بالإضافة إلى مساعدة العلماء في الإجابة على الأسئلة الأساسية حول طبيعة المادة، فإن لتلك المادة المكتشفة مجموعةً واسعةً من التطبيقات، بما في ذلك كونها موصلٌ فائقٌ في درجة حرارة الغرفة. تم نشر هذا الموضوع في ورقةٍ بحثيةٍ يوم 26 يناير في مجلة Science.
يقول سيلفيرا: "هذه هي الكأس المقدسة لفيزياء الضغط العالي، إنّها العينة الأولى على الإطلاق من الهيدروجين المعدني على الأرض، لذلك عندما كنا نبحث في ذلك، كنا نبحث في شيءٍ لم يكن موجوداً من قبل".
لإنتاج هذه المادة، ضغط سيلفيرا ودياس عينةً صغيرةً من الهيدروجين إلى 495 جيجا باسكال، أو أكثر من 71.7 مليون باوند لكل بوصةٍ مربعة – وهو مقدارٌ أكبر من الضغط في مركز الأرض. في تلك الضغوط الشديدة، يوضِح سيلفيرا، أن الهيدروجين الجزيئي الصلب -الذي يتكوّن من جزيئاتٍ على مواقع البلورة للمادة الصلبة - يحدث لها انهيار، لتتفكك الجزيئات المقيدة بإحكامٍ وتتحول إلى الهيدروجين الذري، وهو المعدن قيد الدراسة.
في حين أن هذا العمل يفتح نافذةً جديدةً وهامةً في فهم الخصائص العامة للهيدروجين، فإنه يوفر أيضاً تلميحاتٍ محيرةً من المحتمل أن تشكّل ثورةً في المواد الجديدة. يقول سيلفيرا: "أحد التنبؤات المهمة جداّ أنه من المتوقع أن يكون الهيدروجين المعدني شبه مستقرٍّ، ما يعني أنه إذا تم إلغاء الضغط الواقع، سيبقى كما هو معدنياً، بطريقةٍ مشابهةٍ لتشكّل الماس من الجرافيت تحت الحرارة الشديدة والضغط، ولكن يبقى الماس على حاله عندما تتم إزالتهما".
إن فهم إذا ما كانت هذه المادة مستقرةً أمرٌ هام، لأن التوقعات تشير أن الهيدروجين المعدني يمكن أن يكون بمثابة موصلٍ فائقٍ في درجة حرارة الغرفة، وهو أمرٌ يمكن أن يكون ثورياً. أيضاً، يتمّ فقد ما يصل إلى 15% من الطاقة المبددة أثناء الإرسال بالأسلاك العادية، لذلك يمكن لاستخدام أسلاكٍ مصنوعةٍ من هذه المادة في الشبكة الكهربائية أن يغير هذا الأمر تماماً، بحسب سيلفيرا.
إضافةً إلى ما سبق، استخدام هذه المادة كونها موصلاً فائقاً يمكن أن يحدث تغييراً جذرياً لنظام النقل لدينا، مما سيجعل من القطارات فائقة السرعة المغناطيسية أمراً ممكناً، فضلاً عن جعل السيارات الكهربائية أكثر كفاءةً وتحسين أداء العديد من الأجهزة الإلكترونية. كما يمكن للمادة أن توفر تحسيناتٍ كبيرةً في إنتاج الطاقة والتخزين - لأن الموصلات الفائقة ليس لديها أيّ مقاومةٍ داخليةٍ لذلك يمكن تخزينها من خلال الإبقاء على التيارات الكهربية في ملفاتٍ فائقة التوصيل، ومن ثم استخدامها عند الحاجة.
برغم من امتلاكه القدرة على تغيير شكل الحياة على الأرض، فإن الهيدروجين المعدني يمكن أن يلعب دوراً رئيساً في مساعدة البشر على استكشاف الفضاء، كأقوى وقودٍ دافعٍ للصواريخ يتم اكتشافه حتى الآن.
تتطلب صناعة الهيدروجين المعدني كميةً هائلةً من الطاقة، وإن أردنا تحويله مرةً أخرى إلى الهيدروجين الجزيئي، سوف تنبعث كل تلك الطاقة، مما يمكن أن يجعله أقوى وقود دافع للصواريخ عرفه الإنسان، وسبباً لثورةٍ في مجال صناعة الصواريخ.
ويتميز أكثر أنواع الوقود المستخدم اليوم فاعليةً بما يسمى بـ "النبضة المحددة" - وهو مقياسٌ لعدد الثواني المحددة لسرعة انطلاق الوقود الدافع من الجزء الخلفي من الصاروخ - والتي تقدر بـ 450 ثانية. والنبضة المحددة للهيدروجين المعدني، على سبيل المقارنة، من المتوقع أن تكون 1700 ثانية، الأمر الذي من شأنه أن يسمح بسهولةٍ باستكشاف الكواكب الخارجية. يقول سيلفيرا: "سنكون قادرين على وضع الصواريخ في المدار المراد الوصول إليه بخطوةٍ واحدةٍ فقط، بدلاً من اثنتين، كما يمكننا إرسال حمولاتٍ أكبر."
لإنتاج المادة الجديدة، لجأ كل من سيلفيرا ودياس إلى إحدى أصعب الموادّ على الأرض - الماس. ولكن بدلاً من الماس الطبيعي، استخدما قطعتين صغيرتين من الماس الاصطناعي المصقول بعنايةٍ ثم جرى معالجتهما لجعلهما أكثر صلابة ومن ثم وضعهما عكس بعضهما البعض في جهاز يُعرف باسم خلية السندان الماسية، وتم من ثم تلميعهما بمسحوق الماس، لكي يزيل الكربون من السطح. يقول سيلفيرا: "عندما نظرنا إلى الماس باستخدام المجهر الذري، وجدنا عيوباً تؤدي إلى إضعاف الماس وكسره. يكمن حل ذلك باستخدام عملية إزالة الأيون النشط reactive ion etching process لإزالة طبقةٍ صغيرةٍ - سُمكها فقط خمسة ميكرون، أو ما يساوي عُشر شعرة الإنسان - من سطح الماس، ثم إحاطة الماس بطبقةٍ رقيقةٍ من الألومينا لمنع الهيدروجين من نشرها في التركيب البلوري ومن ثم إضعافه.
بعد أكثر من أربعة عقود من العمل على
الهيدروجين المعدني
بعد مرور ما يقرب من قرنٍ من الزمان على كونها مجرد نظريةٍ، نجح العلماء في جامعة هارفارد في إنتاج أندر المواد على هذا الكوكب، ويحتمل أن تكون واحدةً من أثمنها.
هذه المادة – الهيدروجين الفلزّي الذرّي - تم تحضيرها من قِبل أستاذ العلوم الطبيعية إسحاق سيلفيرا وزميل ما بعد الدكتوراة رانجا دياس. بالإضافة إلى مساعدة العلماء في الإجابة على الأسئلة الأساسية حول طبيعة المادة، فإن لتلك المادة المكتشفة مجموعةً واسعةً من التطبيقات، بما في ذلك كونها موصلٌ فائقٌ في درجة حرارة الغرفة. تم نشر هذا الموضوع في ورقةٍ بحثيةٍ يوم 26 يناير في مجلة Science.
يقول سيلفيرا: "هذه هي الكأس المقدسة لفيزياء الضغط العالي، إنّها العينة الأولى على الإطلاق من الهيدروجين المعدني على الأرض، لذلك عندما كنا نبحث في ذلك، كنا نبحث في شيءٍ لم يكن موجوداً من قبل".
لإنتاج هذه المادة، ضغط سيلفيرا ودياس عينةً صغيرةً من الهيدروجين إلى 495 جيجا باسكال، أو أكثر من 71.7 مليون باوند لكل بوصةٍ مربعة – وهو مقدارٌ أكبر من الضغط في مركز الأرض. في تلك الضغوط الشديدة، يوضِح سيلفيرا، أن الهيدروجين الجزيئي الصلب -الذي يتكوّن من جزيئاتٍ على مواقع البلورة للمادة الصلبة - يحدث لها انهيار، لتتفكك الجزيئات المقيدة بإحكامٍ وتتحول إلى الهيدروجين الذري، وهو المعدن قيد الدراسة.
في حين أن هذا العمل يفتح نافذةً جديدةً وهامةً في فهم الخصائص العامة للهيدروجين، فإنه يوفر أيضاً تلميحاتٍ محيرةً من المحتمل أن تشكّل ثورةً في المواد الجديدة. يقول سيلفيرا: "أحد التنبؤات المهمة جداّ أنه من المتوقع أن يكون الهيدروجين المعدني شبه مستقرٍّ، ما يعني أنه إذا تم إلغاء الضغط الواقع، سيبقى كما هو معدنياً، بطريقةٍ مشابهةٍ لتشكّل الماس من الجرافيت تحت الحرارة الشديدة والضغط، ولكن يبقى الماس على حاله عندما تتم إزالتهما".
إن فهم إذا ما كانت هذه المادة مستقرةً أمرٌ هام، لأن التوقعات تشير أن الهيدروجين المعدني يمكن أن يكون بمثابة موصلٍ فائقٍ في درجة حرارة الغرفة، وهو أمرٌ يمكن أن يكون ثورياً. أيضاً، يتمّ فقد ما يصل إلى 15% من الطاقة المبددة أثناء الإرسال بالأسلاك العادية، لذلك يمكن لاستخدام أسلاكٍ مصنوعةٍ من هذه المادة في الشبكة الكهربائية أن يغير هذا الأمر تماماً، بحسب سيلفيرا.
إضافةً إلى ما سبق، استخدام هذه المادة كونها موصلاً فائقاً يمكن أن يحدث تغييراً جذرياً لنظام النقل لدينا، مما سيجعل من القطارات فائقة السرعة المغناطيسية أمراً ممكناً، فضلاً عن جعل السيارات الكهربائية أكثر كفاءةً وتحسين أداء العديد من الأجهزة الإلكترونية. كما يمكن للمادة أن توفر تحسيناتٍ كبيرةً في إنتاج الطاقة والتخزين - لأن الموصلات الفائقة ليس لديها أيّ مقاومةٍ داخليةٍ لذلك يمكن تخزينها من خلال الإبقاء على التيارات الكهربية في ملفاتٍ فائقة التوصيل، ومن ثم استخدامها عند الحاجة.
برغم من امتلاكه القدرة على تغيير شكل الحياة على الأرض، فإن الهيدروجين المعدني يمكن أن يلعب دوراً رئيساً في مساعدة البشر على استكشاف الفضاء، كأقوى وقودٍ دافعٍ للصواريخ يتم اكتشافه حتى الآن.
تتطلب صناعة الهيدروجين المعدني كميةً هائلةً من الطاقة، وإن أردنا تحويله مرةً أخرى إلى الهيدروجين الجزيئي، سوف تنبعث كل تلك الطاقة، مما يمكن أن يجعله أقوى وقود دافع للصواريخ عرفه الإنسان، وسبباً لثورةٍ في مجال صناعة الصواريخ.
ويتميز أكثر أنواع الوقود المستخدم اليوم فاعليةً بما يسمى بـ "النبضة المحددة" - وهو مقياسٌ لعدد الثواني المحددة لسرعة انطلاق الوقود الدافع من الجزء الخلفي من الصاروخ - والتي تقدر بـ 450 ثانية. والنبضة المحددة للهيدروجين المعدني، على سبيل المقارنة، من المتوقع أن تكون 1700 ثانية، الأمر الذي من شأنه أن يسمح بسهولةٍ باستكشاف الكواكب الخارجية. يقول سيلفيرا: "سنكون قادرين على وضع الصواريخ في المدار المراد الوصول إليه بخطوةٍ واحدةٍ فقط، بدلاً من اثنتين، كما يمكننا إرسال حمولاتٍ أكبر."
لإنتاج المادة الجديدة، لجأ كل من سيلفيرا ودياس إلى إحدى أصعب الموادّ على الأرض - الماس. ولكن بدلاً من الماس الطبيعي، استخدما قطعتين صغيرتين من الماس الاصطناعي المصقول بعنايةٍ ثم جرى معالجتهما لجعلهما أكثر صلابة ومن ثم وضعهما عكس بعضهما البعض في جهاز يُعرف باسم خلية السندان الماسية، وتم من ثم تلميعهما بمسحوق الماس، لكي يزيل الكربون من السطح. يقول سيلفيرا: "عندما نظرنا إلى الماس باستخدام المجهر الذري، وجدنا عيوباً تؤدي إلى إضعاف الماس وكسره. يكمن حل ذلك باستخدام عملية إزالة الأيون النشط reactive ion etching process لإزالة طبقةٍ صغيرةٍ - سُمكها فقط خمسة ميكرون، أو ما يساوي عُشر شعرة الإنسان - من سطح الماس، ثم إحاطة الماس بطبقةٍ رقيقةٍ من الألومينا لمنع الهيدروجين من نشرها في التركيب البلوري ومن ثم إضعافه.
بعد أكثر من أربعة عقود من العمل على
الهيدروجين المعدني
الكيمياء …وراء كوب الماء......
للوهلة الأولى قد تظن أن وصول مياه الشرب إلى صنابير منزلك أمر بسيط، ولكن دعنا نطلعك على لمحةٍ سريعةٍ عن تلك العملية علّك تغير رأيك!
يمرُّ الماء بعدة مراحل حتى يصبح صالحاً للاستخدام البشري، هذه المراحل تندرج تحت عملية كبيرة تعرف باسم “معالجة المياه” …..دعنا نأخذك في رحلةٍ قصيرةٍ لتتعرف على خطوات معالجة المياه:
1- أولاً: يمرُّ الماء (نهر- بحيرة) بخطوة تسمى بـ Screening ، في هذه الخطوة يتم استخدام مصفاة لإزالة الشوائب الكبيرة نسبياً من الماء مثل: الأسماك أو الطحالب أو المخلفات وغيرها.
2- ننتقل إلى الخطوة الثانية وهي إضافة المواد المُجمّعة أو الـ Coagulants مثل الشبّة، حيث تقوم هذه المواد بتجميع الأوساخ والمواد الذائبة في الماء كالأملاح حتى يمكن إزالتها، حيث يمكن أن تؤدي هذه الأملاح إلى ما يعرف بعسر الماء، وهو عدم قدرة الماء على تشكيل رغوة مع الصابون أو معجون الأسنان نتيجة ارتفاع نسبة الأملاح فيها تحديداً أملاح الماغنيزيوم والكالسيوم.
3- يتم بعد ذلك المرور بخطوة تعرف بـ Sedimentation أو عملية الترسيب، في هذه الخطوة يترك الماء ساكناً في خزانات، حيث أن تجمعات الأوساخ والأملاح التي تكونت في الخطوة السابقة تهبط إلى قاع الخزان نتيجة فعل الجاذبية الأرضية مما يسهل عملية إزالتها.
4- قد لا تكون عملية الترسيب فعاله بنسبة 100% ، لذلك يُمرّر الماء على فلاتر من الرمل و الكربون والحصى حيث يتم ضخ الماء والهواء عبر هذه الفلاتر لضمان التخلص من أي مواد غير مرغوب فيها.
5- يمرُّ الماء بعد ذلك بخطوة تصحيح الحموضة، لأن المياه تكون في بعض الأحيان حامضية لذلك يتم إمرارها على فلتر يحتوي بشكل أساسي على الحجر الجيري لتصحيح حموضة الماء.
6- يتم بعد ذلك إضافة الكلور إلى الماء لقتل الباكتريا والفيروسات، من الممكن أيضاً استخدام الأوزون بدلاً من الكلور ولكنه أكثر كلفة.
7- قد يضاف الفلوريد أحياناً إلى الماء لمنع تحلل الأسنان نتيجة الكلور.
بعد ذلك يصبح الماء صالحاً للاستخدام !
للوهلة الأولى قد تظن أن وصول مياه الشرب إلى صنابير منزلك أمر بسيط، ولكن دعنا نطلعك على لمحةٍ سريعةٍ عن تلك العملية علّك تغير رأيك!
يمرُّ الماء بعدة مراحل حتى يصبح صالحاً للاستخدام البشري، هذه المراحل تندرج تحت عملية كبيرة تعرف باسم “معالجة المياه” …..دعنا نأخذك في رحلةٍ قصيرةٍ لتتعرف على خطوات معالجة المياه:
1- أولاً: يمرُّ الماء (نهر- بحيرة) بخطوة تسمى بـ Screening ، في هذه الخطوة يتم استخدام مصفاة لإزالة الشوائب الكبيرة نسبياً من الماء مثل: الأسماك أو الطحالب أو المخلفات وغيرها.
2- ننتقل إلى الخطوة الثانية وهي إضافة المواد المُجمّعة أو الـ Coagulants مثل الشبّة، حيث تقوم هذه المواد بتجميع الأوساخ والمواد الذائبة في الماء كالأملاح حتى يمكن إزالتها، حيث يمكن أن تؤدي هذه الأملاح إلى ما يعرف بعسر الماء، وهو عدم قدرة الماء على تشكيل رغوة مع الصابون أو معجون الأسنان نتيجة ارتفاع نسبة الأملاح فيها تحديداً أملاح الماغنيزيوم والكالسيوم.
3- يتم بعد ذلك المرور بخطوة تعرف بـ Sedimentation أو عملية الترسيب، في هذه الخطوة يترك الماء ساكناً في خزانات، حيث أن تجمعات الأوساخ والأملاح التي تكونت في الخطوة السابقة تهبط إلى قاع الخزان نتيجة فعل الجاذبية الأرضية مما يسهل عملية إزالتها.
4- قد لا تكون عملية الترسيب فعاله بنسبة 100% ، لذلك يُمرّر الماء على فلاتر من الرمل و الكربون والحصى حيث يتم ضخ الماء والهواء عبر هذه الفلاتر لضمان التخلص من أي مواد غير مرغوب فيها.
5- يمرُّ الماء بعد ذلك بخطوة تصحيح الحموضة، لأن المياه تكون في بعض الأحيان حامضية لذلك يتم إمرارها على فلتر يحتوي بشكل أساسي على الحجر الجيري لتصحيح حموضة الماء.
6- يتم بعد ذلك إضافة الكلور إلى الماء لقتل الباكتريا والفيروسات، من الممكن أيضاً استخدام الأوزون بدلاً من الكلور ولكنه أكثر كلفة.
7- قد يضاف الفلوريد أحياناً إلى الماء لمنع تحلل الأسنان نتيجة الكلور.
بعد ذلك يصبح الماء صالحاً للاستخدام !