مصادر الطاقة البديلة #9: خلايا وقود الهيدروجين
كيفية عمل خلايا الوقود:
تقوم خلايا الوقود بإنتاج الطاقة كهروكيميائيًا دون الحاجة لحرق الوقود، حيث تعمل على تحويل (الطاقة الكيميائية للوقود الغني بالهيدروجين إلى طاقةٍ كهربائية وحرارية عالية، تتمُّ هذه العملية بكفاءة ودون إنتاج أيّ ملوثات. تتكوّن خلايا الوقود -بشكلٍ مشابه للبطارية- من مجموعة خلايا فرديةٍ يتمّ تجميعها معًا لتُشكّل حزمةً خلويةً واحدة، تحتوي كلُّ خليةٍ مفردة على أنود، كاثود وطبقة إلكتروليتية، عندما يدخل وقودٌ غنيّ بالهيدروجين مثل الغاز الطبيعي النظيف أو الغاز الحيوي المتجدد إلى حزمة الوقود الخلوية، فإنه يتفاعل كهروكيميائيًا مع الأكسجين أو الهواء المحيط به منتجًا تيارًا كهربائيًا، حرارة وماء. تمتلك البطارية العادية إمدادًا محدودًا للطاقة، إلا أنّ خلايا الوقود تقوم بتوليد الكهرباء على نحوٍ مستمر ما دامت تُزوَّد بالوقود.
-شكل توضيحي لخلية وقود الهيدروجين-
الطاقة الهيدروجينية:
يُعدّ عنصر الهيدروجين من أبسط العناصر وذلك لاحتوائه على إلكترون واحد وبروتون واحد، رغم أنه الأكثر وفرة في الكون إلا أنه لا يتواجد طبيعيًا كغاز على الأرض، حيث يكون مُرتبطًا دائمًا مع ذرات العناصر الأُخرى، مثال على ذلك: جزيء الماء الذي يتكوّن من ذرة أكسجين واحدة مرتبطة بذرتيّ هيدروجين، يُوجد الهيدروجين أيضًا في العديد من المُركّبات العُضوية، خاصة الهيدروكربونات التي تُكوِّن مختلف أنواع الوقود، مثل الجازولين (وقود السيارات)، الغاز الطبيعي، الميثانول والبروبان.
يُمكن فصل الهيدروجين عن الهيدروكربونات عن طريق الحرارة، وتسمى هذه العملية بـ “التحسين” التي يتم عن طريقها حاليًا إنتاج مُعظم الهيدروجين من الغاز الطبيعي، كما يُمكنُنا أيضًا استخدام التيار الكهربائي لفصل مكونات الماء (الهيدروجين والأكسجين) وهو ما يُعرف بـ “التحليل الكهربائي”، كذلك تُنتجُ بعض أنواع الطحالب والبكتيريا الهيدروجين عن طريق امتصاص أشعة الشمس كمصدرٍ للطاقة، حيث يتمّ ذلك تحت ظروف خاصة.
بالرغم من أن الهيدروجين غنيٌّ بالطاقة إلا أنه لا ينتج عن إحراقه في المحرك أي ملوثاث. رغم ذلك لا تعد هذه التقنية حديثة العهد، إذ تستخدم وكالة الفضاء الأمريكية NASA الهيدروجين السائل منذ عام 1970 لإرسال المكوكات والصواريخ نحو الفضاء، كما تقومُ خلايا الوقود الهيدروجينية بتوفير الطاقة الكهربائية الضرورية للأنظمة المكوكية، مُنتجةً بذلك ماءً نقيًا صالحًا للشرب يُطفئ به الطاقم الفضائي عطشه.
خلايا الوقود في السيارات:
تستخدم السيارات التي تعمل بخلايا الوقود غاز الهيدروجين لتشغيل محركها الكهربائي، على خلاف السيارات التقليدية التي تستخدم البنزين أو الديزل، تقوم خلايا الوقود في السيارات والشاحنات بدمج الهيدروجين والأكسجين لإنتاج الكهرباء وتشغيل المحرك؛ ولذلك سميت بالسيارات الكهربائية، لكن على عكس السيارات الكهربائية الأخرى فإن عمليات تزويدها بالوقود تكون مشابهةً لتلك التقليدية منها.
كيفية عمل خلايا الوقود:
تقوم خلايا الوقود بإنتاج الطاقة كهروكيميائيًا دون الحاجة لحرق الوقود، حيث تعمل على تحويل (الطاقة الكيميائية للوقود الغني بالهيدروجين إلى طاقةٍ كهربائية وحرارية عالية، تتمُّ هذه العملية بكفاءة ودون إنتاج أيّ ملوثات. تتكوّن خلايا الوقود -بشكلٍ مشابه للبطارية- من مجموعة خلايا فرديةٍ يتمّ تجميعها معًا لتُشكّل حزمةً خلويةً واحدة، تحتوي كلُّ خليةٍ مفردة على أنود، كاثود وطبقة إلكتروليتية، عندما يدخل وقودٌ غنيّ بالهيدروجين مثل الغاز الطبيعي النظيف أو الغاز الحيوي المتجدد إلى حزمة الوقود الخلوية، فإنه يتفاعل كهروكيميائيًا مع الأكسجين أو الهواء المحيط به منتجًا تيارًا كهربائيًا، حرارة وماء. تمتلك البطارية العادية إمدادًا محدودًا للطاقة، إلا أنّ خلايا الوقود تقوم بتوليد الكهرباء على نحوٍ مستمر ما دامت تُزوَّد بالوقود.
-شكل توضيحي لخلية وقود الهيدروجين-
الطاقة الهيدروجينية:
يُعدّ عنصر الهيدروجين من أبسط العناصر وذلك لاحتوائه على إلكترون واحد وبروتون واحد، رغم أنه الأكثر وفرة في الكون إلا أنه لا يتواجد طبيعيًا كغاز على الأرض، حيث يكون مُرتبطًا دائمًا مع ذرات العناصر الأُخرى، مثال على ذلك: جزيء الماء الذي يتكوّن من ذرة أكسجين واحدة مرتبطة بذرتيّ هيدروجين، يُوجد الهيدروجين أيضًا في العديد من المُركّبات العُضوية، خاصة الهيدروكربونات التي تُكوِّن مختلف أنواع الوقود، مثل الجازولين (وقود السيارات)، الغاز الطبيعي، الميثانول والبروبان.
يُمكن فصل الهيدروجين عن الهيدروكربونات عن طريق الحرارة، وتسمى هذه العملية بـ “التحسين” التي يتم عن طريقها حاليًا إنتاج مُعظم الهيدروجين من الغاز الطبيعي، كما يُمكنُنا أيضًا استخدام التيار الكهربائي لفصل مكونات الماء (الهيدروجين والأكسجين) وهو ما يُعرف بـ “التحليل الكهربائي”، كذلك تُنتجُ بعض أنواع الطحالب والبكتيريا الهيدروجين عن طريق امتصاص أشعة الشمس كمصدرٍ للطاقة، حيث يتمّ ذلك تحت ظروف خاصة.
بالرغم من أن الهيدروجين غنيٌّ بالطاقة إلا أنه لا ينتج عن إحراقه في المحرك أي ملوثاث. رغم ذلك لا تعد هذه التقنية حديثة العهد، إذ تستخدم وكالة الفضاء الأمريكية NASA الهيدروجين السائل منذ عام 1970 لإرسال المكوكات والصواريخ نحو الفضاء، كما تقومُ خلايا الوقود الهيدروجينية بتوفير الطاقة الكهربائية الضرورية للأنظمة المكوكية، مُنتجةً بذلك ماءً نقيًا صالحًا للشرب يُطفئ به الطاقم الفضائي عطشه.
خلايا الوقود في السيارات:
تستخدم السيارات التي تعمل بخلايا الوقود غاز الهيدروجين لتشغيل محركها الكهربائي، على خلاف السيارات التقليدية التي تستخدم البنزين أو الديزل، تقوم خلايا الوقود في السيارات والشاحنات بدمج الهيدروجين والأكسجين لإنتاج الكهرباء وتشغيل المحرك؛ ولذلك سميت بالسيارات الكهربائية، لكن على عكس السيارات الكهربائية الأخرى فإن عمليات تزويدها بالوقود تكون مشابهةً لتلك التقليدية منها.
أفضل نوعين من الورق ، ورق النقود وورق تذاكر السفر - مع احترامي الشديد لورق الشهادة وباقي الورق !!
اكتشاف آلية جديدة تساهم في تطور تليف الكبد
اكتشف باحثون يابانيون من جامعة توهو آلية لم تكن معروفة سابقا، تساهم في تطور تليف الكبد- مرض خطير يصبح فيه الكبد كثيفا ومتندبا.
وتشير مجلة iScience، إلى أنه وفقا للباحثين قد يشكل هذا الاكتشاف أساسا لابتكار أدوية وطرق علاج جديدة
وتجدر الإشارة إلى أن تليف الكبد غالبا ما يتطور نتيجة أمراض مزمنة مثل التهاب الكبد الفيروسي أو الكبد الدهني غير الكحولي المرتبط باضطرابات التمثيل الغذائي. وإذا تُركت هذه الحالات دون علاج، فقد تؤدي إلى تليف الكبد أو حتى سرطان الكبد.
اكتشف فريق البحث بقيادة الدكتور تاكاو سيكي والبروفيسور هيروياسو ناكانو أن الخلايا النجمية الكبدية تلعب دورا محوريا في عملية التليف. هذه الخلايا - التي تُخزن فيتامين A في حالتها الساكنة - تتحول عند تلف الكبد إلى خلايا نشطة تفرز الكولاجين ومواد أخرى تُسهم في تكوين النسيج الندبي.
وقد توصل الباحثون إلى أن تحفيز الخلايا النجمية النشطة بعامل النمو الليفي 18 (FGF18) يحفزها على إنتاج بروتين أوستيوبونتين، الذي بدوره ينشط الخلايا المجاورة الساكنة، مما يُطلق تفاعلا متسلسلا ينشر التليف من خلية إلى أخرى.
وتتميز خاصية بروتين أوستيوبونتين بقدرته على التأثير فقط في الخلايا الساكنة (الخاملة)، دون أن يؤثر في الخلايا النشطة بالفعل. حيث تنتقل الإشارات عبر بروتين الإنتغرين الموجود على أسطح الخلايا. ويُمثل هذا الاكتشاف مفتاحا لفهم آلية "التواصل" الخلوي وتنسيق عملية تطور المرض.
ويؤكد الباحثون أنهم "اكتشفوا نظاما جديدا بالكامل للتواصل الخلوي في تليف الكبد، وهو نظام مستقل بذاته، وليس مجرد استجابة للتلف، بل عملية تواصل معقدة بين الخلايا".
كما يرى العلماء أن مسار FGF18-أوستيوبونتين قد يصبح هدفا واعدا لتطوير أدوية جديدة. ونظرا لأن FGF18 يتمتع بخاصية انتقائية - حيث يستهدف الخلايا النجمية فقط - فإنه يمكن تطوير علاجات دوائية دقيقة تستهدف هذا المسار تحديدا، مما يقلل من الآثار الجانبية المصاحبة للعلاجات الأقل انتقائية.
المصدر: gazeta.ru
اكتشف باحثون يابانيون من جامعة توهو آلية لم تكن معروفة سابقا، تساهم في تطور تليف الكبد- مرض خطير يصبح فيه الكبد كثيفا ومتندبا.
وتشير مجلة iScience، إلى أنه وفقا للباحثين قد يشكل هذا الاكتشاف أساسا لابتكار أدوية وطرق علاج جديدة
وتجدر الإشارة إلى أن تليف الكبد غالبا ما يتطور نتيجة أمراض مزمنة مثل التهاب الكبد الفيروسي أو الكبد الدهني غير الكحولي المرتبط باضطرابات التمثيل الغذائي. وإذا تُركت هذه الحالات دون علاج، فقد تؤدي إلى تليف الكبد أو حتى سرطان الكبد.
اكتشف فريق البحث بقيادة الدكتور تاكاو سيكي والبروفيسور هيروياسو ناكانو أن الخلايا النجمية الكبدية تلعب دورا محوريا في عملية التليف. هذه الخلايا - التي تُخزن فيتامين A في حالتها الساكنة - تتحول عند تلف الكبد إلى خلايا نشطة تفرز الكولاجين ومواد أخرى تُسهم في تكوين النسيج الندبي.
وقد توصل الباحثون إلى أن تحفيز الخلايا النجمية النشطة بعامل النمو الليفي 18 (FGF18) يحفزها على إنتاج بروتين أوستيوبونتين، الذي بدوره ينشط الخلايا المجاورة الساكنة، مما يُطلق تفاعلا متسلسلا ينشر التليف من خلية إلى أخرى.
وتتميز خاصية بروتين أوستيوبونتين بقدرته على التأثير فقط في الخلايا الساكنة (الخاملة)، دون أن يؤثر في الخلايا النشطة بالفعل. حيث تنتقل الإشارات عبر بروتين الإنتغرين الموجود على أسطح الخلايا. ويُمثل هذا الاكتشاف مفتاحا لفهم آلية "التواصل" الخلوي وتنسيق عملية تطور المرض.
ويؤكد الباحثون أنهم "اكتشفوا نظاما جديدا بالكامل للتواصل الخلوي في تليف الكبد، وهو نظام مستقل بذاته، وليس مجرد استجابة للتلف، بل عملية تواصل معقدة بين الخلايا".
كما يرى العلماء أن مسار FGF18-أوستيوبونتين قد يصبح هدفا واعدا لتطوير أدوية جديدة. ونظرا لأن FGF18 يتمتع بخاصية انتقائية - حيث يستهدف الخلايا النجمية فقط - فإنه يمكن تطوير علاجات دوائية دقيقة تستهدف هذا المسار تحديدا، مما يقلل من الآثار الجانبية المصاحبة للعلاجات الأقل انتقائية.
المصدر: gazeta.ru
تقنية لخفض انبعاثات الكربون وتحويلها إلى منتجات مفيدة
انبعاثات الكربون يتم حجز غاز ثاني أكسيد الكربون بشكل مباشر عن طريق الجو أو من عادم الاحتراق بمحطات الطاقة المركبة – المحطات التي تستخدم توربينات الغاز والبخار معا- والمعتمدة على حرق الغاز، كما يمكن إحلال الغاز الضار عن طريق الكهرباء لإنتاج غاز الأكسجين إضافة إلى ألياف الكربون النانوية والتي يمكن استغلالها في صنع عدة مواد ذات قيمة1.
بالعام الماضي، قدم باحثون من جامعة جورج واشنطن مقترح لتحويل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون الضارة من محطات توليد الكهرباء إلى أنابيب كربون نانوية، ستساهم هذه التكنولوجيا في الحد من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون إضافة إلى انتتاج عدد من المنتجات القيمة المستخدمة في تطبيقات عديدة منها البطاريات، الإلكترونيات، الطائرات وكذلك المعدات الرياضية. كما يمكن دمج هذه التكنولوجيا مع أي نوع من محطات توليد الكهرباء إلا أن علماء الجامعة قاموا بدراسة تطبيقها مع محطات توليد الكهرباء المركبة والمعتمدة على الغاز الطبيعي والتي تعتبر النوع الأكثر كفاءة في توليد الطاقة الكهربائية ولكنها لا تزال تبعث كمية مهولة من غاز ثاني أكيد الكربون.
تتلخص الفكرة في إضافة محلل مصهور كربونات الليثيوم الكهربائي إلى محطات توليد الكهرباء المركبة التقليدية مكونا مصنع لألياف الكربون النانوية. وباستخدام التحليل الكهربائي – تلك التقنية المتبعة في تحليل المياه لإنتاج الهيدروجين – يساهم فرق الجهد في تحليل ثاني أكسيد الكربون إلى غاز الأكسجين وألياف الكربون النانوية ذات الحالة الصلبة. وبإضافة كميات قليلة من النيكل تسبب تجوف ألياف الكربون النانوية مكونة ما يعرف بأنابيب الكربون النانوية.
وفي دراسة جديدة قام نفس الباحثون بعمل تقييم ديناميكي حراري للتقنية المقترحة آنفا. خلصت الدراسة إلى جدوى الفكرة اقتصادية بل ومساهمتها في تطوير كفاءة الطاقة بمحطات توليد الكهرباء.
ومن جهته صرح قائد الدراسة ستيوارت لشت بروفيسور الكيمياء بجامعة جورج واشنطن لموقع Phys.org بان هذه التكنولوجيا تدعم جهود إزالة انبعاثات ثاني أكسيد الكربون عن طريق تحويل هذا الغاز والمسبب للاحتباس الحراري إلى منتج قيم مما يؤثر على التغير المناخي بشكل إيجابي. وأضاف لشت أن أنابيب الكربون النانوية تعتبر أكثر ربحا من توليد الكهرباء بالنسبة لمحطات توليد الطاقة الكهربائية مما يحفز المجتمع وينقله للاهتمام بمصادر الطاقة المتجددة والمستدامة.
تعتبر أنابيب الكربون النانوية أكثر متانة من الصلب أو الألومنيوم بنحو عشرين مرة إضافة إلى خفة وزنها. يأمل العلماء أن تقدم هذه التقنية بديل لتجارة تقدر بتريليونات الدولارات في سوق الصلب والألومنيوم. أنابيب الكربون النانوية مفيدة كذلك في مجال النانو إلكترونيات وأنظمة توصيل الدواء كما تم استخدامها بالفعل في صناعة النسيج مثل صناعة الملابس المقاومة للرصاص. 2
ومن خلال الدراسة، قدر العلماء إنتاجية محطات توليد الكهرباء التقليدية بنحو 909 دولاراً من الكهرباء إضافة إلى انبعاث 2.74 طن من غاز ثاني أكسيد الكربون وذلك لكل طن مستهلك من وقود غاز الميثان. في المقابل، وباستخدام التقنية المقترحة، ستنتج المحطة حوالي 835 دولاراً من الكهرباء، أي بمعدل أقل بحوالي 8% مقارنة بالمحطات التقليدية. إلا أن انتتاج وحدة تصنيع ألياف الكربون النانوية يبلغ 0.75 طن من ألياف الكربون النانوية والتي تقدر قيمتها المالية بـ 225 ألف دولار إضافةً إلى استبعاد انبعاثات غاز ثاني أكيد الكربون الضارة. وبعبارة أخرى، عوضت ألياف الكربون النانوية المصنعة ذات القيمة العالية الانخفاض في معدل انتتاج الكهرباء. وذلك بفضل أنابيب الكربون النانوية المستخدمة في المجالات الصناعية والتي تعتبر باهظة الثمن. حيث تبلغ كلفة تصنيعها بالأساليب المتاحة حاليا نحو 300 ألف دولار لكل طن. وباستخدام التكنولوجيا الجديدة، يقدر الباحثون انخفاض تكلفة تصنيعها إلى نحو ألفي دولار لكل طن ما يمثل أقل من 1% من تكلفة التصنيع الحالية1.
يأمل الباحثون بأن يجعل هامش الربح المحتمل من استخدام التكنولوجيا المقترحة خيارا مثاليا. حيث تعتبر أنابيب الكربون النانوية أكثر قيمة من دفع ضرائب الكربون- تقدر بـ 30 دولار لكل طن- بنحو عشرة آلاف مرة. يتوقع الباحثون كذلك بأن إنتاج أنابيب الكربون النانوية سيقدم حافزا كبيرا لصناعة الطاقة نحو تخفيض انبعاثات الكربون بدلًا من ضريبة الكربون. حتى وان انخفضت كلفة تصنيع ألياف الكربون النانوية في المستقبل بسبب سهولة ورخص تصنيعها باستخدام التكنولوجيا الجديدة، ستعم الفائدة الاقتصادية على الصناعات الأخرى المصاحبة. يعتقد الباحثون بأن الأسعار المنخفضة لألياف الكربون النانوية ستشجع نمو سوق ألياف الكربون النانوية وستؤثر إيجابيا على عدد من الصناعات الهامة كصناعة السيارات، الطائرات وطواحين الرياح.
أوضحت دراسة العلماء كذلك منطقية استخدام التكنولوجيا الجديدة من منظور ديناميكي حرار
انبعاثات الكربون يتم حجز غاز ثاني أكسيد الكربون بشكل مباشر عن طريق الجو أو من عادم الاحتراق بمحطات الطاقة المركبة – المحطات التي تستخدم توربينات الغاز والبخار معا- والمعتمدة على حرق الغاز، كما يمكن إحلال الغاز الضار عن طريق الكهرباء لإنتاج غاز الأكسجين إضافة إلى ألياف الكربون النانوية والتي يمكن استغلالها في صنع عدة مواد ذات قيمة1.
بالعام الماضي، قدم باحثون من جامعة جورج واشنطن مقترح لتحويل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون الضارة من محطات توليد الكهرباء إلى أنابيب كربون نانوية، ستساهم هذه التكنولوجيا في الحد من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون إضافة إلى انتتاج عدد من المنتجات القيمة المستخدمة في تطبيقات عديدة منها البطاريات، الإلكترونيات، الطائرات وكذلك المعدات الرياضية. كما يمكن دمج هذه التكنولوجيا مع أي نوع من محطات توليد الكهرباء إلا أن علماء الجامعة قاموا بدراسة تطبيقها مع محطات توليد الكهرباء المركبة والمعتمدة على الغاز الطبيعي والتي تعتبر النوع الأكثر كفاءة في توليد الطاقة الكهربائية ولكنها لا تزال تبعث كمية مهولة من غاز ثاني أكيد الكربون.
تتلخص الفكرة في إضافة محلل مصهور كربونات الليثيوم الكهربائي إلى محطات توليد الكهرباء المركبة التقليدية مكونا مصنع لألياف الكربون النانوية. وباستخدام التحليل الكهربائي – تلك التقنية المتبعة في تحليل المياه لإنتاج الهيدروجين – يساهم فرق الجهد في تحليل ثاني أكسيد الكربون إلى غاز الأكسجين وألياف الكربون النانوية ذات الحالة الصلبة. وبإضافة كميات قليلة من النيكل تسبب تجوف ألياف الكربون النانوية مكونة ما يعرف بأنابيب الكربون النانوية.
وفي دراسة جديدة قام نفس الباحثون بعمل تقييم ديناميكي حراري للتقنية المقترحة آنفا. خلصت الدراسة إلى جدوى الفكرة اقتصادية بل ومساهمتها في تطوير كفاءة الطاقة بمحطات توليد الكهرباء.
ومن جهته صرح قائد الدراسة ستيوارت لشت بروفيسور الكيمياء بجامعة جورج واشنطن لموقع Phys.org بان هذه التكنولوجيا تدعم جهود إزالة انبعاثات ثاني أكسيد الكربون عن طريق تحويل هذا الغاز والمسبب للاحتباس الحراري إلى منتج قيم مما يؤثر على التغير المناخي بشكل إيجابي. وأضاف لشت أن أنابيب الكربون النانوية تعتبر أكثر ربحا من توليد الكهرباء بالنسبة لمحطات توليد الطاقة الكهربائية مما يحفز المجتمع وينقله للاهتمام بمصادر الطاقة المتجددة والمستدامة.
تعتبر أنابيب الكربون النانوية أكثر متانة من الصلب أو الألومنيوم بنحو عشرين مرة إضافة إلى خفة وزنها. يأمل العلماء أن تقدم هذه التقنية بديل لتجارة تقدر بتريليونات الدولارات في سوق الصلب والألومنيوم. أنابيب الكربون النانوية مفيدة كذلك في مجال النانو إلكترونيات وأنظمة توصيل الدواء كما تم استخدامها بالفعل في صناعة النسيج مثل صناعة الملابس المقاومة للرصاص. 2
ومن خلال الدراسة، قدر العلماء إنتاجية محطات توليد الكهرباء التقليدية بنحو 909 دولاراً من الكهرباء إضافة إلى انبعاث 2.74 طن من غاز ثاني أكسيد الكربون وذلك لكل طن مستهلك من وقود غاز الميثان. في المقابل، وباستخدام التقنية المقترحة، ستنتج المحطة حوالي 835 دولاراً من الكهرباء، أي بمعدل أقل بحوالي 8% مقارنة بالمحطات التقليدية. إلا أن انتتاج وحدة تصنيع ألياف الكربون النانوية يبلغ 0.75 طن من ألياف الكربون النانوية والتي تقدر قيمتها المالية بـ 225 ألف دولار إضافةً إلى استبعاد انبعاثات غاز ثاني أكيد الكربون الضارة. وبعبارة أخرى، عوضت ألياف الكربون النانوية المصنعة ذات القيمة العالية الانخفاض في معدل انتتاج الكهرباء. وذلك بفضل أنابيب الكربون النانوية المستخدمة في المجالات الصناعية والتي تعتبر باهظة الثمن. حيث تبلغ كلفة تصنيعها بالأساليب المتاحة حاليا نحو 300 ألف دولار لكل طن. وباستخدام التكنولوجيا الجديدة، يقدر الباحثون انخفاض تكلفة تصنيعها إلى نحو ألفي دولار لكل طن ما يمثل أقل من 1% من تكلفة التصنيع الحالية1.
يأمل الباحثون بأن يجعل هامش الربح المحتمل من استخدام التكنولوجيا المقترحة خيارا مثاليا. حيث تعتبر أنابيب الكربون النانوية أكثر قيمة من دفع ضرائب الكربون- تقدر بـ 30 دولار لكل طن- بنحو عشرة آلاف مرة. يتوقع الباحثون كذلك بأن إنتاج أنابيب الكربون النانوية سيقدم حافزا كبيرا لصناعة الطاقة نحو تخفيض انبعاثات الكربون بدلًا من ضريبة الكربون. حتى وان انخفضت كلفة تصنيع ألياف الكربون النانوية في المستقبل بسبب سهولة ورخص تصنيعها باستخدام التكنولوجيا الجديدة، ستعم الفائدة الاقتصادية على الصناعات الأخرى المصاحبة. يعتقد الباحثون بأن الأسعار المنخفضة لألياف الكربون النانوية ستشجع نمو سوق ألياف الكربون النانوية وستؤثر إيجابيا على عدد من الصناعات الهامة كصناعة السيارات، الطائرات وطواحين الرياح.
أوضحت دراسة العلماء كذلك منطقية استخدام التكنولوجيا الجديدة من منظور ديناميكي حرار
ي مقارنة بمحطات توليد الكهرباء المركبة التقليدية سواء كانت المحطة التقليدية مدعومة بوحدة لحجز انبعاثات الكربون أم لا وكذلك الحال عند مقارنتها بالمحطات التقليدية لتوليد الكهرباء من الفحم. حتى وإن قلت إنتاجية الكهرباء من المحطات المعتمدة للتكنولوجيا الجديدة، سيصبح إنتاجها من الكهرباء أعلى كفاءة من المحطات التقليدية. وذلك بسبب الطاقة الحرارية المكتسبة في عدة مراحل من الإنتاج والتي يمكن إعادة استخدامها والاستفادة منها عن طريق توربينات البخار. تنتج الطاقة الحرارية المشار إليها على سبيل المثال من:
– الطاقة الناتجة عن التفاعل الكيمائي مع أكسيد الليثيوم
– الطاقة المكتسبة من تبريد نواتج الكربون والأكسجين
– الطاقة المكتسبة من حرق الغاز الطبيعي مع خليط من الهواء وغاز الأكسجين (تحليل غاز ثاني أكسيد الكربون وكذلك ألياف الكربون النانوية يطلق غاز الأكسجين النقي)
– الطاقة المتجنب استهلاكها في عملية منع انبعاثات غاز ثاني أكسيد الكربون
– الطاقة المكتسبة من احتجاز ثاني أكسيد الكربون عند درجات حرارة عالية مقارنة بدرجات الحرارة المستخدمة في محطات توليد الكهرباء التقليدية المدعمة بوحدة لحجز انبعاثات غاز ثاني أكسيد الكربون.
وعلى غرار التقنيات المختلفة المستخدمة في حجز ثاني أكسيد الكربون، لا حاجة لاستهلاك الطاقة في وسائل تخزين الغاز الضار طالما يمكن تحويله لمنتج قيم باستخدام التكنولوجيا الجديدة. يعكف العلماء حاليا على بناء وتنفيذ التكنولوجيا الجديدة بأسرع ما يمكن كما صرح لشت بأن فريقه يعمل على تطوير التقنية على مجال أوسع للمساهمة في تحدي خفض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون.
المصادر:
Lau J, Dey G, Licht S. Thermodynamic assessment of CO2 to carbon nanofiber transformation for carbon sequestration in a combined cycle gas or a coal power plant. Energy Conversion and Management. 2016;122:400-410.
Zyga L. Researchers assess power plants that convert all of their CO2 emissions into carbon nanotubes.
– الطاقة الناتجة عن التفاعل الكيمائي مع أكسيد الليثيوم
– الطاقة المكتسبة من تبريد نواتج الكربون والأكسجين
– الطاقة المكتسبة من حرق الغاز الطبيعي مع خليط من الهواء وغاز الأكسجين (تحليل غاز ثاني أكسيد الكربون وكذلك ألياف الكربون النانوية يطلق غاز الأكسجين النقي)
– الطاقة المتجنب استهلاكها في عملية منع انبعاثات غاز ثاني أكسيد الكربون
– الطاقة المكتسبة من احتجاز ثاني أكسيد الكربون عند درجات حرارة عالية مقارنة بدرجات الحرارة المستخدمة في محطات توليد الكهرباء التقليدية المدعمة بوحدة لحجز انبعاثات غاز ثاني أكسيد الكربون.
وعلى غرار التقنيات المختلفة المستخدمة في حجز ثاني أكسيد الكربون، لا حاجة لاستهلاك الطاقة في وسائل تخزين الغاز الضار طالما يمكن تحويله لمنتج قيم باستخدام التكنولوجيا الجديدة. يعكف العلماء حاليا على بناء وتنفيذ التكنولوجيا الجديدة بأسرع ما يمكن كما صرح لشت بأن فريقه يعمل على تطوير التقنية على مجال أوسع للمساهمة في تحدي خفض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون.
المصادر:
Lau J, Dey G, Licht S. Thermodynamic assessment of CO2 to carbon nanofiber transformation for carbon sequestration in a combined cycle gas or a coal power plant. Energy Conversion and Management. 2016;122:400-410.
Zyga L. Researchers assess power plants that convert all of their CO2 emissions into carbon nanotubes.
..
#مفاجأة
تناول الخضراوات والفاكهة لا يقلل الوزن! كشفت دراسةٌ حديثة أن تناول الكثير من الخضروات والفواكه لا يساعد على تخفيف الوزن، بل يعتمد الأمر على ما تختاره منها. لذا إن كنت تسعى لفقدان عدة كيلوغرامات قبل العطلة الشتوية فكّر قليلاً قبل تناول حبة البرتقال في المرة المقبلة.
👈 وأوضحت الدراسة أن الخضروات
تنقسم إلى نوعين:
〰 الأولى غنية بالسكريات والسعرات الحرارية كالبطاطس والذرة، 〰والثانية قليلة السكر وغنية بالألياف كالقرنبيط والملفوف.
🔱 وتوصل مجموعة من الأطباء في جامعة هارفرد إلى الاستنتاج الأحدث في محاولات فك لغز السمنة عبر دراسة شملت 133 ألف 468 رجلاً وامرأة في الولايات المتحدة الأميركية، آخذين بعين الاعتبار عوامل أخرى لنمط الحياة كالتدخين والنوم وساعات مشاهدة التلفاز وممارسة الرياضة على مدى 24 عاماً، وفق ما نشرت دورية PLOS الطبية.
👈 توصل البحث إلى أن زيادة الوزن تنتج أحياناً عن تناول خضروات نشوية كالبطاطس والذرة، ناهيك عن طريقة تحضيرها وكمية الدسم المضاف إليها كالزبدة.
أما الأصناف الأخرى من الخضروات الغنية بالألياف وقليلة السكر فأدت لتخفيف الوزن كالقرنبيط والملفوف.
👈 ومن المعروف أن الأغذية قليلة السكريات لا ترفع نسبة السكر في الدم كما تفعل الأغذية الغنية في السكريات، لذا وجب الابتعاد عن النشويات والسكريات، فهل يمكن اعتبار الفاكهة مساعدة للتنحيف؟
ما هو الحل؟👌
توضح الدكتورة المسؤولة عن الدراسة مونيكا ال بيرتويا إن البطاطس وعصير البرتقال هما الخياران الأكثر شيوعاً بين الخضروات والفواكه لدى الأميركيين.
👈 وأضافت، “توجد خيارات أفضل منهما للحد من زيادة الوزن كالتفاح والكمثري والتوت والخضروات غير النشوية”.
〰 قد تنجح فكرة تخفيف الوزن عبر تناول المزيد من الخضار والفواكه إذا تزامنت مع التقليل من تناول الأغذية الأخرى، وهذا ما أكدته دراسة أُجريت العام الماضي من جامعة آلاباما. الدراسة تمحورت حول تقليل الوزن وارتباطه بتناول الخضار والفواكه على 1200 شخص، واستنتجت أن الأشخاص الذين لم يقللوا من عدد السعرات الحرارية لم يفقدوا وزنهم.
✔️ صحيح أن للفواكه والخضروات خصائص غنية ومتنوعة، فالأغذية المنخفضة في السكريات تقلل من نسبة السكر في الدم وتقلل الإحساس بالجوع، لذا إن أردت تناول فواكه غنية بالألياف وقليلة بالسكريات عليك بالتوت والافوكادو، والفراولة والكريب فروت، مالم تضف له السكر.
وبالرغم من السكريات المتواجدة في الكمثري والتفاح، فإن الألياف تعوض ذلك .
👈 أما بالنسبة للخضروات فيمكنك تناول الملفوف، البروكلي، القرنبيط، الخيار، الخس، والبطاطا الحلوة ولكن تذكر بأنها جميعاً تحتوي على سعرات حرارية.
#مفاجأة
تناول الخضراوات والفاكهة لا يقلل الوزن! كشفت دراسةٌ حديثة أن تناول الكثير من الخضروات والفواكه لا يساعد على تخفيف الوزن، بل يعتمد الأمر على ما تختاره منها. لذا إن كنت تسعى لفقدان عدة كيلوغرامات قبل العطلة الشتوية فكّر قليلاً قبل تناول حبة البرتقال في المرة المقبلة.
👈 وأوضحت الدراسة أن الخضروات
تنقسم إلى نوعين:
〰 الأولى غنية بالسكريات والسعرات الحرارية كالبطاطس والذرة، 〰والثانية قليلة السكر وغنية بالألياف كالقرنبيط والملفوف.
🔱 وتوصل مجموعة من الأطباء في جامعة هارفرد إلى الاستنتاج الأحدث في محاولات فك لغز السمنة عبر دراسة شملت 133 ألف 468 رجلاً وامرأة في الولايات المتحدة الأميركية، آخذين بعين الاعتبار عوامل أخرى لنمط الحياة كالتدخين والنوم وساعات مشاهدة التلفاز وممارسة الرياضة على مدى 24 عاماً، وفق ما نشرت دورية PLOS الطبية.
👈 توصل البحث إلى أن زيادة الوزن تنتج أحياناً عن تناول خضروات نشوية كالبطاطس والذرة، ناهيك عن طريقة تحضيرها وكمية الدسم المضاف إليها كالزبدة.
أما الأصناف الأخرى من الخضروات الغنية بالألياف وقليلة السكر فأدت لتخفيف الوزن كالقرنبيط والملفوف.
👈 ومن المعروف أن الأغذية قليلة السكريات لا ترفع نسبة السكر في الدم كما تفعل الأغذية الغنية في السكريات، لذا وجب الابتعاد عن النشويات والسكريات، فهل يمكن اعتبار الفاكهة مساعدة للتنحيف؟
ما هو الحل؟👌
توضح الدكتورة المسؤولة عن الدراسة مونيكا ال بيرتويا إن البطاطس وعصير البرتقال هما الخياران الأكثر شيوعاً بين الخضروات والفواكه لدى الأميركيين.
👈 وأضافت، “توجد خيارات أفضل منهما للحد من زيادة الوزن كالتفاح والكمثري والتوت والخضروات غير النشوية”.
〰 قد تنجح فكرة تخفيف الوزن عبر تناول المزيد من الخضار والفواكه إذا تزامنت مع التقليل من تناول الأغذية الأخرى، وهذا ما أكدته دراسة أُجريت العام الماضي من جامعة آلاباما. الدراسة تمحورت حول تقليل الوزن وارتباطه بتناول الخضار والفواكه على 1200 شخص، واستنتجت أن الأشخاص الذين لم يقللوا من عدد السعرات الحرارية لم يفقدوا وزنهم.
✔️ صحيح أن للفواكه والخضروات خصائص غنية ومتنوعة، فالأغذية المنخفضة في السكريات تقلل من نسبة السكر في الدم وتقلل الإحساس بالجوع، لذا إن أردت تناول فواكه غنية بالألياف وقليلة بالسكريات عليك بالتوت والافوكادو، والفراولة والكريب فروت، مالم تضف له السكر.
وبالرغم من السكريات المتواجدة في الكمثري والتفاح، فإن الألياف تعوض ذلك .
👈 أما بالنسبة للخضروات فيمكنك تناول الملفوف، البروكلي، القرنبيط، الخيار، الخس، والبطاطا الحلوة ولكن تذكر بأنها جميعاً تحتوي على سعرات حرارية.
تقول العرب في أمثالها «الاستقصاء فرقة!»
قصة المثل:
روى إبراهيم الشيباني أن رجلًا من أهل الكوفة بلغه أن رجلًا من رجال السلطان يعرض للبيع ضيعةً (أرضًا) بواسط، وكان ذلك بسبب دين لزمه للخليفة. فأرسل هذا الرجل وكيلًا له، فحمله على بغل، وملأ له خرجًا (كيسًا كبيرًا) بالدنانير، وقال له: «اذهب إلى واسط واشترِ لي هذه الضيعة. فإن كفاك ما في هذا الخرج، فحسنٌ، وإن لم يكفِ فاكتب إليَّ أمدّك بالمال.»
خرج الوكيل في طريقه، فلما تجاوز البيوت ولحق بالصحراء، أدركه أعرابي كان راكبًا على حمار، ومعه قوس وسهام. فقال الأعرابي: «إلى أين أنت متوجه؟»
قال الوكيل: «إلى واسط.»
فقال الأعرابي: «هل لك أن نصحب بعضنا بعضًا؟»
قال: «نعم.»
فسارا معًا، حتى برز لهما قطيع من الظباء، فقال الأعرابي: «أيّ الظباء تحب أن أصيده لك: المتقدم أم المتأخر؟»
فأشار الوكيل إلى المتقدم، فرمَاه الأعرابي بسهم فأصابه، فشَوَياه وأكلا منه. فسرّ الرجل بصحبة الأعرابي.
ثم ظهر لهما سرب من القطا (طائر صحراوي)، فقال الأعرابي: «أيها تريد أن أصيده لك؟»
فأشار الوكيل إلى واحد منها، فرماه فأصابه، فاشتواه وأكلا منه.
فلما فرغا من طعامهما، أخذ الأعرابي سهمًا وهيأه، وقال للوكيل: «أين تحب أن أصيبك بهذا السهم؟»
فقال الرجل: «اتق الله، واحفظ حق الصحبة.»
قال الأعرابي: «لا بد من ذلك!»
فقال الرجل: «اتق الله، واتركني، وخذ البغل والمال، فالخرج مملوء بالدنانير.»
قال الأعرابي: «اخلع ثيابك أيضًا.»
فخلع الرجل ثيابه قطعة قطعة حتى صار عاريًا.
قال الأعرابي: «اخلع خُفَّيك.» وكان الرجل يلبس خفين طائفيين (فاخرين).
فقال الرجل: «اتق الله، واتركهما لي أقي بهما قدميَّ من حرارة الرمال.»
قال الأعرابي: «لا بد منه.»
فأعطاه الخفين، فلما أخذهما، تذكر الرجل خنجرًا كان يخفيه في أحد الخفين، فأخرجه، وطعن الأعرابي في صدره حتى شقَّه إلى عانته، وقال له: «الاستقصاء فرقة!» فذهبت هذه العبارة مثلًا.
وكان ذلك الأعرابي من أمهر الرماة، حتى قيل عنه: من رماة الحدق (أي يصيبون عيون الفرائس بدقة).
🔴معنى قول الرجل «الاستقصاء فرقة!» أن المبالغة في الطلب والجور في الأخذ تؤدي إلى القطيعة والفرقة والهلاك.
🔴المصدر: 📚
كتاب العقد الفريد لابن عبد ربه الأندلسي. 📖
قصة المثل:
روى إبراهيم الشيباني أن رجلًا من أهل الكوفة بلغه أن رجلًا من رجال السلطان يعرض للبيع ضيعةً (أرضًا) بواسط، وكان ذلك بسبب دين لزمه للخليفة. فأرسل هذا الرجل وكيلًا له، فحمله على بغل، وملأ له خرجًا (كيسًا كبيرًا) بالدنانير، وقال له: «اذهب إلى واسط واشترِ لي هذه الضيعة. فإن كفاك ما في هذا الخرج، فحسنٌ، وإن لم يكفِ فاكتب إليَّ أمدّك بالمال.»
خرج الوكيل في طريقه، فلما تجاوز البيوت ولحق بالصحراء، أدركه أعرابي كان راكبًا على حمار، ومعه قوس وسهام. فقال الأعرابي: «إلى أين أنت متوجه؟»
قال الوكيل: «إلى واسط.»
فقال الأعرابي: «هل لك أن نصحب بعضنا بعضًا؟»
قال: «نعم.»
فسارا معًا، حتى برز لهما قطيع من الظباء، فقال الأعرابي: «أيّ الظباء تحب أن أصيده لك: المتقدم أم المتأخر؟»
فأشار الوكيل إلى المتقدم، فرمَاه الأعرابي بسهم فأصابه، فشَوَياه وأكلا منه. فسرّ الرجل بصحبة الأعرابي.
ثم ظهر لهما سرب من القطا (طائر صحراوي)، فقال الأعرابي: «أيها تريد أن أصيده لك؟»
فأشار الوكيل إلى واحد منها، فرماه فأصابه، فاشتواه وأكلا منه.
فلما فرغا من طعامهما، أخذ الأعرابي سهمًا وهيأه، وقال للوكيل: «أين تحب أن أصيبك بهذا السهم؟»
فقال الرجل: «اتق الله، واحفظ حق الصحبة.»
قال الأعرابي: «لا بد من ذلك!»
فقال الرجل: «اتق الله، واتركني، وخذ البغل والمال، فالخرج مملوء بالدنانير.»
قال الأعرابي: «اخلع ثيابك أيضًا.»
فخلع الرجل ثيابه قطعة قطعة حتى صار عاريًا.
قال الأعرابي: «اخلع خُفَّيك.» وكان الرجل يلبس خفين طائفيين (فاخرين).
فقال الرجل: «اتق الله، واتركهما لي أقي بهما قدميَّ من حرارة الرمال.»
قال الأعرابي: «لا بد منه.»
فأعطاه الخفين، فلما أخذهما، تذكر الرجل خنجرًا كان يخفيه في أحد الخفين، فأخرجه، وطعن الأعرابي في صدره حتى شقَّه إلى عانته، وقال له: «الاستقصاء فرقة!» فذهبت هذه العبارة مثلًا.
وكان ذلك الأعرابي من أمهر الرماة، حتى قيل عنه: من رماة الحدق (أي يصيبون عيون الفرائس بدقة).
🔴معنى قول الرجل «الاستقصاء فرقة!» أن المبالغة في الطلب والجور في الأخذ تؤدي إلى القطيعة والفرقة والهلاك.
🔴المصدر: 📚
كتاب العقد الفريد لابن عبد ربه الأندلسي. 📖
تأقلم يا صديقي فنحن نعيش في مجتمع لو علموا انك تحلم حلمًا جميلاً ، لأيقظوك من النوم...
الأسيتون (بالإنجليزية: Acetone) (يعرف أيضاً بالبروبانون أو كيتون ثنائي الميثيل أو 2-بروبانون أو بيتا كيتو بروبانون) بالصيغة CH3COCH3 هو مركب كيميائي عضوي يتبع لعائلة الكيتونات ويعتبر أبسط ممثل لهذه العائلة. الأسيتون سائل عديم اللون قابل للاشتعال ودرجة انصهاره −95.4 °C ودرجة غليانه 56.53 °C. يعتبر استخدامه كمزيل لطلاء الأظافر من أشهر الاستخدامات المنزلية. كما يستخدم الأسيتون في صناعة اللدائن، الألياف، الأدوية وكيماويات أخرى. يذوب الأسيتون في المياه والكحول والإيثر. ويعتبر الأسيتون مذيباً عضوياً هاماً. وعادة ما يُعتبر المذيب المفضل لأغراض التنظيف في المختبر. وأُنتج نحو 5.1 مليون طن سنوياً في جميع أنحاء العالم في عام 2009، للاستخدام بشكل رئيس كمذيب وفي إنتاج ميثيل ميثا أكريليت وثنائي الفينول أ.[2][3] وتتمثل الاستخدامات المنزلية المعروفة للأسيتون في قيامه بدور العنصر النشط في إزالة طلاء الأظافر وكمرقق للطلاء. كما يعتبر وحدة بناء معتادة في الكيمياء العضوية. يتم إنتاج الإسيتون بشكل طبيعي داخل جسم الإنسان ويتم التخلص منه أيضاً كنتيجة لعمليات التمثيل الغذائي الطبيعية وقد أظهرت اختبارات السمية الإنجابية أن الأسيتون لدية قدرة ضئيلة على تسبيب مشاكل الإنجاب وفي الواقع يقوم الجسم طبيعياً بزيادة مستوى الأسيتون في النساء الحوامل والأمهات المرضعة والأطفال لأن احتياجهم العالي أو المرتفع للطاقة يؤدي إلى إنتاج الأسيتون بمعدلات أعلى ويقوم المجتمع الطبي الآن باستخدام الحمية الكيتونية والتي تزيد من الأسيتون داخل الجسم للحد من هجمات أو نوبات الصرع عند الرضع والأطفال الذين يعانون من حالات الصرع المستعصية المُرتدّة. (بحاجة لمصدر)
الإنتاج
يتم إنتاج الأسيتون بشكل مباشرأو غير مباشر من البروبيلين. عادة، في عملية الكيومين، حيث يتمّ ألكلة البنزين باستخدام البروبين وينتج الكيومين (ايزوبروبيل بنزين) وبعد ذلك يتم أكسدة الكيومين لإعطاء الفينول والأسيتون.
C6H5CH(CH3)2 + O2 → C6H5OH + (CH3)2CO
ويقتضي هذا التفاعل تكون الوسيط هيدروبيروكسيد كيومين C6H5C(OOH)(CH3)2
طرق الإنتاج قديماً
يُنتج الأسيتون سابقاً عن طريق التقطير الجاف للأسيتات على سبيل المثال أسيتات الكالسيوم Ca(CH3COO)2. أثناء الحرب العالمية الأولى تم إنتاج الأسيتون من خلال التخمر البكتيري حيث تم تطويره وإنتاجه بواسطة حاييم وايزمان (أول رئيس لإسرائيل) للمساعدة في المجهود الحربي البريطاني.[2] وقد تمّ التخلي عن عملية الأسيتون بيوتانول إيثانول بسبب ضآلة الناتج.[2]
البناء أو التخليق الحيوي
أنظر أيضاً : الكيتونية
يتمّ إنتاج كميات قليلة من الأسيتون داخل الجسم عن طريق نزع الكربوكسيل من المركبات الكيتونية.
الاستخدامات
يتم استهلاك نصف إنتاج العالم تقريباً من الأسيتون على هيئة ممهدات لميثيل ميثا أكريليت.[3] ويبدأ هذا التطبيق مع التحويل الأولي للأسيتون إلى السيانوهيدرين:
CO(CH3)2 + HCN → (CH3)2C(OH)CN
وفي خطوة لاحقة، يتم تحليل النتريل إلى أميد غير مشبع حيث يتم أسترته كالتالي :
CN(OH)C(CH3)2 + CH3OH → CH2=(CH3)CCO2CH3 + NH3
الاستخدام الرئيسي الثاني للأسيتون يستلزم تكثيفه باستخدام الفينول لكي يعطي ثنائي الفينول أ :
CO(CH3)2 + 2 C6H5OH → (CH3)2C(C6H4OH)2 + H2O
ثنائي فينول أ هو مكون لبوليمرات عديدة مثل بولي كاربونات، بولي يوريثان، وراتنجات الإيبوكسي.
استخدام الأسيتون كمذيب
الأسيتون هو مذيب جيد لمعظم المواد البلاستيكية والألياف الصناعية بما في ذلك تلك المستخدمة في الزجاجات المعملية المصنوعه من البوليسترين والبولي كربونات وبعض الأنواع من مادة البولي بروبيلين.[4] ويعتبر مثالي لتخفيف راتنجات الألياف الزجاجية وفي تنظيف أدوات الألياف الزجاجية وإزابة جزئين الإيبوكسي والغراء القوي قبل التصلب كما أنه يستخدم كعنصر متطاير لبعض الدهانات والورنيش كما أنه يعتبر مفيد في إعداد أو تجهيز المعدن قبل دهنه بل وأيضا يستخدم في تخفيف راتنجات البوليستر والفينيل والمواد اللاصقة.
ويتم استهلاك ملايين الكيلوجرامات من الأسيتون في إنتاج المذيبات : كحول الأيزوبيوتيل الميثيل وكيتون الأيزوبيوتيل الميثيل.وتنشأ هذه المنتجات عن طريق تكثيف أولى للألدول لإعطاء كحول الداي أسيتون.[3]
2CO(CH3)2 → (CH3)2C(OH)CH2C(O)CH3
يستخدم الأسيتون كمذيب في الصناعات الدوائية ويستخدم كعامل نزع للبروتين أو للتمسخ في الكحولات المتمسخة أو المغايرة للطبيعة.[4] كما يستخدم الأسيتون أيضا كسواغ في بعض المنتجات الدوائية.
تخزين الأسيتيلين
على الرغم من أن الأسيتون قابل للاشتعال من تلقاء نفسه إلا أنه يستخدم على نطاق واسع كمذيب للنقل والتخزين الآمن للأستيلين والذي لا يمكن تعريضه للضغط بأمان كمركب نقي.تمتلئ أولا الأوعية المحتوية على مادة مسامية بالأسيتون يليه الأستيلين والذي يذوب في الأسيتون.واحد لتر من الأسيتون يمكنه إذابة حوالي (250) لتر من الأسيتيلين.[5][6]
الإنتاج
يتم إنتاج الأسيتون بشكل مباشرأو غير مباشر من البروبيلين. عادة، في عملية الكيومين، حيث يتمّ ألكلة البنزين باستخدام البروبين وينتج الكيومين (ايزوبروبيل بنزين) وبعد ذلك يتم أكسدة الكيومين لإعطاء الفينول والأسيتون.
C6H5CH(CH3)2 + O2 → C6H5OH + (CH3)2CO
ويقتضي هذا التفاعل تكون الوسيط هيدروبيروكسيد كيومين C6H5C(OOH)(CH3)2
طرق الإنتاج قديماً
يُنتج الأسيتون سابقاً عن طريق التقطير الجاف للأسيتات على سبيل المثال أسيتات الكالسيوم Ca(CH3COO)2. أثناء الحرب العالمية الأولى تم إنتاج الأسيتون من خلال التخمر البكتيري حيث تم تطويره وإنتاجه بواسطة حاييم وايزمان (أول رئيس لإسرائيل) للمساعدة في المجهود الحربي البريطاني.[2] وقد تمّ التخلي عن عملية الأسيتون بيوتانول إيثانول بسبب ضآلة الناتج.[2]
البناء أو التخليق الحيوي
أنظر أيضاً : الكيتونية
يتمّ إنتاج كميات قليلة من الأسيتون داخل الجسم عن طريق نزع الكربوكسيل من المركبات الكيتونية.
الاستخدامات
يتم استهلاك نصف إنتاج العالم تقريباً من الأسيتون على هيئة ممهدات لميثيل ميثا أكريليت.[3] ويبدأ هذا التطبيق مع التحويل الأولي للأسيتون إلى السيانوهيدرين:
CO(CH3)2 + HCN → (CH3)2C(OH)CN
وفي خطوة لاحقة، يتم تحليل النتريل إلى أميد غير مشبع حيث يتم أسترته كالتالي :
CN(OH)C(CH3)2 + CH3OH → CH2=(CH3)CCO2CH3 + NH3
الاستخدام الرئيسي الثاني للأسيتون يستلزم تكثيفه باستخدام الفينول لكي يعطي ثنائي الفينول أ :
CO(CH3)2 + 2 C6H5OH → (CH3)2C(C6H4OH)2 + H2O
ثنائي فينول أ هو مكون لبوليمرات عديدة مثل بولي كاربونات، بولي يوريثان، وراتنجات الإيبوكسي.
استخدام الأسيتون كمذيب
الأسيتون هو مذيب جيد لمعظم المواد البلاستيكية والألياف الصناعية بما في ذلك تلك المستخدمة في الزجاجات المعملية المصنوعه من البوليسترين والبولي كربونات وبعض الأنواع من مادة البولي بروبيلين.[4] ويعتبر مثالي لتخفيف راتنجات الألياف الزجاجية وفي تنظيف أدوات الألياف الزجاجية وإزابة جزئين الإيبوكسي والغراء القوي قبل التصلب كما أنه يستخدم كعنصر متطاير لبعض الدهانات والورنيش كما أنه يعتبر مفيد في إعداد أو تجهيز المعدن قبل دهنه بل وأيضا يستخدم في تخفيف راتنجات البوليستر والفينيل والمواد اللاصقة.
ويتم استهلاك ملايين الكيلوجرامات من الأسيتون في إنتاج المذيبات : كحول الأيزوبيوتيل الميثيل وكيتون الأيزوبيوتيل الميثيل.وتنشأ هذه المنتجات عن طريق تكثيف أولى للألدول لإعطاء كحول الداي أسيتون.[3]
2CO(CH3)2 → (CH3)2C(OH)CH2C(O)CH3
يستخدم الأسيتون كمذيب في الصناعات الدوائية ويستخدم كعامل نزع للبروتين أو للتمسخ في الكحولات المتمسخة أو المغايرة للطبيعة.[4] كما يستخدم الأسيتون أيضا كسواغ في بعض المنتجات الدوائية.
تخزين الأسيتيلين
على الرغم من أن الأسيتون قابل للاشتعال من تلقاء نفسه إلا أنه يستخدم على نطاق واسع كمذيب للنقل والتخزين الآمن للأستيلين والذي لا يمكن تعريضه للضغط بأمان كمركب نقي.تمتلئ أولا الأوعية المحتوية على مادة مسامية بالأسيتون يليه الأستيلين والذي يذوب في الأسيتون.واحد لتر من الأسيتون يمكنه إذابة حوالي (250) لتر من الأسيتيلين.[5][6]
الاستخدامات الطبية والتجميلية
يستخدم الأسيتون في مجموعه متنوعه من التطبيقات الطبية العامة والتجميلية كما أنه مدرج أيضا كعنصر من المضافات الغذائية والتغليف الغذائي. ويشيع استخدام الأسيتون في عملية تجديد شباب الجلد في المكاتب والمنتجعات الطبية. منذ أيام مصر القديمة، كان الناس يستخدمون طرق التقشير الكيميائي لتجديد شباب الجلد.وهناك بعض العوامل الشائعة المستخدمة اليوم لعملية التقشير الكيميائي وهو حمض الساليسيلك وحمض الجليكوليك وأيضا (30%) من حمض الساليسيلك في الكحول الإيثيلي وحمض الخليك ثلاثي الكلور (كلوروفورم الميثيل).قبل التقشير الكيميائي، يجب أن تنظف البشرة بشكل صحيح ويجب إزالة الدهون الزائدة.وتعرف هذه العملية بنزع أو التخلص من الدهون ويستخدم في هذه العملية الأسيتون أو السبتيسول أو مزيج من هذه العوامل بشكل شائع.
الاستخدامات المعملية
في المختبر يستخدم الأسيتون كمذيب قطبي لا بروتوني في مجموعه متنوعه من التفاعلات العضوية مثل تفاعلات (SN2).ويعتبر استخدام مذيب الأسيتون أمر بالغ الأهمية للأكسدة جونز. وهو أيضا مذيب شائع لشطف زجاجيات المختبر بسبب تكلفته المنخفضة وتطايره ومع ذلك فإنه لا يشكل آزوتروب مع الماء.[7] وعلى الرغم من استخدامه الشائع كعامل تجفيف مفترض، إلا أنه لا يعتبر فعال إلا بإزاحة التراكم وتخفيفه.ويمكن تبريد الأسيتون باستخدام الثلج الجاف إلى (-78درجة سيلوزية)دون تجميده ويشيع استخدام حمامات الأسيتون بالثلج الجاف لإجراء التفاعلات في درجات الحرارة المنخفضة ويعطي الأسيتون ضي أو إشعاعا فلوري تحت الأشعة الفوق بنفسجية ويمكن ان يستخدم بخاره ككواشف مشعه في تجارب تدفق السوائل.[7]
الاستخدامات المنزلية والاستخدامات المتخصصة الأخرى
غالبا ما يكون الأسيتون المكون الأساسي للعوامل المنظفة مثلا يستخدم كمزيل لطلاء الأظافر. خلات الإيثيل وهو مذيب آخر عضوي يمكن استخدامه أيضا أحيانا.والأسيتون هو مكون من مزيل الغراء القوي كماأنه يزيل بسهولة الترسيبات من على الزجاج والخزف أو البورسيلين. يمكن استخدام الأسيتون أيضا كعامل فني أو تجميلي وذلك عندما يفرك على الجزء الخلفي من طباعة ليزر أو عند وضع صورة ضوئية بحيث يكون وجهها لأسفل على سطح أخر وتصقل أو تلمع بشدة وبذلك ينتقل حبر الصورة إلى سطح الوجهة كما يستخدم فنانو المكياج الأسيتون في إزالة لواصق الجلد أو البشرة الناتج عن وضع الشعر المستعار والشوارب عن طريق غمر العنصر في حمام أسيتون وبعد ذلك يتم إزالة بقايا الغراء أو المادة الصمغية بفرشاة قوية. كما يضيف بعض عشاق السيارات الأسيتون بحوالي نسبة جزء إلى (500)جزء للوقود وذلك بعد مطالبات لتحسين استهلاك الوقود وعمر المحرك.[8]
الأمان والسلامة
قابلية الاشتعال
الخطر الأكثر شيوعا المرتبط بالأسيتون يتمثل في قابليته الشديدة للاشتعال حيث انه يشتعل تلقائيا عند درجة حرارة (465)درجة مئوية (869) درجة فهرنهايت.وفي درجات حرارة أعلى من نقطة وميض الأسيتون (-20) درجة مئوية (-4) درجة فهرنهايت، مخاليط هوائية في ما بين (2,5 %)، (12,8 %) من الأسيتون من حيث الحجم، يمكن أن تنفجر أو أن تسبب حريق وميضي ويمكن للأبخرة أن تتدفق على أسطح مصادر الاشتعال أو الاحتراق البعيدة وتمض مرة أخرى.التفريغ أو التصريف الثابت قد يشعل أيضا أبخرة الأسيتون.[9]
المعلومات الصحية
تمّ دراسة الأسيتون على نطاق واسع ومن المسلم به عموما أنه يعتبر منخفض السمية الحادة والمزمنه وذلك إذا تم بلعه أو استنشاقه.وتسبب استنشاق تركيزات عالية (حوالي 9200جزء من المليون) في الهواء، تهيج في الحلق عند البشر وذلك لأقل من خمسة دقائق. ويسبب استنشاق تركيزات قدرها (1000جزء من المليون) تهيج في العين والحلق لمدة أقل من ساعة ومع ذلك استنشاق (500 جزء من المليون) من الأسيتون في الهواء لا يسبب أي أعراض من التهيج عند البشر حتى بعد مرور ساعتين من التعرض.لايعتبر الأسيتون حاليا مادة مسرطنه وهي مادة كيميائية مطفرة أو مصدر قلق للتأثيرات السمية العصبية المزمنة.[9]
ويمكن إيجاد الأسيتون كمكون لمجموعه متنوعه من المنتجات الاستهلاكية التي تتراوح من مستحضرات التجميل إلى الأغذية المصنعة والغير مصنعه وقد تم تصنيف الأسيتون كـ(GRAS)= (مُعترف به عموما أو مادة آمنة) وذلك عند تواجده في المشروبات والمخبوزات والحلويات ويتم حفظه بتركيزات تتراوح ما بين (5-8 ملجم/ لتر).بالإضافة إلى ذلك، وجدت دراسة مشتركة بين الولايات المتحدة وأوروبا أن الأخطار الصحية للأسيتون تعتبر طفيفة. (بحاجة لمصدر)
السمّية
يعتقد أن الأسيتون له سمية طفيفة عند الاستعمال العادي ولا يوجد هناك أدلة قوية على آثار صحية مزمنه إذا ما اتبعت الاحتياطات الأساسية.[10]
يستخدم الأسيتون في مجموعه متنوعه من التطبيقات الطبية العامة والتجميلية كما أنه مدرج أيضا كعنصر من المضافات الغذائية والتغليف الغذائي. ويشيع استخدام الأسيتون في عملية تجديد شباب الجلد في المكاتب والمنتجعات الطبية. منذ أيام مصر القديمة، كان الناس يستخدمون طرق التقشير الكيميائي لتجديد شباب الجلد.وهناك بعض العوامل الشائعة المستخدمة اليوم لعملية التقشير الكيميائي وهو حمض الساليسيلك وحمض الجليكوليك وأيضا (30%) من حمض الساليسيلك في الكحول الإيثيلي وحمض الخليك ثلاثي الكلور (كلوروفورم الميثيل).قبل التقشير الكيميائي، يجب أن تنظف البشرة بشكل صحيح ويجب إزالة الدهون الزائدة.وتعرف هذه العملية بنزع أو التخلص من الدهون ويستخدم في هذه العملية الأسيتون أو السبتيسول أو مزيج من هذه العوامل بشكل شائع.
الاستخدامات المعملية
في المختبر يستخدم الأسيتون كمذيب قطبي لا بروتوني في مجموعه متنوعه من التفاعلات العضوية مثل تفاعلات (SN2).ويعتبر استخدام مذيب الأسيتون أمر بالغ الأهمية للأكسدة جونز. وهو أيضا مذيب شائع لشطف زجاجيات المختبر بسبب تكلفته المنخفضة وتطايره ومع ذلك فإنه لا يشكل آزوتروب مع الماء.[7] وعلى الرغم من استخدامه الشائع كعامل تجفيف مفترض، إلا أنه لا يعتبر فعال إلا بإزاحة التراكم وتخفيفه.ويمكن تبريد الأسيتون باستخدام الثلج الجاف إلى (-78درجة سيلوزية)دون تجميده ويشيع استخدام حمامات الأسيتون بالثلج الجاف لإجراء التفاعلات في درجات الحرارة المنخفضة ويعطي الأسيتون ضي أو إشعاعا فلوري تحت الأشعة الفوق بنفسجية ويمكن ان يستخدم بخاره ككواشف مشعه في تجارب تدفق السوائل.[7]
الاستخدامات المنزلية والاستخدامات المتخصصة الأخرى
غالبا ما يكون الأسيتون المكون الأساسي للعوامل المنظفة مثلا يستخدم كمزيل لطلاء الأظافر. خلات الإيثيل وهو مذيب آخر عضوي يمكن استخدامه أيضا أحيانا.والأسيتون هو مكون من مزيل الغراء القوي كماأنه يزيل بسهولة الترسيبات من على الزجاج والخزف أو البورسيلين. يمكن استخدام الأسيتون أيضا كعامل فني أو تجميلي وذلك عندما يفرك على الجزء الخلفي من طباعة ليزر أو عند وضع صورة ضوئية بحيث يكون وجهها لأسفل على سطح أخر وتصقل أو تلمع بشدة وبذلك ينتقل حبر الصورة إلى سطح الوجهة كما يستخدم فنانو المكياج الأسيتون في إزالة لواصق الجلد أو البشرة الناتج عن وضع الشعر المستعار والشوارب عن طريق غمر العنصر في حمام أسيتون وبعد ذلك يتم إزالة بقايا الغراء أو المادة الصمغية بفرشاة قوية. كما يضيف بعض عشاق السيارات الأسيتون بحوالي نسبة جزء إلى (500)جزء للوقود وذلك بعد مطالبات لتحسين استهلاك الوقود وعمر المحرك.[8]
الأمان والسلامة
قابلية الاشتعال
الخطر الأكثر شيوعا المرتبط بالأسيتون يتمثل في قابليته الشديدة للاشتعال حيث انه يشتعل تلقائيا عند درجة حرارة (465)درجة مئوية (869) درجة فهرنهايت.وفي درجات حرارة أعلى من نقطة وميض الأسيتون (-20) درجة مئوية (-4) درجة فهرنهايت، مخاليط هوائية في ما بين (2,5 %)، (12,8 %) من الأسيتون من حيث الحجم، يمكن أن تنفجر أو أن تسبب حريق وميضي ويمكن للأبخرة أن تتدفق على أسطح مصادر الاشتعال أو الاحتراق البعيدة وتمض مرة أخرى.التفريغ أو التصريف الثابت قد يشعل أيضا أبخرة الأسيتون.[9]
المعلومات الصحية
تمّ دراسة الأسيتون على نطاق واسع ومن المسلم به عموما أنه يعتبر منخفض السمية الحادة والمزمنه وذلك إذا تم بلعه أو استنشاقه.وتسبب استنشاق تركيزات عالية (حوالي 9200جزء من المليون) في الهواء، تهيج في الحلق عند البشر وذلك لأقل من خمسة دقائق. ويسبب استنشاق تركيزات قدرها (1000جزء من المليون) تهيج في العين والحلق لمدة أقل من ساعة ومع ذلك استنشاق (500 جزء من المليون) من الأسيتون في الهواء لا يسبب أي أعراض من التهيج عند البشر حتى بعد مرور ساعتين من التعرض.لايعتبر الأسيتون حاليا مادة مسرطنه وهي مادة كيميائية مطفرة أو مصدر قلق للتأثيرات السمية العصبية المزمنة.[9]
ويمكن إيجاد الأسيتون كمكون لمجموعه متنوعه من المنتجات الاستهلاكية التي تتراوح من مستحضرات التجميل إلى الأغذية المصنعة والغير مصنعه وقد تم تصنيف الأسيتون كـ(GRAS)= (مُعترف به عموما أو مادة آمنة) وذلك عند تواجده في المشروبات والمخبوزات والحلويات ويتم حفظه بتركيزات تتراوح ما بين (5-8 ملجم/ لتر).بالإضافة إلى ذلك، وجدت دراسة مشتركة بين الولايات المتحدة وأوروبا أن الأخطار الصحية للأسيتون تعتبر طفيفة. (بحاجة لمصدر)
السمّية
يعتقد أن الأسيتون له سمية طفيفة عند الاستعمال العادي ولا يوجد هناك أدلة قوية على آثار صحية مزمنه إذا ما اتبعت الاحتياطات الأساسية.[10]
في حالة وجود تركيزات عالية جدا من البخار يسبب الأسيتون حدوث تهيج ومثل مذيبات أخرى كثيرة يمكنه أن يؤثر ويثبط من عمل الجهاز العصبي المركزي. ويعتبر أو يمثل أيضا مصدر إزعاج شديد عند ملامسته للعينين ويسبب مخاطر محتملة للتطلع أو التنفس الرئوي.وفي حالة واحدة موثقة، ابتلاع كمية كبيرة من الأسيتون أدت إلى تسمم شامل على الرغم من أن المريض تعافى تماما في نهاية المطاف.[11] وتُقدّر بعض المصادر (LD50)لابتلاع الإنسان عند (1,159) جم/كجم, استنشاق (LD50) بواسطة الفئران أعطى على أنه (44)جم/م3 لأكثر من أربعة ساعات.[12] وقد تبين أن للأسيتون أثارمضادة للصرع في النماذج الحيوانية المصابة بالصرع وذلك في غياب السمية، عندما يتم يتناوله في تركيزات تقاس بالميللي مولار .[13] ولقد تم افتراض أن الحمية الكيتونية المرتفعة الدهون ومنخفضة الكربوهيدرات قد تُستخدم عملياً لمكافحة مقاومة الأدوية للصرع عند الأطفال حيث تعمل على رفع نسبة الأسيتون في المخ.[13]
شطب وكالة حماية البيئة (1995). أزالة وكالة حماية البيئة الأسيتون من قائمة "المواد الكيميائية السامة" المحفوظة أو المدرجة تحت القسم (313) من التخطيط للطوارئ وحق المجتمع المحلي في قانون "EPCRA".وبإتخاذ هذا القرار قامت وكالة حماية البيئة باستعراض واسع النطاق للبيانات المتاحة عن سمية الأسيتون ووجدت أن الأسيتون له سمية حادة فقط على المستويات المتجاوزة كثيرا للإطلاقات أو التعرضات المترتبة وكذلك وجد أن الأسيتون له سمية منخفضة في الدراسات المزمنة.
السمية الوراثية. تم اختبار الأسيتون في أكثر من دستتين (24)فحص معملي وفي الجسم الحي.
وقد أشارت تلك الدراسات أن الأسيتون غير سام وراثياً.
مسببات السرطان. خلصت وكالة حماية البيئة في عام (1995) إلى أنه لا يوجد هناك أية أدلة حاليا تشير إلى أن الأسيتون يمثل مصدر قلق للسرطنه (استعراض "EPCRA" وصف في القسم "3-3"). ولم يقد العلماء أي نص يرجح أن الأسيتون يسبب سمية مزمنه خلال اختبار السرطنه للأسيتون وذلك لأن الدراسات ما قبل المزمنه أثبتت فقط وجود استجابة سامه خفيفة جدا عند تواجد الأسيتون بجرعات عالية جدا في القوارض.
السمية العصبية والسمية العصبية المتنامية. تم دراسة احتمالية تسبب السمية العصبية لكل من الأسيتون والأيزوبروبانول وهو ممهد التمثيل الغذائي للأسيتون على نطاق واسع وقد أوضحت هذه الدراسات أنه بالرغم من أن التعرض لجرعات عالية من الأسيتون قد يسبب آثار عابرة على الجهاز العصبي المركزي إلا أن الأسيتون يعتبر غير سام للأعصاب. وقد أجريت دراسة توجيهية مبدأية عن تسمم الأعصاب باستخدام الأيزوبروبانول ولم يتم العثور على أية آثار نمائية لتسمم الأعصاب حتى عند اختبار أعلى جرعة (SIAR) صفحة (1, 25، 31).
بيئياً. عندما أعفت وكالة حماية البيئة الأسيتون من اللائحة كمركب عضوي متضاير في عام 1995 أقرت وكالة حماية البيئة أن هذا الإعفاء أو الاستثناء من شأنه أن " يساهم في تحقيق أهداف بيئية هامة وسيدعم جهود وكالة حماية البيئة في منع التلوث " (60fed.Reg.31,634) (16 يونيو عام 1995), ولاحظت وكالة حماية البيئة أن الإسيتون يمكن استخدامه " باعتباره بديلاً للمركبات العديدة المسرودة على أنها ملوثات هوائية خطيرة " في إطار الباب (112) من قانون (الهواء النظيف).
التأثيرات البيئية
يتبخر الأسيتون بسرعة حتى من المياه والتربة وبمجرد تواجده في الغلاف الجوي يتم تكسيره بفعل الأشعة الفوق بنفسجية حيث تكون دورة نصف العمر الخاصة به (22) يوم. ويتلاشى الأسيتون ببطء في التربة والحيوانات أو في المجاري المائية حيث يتم استهلاكه في بعض الأحيان من قِبل الكائنات الحية الدقيقة، [14] ولكنه يُعتبر ملوث كبير للمياه الجوفية نتيجة لذوبانه العالي في الماء (LD50) للأسيتون في الأسماك (8,3) جرام/ لتر من الماء (أو حوالي 0,8%)على مدى 96 ساعه ودورة نصف العمر البيئية حوالي (1-10 أيام) وقد يُشكّل الأسيتون خطراً كبيراً على نضوب الأكسجين في الأنظمة المائية وذلك بسبب النشاط الميكروبي المستهلك له.[15]
بيروكسيد الأسيتون
المقال الرئيسي : بيروكسيد الأسيتون
عندما يتاكسد الأسيتون فإنه يكون بيروكسيد الأسيتون كناتج ثانوي وهو مركب غير مستقر للغاية فقد يتشكل أو يتكون بطريق بالصدفة على سبيل المثال : عندما يتم صب مُخلفات بيروكسيد الهيدروجين على مُخلفات مذيب يحتوي على الأسيتون. كما أن بيروكسيد الأسيتون لديه أكثر من عشرة أضعاف حساسية النيتروجلسرين ضد الاحتكاك والصدمات. وبسبب عدم استقراره، فإنه نادراً ما يتم استخدامه، على الرغم من سهولة تحضيره الكيميائي.
شطب وكالة حماية البيئة (1995). أزالة وكالة حماية البيئة الأسيتون من قائمة "المواد الكيميائية السامة" المحفوظة أو المدرجة تحت القسم (313) من التخطيط للطوارئ وحق المجتمع المحلي في قانون "EPCRA".وبإتخاذ هذا القرار قامت وكالة حماية البيئة باستعراض واسع النطاق للبيانات المتاحة عن سمية الأسيتون ووجدت أن الأسيتون له سمية حادة فقط على المستويات المتجاوزة كثيرا للإطلاقات أو التعرضات المترتبة وكذلك وجد أن الأسيتون له سمية منخفضة في الدراسات المزمنة.
السمية الوراثية. تم اختبار الأسيتون في أكثر من دستتين (24)فحص معملي وفي الجسم الحي.
وقد أشارت تلك الدراسات أن الأسيتون غير سام وراثياً.
مسببات السرطان. خلصت وكالة حماية البيئة في عام (1995) إلى أنه لا يوجد هناك أية أدلة حاليا تشير إلى أن الأسيتون يمثل مصدر قلق للسرطنه (استعراض "EPCRA" وصف في القسم "3-3"). ولم يقد العلماء أي نص يرجح أن الأسيتون يسبب سمية مزمنه خلال اختبار السرطنه للأسيتون وذلك لأن الدراسات ما قبل المزمنه أثبتت فقط وجود استجابة سامه خفيفة جدا عند تواجد الأسيتون بجرعات عالية جدا في القوارض.
السمية العصبية والسمية العصبية المتنامية. تم دراسة احتمالية تسبب السمية العصبية لكل من الأسيتون والأيزوبروبانول وهو ممهد التمثيل الغذائي للأسيتون على نطاق واسع وقد أوضحت هذه الدراسات أنه بالرغم من أن التعرض لجرعات عالية من الأسيتون قد يسبب آثار عابرة على الجهاز العصبي المركزي إلا أن الأسيتون يعتبر غير سام للأعصاب. وقد أجريت دراسة توجيهية مبدأية عن تسمم الأعصاب باستخدام الأيزوبروبانول ولم يتم العثور على أية آثار نمائية لتسمم الأعصاب حتى عند اختبار أعلى جرعة (SIAR) صفحة (1, 25، 31).
بيئياً. عندما أعفت وكالة حماية البيئة الأسيتون من اللائحة كمركب عضوي متضاير في عام 1995 أقرت وكالة حماية البيئة أن هذا الإعفاء أو الاستثناء من شأنه أن " يساهم في تحقيق أهداف بيئية هامة وسيدعم جهود وكالة حماية البيئة في منع التلوث " (60fed.Reg.31,634) (16 يونيو عام 1995), ولاحظت وكالة حماية البيئة أن الإسيتون يمكن استخدامه " باعتباره بديلاً للمركبات العديدة المسرودة على أنها ملوثات هوائية خطيرة " في إطار الباب (112) من قانون (الهواء النظيف).
التأثيرات البيئية
يتبخر الأسيتون بسرعة حتى من المياه والتربة وبمجرد تواجده في الغلاف الجوي يتم تكسيره بفعل الأشعة الفوق بنفسجية حيث تكون دورة نصف العمر الخاصة به (22) يوم. ويتلاشى الأسيتون ببطء في التربة والحيوانات أو في المجاري المائية حيث يتم استهلاكه في بعض الأحيان من قِبل الكائنات الحية الدقيقة، [14] ولكنه يُعتبر ملوث كبير للمياه الجوفية نتيجة لذوبانه العالي في الماء (LD50) للأسيتون في الأسماك (8,3) جرام/ لتر من الماء (أو حوالي 0,8%)على مدى 96 ساعه ودورة نصف العمر البيئية حوالي (1-10 أيام) وقد يُشكّل الأسيتون خطراً كبيراً على نضوب الأكسجين في الأنظمة المائية وذلك بسبب النشاط الميكروبي المستهلك له.[15]
بيروكسيد الأسيتون
المقال الرئيسي : بيروكسيد الأسيتون
عندما يتاكسد الأسيتون فإنه يكون بيروكسيد الأسيتون كناتج ثانوي وهو مركب غير مستقر للغاية فقد يتشكل أو يتكون بطريق بالصدفة على سبيل المثال : عندما يتم صب مُخلفات بيروكسيد الهيدروجين على مُخلفات مذيب يحتوي على الأسيتون. كما أن بيروكسيد الأسيتون لديه أكثر من عشرة أضعاف حساسية النيتروجلسرين ضد الاحتكاك والصدمات. وبسبب عدم استقراره، فإنه نادراً ما يتم استخدامه، على الرغم من سهولة تحضيره الكيميائي.
المتفجرات (بالإنجليزية: Explosive material) تم إعادة اكتشاف المتفجرات في إسبانيا أيام الحكم العربي الإسلامي للأندلس، وما زالت القنبلة في اللغات الغربية اسمها جرانادا (بالإسبانية:Granada) أي الغرناطية، وهم قوم عرب مسلمون تعلموا صناعة البارود من أوراق كتبها علماء منالصين المكتشف الأول للمواد الكيميائية المتفجرة.والمواد المتفجرة هي عبارة عن ردة فعل لمادة تحتوي على طاقة انفجار كبيرة (طاقة كامنة)، التي يمكن أن تصدر انفجارا إذا صدرت فجأة، وغالبا يرافقها إنتاج لضوء وضغط وصوت وحرارة. والعبوة الناسفة تقاس بكمية المواد المتفجرة داخلها.والطاقة الكامنة الموجودة في المواد المتفجرة يمكن أن تكون:طاقة كيميائية على شكل النيتروغليسرين أو ملح البارود أو نترات الأمونيوم أو التي إن تي.ضغط في ضاغط الغاز مثل أسطوانة الأكسجين أو الإيرسول.طاقة نووية كالتي في النظائر الانشطارية مثليورانيوم-235 وبلوتونيوم-239المركبات النارية، كما وجدت في الألعاب النارية وغيرها.ويمكن تصنيف المواد المتفجرة على حسب سرعتها في الانتشار. المواد التي تنتشر بسرعة أسرع منسرعة الصوت صنفت على أنها "شديدة الانفجار"، والمواد التي تحترق يمكن تصنيفها بأنها "منخفضة الانفجار". ويمكن أن تصنف على حسب حساسيتها للحرارة أو الضغط ، فالمواد الحساسة للحرارة يمكن أن تبدأ بمقدار صغير من الحرارة أوالضغط يمكن تصنيفها على أنها "متفجرات أساسية" .والمواد التي لا تكون بنفس المقدار من الحساسية تصنف بأنها "متفجرات ثانوية".ان فكرة الانفجار بسيطة جداً وتعتمد على تمدد هائل ومفاجئ . والمتفجرات أو المفرقعات مواد لها القدرة على إحداث ضغط مفاجئ على ما يحيط بها وذلك نتيجة لتحول المادة فجأة إلى غازات ساخنة. وتشغل الغازات في لحظة الانفجار نفس الحيز الذي كانت تشغله المادة الأصلية ولكن حرارة الانفجار تسبب تمددها ويصبح التمدد هائلاً بالنسبة للوعاء الحاوي للغازات المتولدة فجأة فينفجر .وهنا يثور التساؤل لماذا تستخدم مفرقعات معينة ولا تستخدم أي مادة قابلة للاشتعال؟تتميز المفرقعات بأنها تشتعل بسرعة هائلة وأنها محصورة في حيز محدود ومحكم بحيث تضطر الغازات الناتجة من الاحتراق إلى أن تنطلق من إسارها بقوة كبيرة. وهناك نقطتان تعدان من أهم ما تتميز به المفرقعات أنها لا بد أن تحتوي على مادة أو خليط من مواد لا يطرأ عليها تغيير في الظروف العادية ولكنها تتحول تحولاً كيميائياً سريعاً إذا توفرت الظروف السانحة.كما ظهر سابقاً أن المتفجرات هي مواد عادية جداً إلا ان المميز فيها ان لها قدرة وسرعة عالية في التمدد السريع والمفاجئ والمنتج للحرارة العالية. ومما زاد من أولوية استخدام المتفجرات دون سواها هو سرعة اشتعالها وتحولها إلى غازات ساخنة جدا.قبل استئناف الشرح, فعلينا أولاً ان نفهم ماهية المادة بشكل عام.إن المواد جميعها من حيث التركيبة الكيميائية مختلفة اختلافاً تاماً, ولكن من حيث فيزيائيتها, فلها خواص تختلف من مادة لأخرى ، مثل نقطة الغليان ونقطة الانصهار و المغناطيسية و الموصيلية الكهربائية وغيرها من الخواص وهذا ما نعهده في المواد الصلبة و كذلك الغازات و السوائل.فإن جئنا بغاز وبردناه لدرجة حرارة منخفضة تحول إلى سائل ، وإذا بردنا السائل إلى درجة حرارة منخفضه تحول عند نقطة معينة (نقطة التجمدإلى مادة صلبة . والعكس صحيح. أي إذا قمنا بتسخين المادة الصلبة مثل الحديد فهو يتحول أيضا إلى سائل عند درجة انصهاره. ولكن بسبب معدل درجة حرارة كوكب الأرض , فإن كل مادة تأخذ شكلها المفروض أن تأخذه عند درجة الحرارة هذه. هذا من حيث فيزيائية المواد.وبشأن التركيبة الكيميائية للمواد :فالتركيبة الكيميائية للمادة وصفات المواد المؤلفة لها تجعل منها مركب نشيط أو خامل حرارياً. فإن كانت نشيطة فهي لا تحتاج إلا لدرجة حرارة تعادل درجة حرارة شرارة بسيطة ولمدة قد لاتتخطى أجزاء الثانية فتنفجر و تتحول إلى الحالة الغازية.و ان كانت خاملة فهي ستسلك المسلك المعتاد بزيادة درجة الحرارة حيث تتحول من الحالة الصلبة إلىالحالة السائلة , ثم تتحول إلى الحالة الغازية.كل هذه الصفات جعلت من المتفجرات المواد ذات الأولوية للاستخدام في الانفجار ونشر الشظايا التي تهدف إلى قتل الخصوم وهدم المنشآت الحيوية، ومن أهم المواد المتفجرة النيتروغليسرين.
⭕️ هناك نقطة أخرى لا يعرفها سوى عدد قليل من الناس وهي أن طائرة SR-71 كانت تعاني دائمًا من تسرب الوقود أثناء وجودها على الأرض لأن اللحامات بين ألواح جسم الطائرة لم تغلق إلا في درجات حرارة عالية.
كان وقودها الخاص، JP-7، يتمتع بنقطة وميض عالية جدًا، لدرجة أن اللهب المكشوف المباشر لم يكن قادرًا على حرقه. كانت هذه الطائرة تقلع عادة بخزان نصف ممتلئ، وبعد الوصول إلى درجة الحرارة المطلوبة على الارتفاع، تقوم بالتزود بالوقود جواً لتقليل التسرب إلى الصفر وتمكينها من تغطية المسافة المطلوبة.
كان وقودها الخاص، JP-7، يتمتع بنقطة وميض عالية جدًا، لدرجة أن اللهب المكشوف المباشر لم يكن قادرًا على حرقه. كانت هذه الطائرة تقلع عادة بخزان نصف ممتلئ، وبعد الوصول إلى درجة الحرارة المطلوبة على الارتفاع، تقوم بالتزود بالوقود جواً لتقليل التسرب إلى الصفر وتمكينها من تغطية المسافة المطلوبة.
التوتمرية :- هي قابلية المادة على التواجد بهيئتين ايزومريتين تكونان في حالة توازن هما كيتو (keto) واينول (enol) ، ويحصل فيها هجرة البروتون وازاحته في موقع الاصرة المزدوجة في ان واحد وتعد هيئة (keto) و (enol) غير مستقرة وتتحول الهيئة غير المستقرة حال تكونها في التفاعل الى الهيئة المستقرة. ومن العوامل المؤثرة على نسبة التوتمرية هي درجة الحرارة، طبيعة المذيب فضلا عن عوامل مساعدة اخرى مثل الحامض او القاعدة وتباين تواجد كل هيئة على الحالة الاكثر استقرارا، ففي الجزيئات الحاوية على تاصر هيدروجيني ضمني تكون الهيئة الاينولية مستقرة ولا تتواجد في الهيئة الكيتونية. وتزداد الهيئة الاينولية بوجود المجاميع غير المشبعة. وقد اجريت دراسات على مركبات الكاربونيل وشملت طرائق كيمياوية وفيزياوية. وكذلك دراسة التوتمرية باستخدام الاطياف الالكترونية في بعض قواعد شيف فضلا عن عملية التوازن بين هيئتي الكيتو والاينول وتوصلت الدراسة الى وجود علاقة عكسية بين تغير درجة الحرارة مع ثابت توازن التوتمرية واعتماد ظاهرة التوتمرية على الهيئة التركيبية (لمركبات الايمين) ونوع المذيب وتركيز المذاب وقد لوحظ ان للدالة الحامضية تاثير على توتمرية الاوكزيمات، فقد لوحظ اعتماد (Kabs) في الدراسات الحركية على الدالة الحامضية ومن خلالها يتم تحديد ميكانيكية التفاعل وقد اظهرت بعض المركبات الحياتية الفعالة توتمرية وبشكل ايزومرات حامضية قوية حيث تتواجد ايوناتها بعدد كبير من اشكال التوتمرية.
#إعتقاد_موجود
عند البعض واشاعات أن ارتفاع درجة الحرارة يؤذي ويدمر خلايا المخ
#الخرافة
ارتفاع درجة الحرارة يدمر خلايا المخ وخاصة عند الأطفال
#الحقيقة_العلمية
إرتفاع درجة الحرارة او الحمى وسيلة دفاع مناعية للجسم لخلق بيئة غير ملائمة للجراثيم وجعل الجسم يصنع خلايا مناعية لمقاومتها
قد تضر الحمى الدماغ عندما تتجاوز الحرارة ٤٤ درجة سيليزية لكن أغلب درجات الحمى عند الأطفال والكبار لاتتعدى ٤٢ درجة سيليزية لذلك لايوجد خطر على خلايا الدماغ
#الزبدة
لا تخافوا من الحرارة المهم معرفة التعامل معها
عند البعض واشاعات أن ارتفاع درجة الحرارة يؤذي ويدمر خلايا المخ
#الخرافة
ارتفاع درجة الحرارة يدمر خلايا المخ وخاصة عند الأطفال
#الحقيقة_العلمية
إرتفاع درجة الحرارة او الحمى وسيلة دفاع مناعية للجسم لخلق بيئة غير ملائمة للجراثيم وجعل الجسم يصنع خلايا مناعية لمقاومتها
قد تضر الحمى الدماغ عندما تتجاوز الحرارة ٤٤ درجة سيليزية لكن أغلب درجات الحمى عند الأطفال والكبار لاتتعدى ٤٢ درجة سيليزية لذلك لايوجد خطر على خلايا الدماغ
#الزبدة
لا تخافوا من الحرارة المهم معرفة التعامل معها
معدات وألات مصنع معجون الطماطم:
========================
لتصنيع معجون الطماطم (صلصة الطماطم المركزة)، تحتاج إلى مجموعة من الأجهزة والمعدات التي تغطي مراحل الإنتاج المختلفة من الغسيل إلى التعبئة. إليك قائمة بالأجهزة الأساسية المطلوبة:
1. مرحلة الفرز والغسيل:
================
- حوض غسيل أو ناقل غسالي لتنظيف
الطماطم من الأتربة والشوائب.
- ماكينة فرز لفصل الطماطم التالفة أو غير
الناضجة (يمكن الفرز يدويًا في الإنتاج
الصغير).
2. مرحلة التكسير والهرس:
=================
- مطحنة أو كسارة طماطم: لطحن الطماطم
إلى عصير مع القشر والبذور.
- ماكينة إزالة البذور والقشور (اختياري):
لفصل البذور والقشور إذا كان المعجون
ناعمًا.
3. مرحلة التركيز والطهي:
=================
- غلاية أو قدر تسخين (للمشاريع الصغيرة)
لطهي الطماطم.
- جهاز تبخير أو تركيز (للمصانع الكبيرة): مثل
أجهزة التبخير الفراغية لتركيز المعجون
بكفاءة دون فقدان اللون أو الطعم.
- خزان تبريد لتبريد المعجون بعد الطهي.
4. مرحلة التعقيم والتعبئة:
=================
- ماكينة تعبئة مثل معدات التعبئة الآلية أو
شبه الآلية (عبوات زجاجية، معدنية، أو
أكياس).
- جهاز تعقيم مثل الأوتوكلاف (لتعقيم
العبوات المغلقة).
- آلة إغلاق العبوات مثل ماكينة السداد أو
اللحام للعبوات البلاستيكية.
5. معدات مساعدة:
=============
- خزانات تخزين لتخزين المعجون قبل
التعبئة.
- أنابيب وصمامات نقل لنقل المعجون بين
المراحل.
- أجهزة قياس التركيز مثل مقياس اللزوجة
أو الـ Brix لضبط جودة المنتج.
- مضخات لنقل السوائل بين الخزانات.
6. معدات المراقبة والجودة:
==================
- أجهزة قياس الحموضة (pH).
- أجهزة فحص اللون والرائحة.
ملاحظات:
=======
- للإنتاج المنزلي أو الصغير يمكن استخدام
أدوات بسيطة مثل خلاط كهربائي، غلاية،
ومرشح قماشي، مع تعبئة يدوية.
- للإنتاج التجاري الكبير تُستخدم خطوط
إنتاج أوتوماتيكية متكاملة تشمل جميع
المراحل.
إذا كنت تخطط لمشروع صناعي، يُفضل استشارة مهندس تصنيع غذائي لاختيار المعدات المناسبة حسب الطاقة الإنتاجية والميزانية.
أ. د السيد عوض
========================
لتصنيع معجون الطماطم (صلصة الطماطم المركزة)، تحتاج إلى مجموعة من الأجهزة والمعدات التي تغطي مراحل الإنتاج المختلفة من الغسيل إلى التعبئة. إليك قائمة بالأجهزة الأساسية المطلوبة:
1. مرحلة الفرز والغسيل:
================
- حوض غسيل أو ناقل غسالي لتنظيف
الطماطم من الأتربة والشوائب.
- ماكينة فرز لفصل الطماطم التالفة أو غير
الناضجة (يمكن الفرز يدويًا في الإنتاج
الصغير).
2. مرحلة التكسير والهرس:
=================
- مطحنة أو كسارة طماطم: لطحن الطماطم
إلى عصير مع القشر والبذور.
- ماكينة إزالة البذور والقشور (اختياري):
لفصل البذور والقشور إذا كان المعجون
ناعمًا.
3. مرحلة التركيز والطهي:
=================
- غلاية أو قدر تسخين (للمشاريع الصغيرة)
لطهي الطماطم.
- جهاز تبخير أو تركيز (للمصانع الكبيرة): مثل
أجهزة التبخير الفراغية لتركيز المعجون
بكفاءة دون فقدان اللون أو الطعم.
- خزان تبريد لتبريد المعجون بعد الطهي.
4. مرحلة التعقيم والتعبئة:
=================
- ماكينة تعبئة مثل معدات التعبئة الآلية أو
شبه الآلية (عبوات زجاجية، معدنية، أو
أكياس).
- جهاز تعقيم مثل الأوتوكلاف (لتعقيم
العبوات المغلقة).
- آلة إغلاق العبوات مثل ماكينة السداد أو
اللحام للعبوات البلاستيكية.
5. معدات مساعدة:
=============
- خزانات تخزين لتخزين المعجون قبل
التعبئة.
- أنابيب وصمامات نقل لنقل المعجون بين
المراحل.
- أجهزة قياس التركيز مثل مقياس اللزوجة
أو الـ Brix لضبط جودة المنتج.
- مضخات لنقل السوائل بين الخزانات.
6. معدات المراقبة والجودة:
==================
- أجهزة قياس الحموضة (pH).
- أجهزة فحص اللون والرائحة.
ملاحظات:
=======
- للإنتاج المنزلي أو الصغير يمكن استخدام
أدوات بسيطة مثل خلاط كهربائي، غلاية،
ومرشح قماشي، مع تعبئة يدوية.
- للإنتاج التجاري الكبير تُستخدم خطوط
إنتاج أوتوماتيكية متكاملة تشمل جميع
المراحل.
إذا كنت تخطط لمشروع صناعي، يُفضل استشارة مهندس تصنيع غذائي لاختيار المعدات المناسبة حسب الطاقة الإنتاجية والميزانية.
أ. د السيد عوض