البوروفين يتفوق على الغرافين المعجزة.. ثورة في الأجهزة الطبية والإلكترونيات
تاريخ النشر: 30th, May 2024 GMT
يبدو أن "الغرافين" لن يصبح متربعا على عرش المواد بلقب "المادة المعجزة"، وذلك لوجود مادة جديدة نجح باحثون من جامعة ولاية بنسلفانيا الأميركية في تحضيرها تجاوزت خصائص الغرافين الرائعة التي كانت تعتبر فتحا كبيرا في عالم المواد.
واكتُشفت مادة الغرافين في 2004، وكانت سببا قبل نحو 14 عاما في حصول العالِمين بجامعة مانشستر، أندريه جيم وكونستانتين نوفوسيلوف، على جائزة نوبل.
وفوق كل ذلك، فهي من أكثر المواد التي عرفتها البشرية في التوصيل الكهربائي، كما أنها مرنة للغاية إذ يمكن ثنيها أو تمديدها دون أن تفقد خصائصها، كما أنها شفافة مما يسمح للضوء بالمرور من خلالها، وأهلتها هذه الخصائص المميزة للدخول في كثير من التطبيقات، لا سيما الطبية منها.
وتحمل دراسة جديدة نشرتها دورية "إيه سي إس نانو"، بُشْريات وجود نسخة معدلة من مادة البوروفين، ثنائية الأبعاد وأكثر موصلية وأرق وأخف وزنا وأقوى وأكثر مرونة من الغرافين.
والبوروفين نسخة رقيقة ذريا من البورون (عنصر كيميائي شبه فلز يوجد في المعادن مثل البوراكس والكيرنيت)، وصنع أول مرة في عام 2015، وجعله الباحثون أفضل من الغرافين من خلال إكسابه الخاصية " اللولبية " أو "عدم التناظر".
و"اللولبية " تعني وجود نسختين من شيء ما تمثلان صورتين معكوستين لبعضهما البعض، لكن لا يمكنك مطابقتهما تماما عن طريق قلبهما أو تدويرهما، مثل يدك اليسرى ويدك اليمنى، فهما تبدوان متشابهتين ولكنهما متضادتان، وبالتالي فإن القُفاز الأيسر لن يناسب يدك اليمنى.
وتكون العديد من الجزيئات "لولبية"، مثل بعض الجزيئات التي تشكل أجسامنا أو الأدوية، ويمكن أن تؤثر هذه الصفة في كيفية عملها في أجسامنا، فقد تعمل نسخة واحدة من الجزيء بشكل جيد كدواء، في حين أن النسخة الأخرى قد لا تعمل أو يمكن أن تكون ضارة.
وبالنسبة لمادة البوروفين، فإن منحها صفة "اللولبية " يعني جعلها تتخذ شكلا أعسر أو أيمن، ويمكن أن يغير ذلك كيفية تفاعلها مع الخلايا والجزيئات في الجسم، مما يجعلها مفيدة لأشياء مثل الأجهزة الطبية أو توصيل الأدوية بشكل أكثر استهدافا.
والبوروفين بطبيعته متعدد الأشكال من الناحية الهيكلية، مما يعني أنه يمكن ترتيب ذراته في تكوينات مختلفة لإعطائه أشكالا وخصائص مختلفة، تماما مثل كيفية بناء مجموعة مكعبات الليغو في هياكل مختلفة، ويمنح هذا الباحثين القدرة على "ضبطه لمنحه خصائص مختلفة، بما في ذلك "اللولبية".
ومُنح البوروفين الخصائص "اللولبية" بمجموعة من الخطوات التي تشرحها الدراسة على النحو التالي:
البدء بمسحوق "البورون": بدأ الباحثون باستخدام مسحوق "البورون" كمادة خام، واستخدموا موجات صوتية عالية الطاقة لمعالجة المسحوق، وهذه العملية تكسره إلى طبقات رقيقة ذريا، لتشكل قطعا مسطحة صغيرة تسمى صفائح البوروفين. الخلط مع الأحماض الأمينية: تُخلط صفائح البوروفين بعد ذلك مع أحماض أمينية مختلفة في محلول سائل، والأحماض الأمينية هي جزيئات لها خصائص لولبية (أشكال أعسر أو أيمن). نقل "اللولبية": تسببت عملية الخلط بالتصاق ذرات الكبريت من الأحماض الأمينية بصفائح البوروفين، وتأثرت الطريقة التي ارتبطت بها ذرات الكبريت بالبوروفين في حالة الأحماض الأمينية المستخدمة (سواء أكانت يمنى أم يسرى)، وهذا النمط من الترابط يمنح صفائح البوروفين صفة "اللولبية"، مما يجعلها يمنى أو يسرى. مراقبة التفضيلات الملزمة: لاحظ الباحثون أن ذرات الكبريت الموجودة في الأحماض الأمينية تُفضل مواقع ربط محددة على البوروفين مقارنة بذرات النيتروجين التي لا تفضل ذلك، مما يؤثر في كيفية نقل "اللولبية". اختبار التفاعلات مع الخلايا: تعرضت بعد ذلك صفائح البوروفين "اللولبية" لخلايا الثدييات في طبق مختبري، ولاحظ الباحثون كيف تتفاعل صفائح البوروفين "اللولبية" مع أغشية الخلايا وتقتحمها، ووجدوا أن الصفائح اليمنى واليسرى تتفاعل بشكل مختلف مع الخلايا.ويتوقع أستاذ علوم وهندسة المواد والهندسة النووية والباحث الرئيسي بالدراسة "ديبانجان بان"، في بيان أصدره موقع جامعة ولاية بنسلفانيا الأميركية، أن يكون البوروفين "اللولبي" مفيدا في العديد من التطبيقات، منها:
الأجهزة الطبية وزراعة الأعضاء: فيمكن استخدامه لتطوير أجهزة استشعار حيوية حساسة للغاية يمكنها اكتشاف جزيئات حيوية معينة بدقة أكبر، وهذا يمكن أن يحسن أدوات التشخيص والرصد في الوقت الحقيقي للعمليات البيولوجية، كما يمكن أن يؤدي التفاعل الفريد لهذه المادة الجديدة مع الخلايا إلى أجهزة طبية قابلة للزرع أكثر أمانا وفعالية، ويمكن لهذه الأجهزة أن تتكامل بسلاسة أكبر مع أنسجة الجسم، مما يقلل من خطر الرفض ويحسن الأداء الوظيفي. أنظمة توصيل الأدوية: ويمكن تسخير قدرة المادة الجديدة على التفاعل بشكل مختلف مع أنواع الخلايا المختلفة لإنشاء أنظمة توصيل الأدوية المستهدفة، ويمكن توصيل الأدوية مباشرة إلى خلايا معينة مثل الخلايا السرطانية، مما يقلل من الآثار الجانبية ويحسن فعالية العلاج، ويمكن استخدام الخصائص الهيكلية للمادة لتصميم حاملات الأدوية التي تطلق حمولتها بطريقة خاضعة للرقابة، مما يعزز النتائج العلاجية. التصوير الطبي: ويمكن للمادة الجديدة تحسين دقة تقنيات التصوير الطبي، حيث يؤدي تفاعلها مع الجزيئات البيولوجية إلى حدوث تباين أفضل وصور أكثر تفصيلا للأنسجة والخلايا. الطاقة والإلكترونيات: مرونة البوروفين "اللولبي" وتوصيله الكهربائي العالي، تجعل منها مادة مناسبة لتطوير الجيل التالي من الأجهزة الإلكترونية المرنة، بما في ذلك أجهزة الاستشعار وشاشات العرض القابلة للارتداء، ويمكن أيضا استكشاف خصائصه لاستخدامه في البطاريات والمكثفات الفائقة، وهو ما قد يؤدي إلى حلول أكثر كفاءة لتخزين الطاقة. البحوث البيولوجية والمحفزات الكيميائيةوإلى جانب هذه التطبيقات التي أشار إليها "بان"، يقول الباحث في علوم المواد بجامعة لوند السويدية "حمدي الغيطي" في حديث عبر تطبيق زوم مع "الجزيرة نت": إن الخصائص التي كشفت عنها الدراسة تجعل البوروفين اللولبي مادة مناسبة لدراسة كيفية تفاعله مع الجزيئات البيولوجية المختلفة، مما يساعد على فهم العمليات البيولوجية الأساسية.
ويرشح الغيطي استخدام البوروفين اللولبي كمحفز في التفاعلات الكيميائية، لا سيما تلك التي تكون فيها الحالة اللامركزية مهمة، كما هو الحال في إنتاج المستحضرات الصيدلانية، ويمكن أيضا تطبيق حساسيتها للجزيئات المختلفة في إنشاء أجهزة استشعار للكشف عن الملوثات أو المواد الخطرة في البيئة.
ومثل الغرافين، يتوقع الغيطي أن تكون هناك المزيد من التطبيقات لتلك المادة غير مطروحة بعد، حيث يمكن أن يؤدي معالجتها على المستوى النانوي إلى فتح إمكانيات واسعة في كل من البحث العلمي والتطبيقات العملية.
المصدر: الجزيرة
كلمات دلالية: حريات الأحماض الأمینیة توصیل الأدویة مع الخلایا یمکن أن
إقرأ أيضاً:
لماذا الرعب من ثورة النسوان؟
مقال / مها عوض
ما أن أعلنت النساء خروجهن تحت مسمى “ثورة النسوان” والتي هي تأخذ شكل ردة فعل تلقائية وعفوية تعكس حالة عدم الرضا العام والاحباط؛ تداعت لها النساء والشابات من مختلف الفئات العمرية؛ وتحمل أبعاد إنسانية حقوقية لا غير؛ أي أنها لا تعبر إلا عن الاحتجاج على استفحال الأوضاع الإنسانية والمعيشية غير المسبوقة في ظل الواقع الراهن المرتبط بالتدهور الممتد زمنياً وحتى وصلت إلى الحرمان من كل أسس الحياة الكريمة في انتهاكات للحقوق الاقتصادية والاجتماعية بما فيها خدمات الكهرباء والماء والرواتب؛ إرتفاع مستويات الفقر وإنتشاره نتيجة الغلاء الفاحش وإنهيار العملة الوطنية وإنهيار نظم التعليم والصحة؛ ناهيك عن تفشي الفساد ومشاكله التي لا حصر لها؛ أثرت تداعياتها على الحياة ومقومات البقاء بشكل عام؛ مع فقدان القدرة على الصمود وتحمل ما لا يطاق من ضغوط هائلة متفاقمة على مستويات المعيشة انتهكت الحقوق والكرامة؛ وتسيد الظلم والقهر والاستبداد والاضطهاد؛ والحقيقة التي لا يمكن إغفالها بأنه بالرغم من تكرار هذه الأزمات التي كان يجب أن تُشكل بمثابة جرس إنذار لكي تضطلع السلطات الحكومية والمحلية وهي المسؤولة عن ذلك في المقام الأول في إعطائها الأولوية ببدل جهود حثيثة في التصدي لها والتركيز على اتخاذ المعالجات التي تضمن الاستجابة الفعالة وانتشال الناس من هذا الواقع؛ فضلاً عن إستباق إتخاذ الإجراءات اللازمة التي تحول وتمنع تكرارها قدر الإمكان؛ بدلاً ترسيخ ما يؤدي إلى تعاظمها ويزيد من حدتها ويدفع بها إلى أزمات متشابكة معقدة للغاية؛ ولكن هذا لم يحدث للأسف لعوامل وأسباب متعددة، على رأسها الفراغ المؤسسي في تولي زمام الأمور بسبب عدم قدرة الحكومة والسلطة المحلية على قيامها بأدوارها ومسؤوليتها المشتركة؛ مما يولّد غياب الثقة فيها؛ ومن هنا كان لابد لهذه الثورة أن تحدث؛ فهي تنُم عن حالة رفض بأنه لا يمكن الإبقاء في حالة إذعان وخضوع وترك الأمور تسير على النحو الذي هي عليه.
يبدو في الواقع اننا في هذه الثورة نشهد توجهاً إيجابياً ينُم عن توسع الوعي لدى النساء على مستوى القاعدة الشعبية في رفض الاستسلام والانقياد والتكيف مع أوضاع معيشية صعبة جداً ناتجة عن الظلم الاجتماعي والاقتصادي في خلق المعاناة “الجوع والفقر والحاجة” التي تلقي بظلالها على شرائح كبيرة من المواطنات والمواطنين في عدن الذين أصبحوا مهددين بزيادة معدلات الفقر؛ وغالباً ما تكون النساء الأكثر تضرراً من وطأة انهيار الأوضاع الاقتصادية والاجتماعية وصعوبة الحصول على الخدمات؛ لا سيما من هن يقمن بدورهن في رعاية أسرهن؛ وبكونهن من بين الذين يجدون أنفسهم بشكل متزايد يواجهون ظروفاً قاسية وفرصاً محدودة وتحديات كبيرة في تحسين حياتهم التي تتبدد مع الحرمان من الحقوق الإنسانية الأساسية إذ لم يُعد بالإمكان احتمال هذا الضغط المتواصل.
استخدمت النساء حقهن في حرية الرأي والتعبير والتجمع السلمي المكفول دستورياً وقانونياً في تنظيم المظاهرات والوقفات الاحتجاجية التي رفعت شعارات لرسائل ذات مغزى منها: (حقوقي شرعية دستورية ماء كهرباء صحة حياة كريمة- لا للجوع- ارفعوا الرواتب: مطالبنا حقوقية خدمية إنسانية – أريد حياة كريمة – لا لتجهيل الأجيال… وغيرها) وهي استحقاقات تطالب بها وتصر عليها ولا تقبل التفريط بها أو التنازل عنها والتقليل من أهميتها؛ وعملت على صياغة وتقديم البيانات للجهات المسؤولة والمعنية وهي تسعى بذلك الى إحداث تغيير واتخاذ إجراءات عاجلة لمعالجة هذا الوضع القائم والحد من سلبياته وآثاره الوخيمة.
لقد برزت “ثورة النسوان” كمعطى جديد في التعبئة المجتمعية؛ حيث ساهمت في تحفيز فئات عريضة من المجتمع نساء ورجال وشباب بناء على قواسم مشتركة في مشروعية الاستحقاقات المطالب بها؛ بالإضافة الى انها أسهمت في توسيع جغرافية مساحة الثورة من خلال تشجيع النساء في المحافظات أبين، لحج وتعز على الخروج واسماع أصواتهن بذات الاستحقاقات المطالبة برفع الظلم المستمر في تدهور الأوضاع المعيشية الاقتصادية والاجتماعية ومعاناة الحرمان من الخدمات الأساسية والتي تتباين درجة شدتها بين تلك المحافظات؛ وحيث أنه لا يوجد ثمة مجال للتشكيك والتزوير بشرعية ونوايا هذه الثورة؛ لذلك نجد ما أثير حولها من ردود أفعال ومواقف متناقضة تراوحت بين التأييد والإشادة والتنمر والامتعاض؛ ولن اتحدث هنا عن مظاهر الإعتراف بقوة هذه الثورة والتأييد والاشادة الواسعة حتى من الحكومة والسلطة المحلية التي حظيت بها “ثورة النسوان” باعتبار أهميتها الجوهرية وكيف أنها جسدت ملحمة نضالية وبطولية والأدلة على ذلك كثيرة جداً قد لا يسعني المجال لذكرها هنا؛ ولكن سأتحدث عن ذلك التنمر والامتعاض الذي أظهرها البعض بواسطة وسائل التواصل الاجتماعي في محاولة بث سموم أفكارهم ومعتقداتهم في استهداف مقيت موجه ضد النساء من جهة؛ وكذلك الامتعاض أو السخط غير المبرر في الوصول الى خدمة غايات وأجندات بما يضمن حفاظهم على مصالحهم من جهة أخرى؛ ناهيك عن التضليل والاختراق المباشر لمساحة حرية الرأي والتعبير والتجمع السلمي بشكل استغلالي للثورة بما يضمن الإبقاء والحفاظ على سلطة ونفوذ وامتلاك عناصر القوة للسيطرة على هذه الثورة وتقييدها؛ فإن هذا الاختراق بحد ذاته يشكل انتهاك فظيع وخرق كبير للحريات والحقوق الإنسانية .
أما على مستوى الفعل الأكبر فهو يتمثل بذلك الإجراء المتخذ من اللجنة الأمنية في عدن الذي قررت منع المظاهرات بما فيها “ثورة النسوان” والتي تعاملت معها النساء بإصرار على الخروج ولكنها فوجئت بما جرى من تطويق ساحة العروض بالحواجز الأمنية وقطع طرق الوصول اليها والانتشار الكبير للأفراد من النساء والرجال العسكريين والأمنين في صورة مشهد ترهيبي أقل ما يمكن وصفه كأننا تحت سلطة حرب؛ وهو ما أدى الى انصراف عدد كبير من النساء في مشاعر مختلطة برهبة من المشهد والانكسار النفسي في تقييد حقوهن وحرياتهن في الحركة والتجمع السلمي للتعبير عن رأيهن بشأن حقوق إنسانية لا يجب تقييدها؛ ومع ذلك فأن النساء اللواتي اتخذن مساحة هامشية لتجمعهن بعيداً عن ساحة العروض لم تسلم من مواجهة القمع والاعتداء السافر بالضرب من قبل النساء الأمنيات اللاتي بحسب قولهن لديهن تعليمات للتعامل بصرامة وحزم شديدين؛ وهذا انتهاك أخر باستخدام السلطة والقوة ضد النساء المدنيات العزل.
فالسؤال الرئيس هنا هو ما مدى فعالية هذه الأجراء في الاستجابة للاستحقاقات العادلة في الحياة الكريمة التي تضمنتها مطالب “ثورة النسوان”؛ ام هو بذلك تعبير عن خوف من هذه الثورة التي تمتلك فيها النساء الأسباب المقنعة والحجج المتينة والمثبتة لشرعية تجمعهن السلمي وهو الأمر الذي أدى إلى استخدام سلطة القرار في فرض القيود بمنعها ووقف الاستمرار فيها.
ما يمكن القول فيه هي “ثورة النسوان” التي أنطلقت من محيطها الخاص والعام؛ والتي استطاعت النساء أن توصل من خلالها أصواتهن؛ بالتالي ليس من الأجدى على اللجنة الأمنية منعها وإيقافها؛ بل على العكس من ذلك فأن الأحرى بها أن تقوم بواجبها في تأمين الحماية اللازمة وبكل ما من شأنه ان يسهل انجاحها.
اقتراح أميركي يسمح لإيران بتخصيب اليورانيوم.. ولكن!