علماء يطورون مادة جديدة بمقياس النانو للتحكم في الحريق
تاريخ النشر: 20th, August 2023 GMT
يعدّ اللهب ذو درجة الحرارة العالية ضروريًا لإنتاج العديد من المواد. ومع ذلك فإن السيطرة على الحريق وتفاعله مع المواد المقصودة، يمكن أن يمثّل تحديًا.
لذلك طوّر فريق من العلماء طريقة تستخدم طبقة واقية رقيقة للتحكم في كيفية تفاعل حرارة اللهب مع المادة، ومن ثم ترويض الحريق والسماح للمستخدمين بضبط خصائص المواد المعالجة بدقة.
ونشرت تلك النتائج في دورية "أنجوان كيمي" التي تصدرها الجمعية الكيميائية الألمانية. يقول مارتن ثو مؤلف الورقة البحثية، وأستاذ علوم وهندسة المواد في جامعة ولاية كارولينا الشمالية، "تعدّ النار أداة هندسية قيمة. ومع ذلك بمجرد أن تبدأ حريقًا، غالبًا ما يكون لديك القليل من القدرة على التحكم في سلوكه".
يشرح ثو "تقنيتنا، -التي نسميها التدهور الحراري العكسي-، تستخدم غشاءً رقيقًا بمقياس نانوي فوق المادة المستهدفة. يتغير الغشاء الرقيق استجابة لحرارة النار وينظم كمية الأكسجين التي يمكنها الوصول إلى المادة. وهذا يعني إمكانية التحكم في معدل تسخين المادة، الذي بدوره يؤثر في التفاعلات الكيميائية التي تحدث داخل المادة. ومن ثم يمكننا ضبط كيفية ومكان تغيير النار للمواد".
إذا كنت تستخدم مادة مثل ألياف السليلوز، فإنه يتم أولًا تغليف هذه الألياف بطبقة جزيئات بسماكة نانومتر. ثم تتعرض الألياف المطلية للهب شديد. يحترق السطح الخارجي للجزيئات بسهولة، مما يرفع درجة الحرارة في المنطقة المجاورة مباشرة.
لكن السطح الداخلي للطلاء الجزيئي يتغير كيميائيًا، مما يؤدي إلى تكوين طبقة أرقّ من الزجاج حول ألياف السليلوز. يحدّ هذا الزجاج من كمية الأكسجين التي يمكنها الوصول إلى الألياف، مما يمنع السليلوز من الانفجار إلى اللهب. وبدلًا من ذلك، فإن الألياف تشتعل وتحترق ببطء، من الداخل إلى الخارج.
يقول ثو في البيان الصحفي المنشور على موقع "سايتك ديلي" بتاريخ 18 أغسطس/آب الجاري، "دون الطبقة الواقية فإن تطبيق اللهب على ألياف السليلوز سيؤدي إلى تكوين الرماد فقط، بينما مع الطبقة الواقية، ينتهي بك الأمر بإنتاج أنابيب كربون نانوية. يمكننا هندسة الطبقة الواقية من أجل ضبط كمية الأكسجين التي تصل إلى المادة المستهدفة. ويمكننا هندسة المادة المستهدفة لإنتاج الخصائص المرغوبة".
يمكن للباحثين التحكم في سُمك جدران أنبوب الكربون، من خلال التحكم في حجم ألياف السليلوز التي بدؤوا بها؛ عن طريق إدخال أملاح مختلفة إلى الألياف (مما يزيد من التحكم في معدل الاحتراق)؛ ومن خلال تغيير كمية الأكسجين التي تمر عبر الطبقة الواقية.
يقول ثو، "لدينا بالفعل العديد من التطبيقات في الاعتبار، التي سنتناولها في الدراسات المستقبلية". "نحن منفتحون -أيضًا- على العمل مع القطاع الخاص لاستكشاف العديد من الاستخدامات العملية، مثل: تطوير أنابيب الكربون المهندسة لفصل الزيت عن الماء، التي ستكون مفيدة لكلّ من التطبيقات الصناعية والمعالجة البيئية".
المصدر: الجزيرة
كلمات دلالية: التحکم فی
إقرأ أيضاً:
بعيداً عن اجترار البحوث والمراجع القديمة في التربية ، هل نطمع في طرح جديد مسنودا بالفهم العميق والتجربة ينير لنا طريق المستقبل ويضعنا جميعا علي اختلاف التأهيل بأننا كنا سبب الحريق !!..
ghamedalneil@gmail.com
قبل الحرب اللعينة العبثية المنسية بعدة سنين وفي العاصمة الخرطوم بالذات ناهيك عن الأقاليم صار من المألوف بل من المسكوت عنه تكحل العيون بمناظر يفترض أن تقشعر منها الابدان وتنفر النفوس تتمثل في إخراج المواطن لقمامته ووضعها بكل دم بارد علي الرصيف دون أن بطرف له جفن أو تختل له عضلة ويمضي في حال سبيله وليس ثمة شخص ينبهه بخطورة الأمر وان مايقوم به يعد ضربا من الفوضي التي تدمر الاوطان وتضعها في خانة مسارح العبث واللامبالاة والخروج عن المألوف بل ومفارقة الإنسانية وروح المسؤولية والرقي والمعرفة والتقدم !!..
تزدحم أرصفة الشوارع والترتوارات بالنفايات وتفيض علي الاسفلت وهذا الاسفلت رغم البؤس المرسوم علي جبينه ينوء باحدث الموديلات من السيارات الخاصة أما حافلات النقل العام تجدها تشتكي من رقة الحال والتمزق تسير خبط عشواء من غير خارطة طريق ويكثر في داخلها الهرج والمرج مابين الكمساري والركاب تارة وتارة أخرى يتدخل السائق لا ليصب الماء علي الحريق بل ليزيد الحطب اشتعالا ودائما السبب الاختلاف علي الأجرة التي تتغير كل يوم بعيدا عن الرقابة الغائبة التي تغط في نوم عميق !!..
يدرسون الصغار أن النظافة من الإيمان وعلي سور المدرسة الخارجي يضع الأهالي اطنانا من الاوساخ وعربة نقل النفايات كالعادة غائبة وعندما يطفح الكيل تحرق هذه الجبال المؤذية وينتشر الدخان وتزداد الأمراض التنفسية والجلدية ويصبح وضع الأرض المحروقة مثل منطقة ضربها الأعداء علي التو بالراجمات وقاذفات اللهب والقنابل العنقودية وربما بالصواريخ البالستية !!..
المعلم في عجلة من أمره يرمي بدرسه علي التلاميذ وكأنه يحمل عبئا ثقيلا يرجو منه الخلاص فمدرسة أخري تنتظره ليكمل فيها بقية النهار استعدادا للمساء والسهرة مع الدروس الخصوصية في البيوت وفي المعسكرات التي يتكدس فيها الطلاب بعد دفع قيمة تذكرة الدخول وكأنهم داخلون الي دار للسينما أو المسرح وهنا العجب العجاب لت وعجن وحديث كله عن الامتحان وضرورة النجاح الساحق فيه وامطارهم بمذكرات من تأليف من يسمون أنفسهم أساتذة وهم عن هذه الصفة ابعد ما يكونون وهذه المذكرات تكمن خطورتها في أنها لم تتم مراجعتها ولم يتم التحقق من صحتها ويكفي أن مؤلفها يضفي علي نفسه القابا والقاب لم يفكر فيها جيل الرواد من الأساتذة الذين بهروا بعلمهم وأخلاقهم وتواضعهم كل من تعامل معهم وكل من تلقي العلم علي ايديهم في مدارس كانت نجوماً زواهر وشموسا ساطعة ولم تكن بوتيكات تهتم بالقشور وتترك اللباب وتقصد الي استنزاف أولياء الأمور الي آخر مليم في جيوبهم والمدرسة هنا لاتقدم غير البهارج والدعايات الفارغة وتجعل من منسوبيها اعلم أهل الأرض وتنادي علي الطلاب بأن هلموا الينا فنحن الافضل والمفارقة فقد صار تلفزيوننا القومي يقتات من اعلانات المدارس التي فاقت غيرها من الاعلانات خاصة في زمن اعلان نتيجة الشهادة الثانوية!!..
استعرضنا لكم حال مدارسنا وجامعاتنا قبل قيام الحرب والبؤس الذي وصلت إليه ومستوي الطلاب الذي ينذر بكارثة قومية لا تقل عن كارثة الحرب التي تفتك بنا الآن وقد وصفها العالم الخارجي بأنها أسوأ كارثة تحل ببلد في هذا القرن !!..
وكلكم تعرفون الأسواق والتغالي في الأسعار والغش في السلع والسوق السوداء والاتجار بالعملة وهبوط العملة الوطنية الي ٤٠ درجة تحت الصفر وقد وصل سعر الدولار الي ٣ مليون جنيه ونذكر أبنائنا وبناتنا من الجيل الجديد أن الجنيه السوداني كان يعادل ٣ دولارات ونصف في الستينات وكان أكبر من الجنيه الاسترليني بقرش صاغ بل كان جنيهنا سيد عملات العالم ولم تكن هنالك في الخليج دراهم ولا دينارات !!..
بعد كل هذا الذي حصل لنا حتي تاريخ اليوم وقد طارت بلادنا شعاعا وتمزقت اربا اربا وتفرقت بنا السبل وتشتتنا في فجاج الأرض والمعركة مازالت تغلي كالمرجل ولا يبدو في الأفق ثمة انتصار حاسم من هذا الطرف أو ذاك والعالم يقف حيران ومنهم الشامت ومنهم من تدخل في المعمعة من طرف خفي بحثا عن مصالحه أو أي منفعة يرجوها في ظل هذه الفوضي الضاربة اطنابها ومنهم من هتف :
( يالهم من مغفلين يطلقون الرصاص علي أنفسهم ويريدون من الغير أن يساعدهم في إطفاء الحريق ويعالج جرحاهم ويكافح نيرانهم وما انتشر عندهم من كوليرا وغيرها من الأوبئة التي لم يكشف النقاب عنها بعد ) !!..
الخلاصة هل بعد كل هذه المصائب يمكن أن نعود لرشدنا وان نترك الجدل العقيم و الثرثرة الخالية من المضمون وهل ولو تخيلا يمكن أن يكون قد نما الي علمنا أن مانحن فيه هو بسبب ضياع هيبة التعليم وعدم احترام المعلمين الذين الحقنا بهم الإهانة يوم اعطيناهم مرتبات لاتسمن ولا تغني من جوع مما جعل البعض منهم يهرعون للمدارس الخاصة لما فيها من راحة واستجمام ووضع مريح وقد طردتهم مدارس الحكومة التي أهملت عن عمد من أجل مافيا المدرسة الخاصة والدرس الخاص !!..
اذكركم بأن حميدتي عندما كان أميرا على البلاد بحق وحقيقة زار مركزا لكنترول الشهادة السودانية واستقبله المعلمون بالهتاف الداوي والترحيب الحار ولم يخيب ظنهم بعد أن أشاد بوطنيتهم ونفح كل منهم ظرف محشو بالمال يسيل له اللعاب وهتفوا له اكثر وتمنوا أن يكون وزيرا للتعليم لانه يحب العلم والمعلمين ومادروا أن صديقهم حميدتي كان طموحه اكبر من ذلك وكان كل تفكيره أن يأخذ الجمل بما حمل اي أن يسكن القصر الجمهوري بعد أن مل مسكنه في كافوري وعشان كدة دور الدافوري الذي فيه نحن الآن!!..
أمة من المعلمين هتفت لحميدتي من أجل دراهم معدودة فهل بقي من خير في مدارسنا وجامعاتنا ومعلمينا ولماذا تبكون الآن علي اللبن المسكوب !!..
حمد النيل فضل المولي عبد الرحمن قرشي .
معلم مخضرم .
الاطلاع على سير العمل في مكتب الخارجية بالحديدة