علماء يكتشفون مادة غريبة تخالف قوانين الفيزياء المعروفة
تاريخ النشر: 11th, June 2025 GMT
اكتشف فريق بقيادة معهد بريتزكر للهندسة الجزيئية بجامعة شيكاغو مواد تخالف القواعد التقليدية للفيزياء الحرارية والميكانيكية، إذ تتقلص عند تسخينها وتتمدد تحت الضغط، في ما يشير إلى بنية داخلية غير تقليدية، الأمر الذي يمثل تقدمًا كبيرًا في العلوم الأساسية.
وبحسب الدراسة المنشورة في دورية نيتشر، فقد استخدم الباحثون أجهزة تحكم دقيقة في درجات الحرارة والضغط مثل "الخلايا الماسية"، مع تقنيات تصوير دقيقة لملاحظة التغيرات الطورية والحرارية معًا لهذه المادة.
وقد وجد الفريق أن الأنوية البلورية الداخلية تتفاعل بطريقة تجعل الذرات تتحرك وتعيد ترتيبها عند التغير في درجة الحرارة أو الضغط، مؤدية إلى هذا السلوك غير المتوقع.
وتنضم هذه المادة المكتشفة حديثا إلى فئة المواد شبه المستقرة، وهي مواد توجد في حالة مؤقتة من التوازن، أي إنها ليست في أقل حالة طاقة ممكنة (الحالة المستقرة)، لكنها تبقى في هذه الحالة مدة طويلة من دون أن تتغير من تلقاء نفسها، ويمكن أن تعود إلى حالتها المستقرة فقط إذا تم تحفيزها بعامل خارجي (مثل الحرارة أو الضغط أو الإشعاع).
ويعد الألماس مثالا على هذه المواد، فهو شكل من الكربون غير مستقر، بينما الشكل المستقر للكربون هو الغرافيت، ولكن الألماس قد يبقى آلاف السنين من دون أن يتحول تلقائيا إلى شكله المستقر، ويحتاج إلى درجات حرارة وضغوط عالية ليتحول.
إعلانولفهم حالة عدم الاستقرار، تخيّل كرة على تل منحدر، الكرة غير مستقرة في أعلى التل ومتأهبة للسقوط فورا، وما إن تتركها بيديك حتى تتدحرج إلى أسفل كي تستقر وتقف.
حالة "شبه الاستقرار" تقع بين الحالتين (أعلى التل وأسفل التل)، فهي في هذه الحالة تمثل كرة قرب قمة التل، لكنها مختبئة في تجويف.
أما المادة الجديدة، فإنها تمتلك سمة خاصة جدا من هذه المواد وهي التمدد الحراري السلبي.
التمدد الحراري هو ظاهرة معروفة، فعند تسخين المواد تتمدد ويكبر حجمها لأن الجزيئات تتحرك بسرعة وتبتعد عن بعضها، لكن في التمدد الحراري السلبي يحدث العكس إذ تنكمش المادة عند التسخين!
هذا يبدو غير بديهي لكنه حقيقي، وله أسباب عديدة منها الحركة غير التقليدية للذرات، ففي بعض المواد لا تتحرك الذرات للأمام والخلف فقط، بل تتحرك بزاوية، أو بشكل شبكي يضغط على التركيب بدل أن يوسعه.
ويمكن أن تهتز الذرات بشكل يجعلها "تسحب" الجيران نحو الداخل عند التسخين، إلى جانب ذلك تمتلك تلك المواد تركيبا بلوريا مفتوحا ومرنا (مثل الأقفاص)، بحيث يُمكن أن تُطوى أو تُقفل عند تسخينها.
تطبيقات واسعةوبحسب الدراسة، يمكن لهذه المواد أن تُحدث ثورة في تكنولوجيا البطاريات من خلال استعادة بطاريات السيارات الكهربائية القديمة إلى أداء يُشبه الجديد. فبعد سنوات من القيادة فإن السيارة الكهربائية التي من المفترض أن تقطع مسافة 600 كيلومتر بشحنة واحدة، ستضعف ويصبح أقصاها بين 300 و450 كيلومتر، ولكن مع دفع المواد إلى حالتها المستقرة، يمكن استعادة المسافة القصوى إلى الحالة نفسها عندما كانت السيارات جديدة.
ويمكن أن تسهم هذه المواد كذلك في تطوير بطاريات جديدة ذات طاقة نوعية أعلى، وتمكين تطبيقات مستقبلية مثل البطاريات الهيكلية.
إعلانوتمثل البطاريات الهيكلية مزيجا مبتكرا بين العمل كبطارية من ناحية كيميائية، والعمل كجزء من البنية الإنشائية من ناحية هندسية، فتخزن الطاقة مثل البطاريات التقليدية، لكنها تحمل الأحمال الهيكلية مثل الهياكل الصلبة (الهيكل الخارجي للطائرة، جسم السيارة… إلخ).
المصدر: الجزيرة
كلمات دلالية: الحج حريات الحج هذه المواد
إقرأ أيضاً:
تقارير عن وفيات محتملة بعد لقاحات كوفيد-19.. وإدارة الغذاء والدواء الأميركية تتحرك
باشرت إدارة الغذاء والدواء الأميركية تحقيقا في تقارير عن وفيات محتملة بعد تلقي لقاحات كوفيد-19، عقب رسالة داخلية مسربة أثارت جدلا واسعا.
فتحت إدارة الغذاء والدواء الأميركية (FDA) مراجعة لتقارير تتحدث عن وفيات محتملة بين بالغين وأطفال بعد تلقي لقاحات كوفيد-19، في خطوة قالت السلطات الاتحادية إنها تأتي ضمن تحقيق موسع تشرف عليه وزارة الصحة والخدمات الإنسانية الأميركية.
تحقيق عبر فئات عمرية متعددةوأوضح المتحدث باسم وزارة الصحة والخدمات الإنسانية الأميركية، أندرو نيكسون، أن إدارة الغذاء والدواء تجري تحقيقا معمقا يشمل فئات عمرية مختلفة، حول وفيات يشتبه في ارتباطها بلقاحات فيروس كورونا.
وجاءت هذه المراجعة بعد تسريب رسالة إلكترونية من الدكتور فيناي براساد، رئيس قسم اللقاحات في إدارة الغذاء والدواء، أشار فيها إلى أن الوكالة حددت ما لا يقل عن 10 أطفال توفوا بعد وبسبب تلقي لقاحات كوفيد-19، من دون تقديم تفاصيل إضافية حول الحالات.
Related اعتراف "غير مسبوق": مذكرة داخلية تربط وفاة أطفال في أمريكا بسبب لقاحات كوروناأمل جديد لكبار السن.. لقاح قد يقلّل خطر الإصابة بالخرف أو يُبطئ تقدّمهعلماء: جرعة واحدة من هذا اللقاح قد تكون كافية للوقاية من سرطان عنق الرحم مطالب بنشر البياناتوعقب الكشف عن مضمون الرسالة، دعا خبراء في الصحة العامة إدارة الغذاء والدواء إلى نشر البيانات التي استندت إليها في الوصول إلى هذه الاستنتاجات، لإتاحة تقييمها بشكل مستقل.
وتشير المعطيات العلمية إلى أن لقاحات كوفيد-19 خضعت لدراسات واسعة، وأظهرت سجلا قويا من حيث السلامة، مع إدراج الآثار الجانبية المعروفة على ملصقاتها الرسمية.
معايير جديدة للموافقة على اللقاحاتكما لفتت رسالة براساد إلى احتمال توجه إدارة الغذاء والدواء نحو تشديد معايير الموافقة على اللقاحات، عبر مطالبة الشركات بإثبات قدرتها على منع المرض بعد طرحها في الأسواق، وليس الاكتفاء بإظهار توليد أجسام مضادة.
وفي هذا السياق، حذر 12 مفوضا سابقا لإدارة الغذاء والدواء، في مقال نشر الأسبوع الماضي في مجلة نيو إنغلاند جورنال أوف ميديسن، من أن هذه التغييرات المقترحة قد تضعف قدرة الولايات المتحدة على الاستجابة لتهديدات الأمراض المعدية.
تشكيك رسمي بلقاحات mRNAوبحسب تقرير لصحيفة واشنطن بوست، شككت بيانات صادرة عن وزارة الصحة والخدمات الإنسانية، في عهد وزير الصحة الأميركي روبرت إف. كينيدي جونيور، في سلامة لقاحات كوفيد-19 المعتمدة على تقنية الحمض النووي الريبوزي المرسال.
وقال نيكسون إن المسؤولين الصحيين سيصدرون قريبا وثائق توضح الإطار والبيانات التي تؤكد كيفية تسبب لقاحات فيروس كورونا في وفيات أطفال، معتبرا أن هذه القضايا لم تخضع لتحقيق كاف في ظل القيادة السابقة.
تواصل مع شركات بشأن منتجات RSVوفي سياق متصل، تواصلت إدارة الغذاء والدواء مع عدد من الشركات، من بينها ميرك وسانوفي وأسترازينيكا، بشأن سلامة الأجسام المضادة أحادية النسيلة المستخدمة للوقاية من فيروس المخلوي التنفسي لدى الرضع، وهو فيروس شائع يصيب الأنف والحلق والرئتين.
ونقلت واشنطن بوست عن شركة ميرك تأكيدها الثقة بسجل السلامة لمنتجها الخاص بفيروس المخلوي التنفسي، إنفلونسيا، بعد اجتماع عقدته مع الوكالة الأسبوع الماضي. كما أكدت شركة سانوفي، التي استخدم علاجها الوقائي بايفورتوس لدى أكثر من 400 ألف رضيع في التجارب والدراسات الواقعية، أنه لم يتم رصد أي مشكلة تتعلق بالسلامة.
انتقل إلى اختصارات الوصول شارك محادثة
الحية يتحدث عن مهام القوة الدولية ويدعو الوسطاء لمنع انهيار اتفاق غزة