هل بإمكانك إخباري عن أخر الإكتشافات العلمية المثيرة في الكيمياء؟

إجابة
rate image أضف إجابة
حقل النص مطلوب.
يرجى الانتظار
إلغاء
إليك بعض من الابتكارات الكيميائية والتي اعتبرتها الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية  (IUPAC) واعدة وستساهم في جعل الحياة على الأرض أكثر استدامة .

بطارية الحالة الصلبة Solid State Battery :

ليست تقنية وليدة الحاضر  حيث ساهم في ابتكارها الكيميائي مايكل فرادي في القرن التاسع عشر ولكنها لم تخضع للكثير من الدراسات والتطوير إلا في الآونة الأخيرة ، حيث تستثمر العديد من القطاعات الصناعية المختلفة مثل بوش , دايسون، تويوتا وانتل مليارات الدولارات فيها .
 
 

مقارنتة ببطارية أيوم الليثيوم المشهورة والتي تضيء هواتفنا النقالة وحواسيبنا المحمولة فبطارية الحالة السائلة تعتبر أخف وتتيح تخزين أعلى للطاقة وتعمل بكفاءة أعلى عند درجات الحرارة المرتفعة وتستخدم مواد كهرلية في الحالة الصلبة بدلا من المواد الكهرلية المستخدمة في بطاريات الليثيوم والتي ستقلل من حوادث الاحتراق والانفجار في الأجهزة.

 

ما تزال هذه التقنية بحاجة للدراسة والبحث وذلك بسبب وجود مكوناتها قريبة من بعضها البعض مما يشكل صعوبة في دراسة سلوك كل جزء منها بشكل منفصل والعمل على تطويره.

 

المواد المسامية والحصاد المائي :

ثؤثر مشكلة نقص الماء على 40 %  من سكان العالم ويعاني 3 من كل 10 أشخاص مشكلة في الوصول إلى خدمات مياه الشرب الآمنة والنظيفة .


 تحاول الكيمياء الاستفادة من خصائص المواد ذات المساممية العالية وبخاصة تلك المعتمدة على نظام فلزي عضوي MOFs  (Metal Organic framework) والتي تمتلك خصائص شبيهة بعمل الاسفنجة لاحتوائها على مسامات مجهرية تعمل عمل المصيدة بشكل انتقائي لبعض المواد مثل الغازات (غاز الهيدروجين ، الميثان ، ثاني أكسيد الكربون ، وبخار الماء ) ومواد أكثر تعقيدا مثل الأدوية والأنزيمات. 

لوحظ وجود تفاعل وانجذاب بين  المواد المسامية MOFs والماء بالصدفة في اثناء اجراء تجارب على قدرة تفاعل MOFs مع الغازات  وبعد ذلك توالت البحوث حول امكانية المادة على امتصاص الماء من الغلاف الجوي في الظروف البيئية الجافة . تملك 1 كيلوغرام من مادة MOFs قدرة  امتصاص 2.8 لترا من الماء عند رطوبة منخضة بمستوى 20%  وتتطلع الدراسات لاستخدام المادة لامتصاص الماء وتوظيفها في الصناعة واستخدامها في تنقية المياه.

 

الطباعة الحيوية ثلاثية الأبعاد 3D-bioprinting :

هي واحدة من التقنيات الواعدة ، حيث استطاع الكيميائيين والبيولوجيين توظيف هذه التقنية في بناء انسجة وأعضاء حيوية لا يمكن تمييزيها عن لأعضاء والأنسجة الطبيعية ، وتهدف الطباعة الحيوية ثلاثية الابعاد إلى استخدام الانسجة والأعضاء المصنعة في الدراسات الدوائية وسموم المواد, و تمكن العلماء من طباعة العديد من الأعضاء منها القلب ، الأوعية الدموية ، البنكرياس والعظام .

 

يلعب الكيميائي دوراً هاما في هذه التكنولوجيا حيث تستلزم طباعة الأعضاء وجود نموذج رقمي والتي تتطلب وجود تقنيات تصوير مثل  computerized tomography scans (CT)   و magnetic resonance imaging (MRI) وتحتاج هذه الصور مواد كيميائية لتوضيح التباين مثل أصباغ الغادلونيوم والعديد من المواد الكيميائية لتثبيت الأحبار البيولوجية .

كما تعاني عملية زراعة الأعضاء بين البشر من مشكلة رفض الجسم المستقبل للعضو المزروع بسبب مناعة الجسم الطبيعة فلا تخلو زراعة الأعضاء المصنعة بهذه التكنولوجيا من نفس المشكلة فيلعب الكيميائي دوراً مهما في دراسة كيمياء التعرف على الخلية cell-cell recognition  والتي يتحكم بها بشكل أساسي طلاء أغشية الأعضاء بالسكريات على شكل اليبيد السكري   glycolipids والبروتين السكري glycoproteins والتي تعتبر  مفتاحاً في حل مشكلة رفض الجسم للأعضاء المزروعة.  

 

المصادر :

https://www.degruyter.com/view/journals/ci/41/2/article-p12.xml?language=en
16 مشاهدة
share تأييد