ابتكار مذهل.. مادة جديدة تتفوق على المعادن والزجاج تنهي عصر البلاستيك!
وتعود أسباب تلوث البلاستيك لأن البوليمرات الاصطناعية التقليدية تتحلل إلى جزيئات بلاستيكية دقيقة، مطلقةً مواد كيميائية ضارة مثل بيسفينول أ (BPA) والفثالات والمواد المسرطنة، استخدم فريق البحث بدائل مستدامة، بقيادة محمد مقصود رحمن، الأستاذ المساعد في الهندسة الميكانيكية والفضائية بجامعة هيوستن والأستاذ المساعد في علوم المواد والهندسة النانوية بجامعة رايس، السليلوز البكتيري - أحد أكثر البوليمرات الحيوية وفرةً ونقاءً على وجه الأرض - كبديل قابل للتحلل الحيوي وفق موقع ساينس ديلي.
قال سعدي، الباحث الرئيسي للدراسة المنشورة في مجلة Nature Communications، وطالب الدكتوراه في علوم المواد والهندسة النانوية في جامعة رايس: "تضمن نهجنا تطوير مفاعل حيوي دوار يوجه حركة البكتيريا المنتجة للسليلوز، وينظم حركتها أثناء النمو، ويعزز هذا التنظيم بشكل كبير الخصائص الميكانيكية للسليلوز الميكروبي، مما ينتج مادة قوية تضاهي بعض المعادن والزجاج، لكنها في الوقت نفسه مرنة وقابلة للطي وشفافة وصديقة للبيئة".
عادةً ما تتشكل ألياف السليلوز البكتيرية عشوائياً، مما يحد من قوتها الميكانيكية ووظائفها، بفضل تسخير ديناميكيات السوائل المُتحكم بها داخل مفاعلهم الحيوي الجديد، حقق الباحثون محاذاةً موضعيةً لألياف السليلوز النانوية، مما أدى إلى إنتاج صفائح ذات قوة شد تصل إلى 436 ميجا باسكال.
وعلاوة على ذلك، أدى دمج رقائق نانوية من نتريد البورون أثناء عملية التخليق إلى إنتاج مادة هجينة ذات قوة أكبر - حوالي 553 ميجا باسكال - وتحسين الخصائص الحرارية، مما يدل على معدل تبديد الحرارة أسرع بثلاث مرات من عينات التحكم.
"يُمكّن هذا النهج الديناميكي للتخليق الحيوي من إنتاج مواد أقوى ذات وظائف أفضل، وتتيح هذه الطريقة دمجاً سهلاً لمختلف الإضافات النانوية مباشرةً في السليلوز البكتيري، مما يُتيح تخصيص خصائص المواد لتطبيقات مُحددة" وفق السعدي.
ويشير إلى أن عملية التخليق تُشبه في جوهرها تدريب مجموعة بكتيرية مُنظّمة، فبدلاً من جعل البكتيريا تتحرك عشوائياً، نُوجّهها للتحرك في اتجاه مُحدّد، مما يُنظّم إنتاجها للسليلوز بدقة، هذه الحركة المُنظّمة وتعدد استخدامات تقنية التخليق الحيوي تُمكّننا من هندسة كلٍّ من المحاذاة وتعدد الوظائف في آنٍ واحد".
وتحمل هذه العملية القابلة للتطوير والتي تتكون من خطوة واحدة إمكانات كبيرة للعديد من التطبيقات الصناعية، بما في ذلك المواد الهيكلية وحلول الإدارة الحرارية والتعبئة والتغليف والمنسوجات والإلكترونيات الخضراء وأنظمة تخزين الطاقة.
يتميز البحث بأنه متعدد التخصصات فيجمع بين علوم المواد والبيولوجيا والهندسة النانوية، ونتوقع أن تصبح هذه الصفائح السليلوزية البكتيرية القوية ومتعددة الوظائف والصديقة للبيئة منتشرة في كل مكان، لتحل محل البلاستيك في مختلف الصناعات، وتساعد في التخفيف من الضرر البيئي".
جرب ميزات الذكاء الاصطناعي لدينا
اكتشف ما يمكن أن يفعله Daily8 AI من أجلك:
التعليقات
لا يوجد تعليقات بعد...
أخبار ذات صلة
صحيفة الخليج
منذ 40 دقائق
- صحيفة الخليج
حرارة سطح البحر أعلى بدرجتين على مدى 20 عاماً
حدَّد فريق بحثي في جامعة خليفة في أبوظبي في دراسة أجراها حول العاصفة المطرية التي شهدتها الإمارات في العام 2024، العديد من الظواهر الجوية المتداخلة المسببة للعاصفة، مشيراً إلى أنه تلاقت ظاهرة تدفق الاضطراب الدوراني المحتمل ومنخفض البحر الأحمر والتيار النفاث العلوي لنقل الهواء الدافئ الغني بالرطوبة من بحر العرب إلى الطبقات السفلى من الغلاف الجوي فوق دولة الإمارات وكانت درجات حرارة سطح البحر في المنطقة أعلى بقيمة تصل إلى درجتين مئويتين عن المتوسط السائد على مدى 20 عاماً وهو ما أتاح الفرصة لانتقال الحرارة بالحمل على نحو مكثف وهطول الأمطار الغزيرة. قدّر الباحثون بقيادة الدكتورة ديانا فرانسيس، باستخدام عمليات المحاكاة المناخية، أن التغير المناخي الناتج عن النشاط البشري زاد من احتمال حدوث فيضان أبريل/نيسان 2024 بمقدار 30 ضعفاً وعلى الرغم من أن زيادة شدة العاصفة أقل وضوحاً، فإن التغير في التكرار فقط يعتبر ذا دلالة إحصائية كبيرة، فما كان يُعدّ حدثاً نادراً يحدث مرة كل 10,000 عام أصبح من المحتمل أن يتكرر كل عدة قرون وقد يزداد تكراره أكثر في المستقبل. وأشارت الدراسة إلى أن الإمارات شهدت في أبريل/ نيسان 2024 عاصفة مطرية هي الأشد من نوعها في تاريخها على الإطلاق، حيث هطل ما يزيد عن 250 ملم من المطر خلال 24 ساعة فقط وهي كمية تفوق المتوسط السنوي لكميات الأمطار التي تسقط على بعض المناطق، حيث بينت الدراسة الجديدة أسباب هذه العاصفة وتوابعها وقدمت أدلة قوية على دور التغير المناخي في زيادة احتمالات هبوب العاصفة بصورة كبيرة وفي الوقت ذاته دعت إلى تحسين أنظمة التنبؤ بالمناخ وأهمية مراعاة التغيرات المناخية وتعزيز البنية التحتية لتقليل حدة المخاطر الناجمة عن الأحوال الجوية الشديدة مستقبلاً. وأوضحت الدراسة أن الفيضانات كشفت تناقضات حادة داخل البيئات الحضرية، حيث أظهرت صور الأقمار الصناعية عالية الدقة أن الأضرار الأكبر والأشد وقعت في المناطق ذات الكثافة السكانية العالية والأكثر عمراناً في دبي وأبوظبي، ولعبت عوامل تخطيط المدن والقرب من الساحل والبنية التحتية غير الكافية فيما يتعلق بالصرف الصحي أدواراً رئيسة في تشكيل التأثيرات المحلية للسيول. وجاء في الدراسة أن العاصفة تركت أثراً بيئياً غير متوقع تجاوز نطاق المدن، فأظهرت عمليات الرصد التي جرت باستخدام الأقمار الصناعية خلال الشهور التي أعقبت العاصفة زيادة هائلة في نمو الحياة النباتية عبر الصحراء وتحولت المناطق التي كانت قاحلة في عام 2023 إلى مساحات خضراء بشكل واضح بحلول يونيو/ حزيران 2024 وسجلت بعض المناطق زيادة في الغطاء النباتي بنسبة تجاوزت 100% ويُبرِز هذا الاخضرار المؤقت في الصحراء دور الأمطار النادرة ومدى قدرتها على إحداث تحولات بيئية مؤقتة في المناطق الجافة.
صحيفة الخليج
منذ 4 ساعات
- صحيفة الخليج
العثور على ثعبان كان مهدداً بالانقراض
لم يشاهد أصغر ثعبان معروف في العالم منذ ما يقرب من عقدين، ما أثار مخاوف بعض العلماء من احتمال انقراض ثعبان «بربادوس الخيطي». لكن كونور بلايدز، المسؤول في وزارة البيئة بجزيرة بربادوس، رفع صخرة في غابة صغيرة بالجزيرة الكاريبية الشرقية، ليجد الثعبان الصغير. يذكر أن الثعبان صغير لدرجة أنه يمكن أن يستقر على عملة معدنية، ما سمح له بالتهرب من أعين العلماء لما يقرب من 20 عاماً. وبسبب حجمه الدقيق، استعصى التعرف إليه بالعين المجردة، لذا وضعه بلايدز في جرة زجاجية صغيرة وأضاف إليها بعض التربة وأوراق الشجر والمواد العضوية. وظهرت على الثعبان خطوط ظهرية صفراء باهتة تمتد على طول جسمه، وكانت عيناه تقعان على جانبي رأسه. وقال بلايدز: «ثعبان بربادوس الخيطي يشبه إلى حد كبير ثعبان براهميني الأعمى، المعروف باسم ثعبان أصيص الزهور»، والذي يتميز بطول أكبر وعدم وجود خطوط ظهرية. وأعلنت مجموعة «ري:وايلد» المعنية بالحفاظ على البيئة، والتي تتعاون مع وزارة البيئة المحلية، عن إعادة اكتشاف ثعبان بربادوس الخيطي.
سكاي نيوز عربية
منذ يوم واحد
- سكاي نيوز عربية
الكشف عن جدارية تصور المسيح وهو يشفي المرضى في مصر
وقال شريف فتحي وزير السياحة والآثار، في بيان صحفي تلقته وكالة الأنباء الألمانية اليوم الخميس، إن هذا الكشف يعكس ثراء وتنوع الحضارة المصرية العريقة في فترات تاريخية دقيقة ومؤثرة، كما يعزز فهم فترة التحول الديني في مصر، ويبرز التسامح والتنوع الثقافي والديني الذي تميزت به الحضارة المصرية. وأكد على مواصلة الوزارة دعمها الكامل للبعثات الأثرية العاملة بمختلف المحافظات، مشيدا بجهود الفرق المصرية وما تحققه من إنجازات تسهم في تعزيز مكانة مصر على خريطة السياحة الثقافية العالمية. وأكد الدكتور محمد إسماعيل خالد الأمين العام للمجلس الأعلى لل ثار، أهمية الكشف حيث إنه يلقي الضوء على حقبة هامة في تاريخ منطقة واحة الخارجة، وهي بدايات العصر القبطي في مصر، مشيرا إلى أهمية واحات مصر الغربية كمركز للحياة الدينية والاجتماعية في عصور مختلفة. وأوضح أن البعثة كشفت عن بقايا المدينة بالكامل من مبان سكنية تتكون من غرف مبنية من الطوب اللبن ومغطي بعض جدرانها بالملاط، ومناطق خدمية بها أفران للاستخدام اليومي، وعدد من الحواصل من الطوب اللبن وأواني فخارية كبيرة مثبتة في الأرض كانت تستخدم لتخزين الحبوب والطعام، بالإضافة إلى مجموعة من القطع الأثرية المتنوعة ما بين مجموعة من الأوستراكات، وأواني فخارية، ومجموعة من القطع الحجرية والزجاج ومجموعة من الدفنات، فضلا عن جدارية تمثل السيد المسيح يشفي أحد المرضي. وقالت الدكتورة سهام إسماعيل مدير عام آثار الخارجة ورئيس البعثة إنه تم الكشف أيضا عن بقايا كنيستين إحداهما على الطراز البازيليكي من الطوب اللبن بها بقايا أحجار لأساسات توضح أنها كانت تتكون من صالة كبيرة وجناحين يفصل بينهما ثلاثة أعمدة مربعة في كل جهة، أما المنطقة الجنوبية للكنيسة فبها مجموعة من المباني الخدمية. أما الكنيسة الثانية فهي صغيرة الحجم ذات تخطيط مستطيل وحوله بقايا سبع أعمدة خارجية، زينت بعض جدرانها الداخلية بكتابات قبطية، كما عثر بالجهة الغربية منها بقايا مبان خدمية. وأضافت أن أغلب المباني التي تم الكشف عنها بالموقع خلال مواسم أعمال الحفائر السابقة تدل على أنه تم استخدام المنطقة عبر عصور تاريخية متعددة، حيث تم الكشف عن مبان من العصر الروماني تم إعادة استخدامها في الفترة القبطية المبكرة، وكذلك في العصر الإسلامي.
