مجلة ثقافية منوعة تصدر كل شهرين
نوفمبر – ديسمبر | 2019

من المختبر


علاج للصلع.. حقيقي هذه المرَّة؟

صور جلد الفأر قبل العلاج (يمين)، وبعد العلاج (يسار)، بالرقعة (مستطيل وردي) وعلاجات الصلع الأخرى (مستطيلات أخرى)
شو دونغ وانغ، جامعة ويسكونسن – ماديسون.

هذا ليس واحداً من الإعلانات التي تعوَّدنا على قراءتها في وسائل الإعلام، بل نتيجة أبحاث واختبارات علمية أجراها علماء من جامعة ويسكونسن الأمريكية. فقد طوَّر هؤلاء العلماء رقعة تنطوي على شحنة كهربائية جعلت فرو بعض الفئران ينمو من جديد. وأشاروا إلى أنها قد تكون علاجاً للأشخاص الذين يعانون من الصلع عند لصقها على الرأس.
ففي الوقت الحالي، يمكن للرجال، الذين يريدون علاج الصلع وتساقط الشعر، استخدام محلول المينوكسيديل أو حبوب فيناسترايد أو إجراء جراحة لزرع الشعر. لكن المينوكسيديل لا يصلح للجميع، وفيناسترايد يمكنه أن يضر بالخصوبة، والجراحة مضنية ومكلفة.
هذه الرقعة الخاصة التي طوَّرها زودونغ وانغ من جامعة ويسكونسن ماديسون وزملاؤه، تولد نبضات كهربائية عن طريق تسخير الطاقة التي تولدها حركات الجسم العشوائية. وهي تتشكل من طبقات رقيقة بسماكة 1 ملم، تُشحن بالكهرباء بطرق مختلفة عندما تتلامس وتنفصل، وهو نوع من الكهرباء يُعرف بـ”كهرباء الاحتكاك”.
وعندما تم لصق الرقعة المرنة على ظهور الفئران العارية من الشعر، بسبب نقص وراثي في عوامل نموه، تسببت حركات جسمها في طي وتمدد الرقعة، مفعّلةً “كهرباء الاحتكاك”. وحفزت هذه النبضات الكهربائية الناتجة بعد تسعة أيام نمو فرو الفئران نحو 2 ملليمتر على جلدها تحت الرقعة. في حين نما الشعر بطول 1 ملم فقط على مناطق الجلد المجاورة التي عولجت بمحلول مينوكسيديل والمحلول الملحي. كما كانت كثافة الشعر أكبر بثلاث مرات في المناطق المعالجة بالرقع من تلك المعالجة بالمينوكسيديل وغيرها.
بعد ذلك، كشفـت دراسـة جلـد الفئـران تحت المجهر أن الرقعة تعمل عن طريق تحفيز إطلاق المواد الكيميائية الطبيعية التي تشجع نمو الشعر مثل عامل نمو الخلايـا الكيراتينيــة وعامل نمو البطانة الغشائية.
كما اختبر وانغ الرقعة على والـده الذي كان أصلعَ في السنوات القليلة الماضية، وبعــد شهر واحـد، كما يقول وانغ: “ساعده ذلك على نمو كثير من الشعر الجديد”.

المصدر: Newscientist.com


أنابيب الكربون النانوية 
مادة واعدة لتقنيات المستقبل

اعتمدت المنجزات التقنية التي يحاكي بعضها الخيال، وبعضها حقيقي، على عنصر السيليكون الذي يعمل بوصفه موصلاً للتيار الكهربائي، وعازلاً يسهل التحكم في تدفق التيار عبر الترانزستور. وعلى مدار عدة سنوات من الاختراعات، كان يتم بناء ترانزستورات أصغر حجماً وأكثر مرونة، وكان يلمس الإنسان عاماً بعد آخر تلك التطورات في الأجهزة والمعدَّات الحديثة فائقة الأداء التي يستعملها يومياً. لكن هذه التطورات بدأت تتراجع إذ إن ترانزستورات السيليكون لا يمكن أن تصبح أصغر وأكفأ مما هي عليه الآن.

ما العمل إذاً؟
أنابيب الكربون النانوية ذات الإمكانات العالية هي المرشحة أن تشكِّل الحل. فقد رسمت في الأفق مستقبلاً جديداً بدأت معالمه تتضح.
ففي ستينيات القرن الماضي، تم إنتاج النانوتيوب أو الأنابيب متناهية الصغر في ولاية أوهايو الأمريكية، ولم تحظ باهتمام حتى عام 1991م عندما استطاع فريق بحثي ياباني إنتاجها خلال عملية تفريغ كهربائي لقطبين من الكربون، ويبلغ قطر هذه الأنابيب المجهرية نحو 12 نانومتر (النانو يساوي جزء من البليون من المتر).
ومنذ أواخر القرن الماضي وبدايـة هذا القـرن، تركَّزت جهود الباحثين على الاستفادة من هذه الأنابيب المجهرية واختراع طرق لإنتاجها بسهولة وبدقة عالية.
تمتاز النانوتيوب بإيصاليتها العالية للكهرباء والحرارة، وخفة وزنها وقوة تحملها وثباتها الميكانيكي العالي ومقاومتها للكسر ومرونتها الفائقة. وأدت هذه المميزات إلى اختراع ترانزستورات جديدة ذات معالجات دقيقة من أنابيب الكربـون النانويـة بدلاً من السيليكون.
النموذج الأولي، الموصوف في مجلة “نايتشر” 29 أغسطس 2019م، لم يكن سريعاً أو صغيراً مثل أجهزة السيليكون التجارية المتوفرة في الأسواق. لكن رقائق الكمبيوتر المصنوعة من أنابيب الكربون النانوية قد تؤدي في النهاية إلى جيل جديد من الإلكترونيات الأسرع والأكفأ في استخدام الطاقة.
إن هذا الإنجاز هو “معلم مهم للغاية في تطوير هذه التقنية” كما يقول تشينغ تساو، عالم المواد بجامعة إلينوي في أوربانا شامبين.
أما الباحث ماكس شولايكر من معهد ماساتشوستس فيقول: “إن معالجات الأنابيب النانوية الكربونية يمكن أن تعمل بشكل أسرع بثلاث مرات، بينما تستهلك حوالي ثلث طاقة أسلافها من السيليكون. لكن بناء أنظمة حاسوب معقَّدة بواسطة هذه الأنابيب يعد أمراً صعباً للغاية حالياً”.
فهل سيغير وادي السيليكون اسمه؟

المصدر: Sciencealert.com


تحويل ثاني أكسيد الكربون إلى مادة عضوية!

منذ الإعلان عن إنشاء “المؤسسة العالمية لالتقاط الكربون وتخزينه” في أستراليا عام 2009م، والوسط العلمي والأكاديمي ناشط لإيجاد طرق وأدوات لحجز الكربون وثاني أكسيد الكربون الضار بالبيئة. وقد توصَّل الباحثون إلى تطوير عدة طرق كيميائية وفيزيائية وبيولوجية لتحقيق ذلك. ومن بين هذه الطرق، تطوير مواد جديدة تمتص ثاني أكسيد الكربون من الجو وتخزنه. ولكن مشكلة معظم هذه الطرق والمواد هي في انخفاض تفاعل ثاني أكسيد الكربون، الذي يعني أنه من الصعب التقاطه وتخزينه من دون استخدام كثير من الطاقة، وهذا يضعف جدواها.
لكن جامعة كيوتو في اليابان طوَّرت حديثاً مادة جديدة من أيونات الزنك المعدنية، تسمى بوليمر ذا مسام تنسيقية، أو هياكل معدنية عضوية (تتكوَّن من عقد معدنية تربطها وصلات عضوية على شكل ربيطات، مشكِّلة بذلك هياكل مسامية)، تمتص جزيئات ثاني أكسيد الكربون من الهواء، من دون أن تستهلك كثيراً من الطاقة. ويمكن بعد ذلك تحويل المواد إلى مكوّن عضوي يمكن استخدامه في صناعة التغليف أو الملابس وغيرها.
ويؤكد العلماء أن هذه الأيونات قادرة على التقاط جزيئات ثاني أكسيد الكربون بشكل انتقائي بكفاءة أعلى بمقدار 10 أضعاف من مُركَّبات البوليمرات المشابهة الأخرى. والأهم من ذلك، أن المادة تبقى قابلة لإعادة الاستخدام حتى بعد 10 دورات من التفاعل.
وتتميز الطريقة الجديدة باستخدام خدعة ذكية: فقد تم تصميم الهيكل المعدني العضوي بشكل يشبه المروحة. وتبين للباحثين عند استخدامهم التحليل الهيكلي للأشعة السينية من أجل فهم كيف تعمل الطريقة، أنه مع اقتراب جزيئات ثاني أكسيد الكربون من هذا الهيكل، تدور هذه المراوح وتغير تركيب جزيئاتها، مما يسمح بحجز ثاني أكسيد الكربون في المادة.
ويقول كيمي أيشي أوتاكي، العالم في كيمياء المواد من جامعة كيوتو: “لقد صممنا بنجاح مادة مسامية لها علاقة تقاربية كبيرة مع جزيئات ثاني أكسيد الكربون، ويمكنها تحويلها بسرعة وفعالية إلى مواد عضوية مفيدة”.
تعمل هذه المادة بشكل أساسي كمنخل جزيئي قادر على التعرف على الجزيئات حسب الحجم والشكل. وبمجرد أن تقوم المادة بوظيفة امتصاص ثاني أكسيد الكربون، يمكن إعادة استخدامها أو إعادة تدويرها كبوليمر عضوي. وهذه البوليمرات العضوية، يمكن إعادة تدويرها إلى مادة البولي يوريثين، التي تستخدم في الملابس والتعبئة والأجهزة المنزلية ومجموعة متنوّعة من المجالات الأخرى.
وقد تصبح طريقة تحويل ثاني أكسيد الكربون الجديدة مهمة جداً بالنسبة لنا في المستقبل لأسباب ليس أقلها أنها تحول شيئاً لا نريده ويضر بنا، إلى شيء نحتاجه ومفيد لنا.

المصدر: Sciencealert.com


مقالات ذات صلة

ماذا يفعل الفلاسفة في وادي السيليكون بجانب مديري غوغل وأبل ومايكروسوفت وفيسبوك وغيرها؟ نحن نعلم ومنذ فترة طويلة، أن هناك مستشارين فنيين واجتماعيين ونفسيين في إدارات هذه الشركات، المفاجئ اليوم أن هؤلاء المديرين يتوجهون بشكل متزايد إلى “الفلاسفة العمليين”. فَثَمَّة أسماء عديدة معروفة بتخصصها الفلسفي تعمل في شركات التقنية في وادي السيليكون؛ منهم أندرو تاغارت، […]

من السذاجة أن يعتقد الإنسان أنه بتقليص بعض عضلات وجهه يستطيع أن يخادع الآخرين. أما المقولة العربية المأثورة “لو كان للنوايا لسانٌ لما بقي صديقان على وجه الأرض”، فلم تعد لها مكانٌ في عصر الذكاء الاصطناعي. إذ أصبح للنوايا أكثر من لسان. تنطوي الابتسامة الحقيقية على تغيير ملامح الوجه بأكمله، وعلى وجه الخصوص عضلات الخد […]

لاحظ علماء الفلك في عام 1845م، أن كوكب أورانوس يتحرَّك بشكل شاذ لا يتوافق مع قانون نيوتن للجاذبية. وبعد حسابـاتٍ مختلفة واستخدام كثير من الورق وأقلام الرصاص، اقترح عالمان هما أوربان لوفيريي وجون آدمز أن حركة أورانوس الشاذة يتسبب بها كوكب جديد لم ينتبه إليه أحد من الفلكيين. ثم أوعز العالمان إلى المراصد الفلكية أن […]


0 تعليقات على “من المختبر”


اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *