مجلة ثقافية منوعة تصدر كل شهرين

من المختبر


اختبار أسرع وأسهل لفيروس كورونا من “كاوست“

طوّر علماء من جامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية (كاوست) في المملكة العربية السعودية اختباراً سريعاً للكشف عن وجود فيروس كورونا، يمكنه أن يُؤتي نتائج عالية الدقّة في مدى 15 دقيقة. وقد نشرت تفاصيل هذا الاكتشاف في مجلة “نيتشر بيوميديكل إنجنيرينغ” في 24 مايو 2021م.

التشخيص الجديد الذي يجمع بين حسّاسات بيولوجية كهروكيميائية وتراكيب بروتينية مصنَّعة، يتيح لعلماء المختبر أن يعثروا على بعض الفيروسات بسرعة لم تكن ممكنة في الماضي، إلا من خلال تقنيات جينية أبطأ. ويمكن للعملية الكاملة أن تتمّ خلال العناية الطبية بالمريض، على عيّنة من الدم أو اللُعاب غير المعالَجة؛ ولذا فهي لا تحتاج إلى إعداد دقيق للعينة، أو إلى مختبر تشخيص مركّز. 

ويقول رايك غرونبرغ وهو بيوكيميائي في “كاوست” وأحد قادة الدراسة: “إن الاستفادة من جمع الأدوات البيوإلكترونيّة الأحدث في العالم مع هندسة علم المواد، وتصميم بيولوجيا البروتينات المركّبة، تجعل الأمر ممكناً بالفعل، لتسهيل اختبار فيروس كورونا وتسريعه”.

ويعمل الآن غرونبرغ وزملاؤه في “كاوست”، ومنهم ساهكة إينال وستيفان أرولد، مع الشركاء التجاريّين، ليكيّفوا النموذج المخبري المبدئي. وهم يأملون في صنع أداة عملية ومحمولة، يمكن نشرها من أجل الإسهام في مكافحة وافدة كوفيد 19. 

وتقول إينال: “إن تقنية الحسّاسة البيولوجيّة قابلة للتكييف بهدف اكتشاف مسببات أخرى للأمراض، ولذا فسيكون لها أثر هائل في السيطرة على الجوائح والأوبئة- اليوم وفي المستقبل”.

اختلافها عن التقنيات الحالية
إن الوسائل المتّبعة حالياً لاكتشاف وجود فيروس كورونا، تسلك في الاختبار واحداً من نمطين: إما اكتشاف الحمض الريبو نووي في الفيروس من خلال الوسائل الجينيّة، وهذا يمكن أن يكون بطيئاً ويستدعي التعظيم الأنزيمي لآثار دلائل جزيئيّة لوجود الفيروس، أو التقاط بروتينات فيروسيّة (تسمّى مُستَضدّات antigens) بطريقة سريعة لكنها ليست بالدقّة نفسها. 

وتجمع التقنيّة التي ابتكرها باحثو “كاوست” الآن بين سرعة تعقُّب بروتينة الفيروس، مع دقة الاختبار الجيني. ويقول الباحثون إنه حتى ولو لم يكن في العيّنة سوى جُسَيم فيروس واحد، فإن منصّتنا ستتعقّبه.

يبدأ نظام هذه العملية بجسيم نانوي من فيروس محدّد، وهو بروتين لاصق، يمكن تصميمه ليلتحم بشذرات مختلفة من فيروس كورونا، ومنها تلك المسبّبة لمرض كوفيد 19، ومتلازمة الشرق الأوسط التنفّسيّة (MERS). ويُجتَذَب الجسيم النانوي من خلال روابط بيوكيميائية إلى شريحة رقيقة من الذهب، وفي الوقت نفسه ينظّم تيار كهربائي دفقَ الكهرباء عبر الرقيقة النصف موصّلة المربوطة به. وعند وجود بروتين فيروسي في الجسيم النانوي، يتغيّر الدفق الكهربائي، فيعطي إشارة تُكَبَّر إلى مستوى قابل للقياس، بوساطة أداة تُسَمَّى الترانزستور العضوي الإلكتروكيميائي.

يشار إلى أن الباحثين طوروا في البدء تجربتهم على عيّنات لعاب ودم بشريّين، لُوِّثت بشذرات من بروتين فيروسات كورونا المسبّبة لمتلازمة الشرق الأوسط التنفسية وكوفيد 19. ثم تعاونوا مع أطباء من إدارة الخدمات الصحية في جامعة “كاوست” في ثُول، ومع علماء من مستشفى الملك فيصل التخصّصي ومركز الأبحاث في الرياض، لتأكيد الفحص على عيِّنات سريرية من لعاب ومخاط أنفي جُمعت من المرضى. وحين قورنت السرعة والتنوّع والأداء، بما في ذلك الاختبار الجيني المعتاد، تبيّنت قدرة الوسيلة الجديدة على إكمال وسائل التشخيص الحاليّة، وربما الحلول محلّها في تشخيص مرض كوفيد 19، وأية جوائح أخرى في المستقبل.

المصدر: discovery.kaust.edu.sa


العاطفة مؤشر دقيق لتقييم المنتجات على الشبكة

مراجعة المنتجات عبر الإنترنت وما يتبعها من تقييم بواسطة نظام النجوم الخمس تَعِد بتزويد الأفراد بتفضيلات الجمهور الواسع ورأيه بأي إنتاج فكري أو فني أو منتج أو خدمة. لكن باحثين من جامعة نورث ويسترن وجامعة ماساتشوستس في الولايات المتحدة، استنتجوا بعد استكشافهم مبيعات 1.6 مليون كتاب، وعائدات شباك التذاكر من 2400 فِلْم سينمائي، وحجوزات فعلية في أكثر من 1000 مطعم، أن نظام التقييم بالنجوم يبالغ كثيراً بالتقييم الإيجابي. وقال ديريك روكر، أستاذ دراسات ريادة الأعمال: “إن أحد الجوانب الجذابة للشراء عبر الإنترنت هو أن المستهلكين لديهم آراء في متناول أيديهم. لكن هذا البحث يوضح أن هناك “مشكلة إيجابية”: فمعظم المراجعات إيجابية. وفي “بحر الإيجابية” هذا، كيف يميز الناس المنتجات؟”.

وقد تبيَّن بالتفصيل أنه على موقع “أمازون” على سبيل المثال، يبلغ متوسط تصنيف النجوم حوالي 4.2 من أصل 5، مع وجود أكثر من نصف التقييمات من فئة الخمس نجوم. وما يقرب من نصف تقييمات تطبيق تشغيل الموسيقى والتعلُّم والاستمتاع “يالب” هي تقييمات من فئة الخمس نجوم، وأن ما يقرب من %90 من تقييمات “أوبر” قد تكون من خمس نجوم.

المثير للاهتمام أن البحث أوضح أن مفاتيح نجاح المنتج الفعلي قد تكمن في اللغة نفسها التي يستخدمها المستهلكون. فعلى سبيل المثال، قد تقرأ مراجعة إيجابية وعاطفية للغاية: “أحب هذا المطعم، إنه رائع للغاية”. بينما تكون التعليقات الأقل عاطفية هكذا: “هذا المطعم ممتاز، وكان العشاء لا تشوبه شائبة”.

وعلى هذا الأساس، ومن خلال أربع دراسات واسعة النطاق، استخدم الباحثون إياهم اللغويات الحاسوبية لتقييم عاطفية المراجعات. وفي إحدى الدراسات، نظروا في صناعة السينما وفحصوا مراجعات “ميتاكريتيك” ما بين 2005 و2018م. ووجدوا أن نظام التقييم بالنجوم لم يعط صورة صحيحة على نجاح شباك التذاكر. 

وتمكن الباحثون أيضاً من توقُّع نجاح الكتب على موقع أمازون باستخدام النموذج نفسه استناداً إلى بيانات 20 عاماً من 1995 إلى 2015م. ووجدوا أن متوسط التصنيف بالنجوم كان مؤشراً غير موثوق به؛ لكن كان مستوى العاطفية هو الأكبر تنبؤاً بمزيد من المبيعات في %93 من الأنواع.

المصدر: sciencedaily.com


طريق يشحن السيارات الكهربائية أثناء القيادة

يوجد حالياً حوالي 1.8 مليون سيارة كهربائية تعمل بالبطاريات على طرق الولايات المتحدة، وحوالي 100,000 مقبس شحن فقط لتزويدها بالكهرباء. لكن توسيع مثل هذه الشبكة ليس مكلفاً فقط، بل يأتي مع سلسلة متنوِّعة من القضايا اللوجستية الأخرى. وهذا يفاقم ما يُعرف بـ “قلق المسافة”؛ وهو الخوف من أن ليس للسيارة طاقة كافية للوصول إلى وجهتها، وبالتالي قد تقطع السبيل بركابها. الأمر الذي يشكِّل واحداً من العوائق الرئيسة التي تحول دون اعتماد السيارات الكهربائية بالكامل على نطاق واسع، وبالتالي تحرير البيئة من جزء كبيرٍ من الانبعاثات.

بدلاً من المحطات الكهربائية غير المناسبة هذه، التي بنيت على نمط محطات الوقود التقليدية، يطوِّر باحثون في جامعة كورنيل في الولايات المتحدة، طريقاً خاصاً قادراً على شحن بطاريات المركبات أثناء السير فوقها. وهي رؤية مشرقة لمستقبل لا يعود فيه السائقون مرتبطين بمحطات شحن كهربائية فردية. مما يسمح لهم بالسفر مع شحن بطاريات سياراتهم في الوقت نفسه. ويقول الباحثون إن طريق الشحن اللاسلكي هذه يمكنها أن تفعل العجائب في تعزيز صناعة متنامية تعاني من “قلق المسافة” المذكور.

مسارات خاصة للشحن
وقال خورام أفريدي، الأستاذ المساعد في هندسة الكهرباء والكمبيوتر: “سيكون للطرق السريعة ممرَّات خاصة للشحن كما هو الحال بالنسبة لممرات المركبات العالية الحالية مثلاً. فعندما تصبح البطارية على وشك النفاد، ينتقل السائق إلى ممر الشحن. وسيكون الطريق قادراً على تحديد السيارة التي دخلت الممر، ويرسل إلى صاحبها الفاتورة لاحقاً”.

يعمل هذا الطريق بفضل لوحات معدنية خاصة في أسفله متصلة بخط كهرباء ومحوّل. حيث تولد اللوحات مجالات كهربائية يمكنها شحن بطارية السيارة أثناء مرورها فوق لوحة بعد أخرى.

وحول المبدأ الفيزيائي الذي يعمل عليه النظام قال أفريدي: “يعتمد نقل الطاقة اللاسلكي على نفس الفيزياء الأساسية المستخدمة لإرسال الرسائل عبر موجات الراديو إلى المركبات الفضائية في الفضاء السحيق، مع فرق أننا نرسل الآن مزيداً من الطاقة عبر مسافات أقصر بكثير إلى المركبات المتحركة”. بمعنى آخر، يمكن استخدام الترددات نفسها المستخدمة في اتصالات الفضاء لنقل الطاقة إلى المركبات عبر مسافات قصيرة. فاعتباراً من الآن، تمكَّن أفريدي وفريقه من ابتكار نموذج أولي يمكنه تشغيل المركبات من مسافة 18 سم على أساس هذا المبدأ.

وفي كل الأحوال، فإن مستقبل مثل هذه التكنولوجيا ليس مؤكداً. لأن تحويل الطرق الحالية سيتطلب تخريبها لبناء بنية تحتية رئيسة. ومع ذلك، فهي رؤية مثيرة، لأنها ربما تكون من الخيارات الوحيدة المتاحة.

المصدر: futurism.com


مقالات ذات صلة

تُعدُّ هندسة المواد من أقدم العلوم التطبيقية في التاريخ. فمن استخدام النار وصناعة الخزف في العالم القديم، إلى التعدين في العصر البرونزي، نشأ لاحقاً علم المواد الحديث. ومنذ ستينيات القرن العشرين، لم يعد هذا العلم مقتصراً على المعادن، بل أصبح يضم كل أنواع المواد التي يمكن تصنيفها إلى ثلاث مجموعاتٍ متميزة: الخزفيات (السيراميك) والمعادن والبوليمرات. […]

خيوط العنكبوت هي من أكثر المواد الطبيعيّة إثارة للدهشة. ويمكن تسميتها بالمواد الفريدة، نظراً لخصائصها المتميِّزة. فقد جاء في مقالة نُشرت في مجلة (e-Polymers)، في شهر أغسطس 2020م، أن متانة خيوط العنكبوت الميكانيكيّة، وطواعيتها مع الحرارة، وتركيبتها، لا تقارَن بما لدى المواد البيولوجيّة الأخرى. وهي تمتلك أيضاً تمغّطاً (elasticity) ومتانة لا مثيل لهما. إن نسبة […]

يزخر جوف الأرض بالطاقة الحرارية الهائلة. وتتدرَّج حرارتها صعوداً كلما اتجهنا للأسفل نحو نواتها. إذ تصل حرارة القشرة الأرضية إلى 200 درجة مئوية عند تماسها مع طبقة الوشاح على عمقٍ يُراوح بين 5 و70 كيلومتراً. وتصل حرارة هذه الطبقة بدورها إلى 4000 درجة عند تماسها مع النواة، على عمقِ 3000 كيلومتر. وتصل حرارة النواة إلى […]


0 تعليقات على “من المختبر”


اترك تعليقاً

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