معهد وايزمان
الماء ضروري للحياة، ولكن عندما يكون في الأماكن الخاطئة فإنه يمكن أن يسبب الكثير من المتاعب. عندما يختلط الماء مع الوقود أو مواد التشحيم أو المذيبات العضوية، فإنه يمكن أن يعطل تشغيل المحركات ويسبب صدأ الأجزاء المعدنية ويمنع التفاعلات الكيميائية المرغوبة ويسبب تفاعلات غير مرغوب فيها. ولهذا السبب يتم إجراء اختبارات معملية خاصة في الصناعة للكشف عن كميات ضئيلة من المياه التي قد تكون قد تغلغلت في أماكن غير مرغوب فيها. يعتمد الاختبار المعروف والموجود على عملية معقدة تستمر لفترة طويلة نسبيًا. وقد تم مؤخراً تطوير عملية أسرع وأبسط في مختبر الدكتور ميلكو فان دير بوم من قسم الكيمياء العضوية في معهد وايزمان للعلوم.
بالتعاون مع باحث ما بعد الدكتوراه، الدكتور تاراكشوار غوبتا، قام الدكتور فان دير بوم بإنشاء طبقة جزيئية رقيقة ومتعددة الاستخدامات يبلغ سمكها 1.7 نانومتر (النانومتر هو جزء من مليار من المتر). هذه الطبقة، المرتبطة بالزجاج، قادرة على اكتشاف جزيئات الماء الفردية حتى عندما تكون داخل مادة أخرى، بنسبة واحد إلى مليون.
يقول الدكتور فان دير بوم: "إن الماء ليس له لون ولا رائحة، ولذلك يصعب تمييزه وتحديد كميته". تعتمد معظم أنظمة الكشف الموجودة اليوم على تفاعلات ضعيفة نسبيًا - ولكنها انتقائية - بين المادة "الضيف" والمواد "المضيفة". في المقابل، يعتمد نظام الكشف الجديد الذي طوره علماء معهد وايزمان على مجموعات معدنية مدمجة داخل الطبقة الجزيئية للكاشف. هذه المجموعات "تسرق" الإلكترونات من جزيئات الماء. وعندما يتغير عدد الإلكترونات في المجموعات المعدنية يتغير لونها تبعا لذلك، وهي ظاهرة يمكن ملاحظتها باستخدام الأنظمة التي تترجم شدة تغير لون الكاشف إلى كمية المياه المكتشفة.
قد يستمر مثل هذا الاختبار لمدة خمس دقائق فقط. تحافظ الطبقة الجزيئية الرقيقة للكاشف على ثباتها حتى في درجات الحرارة المرتفعة. ويقول الدكتور فان دير بوم إن الكشف عن المواد من خلال نقل الإلكترون قد يستخدم في المستقبل لتحديد ومراقبة كميات ضئيلة من المواد الأخرى، مثل المعادن والملوثات المختلفة.
