لأول مرة على الإطلاق، تم تطوير الصابون المغناطيسي

قام علماء من جامعة بريستول بتطوير صابون يتكون من أملاح غنية بالحديد مذابة في الماء تتفاعل مع المجال المغناطيسي عند وضعها في المحلول. إن تطبيق هذه الميزة في الصابون النهائي يمكن أن يخفف المخاوف بشأن استخدام الصابون لتنظيف الانسكابات النفطية ويمكن أن يحدث ثورة في منتجات التنظيف الصناعية.

"]قام علماء من جامعة بريستول بتطوير صابون يتكون من أملاح غنية بالحديد مذابة في الماء تتفاعل مع المجال المغناطيسي عند وضعها في المحلول. إن تطبيق هذه الميزة في الصابون النهائي يمكن أن يخفف المخاوف بشأن استخدام الصابون لتنظيف الانسكابات النفطية ويمكن أن يحدث ثورة في منتجات التنظيف الصناعية.

لقد بحث العلماء منذ فترة طويلة عن طريقة للتحكم في الصابون منذ لحظة إدخاله في المحلول وذلك لزيادة قدرته على إذابة الزيوت في الماء وفي الخطوة التالية لإزالتها من الخليط. ودرس فريق الباحثين من جامعة بريستول في السابق أنواع الصابون الحساسة للضوء أو ثاني أكسيد الكربون أو التغيرات في الحموضة أو درجة الحرارة أو الضغط. ويتعلق أحدث إنجاز للفريق، كما نشر في المجلة العلمية Angewandte Chemie، بتطوير أول صابون على الإطلاق حساس للمجال المغناطيسي.

لقد تم اقتراح أن الصابون من مجموعة السوائل الأيونية، التي تتكون أساسًا من الماء وعدد من اتحادات المعادن الانتقالية (ذرات المعادن الثقيلة مثل الحديد المرتبط بالهاليدات مثل البروم أو الكلور)، يمكن استخدامها كمواد يمكن التحكم فيها. عن طريق المغناطيس لفترة طويلة، لكن الباحثين كانوا يعتقدون دائمًا أن المراكز المعدنية معزولة جدًا داخل المحلول، وهي خاصية تمنعها من التفاعلات طويلة المدى المطلوبة للنشاط المغناطيسي.

ابتكر الباحثون من جامعة بريستول صابونهم المغناطيسي عن طريق إذابة الحديد في مجموعة متنوعة من الصابون الخامل الذي يتكون من أيونات الكلور والبروم المماثلة لتلك الموجودة في غسول الفم أو مكيفات الشعر المنزلية الشائعة. أدت إضافة الحديد إلى إنشاء مراكز معدنية داخل جزيئات الصابون.

ومن أجل اختبار خصائص منتجهم المبتكر، وضع الباحثون الصابون في أنبوب اختبار ووضعوه تحت محلول عضوي أقل ضغطًا. عندما أدخل الباحثون مغناطيسًا في هذا الخليط، تمكن الصابون الغني بالحديد من التغلب على كل من الجاذبية والتوتر السطحي بين الماء والزيت، بينما يرتفع من خلال المذيب العضوي ويصل إلى مصدر الطاقة المغناطيسية، وهو دليل على أن يثبت الخصائص المغناطيسية للصابون.

من المعروف أنه عند وضع مواد الصابون في الماء فإنها تشكل تجمعات لزجة صغيرة (جزيئات تسمى المذيلات). واستخدم الباحثون طريقة متقدمة (تشتت النيوترونات ذات الزاوية الصغيرة، SANS) للتحقق من أن تكوين هذه الجزيئات الصغيرة من المادة الغنية بالحديد هو المسؤول عن الحصول على هذه الخصائص المغناطيسية. ويوضح الباحث الرئيسي: "إن جزيئات الصابون الموجودة في المحلول صغيرة جدًا، لذلك يصعب رؤيتها بمساعدة الضوء، ولكن يمكن القيام بذلك بسهولة بمساعدة الطريقة المذكورة أعلاه". يستخدم لدراسة بنية وسلوك جميع أنواع المواد ذات الأحجام المميزة التي تتراوح من نانومتر واحد إلى عُشر ميكرومتر.

إمكانات تطبيقات الصابون المغناطيسي هائلة. وتتيح قدرتها على الاستجابة للمحفزات الخارجية إمكانية تغيير عدد من الخصائص، مثل التوصيل الكهربائي، ونقطة الانصهار، وحجم وشكل الركام ودرجة ذوبانه في الماء، وذلك بمساعدة مفتاح مغناطيسي خارجي بسيط. عادة، كانت هذه العوامل، التي تشكل الأساس للاستخدام الفعال للصابون في مجموعة متنوعة من الأنظمة الصناعية، تخضع سابقًا للتحكم فقط من خلال تنشيط شحنة كهربائية أو تغيير في مستوى الحموضة أو درجة الحرارة أو الضغط في النظام - جميع العوامل التي تغير النظام بشكل لا رجعة فيه والتي تكون مكلفة للتنفيذ.

كما تسهل الخصائص المغناطيسية للصابون تجميعه وإزالته من النظام منذ لحظة إضافته إليه، وهي ميزة توفر إمكانية تطبيقات إضافية في مجالات التنظيف البيئي ومعالجة المياه ومياه الصرف الصحي. يمكن أيضًا إجراء التجارب العلمية التي تتطلب التحكم الدقيق في قطرات السائل بسهولة بمساعدة إضافة هذه الصابون وتنشيط المجال المغناطيسي.

يوضح أحد الباحثين: "بما أن معظم المغناطيسات تتكون من معادن، من وجهة نظر علمية بحتة، فإن هذا الصابون من عائلة السوائل الأيونية غير عادي بشكل خاص، مما يجعله اكتشافًا مثيرًا للاهتمام للغاية. إن أي نظام لا يتفاعل إلا بعد التعرض لمحفز خارجي لا يؤثر على تجميعه الداخلي يعد إنجازًا كبيرًا لأنه من الممكن إنتاج منتجات تعمل فقط بعد تلقي التحفيز."
أخبار الدراسة

الصابون المغناطيسي: يقوم المغناطيس بسحب الصابون من المحاليل المختلفة، بما في ذلك الزيت والماء.
[بإذن من: معهد لاو لانجفي]