تعمل عائلة جديدة من المواد الهجينة، التي تتكون من مزيج من المعادن والمركبات العضوية، على تغيير طبيعة البحث في مجالات كيمياء الحالة الصلبة وعلوم المواد خلال عقد واحد فقط من اكتشافها.
تعمل عائلة جديدة من المواد الهجينة، التي تتكون من مزيج من المعادن والمركبات العضوية، على تغيير طبيعة البحث في مجالات كيمياء الحالة الصلبة وعلوم المواد خلال عقد واحد فقط بعد اكتشافها، ولها تطبيقات حالية للتخزين الآمن بدرجة عالية. الغازات القابلة للاشتعال مثل الهيدروجين والميثان. لقد حدد الاتحاد الأوروبي هدفه المتمثل في الاستفادة اقتصاديًا من مجموعة من القوى المهمة في هذا المجال وتجميع مجموعة جادة منها من خلال تجميع مختلف مجالات المهارات اللازمة لإنشاء شبكة بحثية مركزة، وذلك بعد مؤتمر تم تنظيمه من قبل مؤسسة العلوم الأوروبية (ESF).
وتمثل المواد الجديدة، التي تسمى "الأطر العضوية المعدنية" (MOFs)، أحد أهم الإنجازات في علوم الحالة الصلبة والتي لم يتم فهم قدراتها إلا الآن، وفقًا لأحد منظمي المؤتمر في أوروبا. "لقد بدأ المجال في التوسع اليوم وهناك العديد من التطبيقات المحتملة بحيث يصعب تحديد كيفية تحديد أولوياتها. يقول الباحث: "الحد الوحيد هو خيالنا". ومما لا شك فيه أن أول تطبيق كبير لهذه المواد - تخزين الغازات - سيكون في غاية الأهمية نظرا للحاجة الملحة لتطوير بدائل للوقود الأحفوري للمركبات. يقول المنظم: "بالنسبة لغاز الهيدروجين، فإن هذا التطبيق موجود بالفعل ويستخدم العديد من مطوري المركبات الجدد هذه المواد في النماذج الأصلية لمركباتهم المستقبلية".
"الأطر العضوية المعدنية" هي مواد مسامية ذات ثقوب مجهرية الحجم وتشبه قرص العسل على المستوى الجزيئي. وهذه الميزة - وهي وجود عدد كبير من الثقوب الصغيرة في حجم صغير نسبياً - يمكن استخدامها بعدة طرق، إحداها بمثابة خزان للغازات. تنفجر جزيئات الغاز في المادة الصلبة ويتم احتجازها داخل المسام. وفي حالة تخزين الغاز، توفر المادة ميزة كبيرة تتمثل في امتصاص جزء من ضغط الغاز الناتج عن عمليات الفصل. هذه الحقيقة تمكن من استخدام الهيدروجين مستقبلا كمصدر للطاقة المتاحة وليس من مصدر أحفوري مثل خلايا الوقود، أو حتى النباتات المعدلة وراثيا، واستخدامه كوقود لصناعة السيارات، في حين أن خزانات الغاز المضغوط خطيرة وغير مناسبة. لهذا الغرض. والفرق الكبير هو أن كمية الغاز المخزنة في الخزانات المضغوطة عند ضغط 200 ضغط جوي يمكن أن تتناسب مع وعاء مصنوع من مادة مسامية بنفس الأبعاد وعند ضغط 30 ضغطًا جويًا فقط - وهو فرق أمان كبير جدًا.
تسمح الطبيعة المسامية للمادة الجديدة باستخدامها بطريقة مختلفة تمامًا كمحفز لتسريع التفاعلات الكيميائية لمجموعة واسعة من إنتاج المواد واستخداماتها في مجال الصيدلة، على الرغم من أن هذا المجال، وفقًا للباحث الرئيسي، لا يزال في بداياته. ومع ذلك، يحظى هذا المجال باهتمام كبير خارج المجتمع الأكاديمي من الشركات الصناعية الجادة، مصحوبًا بتطور مهم في المؤتمر الأوروبي بفضل دعم شركة الكيماويات الألمانية الكبيرة BASF. وقد نتج عن هذه المساعدة الكثير من الدعم في مجال التطبيقات المذكور أعلاه وأثارت الكثير من الاهتمام بين الشركات الأخرى أيضًا.
ومع ذلك، لا تزال هناك تحديات عديدة أمام تحقيق هذه القدرة، أولها هو جمع فرق البحث والتطوير ذات المهارات المناسبة. وكما قال المخترع، فإن العديد من هؤلاء الباحثين موجودون بالفعل، لكن يجب عليهم توسيع آفاقهم البحثية والنظر إلى الصورة الأوسع، بما يتجاوز مجالات خبرتهم. هناك بالطبع أيضًا التحدي التكنولوجي الأولي المتمثل في تعلم كيفية إنشاء هذه المواد وتطبيق الإجابة على هذا السؤال للتخطيط والتصميم الذي يناسب احتياجات معينة. هذه المواد الجديدة عبارة عن مواد صلبة بلورية تم الحصول عليها بأنماط منتظمة جدًا من المحاليل، على غرار الطريقة التي يتم بها الحصول على الأملاح والسكريات - وهي ميزة صناعية مهمة للغاية من حيث الكفاءة والراحة وسعر الإنتاج. يحتاج الباحثون إلى تعلم كيفية ضبط الظروف الأولية للحصول على قيم التركيب والبلورة التي يرغبون فيها لمختلف التطبيقات.
תגובה אחת
نعم إنهم على حق، فهم يفهمون الأمر، ويشير الرمبام إلى أن عصير السفرجل مفيد للإمساك