معدن المسكوفيت يقدمُ دليلاً على الكيفيةِ التي ينقلُ فيها الماء الأملاح

ترجمة : زينب عبد محمد
تصميم الصورة: مكي السرحان

لقد أظهر العلماء اهتماماً في تتبع حركة المواد في البيئة وخصوصاً العلاقة بين الماء والأملاح ، كل هذا من أجل فهم العمليات المختلفة التي تجري في البيئةِ من حولنا بشكلٍ أفضل و تسليطُ الضوء على المشاكل التي يسببها التلوث .
حيث استطاعَ الكيميائيونَ في دراسةٍ جديدةٍ أجراها قسم الطاقة الأمريكي (DOE)في مختبر أرغون الوطني Argonne National Laboratory بالتعاونِ مع جامعةِ الينوي و جامعة شيكاغو و جامعة ديلاوير من مراقبةِ التفاعل بين الماءِ و معدن المسكوفيت او (الميكا) و هو عبارةٌ عن مجموعةِ معادن سيليكات تتبلورُ في النظام أحادي الميل , و يُوجد عادةَ في حجرِ الكرانيت و التربة و الكثير من الترسبات . حيث راقب الباحثون على وجه الخصوص انتقال عنصر الروبيديوم* في البيئةِ و هو معدنٌ ذي علاقة بكلٌ من ملحيّ الصوديوم و البوتاسيوم غير أنه أكثرُ شيوعاً من الاثنين.
“ان الامر اشبه بالبحث عن طيرِ الحسون الاوراسي في شجرةٍ باستخدامِ تقنيةٍ تكشفُ لكَ اللون الاصفر فقط.”
ولقد قامَ الباحثونَ في التجربةِ بصبِ محلولٍ يحتوي على عنصر الروبيديوم فوق معدن المسكوفيت ، مما جعل ذرات الروبيديوم تحل محل ذرات البوتاسيوم التي تتواجد عادة بصورةٍ طبيعيةٍ على سطح الميكا و من ثم أستبُدل محلول الروبيديوم بأخرٍ يحتوي على الصوديوم و الذي بدوره حل محل ذرات الروبيديوم.
و يوضح الكيميائي سانغ سو لي Sang Soo Lee من مختبر اراغون الوطني و الذي كان رئيساً للدراسةِ بأن دينامكيةَ النقلِ الايونيّ كانت منوطةٍ بشكلٍ كبيرٍ لخصائصِ التفاعلِ الكهربائيّ بين كلٍ من الميكا و الماء . حيث تتلصق ذرات الروبيديوم عادةَ بسطح الميكا بنفسِ الطريقة التي تلتصق بها خيوط الكتان بالملابس .و من الجدير بالذكر إن قوة الالتصاق هذه تعتمد على عددِ جسيماتِ الماء المحصورةِ بين سطح معدن المسكوفيت و عنصر الروبيديوم فكلما كان عدد جزيئات الماء أقل كلما كان الالتصاق أكثر قوةَ .
قام لي و زميله الكيميائي بول فينتر Paul Fenter بالاستعانة بالمنشأةِ الوطنيةِ لابحاثِ الاشعاع السنكروتروني Advanced photon source (APS) الممول من قبل قسمَ الطاقةِ الامريكيّ من أجل مراقبةِ نشاط الروبيديوم بأستخدامِ تقنيةِالرنين الانعكاسيّ الشاذ للاشعةِ السينيةِ Resonant anomalous x-ray Reflectivity التي تسمحُ للعلماء برصدِ موقعَ العنصر خلال عملية التفاعل.
“ان الامر اشبه بالبحث عن طير الحسون الاوراسي في شجرة باستخدام تقنية تكشف لك اللون الاصفر فقط ” كما يقول فينتر
و بأستخدامِ هذه التقنية تمكنَ الباحثين من تكثيفِ الأطارَ الزمني المطلوبِ عادةَ لقياسِ البيانات . يقول الكميائي بول فينتر بهذا الصدد ” عادةَ ما يستغرق قياس هكذا نوعٍ من البيانات وقتاً طويلاً , إلا أننا الآن قمنا بتقليصه لحوالي ثانية او ثانيتين فقط ”
ان تَمكن العلماء من تكوينِ صورةً واضحة ًوواقعيةً عن دينامكيةِ هكذا نوعٍ من التفاعلاتِ تعطي نظرةَ مختلفةَ عن الكيفيةِ التي تستشعُر بها الايونات الأسطح اعتماداً على الطاقة .
و يقول لي
” إن استطعتَ التفكير في تجاربنا لكان بإمكانك ملاحظة كيف أننا في السابقِ كنا قادرين فقط على تسميةِ العناصر المشتركة في التفاعل اما الان فأصبح بإمكاننا معرفة ما يحدث بالتفصيل خلال العملية”
…………………………………………
الروبيديوم :عنصر كيميائي له الرمز Rb والعدد الذري 37 في الجدول الدوري وهو فلز قوي هش ذو لون أبيض فضي يشتعل مباشرة لدى تماسه مع الهواء. (المترجم)
المصدر: هنا