العُلماء يَفصلون اثنين من السوائلِ باستخدام الليّزر

كَتَبَهُ لـ(آي أف أل ساينس): ألفريدو كاربينيتي
منشور بتاريخ: 7/3/2018
ترجمة: آلاء عبد الأمير
تدقيق: عقيل صكر
تصميم: أحمد الوائلي

طَوّرَ الباحثون في جامعة (غلاسكو) طريقةً للسيطرةِ على انفصالِ اثنينِ من السوائلِ في مزيجٍ باستخدام أشعّة الليّزر. قد تكون هذهِ الطريقة مُفيدة في انتاج البلّورات، والتي تلعبُ دوراً مُهمّاً في صناعاتٍ عديدةٍ. تمَّ نشر الدراسةَ الجديدةَ في (نايتشور كيمستري).
استعملَ الباحثون ليّزراً منخفض الطاقة للتفاعلِ مع سائِلَين في نقطةٍ حرجةٍ، وهي نقطة درجة الحرارة التي قد يُصبحُ فيها انفصال السائِلَين مُمّكناً. سمحَ الليزرُ للعُلماء بالسيطرةِ على هذهِ المرحلة بدقّةٍ. ويَعتقدُ الباحثون أنَّهُ بالإمكان استخدام هذهِ الطريقة في التنوّي، وهي العملية الأولية في تكوين البلورات.
يقول الأُستاذ (كلاس واين) الذي صَمّم وطوّر العملية: “استعملنا في تجاربِنا مزيجاً بسيطاً من اثنين من السوائل، وديود ليزر مُنخفض الطاقة، نسبياً لامتصاص واحداً من السوائلِ خارج المزيج. أي أنَّ العملية تشبهُ بشكلٍ ما عمل كوباً من الشاي، وخلطهِ ببعض الحليب، ثم استعمال الليزر لسحب الحليب من الخليط مُجدّداً. قد يبدو الأمر غير معقولاً، لكنّهُ يخضعُ بالكامل لقوانين الفيزياء.”
وفي حين أنَّ البلورات مدروسة بشكلٍ جيّد وتمتلكُ العديدَ من التطبيقات، فإن تكوينها ما زال أمراً غامضاً. فالبلورة تدخلُ في تركيب المواد الصلبة، والسائلة، والبخار. وكبداية يبدأُ عدد قليل من الذرات (أو الجُزيئات) بالتفاعل، ثم تقوم بترتيب نفسها في نمطٍ واضحٍ ومحدّد. وفيما تتفاعل المزيد من الذرات مع هذا الموقع، فهي تستمرُ بالترتيبِ في نفس النمط. وهكذا تكبرُ البلّورة.
يعتقدُ الباحثون أنَّ السوائلَ التي تمرُ بالفصلِ المرحلي بإمكانها بدءُ عملية التَنوّي وإنشاء بلّورات. وقد يكون لفهم التَنوّي في السوائلِ وحتّى حثّه تأثيرات مُهمّة في صنعِ البلورات.
وتضيفُ طالبة الدراسات العليا (فينلاي والتون) التي نفّذت التجربة: “هذهِ هي الخطوات الأولى نحو فهم كامل للدور الذي تلعبهُ التقلّبات الحَرجة للتَنوّي البلوري. يكمنُ هدفُنا في الحصول على سيطرةٍ كاملةٍ على التَنوّي، بما في ذلك نوع البلّورات التي يُنتجها.”
تُستخدمُ البلّورات في أجهزة الكومبيوتر، والهواتف، والتقنيات المشابهة. كما تُستخدَم في صناعة الأدوية والأصباغ، والمصابيح الكهربائية، والخلايا الشمسية. وهكذا فإن القدرة على تنظيم نموّ البلّورات من شأنهِ تقليل كميات النفايات الصناعية، وبالطبع جعل البلورات أرخص.

المقال باللغة الانجليزية: هنا