طوَّر باحثون في جامعة مينيسوتا، مادة يمكن أن تجعل الإلكترونيات أسرع وأكثر كفاءة، وتسمح هذه المادة للإلكترونات بالتحرك بسرعة وهي شفافة لكل من الضوء المرئي والأشعة فوق البنفسجية، محطمة بذلك الأرقام القياسية السابقة في تصميم أشباه الموصلات.

مادة شفافة تجعل الإلكترونيات أكثر كفاءة!

تمكن خبراء من جامعة نيو ساوث ويلز، أخيراً، من اكتشاف ماهية المئات من الكرات السوداء التي جرفتها المياه إلى شواطئ عدة في سيدني بأستراليا، في منتصف أكتوبر الماضي، وفق «إندبندنت».ووجد الفريق أن الكرات الغريبة ربما تكون عبارة عن تجمعات دهنية تحتوي على براز بشري ومواد كيميائية دائمة والميثامفيتامين. وفي منتصف أكتوبر الماضي، جرف الماء مئات «كرات القطران» الغامضة بحجم كرات الغولف إلى شواطئ سيدني، ما دفع إلى إغلاقها لأيام عدة من أجل عمليات التنظيف.وتم جمع الكرات السوداء في أكياس بلاستيكية من قبل عمال يرتدون بدلات المواد الخطرة وإرسالها للاختبار. وكان يعتقد في البداية أن هذه الكرات نتاج تسرب نفطي يحتوي على زيت خام وبعض الحطام غير السام نسبياً للإنسان.ويقدم التقييم المختبري الجديد صورة أكثر تعقيداً وإثارة للاشمئزاز لهذه التكوينات الغريبة، حيث يقول العلماء في جامعة نيو ساوث ويلز إن الكرات تحتوي في الأساس على الكربون، لكنها ليست ذات أصل رئيسي من الوقود الأحفوري.وقد استخدموا تقنية مختبرية شائعة تسمى التحليل الطيفي ليتبين أن الكرات تحتوي على «نفايات بشرية»، وخاصة الدهون والزيوت، بالإضافة إلى الجزيئات الدهنية الموجودة عادة في رغوة الصابون وزيت الطهي ومصادر الغذاء.وأوضح الفريق في مقال نشرته مجلة The Conversation أن اختباراً أكثر تفصيلاً يسمى التحليل الطيفي الكتلي (Mass Spectrometry)، كشف عن جزيئات عضوية مثل الأحماض الدهنية والغلسريدات، بالإضافة إلى «وقود المركبات».كما وجدوا آثاراً لمواد كيميائية صناعية سامة، مثل مواد البيرفلورو ألكيل، المعروفة أيضاً باسم «المواد الكيميائية الأبدية» (PFAS) لأنها تستمر في البيئة لسنوات دون أن تتحلل، والمبيدات الحشرية والمركبات الستيرويدية، مثل نورجيستريل، والأدوية البيطرية، وأدوية لعلاج ارتفاع ضغط الدم مثل لوسارتان.وبالإضافة إلى ذلك، وجد العلماء آثاراً لنفايات براز بشري تحتوي على جزيئات الكوليسترول والمخدرات الترفيهية، مثل الميثامفيتامين ورباعي هيدرو كانابينول (الجزيئة الأكثر شهرة في نبات القنب الهندي).ونظراً لتكوين هذه الكتل، يشتبه العلماء في أنها جاءت على الأرجح من مياه الصرف الصحي المنزلية والنفايات الصناعية. ودعت الدراسة إلى ضرورة معالجة تراكم الدهون والزيوت والشحوم في شبكات الصرف الصحي، لأن التخلص غير السليم من هذه المكونات في المنازل والمطابخ يؤدي إلى تشكل رواسب لزجة وقوية، وهو ما يجعلها تمثل مشكلة بيئية.

اكتشاف سر الكرات السوداءعلى شواطئ سيدني

وجد باحثون من جامعة أوساكا متروبوليتان أن الخميرة والطحالب الخضراء، عند دمجهما، يمكن أن يحسنا من كفاءة عمليات معالجة مياه الصرف الصحي.ويمكن أن تساعد إضافة الطحالب في تقليل احتياجات الكهرباء؛ لأنها تنتج الأكسجين من خلال التمثيل الضوئي، ومع ذلك، تحتاج الطحالب إلى ثاني أكسيد الكربون لتنمو بشكل جيد، وهو ما يكون محدوداً عادة في مياه الصرف الصحي.واستكشف فريق البحث إقران الطحالب الخضراء مع الخميرة، التي تطلق ثاني أكسيد الكربون أثناء نموها، واكتشف الباحثون أن هذا المزيج، وخاصة مع الطحالب الخضراء، يحسن كفاءة المعالجة، وأصبحت الطحالب أفضل في امتصاص المواد الضارة مثل أيونات الأمونيوم والفوسفات من مياه الصرف الصحي.

خميرة وطحالب لتحسين كفاءة معالجة المياه

في إنجاز علمي، نجح فريق من الباحثين الكوريين في تطوير مستشعرات نانوية ذكية قادرة على الكشف عن أضرار المباني بشكل فوري ودقيق. وهذه التقنية المبتكرة، المنشورة في مجلة ACS Applied Nano Materials، تستغل التغيرات اللونية التي تحدث في المواد النانوية عند تعرضها للإجهاد، لتقدم طريقة جديدة تماماً لمراقبة سلامة المباني والإنشاءات.وتعتمد فكرة هذه المستشعرات على مبدأ بسيط ولكنه فعال؛ فهذه المستشعرات تغير لونها عندما يتعرض المبنى لأي تشوهات أو أضرار، وبفضل استخدام الذكاء الاصطناعي، يمكن تحليل هذه التغيرات اللونية بدقة لتحديد نوع الضرر وحجمه.وتساعد هذه التقنية في الكشف المبكر عن أي مشاكل بنيوية؛ بالإضافة إلى أنّها منخفضة التكاليف وسهلة الاستخدام.

تقنية ثورية لمراقبة سلامة المباني!

استخدمت بعض المدارس في الصين، تقنيات الذكاء الاصطناعي لتحفيز الطلاب على المشاركة في الفصول، ولابتكار أساليب جديدة في الدراسة. ووفقاً لقناة «بيو يان»، فإن «الذكاء الاصطناعي يقوم بتحليل تعابير وجوه وعواطف الطلاب، الأمر الذي يساعد على تحديد الطلاب الذين ليسوا بمزاج جيد أو غير مستعدين للحصة الدراسية».

الذكاء الاصطناعي يقرأ وجوه الطلبة في الصين

تجارب الاندماج النووي تشغل العالم أجمع، وتتكلف مليارات الدولارات لإجراء التجارب وصناعة المفاعلات النووية، إلا أن طالب جامعي ليس غنياً ولا يملك الكثير استطاع شد انتباه الوسط العلمي بابتكاره مفاعل نووي في غرفة نومة بتكلفة 2000 دولار.في غضون أربعة أسابيع فقط ومع حوالي 2000 دولار، أنشأ حذيفة نذور الدين، طالب الرياضيات بجامعة واترلو، مفاعلًا صغيرًا كبديل لاستخراج <a href="https://www.albayan.ae/economy/global/2024-06-24-1.4894457" target="_blank">طاقة نظيفة </a>باستخدام أجزاء اشتراها عبر الإنترنت، قد لا يكون مشروعه قد أنتج الاندماج بعد، لكن إبداعه ومثابرته يبرزان بينما يقترب من فهم تكنولوجيا الاندماج.تصميم مفاعل نذور الدين يشبه تصميم التوكاماك، وهو نوع شائع من أجهزة الاندماج، بدلاً من المعدات عالية التقنية المستخدمة عادةً في أبحاث الاندماج، قام بتشغيل مفاعله بمحول نيون بسيط بجهد 12 كيلو فولت، كانت نتيجة جهوده إعدادًا قادرًا على إنتاج البلازما، وهي الحالة التي يحدث فيها الاندماج.مع "صفر خبرة في الأجهزة"، اعترف نذور الدين أن الأسبوع الأول كان مخصصًا بشكل أساسي لمعرفة المكونات التي يحتاجها والحصول عليها من موردين مثل «McMaster-Carr» تم تخصيص الأسبوع الثاني لتجميع الحجرة الرئيسية ودائرة التوحيد، بينما في الأسبوع الثالث، قام بتركيب محول النيون وبدأ في دمجه مع النظام.ومع ذلك، كانت أكبر تحدياته في منتصف الأسبوع الثالث عندما اضطر للتعامل مع نظام التفريغ، حيث يعد إنشاء فراغ أمر حاسم لأن الاندماج يتطلب ضغطًا منخفضًا للغاية، مما يسمح للنواة بالاقتراب بما يكفي للاندماج.واختبر نذور الدين هذه العملية بمثابرة، حيث قال: "كان هذا بلا شك الجزء الأكثر إزعاجًا في هذا المشروع، إنشاء الفراغ لخلق الضغط اللازم".وأضاف في تدوينات له عبر موقع التواصل الاجتماعي «إكس»: "تطلبت التسريبات الصغيرة في النظام اهتمامًا دقيقًا أثناء لسدها جميعًا، بعد عدة محاولات، نجحت في تحقيق فراغ قدره 25 مليون جزء من الغلاف الجوي، وهي خطوة حاسمة في تعزيز قدرات المفاعل".واستخدم نذور الدين لمراقبة والتحكم في الفراغ محول «MKS-901p»، مما يضمن بقاء مستويات الضغط منخفضة بما يكفي لحدوث تفاعلات <a href="https://www.albayan.ae/varieties/2024-03-10-1.4836071" target="_blank">الاندماج المحتملة</a>، وعلى الرغم من أن مفاعله لم يصل تمامًا إلى نقطة تحفيز الاندماج - مما يعني أنه لم ينتج نيوترونات - إلا أنه لا يزال يمثل إنجازًا رائعًا لجهاز صغير مبني في المنزل.<h2>المساعد الذكي</h2>جزء كبير من نجاح نذور الدين كان بفضل المساعدة التي تلقاها، حيث قدم مهندسون آخرون في جامعته خبراتهم، لكن مساعدًا مفاجئًا كان «Claude 3.5»، وهو <a href="https://www.albayan.ae/technology/science-technology/robotics/1693" target="_blank">روبوت الدردشة الذكي</a> الذي طورته شركة «أنثروبيك»، والذي وصف نذور الدين مساعدته، مؤكداً أنه كان روبوتاً مفيدًا في تفسير الأوراق التقنية المعقدة، مما ساعده في حل مختلف جوانب البناء.وقال حذيفة تعليقاً على المساعد الشخصي: "أعطيت كلود جميع أوراقي التقنية، وساعدني كثيرًا في هذا"، أشار نزوردين، مشددًا على الدور المتزايد الأهمية الذي تلعبه الذكاء الاصطناعي في المشاريع العلمية والهندسية الحديثة، وعلى الرغم من أن مفاعل حذيفة نزوردين الحالي لم يحقق الاندماج الكامل، إلا أنه لا يزال متفائلًا، وينتظر تمويلًا إضافيًا لتطوير المشروع وبناء ما يسميه "المفاعل الكامل".ويستمد مشروع نزوردين الإلهام من جهود مماثلة من قبل مبتكرين شباب آخرين، مثل أوليفيا لي، مهندسة من جامعة تورنتو، في العام الماضي، والتي تصدرت عناوين الصحف لبناء مفاعل اندماج خاص بها في شقتها في مدينة نيويورك، باستخدام غاز الديوتيريوم المستخرج من الماء الثقيل، وقد واجهت أيضاً تحدٍ معقد لبناء جهاز اندماج في بيئة غير تقليدية وبموارد محدودة.أعربت لي عن إعجابها بعمل نزوردين، مشددة على مدى ندرة أن يجتهد شخصاً في مثل المشاريع ويثابر على استكمالها.

حذيفة طالب رياضيات يبتكر مفاعلاً نووياً في غرفة نومه

<div style="direction: rtl;">تخيل عالماً حيث يتم شحن هاتفك الذكي ببساطة عن طريق تعرضه لأشعة الشمس، دون الحاجة إلى أسلاك أو منافذ كهربائية.. يبدو خيالك قد اقترب من التحقق على أرض الواقع!</div>سعى الباحثون منذ سنوات إلى دمج الطاقة المتجددة في الأشياء اليومية، وهذه الرؤية المستقبلية أصبحت الآن أقرب إلى الواقع، حيث قام فريق بحثي في كلية هندسة الطاقة والكيمياء في معهد أولسان الوطني للعلوم والتكنولوجيا (UNIST) بتطوير خلايا شمسية شفافة يمكن دمجها في الأسطح الزجاجية للأجهزة المحمولة والسيارات والمباني، مما يوفر طريقة سلسة وفعالة لتوليد الطاقة من ضوء الشمس.وتتميز الخلايا الشمسية التي ابتكرها الفريق بقيادة البروفيسور كوانيونغ سيو، بأنها شفافة عديمة اللون، مما يجعلها مناسبة لتكون طبقة فوق أو تحت شاشات الأجهزة المحمولة، وحقق الفريق ذلك باستخدام تصميم "الاتصال الخلفي الكامل"، الذي يضع جميع مكونات الخلية الشمسية في الخلف، مما يضمن أن الجزء الأمامي يظل غير معاق بصريًا.كما طور الباحثون تقنية التوحيد السلس، التي تلغي الفجوات بين الخلايا الشمسية وتزيل الحاجة إلى الأسلاك المعدنية المعتمة، وكلاهما كان يضر بمظهر الخلايا الشمسية الشفافة.وحقق نموذج الخلية الشمسية الشفافة بحجم 16 سم² كفاءة عالية، حيث تراوحت النفاذية بين 20% و14.7%، وشحن بنجاح هاتفًا ذكيًا باستخدام ضوء الشمس الطبيعي، مما يوضح إمكانية استخدام الشاشات كمصادر للطاقة.ولم يذكر البحث المدة الزمنية التي تحتاجها بطارية الموبايل للشحن بالكامل، إلا أنه ومع تطوير تلك الخلايا وقدراتها على ضخ الطاقة فقد تصل لسرعات عالية تحاكي الشحن اللاسلكي الموجود حالياً في الأجهزة.وأشار الباحث جيونغوان بارك وأستاذ مساعد البحث كانغ مين لي: "لقد حلّت هذه الدراسة بشكل أساسي المشكلة الجمالية لطريقة توحيد الخلايا الشمسية الحالية من خلال تصميم هيكل الجهاز الجديد، إنها تقدم إمكانية استخدام الخلايا الشمسية الشفافة المصنوعة من السيليكون في مختلف الصناعات، مثل الأجهزة الصغيرة، وكذلك في زجاج المباني والسيارات".وأضاف البروفيسور سيو: "فتحنا طريقًا جديدًا لأبحاث التوحيد، وهو أمر أساسي لتسويق الخلايا الشمسية الشفافة المصنوعة من السيليكون. نخطط لمواصلة البحث حتى تصبح الخلايا الشمسية الشفافة تقنية رئيسية في صناعة الطاقة المستقبلية الصديقة للبيئة".

التكنولوجيا الحيوية