المساعد الشخصي الرقمي

مشاهدة النسخة كاملة : جزيئات الكربون .. السحرية !!



QuarK
06-09-2007, 12:19 PM
ان فهم الطبيعة على المستوى المطلوب الذررى –وربما دون الذرى ايضا قد اتاح للعلماء القدرة على ابتكار مواد جديدة ،لم يكن يراها أحد من قبل فالكربون عنصر هامجدا فى الكيمياء وهناك فرع كامل من الكيمياء هو الكيمياء العضوية organ ice chemistry مخصص لفهم كيفية تصرف سلاسل الكربون chains of carbon فى الحالات المختلفة .

كرات قدم ..مجوفة
ولقد عرف العلماء منذ وقت طويل ان ما يعطى الماس اقوى مادةمعروفة على الاطلاق هو الطريقة التى تترتب بها ذرات الكربون معا وفى عام 1985 تم اكتشاف تركيب جديد للكربون فتح فرعا جديدا تماما فى الكيمياء ،فذرات الكربون يمكن أن تترتب فى جزيئات تشبهكرات قدم مجوفة تسمى كرات باكى bucky balls .
http://www.godunov.com/bucky/c60-blue.gif

ويمكن عمل كرات باكى بحيث تضم 60 ذرة فقط او قد تكون كبيرة نسبيا وتحتوى على مئات الذرات وهذه الكرات قوية بشكل لا يصدق ويمكن مدها فى شكل انابيب لانتاج الياف او اى اشكال معقدة اخرى ومن الممكن ملئ تلك الاشكال بذرات من عناصر مختلفة لتغيير خصائصها الفيزيائية ،فعلى سبيل المثال ، وجد أنه عند ملىءألياف باكى بذرات " الريبيديوم "Rubidium" (عنصر فلزي فضي اللون يشتعل بعفوية بالهواء ويتفاعل بشدة في الماء ويستعمل في الخلية الضوئية ) وتصبح موصلات فائقة Superconductors" عند درجات حرارة منخفضة بشكل معقول مما يفتح طريقا محتملا لاستخدامها كأسلاك نانونية Nan wires"" فائقة التوصيل للكهرباء أي يمر بها التيار الكهربائي دون أي مقاومة أو فقد للطاقة .

واذا اضفنا ذرات اخرى يمكن جعل الياف باكي موصلات او اشباه موصلات او عوازل insulators .
و جميع ذرات الكربون في كرات باكى، متكافئة من حيث التماثل و تشكل سطحا مغلقا،مكونا من مجموعة من الأضلاع الخماسية و السداسية المنتظمة ،و تصنع كرات باكى عندما تصطدم ذرات كربون ساخنة جدا،و شظايا الغرافيت بعضها بالبعض. وكل ذرة كربون في هذه الهياكل الكروية العجيبة ترتبط كيميائيا بثلاث ذرات كربون اخرى،بحيث تكون كل رابطة حافة في سداسيين ،كما تشكل كل رابطتين حافتي خماسي و سداسي،و يطلق على كرة باكى اختصارا(ك_60)اي جزىء الكربون الذي يتكون من ستين ذرة .

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/76/Kohlenstoffnanoroehre_Animation.gif
http://www.nanotech-now.com/images/nanotube-annimation1.gif

و اتضح للعلماء اخيرا التركيب الدقيق لجزىء الكربون العملاق الجديد،الذي نتج من التحام ستين ذرة كربون(ك_60) مع بعضها البعض،لتكوين هيكل كروي الشكل ذي 12 مضلعا خماسي و20 وجها سداسي على سطحه.
والطريقة الجديدة لاستخلاص كرات باكي، تتلخص في استخدام قوس كهربائي لتسخين قضيب كربوني رقيق إلى درجة حرارة عالية في جو من الهيليوم تحت ضغط منخفض، مما يؤدي إلى تكوين مسحوق ناعم يطلق عليه "سناج"soot من الكربون النقي يمكن منه استخراج جزيئات ك-60 . ومن أهم مزايا كرات باكي، أنها مستقرة تماما ومقاومة للنشاط الإشعاعي والتآكل الكيميائي وتتقبل الالكترونات بشراهه ولكنها لا تمانع في إطلاقها، كما أن لها صفات كهربائية ومغناطيسية فريدة، ومن ثم أطلق عليها "الجزيئات السحرية"!.

تطبيقات...مذهلة
وبعد دراسة هذه الخصائص الفريدة لكرات باكي ، أخذ العلماء يطلقون لأفكارهم وتصوراتهم العنانلبعض التطبيقات ومنها :
*نقل النظائر المشعة إلى داخل الجسم البشري بهدف تشخيص الحالات المرضية أو نقل الهرمونات أو أي عقاقير لعلاج بعض الأمراض مثل السرطان .
*تصميم بطاريات فائقة القوة وخفيفة الوزن ،وذلك بتغليف ذرات عنصر الليثيوم والفلور،داخل قفص ك-60 .
*إمكان استخدامها وقودا للصواريخ ومركبات الفضاء ،إذ أنها مرنة أكثر من أي جزيئات أخرى معروفة حتى الوقت الحاضر ،ومن ثم فإنها يمكن أن تتحمل ضغوطا هائلة .
*وجد العلماء حديثا طريقة لا ستخدام الجزيئات ك-60، كأقفاص لاقتناص ذرات بعض العناصر- كالهيليو ومن ثم تستخدم كمتتبعات كيميائية رائعة، لمراقبة انتشار المواد الملوثة من نقطة تفريغها في أحد الأنهار.
http://www.godunov.com/bucky/c60.gif
* إن أي كتلة من كرات باكي يمكن ضغطها إلى 70% من حجمها الأصلي، عند ضغط يبلغ ثلاثة ألاف ضغط الجوي،وعندما يرفع عنها هذا الضغط، فإنها ترتد إلى شكلها العادي، لكنها إذا ضغطت بقوة تجاه بعضها البعض، فإن ذرات الكربون في الكرات المتجاورة تبدأ بتنافر بشدة فيما بينها، وتصبح المادة شديدة الصلابة كالماس، وإذا ازداد الضغط بسرعة وبقوة، فإن كرات باكي تتحول بالفعل إلى ماس، وهذا التحول يمكن أن يكون مهما في الأغراض الصناعية.
* اتضح أنه لو وضعت بعض الذرات من عناصر أخرى بين كرات باكي ثم انخفضت درجة حرارتها جدا، فإن شيئا غريبا سوف يحدث، إذ وجد العلماء أن تبريد الخليط من كرات باكي والبوتاسيوم إلى 255 درجة مئوية تحت الصفر، يجعله موصلا فائقا، ويمكن تشبيه هذا الخليط من ك-60 والبوتاسيوم"أو أي مواد أخرى"، بأن بائع الفاكهة قد حشر بعض حبات المشمش في الفراغات بين كوم البرتقال لديه.
إذ وجد العلماء أن المواد الصلبة المكونة من كرات باكي، تتميز بخواص مدهشة، فعندما تتبلور هذه الجزيئات الكربونية العملاقة، فإنها تندمج مع بعضها البعض، وتصبح مثل كومة البرتقال لدى بائع الفاكهة.

آفـاق مستقبلية

لا شك أن المستقبل يحمل بين طياته الكثير من الاحتمالات الجديدة المثيرة، سواء من المعرفة العلمية الاساسية أو من حيث الاستخدمات التكنولوجية للجزىء العملاق ك-60.
فإذا أضيف ك-60إلى البوليمراتPolymers "سلاسل طويلة من الجزيئات المتكررة" المناسبة. يمكن تكوين مادة ذات "موصلة ضوئية" أي أنها توصل الكهرباء فقط عندما تتعرض إلى الضوء، ومن ثم تستخدم في إنتاج الصور الإلكترونية.
http://www.nanotech-now.com/images/junction-small.jpghttp://www.nanotech-now.com/images/multiwall-small.jpg
structure of a multi-walled nanotube (left)
(right)carbon nanotube with ****l-semiconductor junction


كما يمكن استخدام جزيئات ك-60 كأوعية لحفظ المواد التي تتفاعل بشدة مع بخار الماء والاكسجين وتنحل في الهواء، وكذلك تستعمل للاتحاد مع العناصرالخاملة بشدة- التي لا تتفاعل مع أي عناصر أخرى- وأيضا في تجميعها وحمايتها،إذ يجد الكيميائيون صعوبة في الإمسك بهذه العناصر الخاملة.
ونظرا في التقدم المستمر في أبحاث الجزىء العجيب ك- 60، فإن هذا المجال ينبئ عن توقعات مدهشة، والأمر الوحيد الذي يتفق عليه جميع الخبراء أن معظم ما هو معروف في الوقت الحاضر من استخدمات عجيبة وفريدة لهذا الجزىء السحري، سوف يصبح متقادما بعد عدة أشهر، وهذا النوع الفعلي من المواقف التي تجعل العلم مفيدا، وفي نفس الوقت سببا للمتعة والبهجة، إذ يبشر بالأمل في المستقبل



نقلا عن مجلة العلم، بقلم الدكتور رؤوف وصفي

Qasaimeh
06-09-2007, 12:33 PM
مشكوووور


--------------------------------------------------------------
اولا:- لماذا ساموها كرات باكي

ثانيا:-(تشكل سطحا مغلقا)، لم افهمها!!!!


ثالثا:- (إن أي كتلة من كرات باكي يمكن ضغطها إلى 70% من حجمها الأصلي)،كيف يمكن ذلك؟؟



رابعا:- لماذا ركزت في الموضوع على الستين ذرة؟؟؟؟؟؟؟

-----------------------------------------------------------


وشكرا وآسف على الغلبة

QuarK
06-09-2007, 12:52 PM
أهلا عبود..
سقط سطر سهوا وهو السطر الذي يتحدث عن اسم العالم ،،لك اعتذاري...

سميت بكرات باكي او الفولرينات على اسم باكمنستر فولر وهو المهندس الذي ابتكر هذا الشكل في المباني
تشكل سطحا مغلقا!، ما معنى سطح مغلق يا عبود؟
سطح بلا فجوات ولا فراغات...

أما عن كيفية الضغط فقد قلت يتم وضعها تحت ضغط 300 ضغط جوي فتنضغط..

أقل عدد صنعت منه كرات باكي هو 60 ذرة يا عزيزي..


وشكرا على تفاعلك السريع!!
اهلين عبود ومرحبا بالجميع

Qasaimeh
06-09-2007, 12:59 PM
ألف ألف شكر للشرح الوافي يا غالي


وجزاك الله خيرا

رشوان محمود
06-09-2007, 01:19 PM
شكرا علي المعلومات

الحاجة اللي بتخليني استغرب ان الفحم بيتكون من زرات الكربون والماس غلي الثمن يتكون من زرات الكربون فقط وحتي كرات باكي تتكون من زرات الكربون فقط , والفرق بين كل نوع هو الشكل الهندسي لذرات الكربون

يعني مين يصدق ان الماس والفحم زي بعض وان الفرق بينهم هو ترتيب ذرات الكربون في كل منهم !!!

شكرا كوارك

QuarK
06-09-2007, 01:28 PM
أهلا بالأخ العزيز رشوان..

معذرة أضفت بعض الصور :)..

على كل، بالفعل عندما قرأت عن الموضوع شعرت بالاثارة رغم انه كيميائي وانا لا اطيق الكيمياء..

وشعرت انني خطير لأنني عرفت شيئا جديدا فإذا بدكتور حازم يقول لي انه يعرفها منذ 20 عاما!!، صدمت لأن معلوماتي مغبّرة!!

على كل، أظن ان استخدامها في النانو تكنولوجي أمر مذهل حقا وجديد..
كل يوم يطالعنا العلم بشيء غريب ورائع، بالفعل نفخر بأننا علميين

لك مني تيحة واهلا بالجميع

HazemSakeek
06-13-2007, 09:04 PM
اشكرك كوارك على هذا الموضوع الشيق

بالفعل علمت به اثناء عملي على بحث الدكتوراة حيث حدثت ضجة علمية حول هذا الاكتشاف المذهل لما اكتشف للكربون 60 من خصائص كثيرة ومزايا عديدة كما ذكرت في الموضوع


لقد شاهدت في تلك الفترة من 20 سنة تقريبا فيلم وثائقي حول الكربون 60 عرض في قناة BBC البريطانية وكان مكتشف هذا العنصر يتحدث عن كيف اهتدى لهذا الاكتشاف. حيث انه كان يعرف ان هناك تجمع لعدد 60 ذرة من الكربون ولكن كيف هي مرتبة كان هذا هو الامر الصعب.

ويعرض الفيلم الوثائقي مشهد للعالم وهو جالس في احد المقاهي ويشاهد مبارة كرة قدم فاذا به يعجبه شكل الكرة فحصل على واحدة واخذ بعد اركان الكرة بين القطع السداسية الشكل ليكتشف انها 60 ركن واذا به يربط بين ما يبحث عنه في راسه وهذا الاكتشاف ليقول ان هذه الذرات مرتبة في شكل كرة القدم. صدفة علمية

ولمزيد من المعلومات حول هذا الموضوع يمكن البحث في جوجل باسم C60 او Fullerenes بالاضافة الى Bucky Balls

وسوف تجد الكثير من عروض الفيديو في جوجل ايضا

على هذا الرابط اضغط على الصورة الاولى وسوف تحصل على مجسم ببرنامج الجافا للكربون 60

http://www.3dchem.com/molecules.asp?ID=217



اشكرك كوارك ومزيدا من هذه المقالات العلمية


تحياتي

QuarK
06-14-2007, 12:51 PM
رائع، لم اكن اعرف قصة كرة القدم هذه بصراحة..
أخبرني أن أعد الاركان( هل تقصد الأضلاع أم ماذا؟) في أول كرة احصل عليها بعد قراءة هذا الرد إن شاء الله :)

ليست صدفة فحسب بل فكرة مسيطرة تشغل تفكيره وتدفعه، مثل ما يفعل المتفيزق، للتفكير في كل شيء يحصل أمامه من وجهة نظر فيزيائية...

بالفعل قرات الكثير، والعجيب، في مسألة كرات باكي هذه،، لكن هناك كرات باكي أيضا عدد ذرات الكربون فيها أكثر من 60..

ها أنا احاول أن ارى عرض الجافا ذاك، يبدو مثيرا بتحديده كل أنواع الروابط والمسافات بين الذرية

ها أنا أراه الآن :) ..
رغم انني لم افهم هذه :solvent-accessible surface ،،
غريب، السطح المذيب خارج التركيب؟؟ما هذا؟
أيضا تنسحب على سحك فاندر فال..

تحياتي وجزيتم خيرا دكتوري العزيز

بالمناسبة..مبارك الصورة الجديدة :)

عبد الرحـمن
09-18-2007, 05:35 AM
ما شاء الله يا كوارك يعجبني في مواضيعك أنها مثيرة بالاضافة الى طريقة تنسيقك للمواضيع.

بالنسبة للموضوع عندي نقطتين صغيرتين :
اولا وردا على تساولات الاستاذ رشوان ، دائما عندما نتكلم عن الاشياء في الحجم المايكرو اي الجزيئات والذرات فان اي تغيير بسيط يعتبر بسيطا بالنسبة لنا كماكرو اما بالبنسبة للذرات فتغيير شكل بلورة يعني لالكترون مثلا تغير هندسة مدينة كاملة لانسان.... ومن الامثلة العجيبة ايضا ان كل الكائنات الحية تتواجد كل معلوماتها في شفرة بسيطة جدا من اربع رموز بسيطة ولكن تغييرا بسيطا في رمز واحد قد يحول مثلا العين الى اذن !!

الجزئية الثانية تتعلق بالكيمياء أن مثلك يا كوارك كنت اكره الكيمياء ولكني الان احبها لانها يا صديقي الكيمياء ممتعة وعملية جدا.. اي أنك ترى اثارها الصناعية بسرعة وهي ملموسة...ثم انه عند الدراسات المايكروية والنانوية تتلاشى الحواجز بين الكيمياء والفيزياء والاحياء خذ مثلا ان كريك مكتشف الحمض النووي هو فيزيائي ..

QuarK
09-19-2007, 04:41 PM
هلا عبد الرحمن :)


ما شاء الله يا كوارك يعجبني في مواضيعك أنها مثيرة بالاضافة الى طريقة تنسيقك للمواضيع.

الله يبارك فيك كلماتك التي زادت الموضوع بريقا،،
واعتذر مشاركاتي مقلة بسبب الصيام والدوام ..اعترف بالتقصير لكن ليس بيدي والله شهيد..

عودة :) ...


اولا وردا على تساولات الاستاذ رشوان ، دائما عندما نتكلم عن الاشياء في الحجم المايكرو اي الجزيئات والذرات فان اي تغيير بسيط يعتبر بسيطا بالنسبة لنا كماكرو اما بالبنسبة للذرات فتغيير شكل بلورة يعني لالكترون مثلا تغير هندسة مدينة كاملة لانسان.... ومن الامثلة العجيبة ايضا ان كل الكائنات الحية تتواجد كل معلوماتها في شفرة بسيطة جدا من اربع رموز بسيطة ولكن تغييرا بسيطا في رمز واحد قد يحول مثلا العين الى اذن !!

رائع..وتشبيهات جميلة..لكن صدقني يبقى الموضوع مثير للدهشة والعجب..




الجزئية الثانية تتعلق بالكيمياء أن مثلك يا كوارك كنت اكره الكيمياء ولكني الان احبها لانها يا صديقي الكيمياء ممتعة وعملية جدا.. اي أنك ترى اثارها الصناعية بسرعة وهي ملموسة...ثم انه عند الدراسات المايكروية والنانوية تتلاشى الحواجز بين الكيمياء والفيزياء والاحياء خذ مثلا ان كريك مكتشف الحمض النووي هو فيزيائي ..

همم، انا كرهت الكيمياء منذ الصف الثامن!!، استاذ العلوم حببني في الفيزياء ثم تشاجرت معه وخسفني في الكيمياء!! ومن يومها الكيمياء بالنسبة لي مثل الوسواس القهري!!


مكتشف الحمض النووي هو فيزيائي، نعم، هناك امثلة اخرى كثيرة لا اذكر منها حرفا مع الجوع كلها لفيزيائيين اكتشفوا شيئا ما في الاحياء او الكيمياء..هذا يدل على شيء خطير وهو ان الفزيائيين عباقرة وخطيرين :)

تحياتي وعذرا على قصر الرد

وائل عبده
12-07-2009, 02:34 AM
وائل عبده باحث علمى ارجو قراة البحث كامل الخاص بكرات باكى واشكر جهودكم فى خدمت الرسلة العلمية

المـــبدع
03-03-2010, 06:10 PM
شكرا لك اخي

وبارك فيك

ننتظر الجديد والجديد

ebn_khattab
05-18-2010, 07:27 PM
مشكوووووور والله يعطيك الف عافيه

MaTy
05-26-2010, 06:14 PM
شكراً جزيلاً أخــي ..

مـوضـوع ولا أروووع ..

تسلـم عينكـ ..

لاعدمناك ..