“وقود كيرالي… طاقة ذكية تُعيد تشكيل الطبيعة”

 

بقلم الدكتور /

مازن إسماعيل محمد : مكة المكرمة:-

في عالم الكيمياء الحديثة، يبرز مفهوم الوقود الكيميائي الكيرالي (Chiral chemical fuels) كابتكار يجمع بين حركة الجزيئات الدقيقة والتطبيقات البيئية الواعدة. هذه الجزيئات تتميز بخاصية تُعرف بالكيرالية (Chirality)، أي أنها لا تتطابق مع صورتها في المرآة، تمامًا كما تختلف اليد اليمنى عن اليسرى. وغالبًا ما تحتوي الجزيئات الكيرالية على ذرة كربون غير متماثلة ترتبط بأربع مجموعات مختلفة، مما يمنحها خصائص فيزيائية وكيميائية مميزة تؤثر على سلوكها في التفاعلات

الوقود الكيميائي الكيرالي لا يُستخدم فقط كمصدر للطاقة، بل يلعب دورًا مهمًا في توجيه مسار التفاعلات الكيميائية أو ما يُعرف بالتجمع الذاتي فوق الجزيئي (Supramolecular self-assembly)، أي أن الجزيئات تتجمع تلقائيًا لتكوين هياكل منظمة. في الأنظمة غير المتزنة (Out-of-equilibrium)، يمكن لهذا الوقود أن يُحفّز تكوين هياكل مؤقتة أو متعددة الحالات، تتغير حسب نوع الوقود وظروف التفاعل. هذا التفاعل لا يعتمد على الروابط التساهمية القوية، بل على قوى ضعيفة مثل الروابط الهيدروجينية والتفاعلات الكهروستاتيكية،

مما يسمح بتشكيل بنى حلزونية يمينية أو يسارية، ويؤثر على النشاط الضوئي والانتقائية الكيميائية للمواد الناتجة.

كشفت الدراسات الحديثة عن إمكانات مذهلة لهذا النوع من الوقود. أحد الأبحاث تناول التحكم في الكيرالية فوق الجزيئية باستخدام أنواع مختلفة من الوقود الحمضي، مما أدى إلى تجمعات ذاتية ديناميكية تُظهر كيرالية مؤقتة أو مستقرة. بحث آخر ركّز على الهياكل النانوية الكيرالية والتوبولوجية (Chiral and topological nanostructures)، حيث تم بناء هياكل نانوية باستخدام التجمع الذاتي، يمكن استخدامها في تطوير مواد ذكية مثل المستشعرات أو المحفزات البيئية. كما استعرضت دراسات أخرى طرق تصنيع أسطح ذات تجمع ذاتي كيرالي باستخدام جزيئات حيوية أو صناعية، مستلهمة من الطبيعة مثل الحمض النووي (DNA) والبروتينات.

ورغم أن هذه الأبحاث تُعد من الكيمياء الأساسية، إلا أن تطبيقاتها المستقبلية تحمل إمكانات بيئية كبيرة، مثل تصميم مواد قابلة للتحلل أو التدوير، وتطوير محفزات كيرالية صديقة للبيئة لتحفيز تفاعلات انتقائية، وتنقية المياه أو الهواء باستخدام هياكل فوق جزيئية تلتقط الملوثات أو تُفككها، ومحاكاة العمليات الحيوية مثل التمثيل الضوئي لإصلاح الأضرار البيئية بطريقة مستدامة.

العبارة “Chiral chemical fuels trigger two very different supramolecular self-assemblies” تعبّر عن قدرة هذه الجزيئات على تحفيز تشكيل بنيتين جزيئيتين مختلفتين تمامًا، اعتمادًا على نوع الكيرالية المستخدمة. هذا التشكيل لا يحدث في حالة التوازن، بل يتم التحكم فيه ديناميكيًا بواسطة نوع الوقود، مما يفتح آفاقًا جديدة لفهم التنظيم الجزيئي في الأنظمة الحية وتصميم مواد متعددة الحالات.

الوقود الكيميائي الكيرالي لا يمثل مجرد تطور في مجال الكيمياء، بل هو خطوة نحو فهم أعمق للطبيعة نفسها. يمكن للعلم من خلاله أن يصمم مواد ذكية تتفاعل مع البيئة وتُسهم في بناء مستقبل أكثر استدامة. وبينما لا تزال هذه التطبيقات في مراحلها البحثية، فإن الأفق العلمي ينبئ بثورة بيئية قادمة، تقودها جزيئات صغيرة ذات تأثير كبير.

صدى نيوز اس 1

Related Posts

عندما ينتصر الأمل على الألم

عبدالله شراحيلي ليس الألم دائمًا عدوًّا يأتي ليهزمنا؛ أحيانًا يأتي ليعيد ترتيب أرواحنا، ويكشف لنا ما كنا نجهله عن أنفسنا. يطرق أبواب القلب بلا استئذان، ويقيم فيه أيامًا ثقيلة، حتى نظن أن الفرح قد نسي الطريق إلينا. لكن الإنسان، مهما أثقلته الحياة، يملك في أعماقه شيئًا عجيبًا لا ينكسر بسهولة: الأمل. الأمل ليس أن تتجاهل وجعك، ولا أن تتظاهر بأن كل شيء بخير، وإنما أن تنظر…

التخطي العاطفي

  الكاتبة /وجنات صالح ولي. السؤال الجوهري في التخطي كيف تتجاوز شخصاً لم يعد موجوداً لكنه مازال يسكنك و لم يغادر داخلك؟ التخطي ليس نسياناً. هذه هي الكذبة الأولى التي نصدقها. نحن لا ننسى من أحببناه، نحن نتعلم كيف نتجاهل ذلك بطريقة لا تؤلمنا. التخطي العاطفي ليس زراً نضغط عليه، ولا قراراً نتخذه في ليلة حزينة. هو رحلة طويلة، تبدأ بعد الانهيار الذي تحدثنا عنه، وتنتهي…

لقد فاتك ذلك

سمو أمير منطقة الجوف يطّلع على أعمال فرع وزارة التجارة بالمنطقة خلال الجلسة الأسبوعية للمواطنين

سمو أمير منطقة الجوف يطّلع على أعمال فرع وزارة التجارة بالمنطقة خلال الجلسة الأسبوعية للمواطنين

الأمير فيصل بن مشعل: مؤتمر حوار الأمن والتاريخ “بصمة وطنية” تثري معرفة الأجيال الجديدة بتاريخ المملكة

الأمير فيصل بن مشعل: مؤتمر حوار الأمن والتاريخ “بصمة وطنية” تثري معرفة الأجيال الجديدة بتاريخ المملكة

عندما ينتصر الأمل على الألم

عندما ينتصر الأمل على الألم

التخطي العاطفي

التخطي العاطفي

حين تصبح الأماكن ذاكرةً للحزن

حين تصبح الأماكن ذاكرةً للحزن

اليس حَريّ بالعاشق أن يتصف بصفات معشوقة

اليس حَريّ بالعاشق أن يتصف بصفات معشوقة

Primary Color

Secondary Color

Layout Mode