• من نحن؟
  • فريق العمل
  • انضم معنا
  • About Us
  • أرسل مقالك
  • ادعمنا على Patreon
  • الداعمون – Donors
  • للتواصل معنا
الأربعاء،20 يناير 2021
الباحثون الجزائريون - Algerian Researchers
  • البيولوجيا
    • نظرية التطور
  • طب وصحة
    • التوعية الجنسية
    • دماغ وأعصاب
    • سايكولوجيا
  • فيزياء ورياضيات
    • نظرية النسبية
    • ميكانيكا الكم
  • الهندسة والتكنولوجيا
  • فضاء وفلك
  • المزيد
    • أقوال
    • التاريخ
    • الطبيعة والعلوم البيئية
    • الغذاء والتغذية
    • الفلسفة و العلوم الاجتماعية
    • الكيمياء والصيدلة
    • الفن والتراث
    • الكتاب
    • المعلوماتية
    • المكتب الإعلامي
    • الموسيقى
    • بحوث و مشاريع جزائرية
    • تفنيدات
      • علوم زائفة
    • جائزة نوبل
    • جيولوجيا
    • دراسات و بحوث و تجارب ميدانية
    • علوم اقتصادية
    • فيديو
    • فيزياء فلكية
    • لغويات
    • منوعات علمية
      • إجابات علمية
  • هل تعلم والانفوغرافيك
    • هل تعلم ؟
    • معلومة في صورة
    • ألبومات
No Result
View All Result
  • البيولوجيا
    • نظرية التطور
  • طب وصحة
    • التوعية الجنسية
    • دماغ وأعصاب
    • سايكولوجيا
  • فيزياء ورياضيات
    • نظرية النسبية
    • ميكانيكا الكم
  • الهندسة والتكنولوجيا
  • فضاء وفلك
  • المزيد
    • أقوال
    • التاريخ
    • الطبيعة والعلوم البيئية
    • الغذاء والتغذية
    • الفلسفة و العلوم الاجتماعية
    • الكيمياء والصيدلة
    • الفن والتراث
    • الكتاب
    • المعلوماتية
    • المكتب الإعلامي
    • الموسيقى
    • بحوث و مشاريع جزائرية
    • تفنيدات
      • علوم زائفة
    • جائزة نوبل
    • جيولوجيا
    • دراسات و بحوث و تجارب ميدانية
    • علوم اقتصادية
    • فيديو
    • فيزياء فلكية
    • لغويات
    • منوعات علمية
      • إجابات علمية
  • هل تعلم والانفوغرافيك
    • هل تعلم ؟
    • معلومة في صورة
    • ألبومات
No Result
View All Result
الباحثون الجزائريون - Algerian Researchers
No Result
View All Result
Home الهندسة والتكنولوجيا

الجرافين وتطبيقاته المستقبلية

by Abdelkadir Belhadj
2017/09/30
0 0
الجرافين وتطبيقاته المستقبلية

https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Graphen.jpg

أجمع معظم الباحثين المُشاركين في مؤتمر الجرافين 2017 [1] ببرشلونة أنّ الجَرافين لا يتوقف عن الإلهام والإبهار وأنّ دائرة استخداماته ستتوسع لتَشمل العديد من المَجالات التقنيّة الحديثة.[2]

فما هي خصائص هذا العنصر الكيميائي الذي أَبهر العُلماء، وما هي تطبيقاته؟

يعود اكتشاف الجرافين لسنة 2004 بجامعة مانشستر، أَين تَمكن البروفيسور  أندريه جيم والبروفيسور كوستيا نوفوسيلوف من عزله من الجرافيت على شكل ذرّة ثنائيّة الأبعاد، وهذا ما أتاح لهُما التتويج بجائزة نُوبل للفيزياء عام 2010. أثارت ورقتهما البحثيّة في مجلّة العلوم سنة 2004 جدلًا واسعًا في الوسط العلمي، فلَا يُمكن لعُنصر ذري-سميك الصفائح أن يكون مستقرًا. مَا فتح الباب واسعًا للتحري حول هذا العنصر الغريب ومعرفة خصائصه غير العاديّة.

توصلت الأَبحاث فيما بعد إلى أنّ الجرافين هو أنحف (أرق) المَواد المعرُوفة ويُعد أقوَاها على الإطلاق فهو أقوى 300 مرة من الفُولاذ وأصلب 40 مرة من الألماس، كما أنّه موصل ممتاز للحرارة والكهرباء، حيث ينقل الكهرباء بكفاءة مثل النحاس ويتفوق على جميع المواد الأخرى كموصل للحرارة. ويُصنف الجرافين بأنّه شكل من أشكال الكربون (مثل أنابيب الكربون النانوية) ويستخرج من الجرافيت الذي يتألف كل مليميتر منه من ثلاثة ملايين طبقة جرافين متراصة فوق بعضها البعض.

استخدامات الجرافين لا حدود لها بفضل خصائصها متعددة الوظائف، الجرافين يمكن استخدامه في الآلاف من التطبيقات المختلفة[3]، والتي نذكر منها مايلي:

  • الأغشية (Membranes)

يستخدم الجرافين كوسيط نفاذي لمختلف الأغشية المستعملة في تقنيات فصل الغاز، تحلية مياه البحر وتصفية المياه المستعملة وذلك باستخدام أغشية محددة تسمى: غشاء أكسيد الجرافين.

  • المركبات والطلاء (Composites and coatings)

الجيل القادم من المركبات والطلاء يمكن تطويره بفضل الجرافين وذلك بتعزيز خصائصها كالمتانة، الموصلية، المرونة، وخفة الوزن والطلاء المضاد للتآكل، هذا ما سيجعل الجرافين يلعب دورًا رئيسيًا في صناعة السيارات والفضاء وبناء الطائرات والسفن ومختلف القطع الحربيّة، حيث يمكن استخدامه لتعزيز خصائص لوحات السيارات، وأجنحة الفضاء أو الخرسانة. كمادة مضافة في الطلاء، ويمكن استخدام الجرافين لمنازل مانعة لتسرب الماء أو منع صدأ السفن.

الجرافين يدخل حيز الاهتمام في جُهود البحث والتطوير المتزايدة في كل من الأوساط الأكاديمية والصناعة، حيث بادرت الكثير من الشركات الكبيرة والصغيرة إلى الاستثمار في إنشاء مُنتجات جديدة باستخدام الجرافين. وبهذا فإنّ عالم مركبات الجرافين والطلاء يستعد للنمو ويُصبح جزءًا من حياتنا اليومية.

  • الطاقة (Energy)

بالنظر إلى خصائصه الإلكترونية والميكانيكية غير العادية، استخدم الجرافين في تطبيقات طاقوية أثبتت نجاعتها وساهمت في التقدم التقني الهائل الحاصل في هذا المجال. فعلى سبيل المثال، الخلايا الشمسيّة والبطاريّات والمكثفات الفائقة وتخزين الهيدروجين وخلايا الوقود كلها مجالات تم تحسين فعاليتها باستعمال الجرافين الذي ساعد أيضًا في زيادة عمرها.

  • التطبيقات البيوطبية (Biomedical)

أكثر مجال حاز على أكثر تطبيقات الجرافين هو المجال البيوطبي، فمع استمرار الطلب على خدمات الرعاية الصحية ، وكذلك الطلب على حلول الرعاية الصحية الجديدة. والتي ينبغي أن تكون أكثر فعالية وأقل تكلفة وتمنع الأمراض.  أتاح الجرافين إمكانية التشخيص والعلاج بشكل جديد، وذلك بفضل خصائص فريدة من نوعها مواتية للتكنولوجيات الطبيّة الحيوية. وتشمل: توصيل التخدير، توصيل الجينات، علاج السرطان، الاستشعار والتصوير الحيوي، البكتيريا المضادة، العلاج الجيني بواسطة توصيل الحمض النووي، هندسة الأنسجة، والأجهزة الطبية … [4]

  • أجهزة الاستشعار (Sensors)

أدى التطور الحاصل في آليات التصنيع وتقنيات الرقمنة إلى ضرورة إيجاد مُستشعرات أكثر دقة وكفاءة وهذا ما تم بفضل رقائق الجرافين المطوية على شكل أنابيب كربون نانويّة والتي تستخدم لصناعة المستشعرات الكيميائية، الكهروكيميائية، الكهروضوئية، المغناطيسيّة والميكانيكيّة. [5]

  • الإلكترونيات والضوئيات ( Electronics and Photonics )

إن وتيرة الابتكار والتطوير للإكترونيّات والضوئيّات لم تكن لتتواصل لولا الجرافين وتطبيقاته المُهمة في هَذا المَجال، حيث يمكنه أَن يُحدث ثورة في الجيل القادم من تكنولوجيا الرقائق وبيَانات الاتصال والشاشات المرنة والتقنيات الملبوسة. وفي المجال اللاسلكي، تم بناء نماذج أولية لهوائيات اتصال مرنة بالقرب من المصدر تستند إلى الجرافين، ممّا يوفر حلًا تنافسيًا للغاية لعلامات تحديد الترددات الراديويّة المرنة. كمَا أنّ الأَبحاث في مَجال الإلكترونيات باستخدام الجرافين تجري على قدم وساق لتطوير تقنيَات أخرى في هذا المجال خصوصا باستخدام ما يعرف بالهندسة السحابيّة [6]

كما أنّ أحدث ما توصلت إليه الأَبحاث المخبريّة في هذا المجال، أنّ الإلكترونات تتدفق من خلال الجرافين مثل السائل وهذا ما يجعلها ذات ناقليّة فائقة الفعالية.[7]

الجرافين وتطبيقاته المستقبلية

هذا إضافة إلى تطبيقات أخرى منها ماهو مَعمول ومصرح به مثل تطوير الروبوتات النانوية Graphene nanorobots للاستخدامات البيوطبية [8] وتنظيف  المياه  [9]  وتوليد الطاقة [10], واستخدام نماذج الحمض النووي لتتبع هياكل الجرافين النانوية [11]. ومنها تطبيقات طالتها السرية في استخدامات عسكرية جد متطورة.

والأكيد أنّ المُستقبل القريب سيكشف عن المزيد من التطبيقات التقنية للجرافين الذي يَعتبره العلماء مادة المستقبل، خصوصا فيما يتعلق بحلول الاستدامة والحد من الاحتباس الحراري.

 

تدقيق: لمونس جمانة.

شارك هذا المقال:

  • انقر للمشاركة على فيسبوك (فتح في نافذة جديدة)
  • اضغط للمشاركة على تويتر (فتح في نافذة جديدة)
  • المزيد
  • اضغط لتشارك على LinkedIn (فتح في نافذة جديدة)
  • انقر للمشاركة على Telegram (فتح في نافذة جديدة)
Previous Post

هل تصيبك القشعريرة لدى سماعك الموسيقى؟ يبدُو أنّك تمتلك دماغًا استثنائيًا !

Next Post

استغلال المعادن الفضائية، هل يهدد الاقتصاد؟

Abdelkadir Belhadj

Abdelkadir Belhadj

طالب دكتوراه باحث في الهندسة الميكانيكية - جامعة تلمسان مهندس ميكانيكا بترولية - مهندس طاقات متجددة

Next Post
استغلال المعادن الفضائية، هل يهدد الاقتصاد؟

استغلال المعادن الفضائية، هل يهدد الاقتصاد؟

أحدث المقالات

متلازمة التعب المزمن

متلازمة التعب المزمن

01/07/2020
الجمرة الخبيثة (الأنثراكس) والإرهاب البيولوجي.

الجمرة الخبيثة (الأنثراكس) والإرهاب البيولوجي.

29/06/2020
مفارقة فيرمي: أين هم الفضائيون؟

مفارقة فيرمي: أين هم الفضائيون؟

29/06/2020
لماذا لن تكون الحواسيب واعيةً حقًا!

لماذا لن تكون الحواسيب واعيةً حقًا!

26/06/2020
déjà vu الذكريات الزائفة..

déjà vu الذكريات الزائفة..

15/06/2020
اِضطراب أحلام اليقظة المفرطة

اِضطراب أحلام اليقظة المفرطة

15/06/2020
كيف تشفيك الأحلام من آلامك النفسية ؟

كيف تشفيك الأحلام من آلامك النفسية ؟

13/06/2020
ارتباط ظهور متلازمة التهابية غامضة بكوفيد-19 لدى البالغين في أوائل العشرينيات

ارتباط ظهور متلازمة التهابية غامضة بكوفيد-19 لدى البالغين في أوائل العشرينيات

13/06/2020
الضغط النفسي، بين الطبيعة النفسية والفيزيولوجية.

الضغط النفسي، بين الطبيعة النفسية والفيزيولوجية.

02/06/2020
استخدام أقنعة الوجه القماشية للمساعدة على إبطاء انتشار كوفيد-19 (1):

استخدام أقنعة الوجه القماشية للمساعدة على إبطاء انتشار كوفيد-19 (2):

19/05/2020

الأكثر قراءة

  • الأفكار الاساسية للسانيات البنيوية لدي سوسير De Saussure

    الأفكار الاساسية للسانيات البنيوية لدي سوسير De Saussure

    125 shares
    Share 125 Tweet 0
  • 12 أطول كلمة في العالم

    76 shares
    Share 76 Tweet 0
  • مقدمة قصيرة في شبكات الكمبيوتر (4) : طوبولوجيا الشّبكات

    29 shares
    Share 29 Tweet 0
  • ماذا تعرف عن (السابيوسكشوالتي Sapiosexuality) أو الانجذاب للذكاء؟

    1550 shares
    Share 1550 Tweet 0
  • غشاء البكارة والعذرية (ماهو الغشاء؟ أنواع الأغشية، وحقائق عن ذلك)

    605 shares
    Share 605 Tweet 0

جميع الحقوق محفوظة © - موقع الباحثون الجزائريون - لا يسمح بنقل أي مادة دون أخذ إذن خطي من إدارة الموقع.

No Result
View All Result
  • البيولوجيا
    • نظرية التطور
  • طب وصحة
    • التوعية الجنسية
    • دماغ وأعصاب
    • سايكولوجيا
  • فيزياء ورياضيات
    • نظرية النسبية
    • ميكانيكا الكم
  • الهندسة والتكنولوجيا
  • فضاء وفلك
  • المزيد
    • أقوال
    • التاريخ
    • الطبيعة والعلوم البيئية
    • الغذاء والتغذية
    • الفلسفة و العلوم الاجتماعية
    • الكيمياء والصيدلة
    • الفن والتراث
    • الكتاب
    • المعلوماتية
    • المكتب الإعلامي
    • الموسيقى
    • بحوث و مشاريع جزائرية
    • تفنيدات
      • علوم زائفة
    • جائزة نوبل
    • جيولوجيا
    • دراسات و بحوث و تجارب ميدانية
    • علوم اقتصادية
    • فيديو
    • فيزياء فلكية
    • لغويات
    • منوعات علمية
      • إجابات علمية
  • هل تعلم والانفوغرافيك
    • هل تعلم ؟
    • معلومة في صورة
    • ألبومات

جميع الحقوق محفوظة © - موقع الباحثون الجزائريون - لا يسمح بنقل أي مادة دون أخذ إذن خطي من إدارة الموقع.

Welcome Back!

Login to your account below

Forgotten Password?

Create New Account!

Fill the forms bellow to register

All fields are required. Log In

Retrieve your password

Please enter your username or email address to reset your password.

Log In