علوم [٢٣١–٢٤٠ من ٢٩٢ خبر]

  • استغلال نظام التمثيل الضوئي في النبات لتوليد الطاقة
    مها زاهر · ٢٢ مايو ٢٠١٣

    يقوم النبات أثناء عملية التمثيل الضوئي باستغلال أشعة الشمس لفصل الهيدروجين عن الأكسجين في ذرات المياه لتوليد إلكترونات يستخدمها في تكوين سكريات تساعده على النمو. وتعتبر النباتات من أكفأ الأنظمة في توليد الطاقة النظيفة من الطاقة الشمسية بنسبة ١٠٠٪، واستغلال هذا النظام في توليد الكهرباء سيسهم في رفع كفاءة الألواح الشمسية التي تعمل حاليًّا بطاقة لا تتعدى ١٢٪ إلى ١٧٪. وقد قام الباحثون بجامعة جورجيا بالولايات المتحدة بابتكار أسلوبٍ جديدٍ لالتقاط تلك الطاقة البسيطة من النبات قبل تحوُّلها إلى غذاء بداخله. يعتمد هذا الأسلوب على تكنولوجيا تعترض طريق البروتينات داخل الثايلاكويدات — وهي أغشية لالتقاط الطاقة الشمسية وتخزينها — ليتمكن النبات من إجراء التفاعلات الكيمائية داخله على أساس الضوء، ثم تلتقط الإلكترونات الناتجة، وترسلها داخل سلك عبر أنابيب دقيقة من الكربون. وبالرغم من أن الطاقة الناتجة تعتبر بسيطة، حيث إنها لا تتعدى استعمال أجهزة كهربائية محمولة، إلا أن الباحثين يؤكدون أن هذا الأسلوب يمكن تطويره في المستقبل بالإضافة إلى تطوير الأجهزة ليمكن استغلاله بشكل تجاري.

  • معادلات رياضية تفسر تكون الفقاقيع
    مها زاهر · ٢٢ مايو ٢٠١٣

    يلهو الأطفال بفقاقيع الصابون وهم يرونها تطير في الهواء ثم تختفي دون معرفة كيف تتكون ولماذا تختفي. ولطالما أثارت الرغوة المكونة من مجموعة من الفقاقيع فضول علماء الرياضيات والطبيعة؛ لما تحمله عملية تكوُّنها وتمزُّقها ثم اختفائها من بعض الخصائص الهندسية. وقد طوَّر فريق من علماء الرياضيات، بجامعة كاليفورنيا بركلي، نموذجًا رياضيًّا يتكون من عدة معادلات يقسم هذه العملية إلى ثلاث مراحل؛ الأولى: تكوُّن الرغوة من مجموعة من الفقاقيع، ثم تسرُّب السائل منها بفعل الجاذبية إلى أن تضعف جدران الفقاعة الواحدة وتفقد قدرتها على التماسك فتتمزق، وفي المرحلة الثالثة: تتجمع الفقاقيع المتبقية مُكوِّنة شكلًا جديدًا للرغوة. ويرى العلماء أن تطبيق تلك المعادلات سيزيد من كفاءة تكوين الرغاوي سواء من مواد بلاستيكية أو معدنية في منتجات صناعية متنوعة؛ منها على سبيل المثال: مواد مقاومة الحرائق، والمواد التي تستخدم في تبطين خوذات الرأس. ويستعد الباحثون للقيام بدراسات تطبيقية لهذه المعادلات على مواد صناعية جديدة.

  • اكتشاف صخور قارية بالقرب من سواحل البرازيل
    مها زاهر · ٢٢ مايو ٢٠١٣

    تمكنت غواصة صغيرة تابعة للوكالة اليابانية لعلوم وتكنولوجيا الأرض والبحار، بالتعاون مع مصلحة الجيولوجيا البرازيلية، من اكتشاف وجرف حجارة ضخمة من قاع المحيط الأطلنطي، على بعد حوالي ١٥٠٠ كم جنوب شرق سواحل البرازيل، وتوجد على عمق ٨٠٠٠ قدم تحت سطح البحر. وقد تبيَّن أن الصخور ذات طبيعة جرانيتية؛ مما يرجح أنها تنتمي لتكوين قاري غارق تحت الماء. وتباينت ردود أفعال العلماء لهذا الاكتشاف؛ فمن ناحية يرى مدير مصلحة الجيولوجيا البرازيلية أن هذه الصخور بقايا الألواح القارية التي غرقت إثر تكوُّن المحيط الأطلنطي عند انفصال قارتي أفريقيا وأمريكا الجنوبية منذ ١٠٠ مليون سنة، ويعتقد أنها يمكن أن تكون بقايا قارة «أتلانتيس» البرازيلية، والتي قد تُماثل قارة أتلانتيس الغارقة، والتي أخبرنا عن حضارتها المزدهرة الفيلسوفُ الإغريقيُّ أفلاطون في كتاباته، فيما يرى بعض العلماء الآخرين، من ناحية أخرى، أن هناك طرقًا أخرى تفسر وجود صخور جرانيتية في قاع المحيط؛ منها: غرق هذه الصخور بعد ذوبان كتل الجليد التي كانت تحتويها في العصور القديمة لتكوين الأرض.

  • اكتشاف شكل جديد من نواة الذرة
    مها زاهر · ٢١ مايو ٢٠١٣

    عثر فريق من علماء الطبيعة — من جامعة ليفربول ببريطانيا — على دلائل مؤكدة على وجود نواة الذرة على شكل ثمرة الكمثرى، مع وجود كتلة أكبر على جانب أكثر من جانب. وقد أثبتت التجارب في المختبر الأوروبي لفيزياء الجسيمات — بسرن بسويسرا — وجود اثنتين على الأقل من تلك النواة اللامتماثلة، نظائر الراديوم ٢٢٤ والرادون ٢٢٠. ويسهم هذا الاكتشاف في إجابة بعض التساؤلات حول نشأة الكون، وحول النموذج القياسي لفيزياء الجسيمات، ونظريات تكوين الذرة. كما أنه قد يحمل تفسيرًا للسبب وراء وجود كَمٍّ من المادة أكبر من المادة المضادة في الكون، ويساعد على تطوير النظريات الخاصة بتركيب نواة الذرة. فالعثور على توزيع لا متماثل للشحنات الإيجابية والسلبية في النيوترونات حول محور النواة يسهم في فهم قوة جديدة وراء تكوين اللبنات الأساسية في نشأة الكون وتركيبه.

  • مركب كيميائي جديد للقضاء على الشعر الأبيض والبهاق
    مها زاهر · ١٦ مايو ٢٠١٣

    أعلن فريق من الباحثين بمركز الاضطرابات الصبغية ومركز علوم الحياة بجامعة برادفورد بالمملكة المتحدة، بالتعاون مع جامعة جرايفسفالد بألمانيا؛ عن تطوير علاج موضعي يعالج لأول مرة الشعر الأبيض ومرض البهاق. ويعتمد هذا العلاج على مركب من إنزيم الكاتلاز الزائف المعدل الذي ينشط بالأشعة فوق البنفسجية، ويعمل هذا المركب على عكس عملية التأكسد الطبيعية التي تحول لون الشعر إلى اللون الأبيض؛ نتيجة تراكم فوق أكسيد الهيدروجين أو ماء الأكسجين داخل بُصيلات الشعر، فيقوم الشعر على أثرها بتبييض نفسه من الداخل. وبعد تحليل لمظاهر مرض البهاق عند ٢٤١١ مريضًا، اتضح أن عامل الإجهاد التأكسدي هو سبب زوال لون الجلد والرموش عند ٢٫٤٪ من مرضى البهاق القطعي. وبعد نجاح المركب في إعادة اللون لبشرة ورموش هؤلاء المرضى استخلص الباحثون أنه يمكن استخدام نفس المركب لعلاج التأكسد المسبب لظهور الشعر الأبيض، وإعادة اللون الطبيعي له من الجذور.

  • النباتات «تكلم» بعضها البعض
    مها زاهر · ١٦ مايو ٢٠١٣

    قام باحثون من جامعة وسترن أستراليا بدراسة تأثير وجود النباتات في البيئة المحيطة بالقرب من بعضها على تحفيز نمو النباتات وازدهارها. وتوصل الباحثون إلى إمكانية قيام النباتات بالتواصل فيما بينها، حتى لو وضعت عقبات تمنع انعكاس الضوء أو وصول إشارات كيميائية من نبات إلى آخر. ففي التجربة ازداد معدل إنبات بذور نبات الفلفل الحار عند زراعته بالقرب من نبات الريحان، بالمقارنة بزراعته منعزلًا أو بالقرب من نبات الشمر. ورغم وضع غطاء بلاستيكي أسود يعزل نبات الفلفل عن الريحان في إحدى التجارب إلا أن معدل الإنبات والنمو استمر بنفس النسبة. ويرجح الباحثون أن هناك آلية تتبعها النباتات لتؤثر بشكل إيجابي على بعضها البعض، تكون في الأغلب على هيئة إشارات صوتية في شكل ذبذبات ميكانيكية بسيطة تصدر من داخل خلايا النبات تمكنه من التواصل مع النباتات القريبة منه.

  • سولار إمبلس … أول طائرة تعمل بالطاقة الشمسية
    مها زاهر · ١٥ مايو ٢٠١٣

    أكملتْ «سولارُ إمبلس» أولُ طائرةٍ تعمل بالطاقة الشمسيةِ الجزءَ الأول من رحلتها التاريخية عبر الولايات المتحدة بنجاح تام؛ فقد حطَّت في مطار فينيكس بولاية أريزونا قادمة من كاليفورنيا بعد ١٨ ساعة طيران متصلة. ومن المنتظر أن تكمل رحلتها في منتصف مايو نحو تكساس، ثم إلى سانت لويس، ثم واشنطن العاصمة لتصل إلى محطتها الأخيرة في مدينة نيويورك بنهاية شهر يونيو. وتعد هذه الرحلة ضمن حملة «جيل نظيف» التي تُروِّج لاستخدام تكنولوجيا نظيفة، أي تكنولوجيا تستهلك مصادر متجددة للطاقة مثل الطاقة الشمسية. ويمكن للطائرة الطيران صباحًا أو مساءً من دون وقودٍ معتمدةً فقط على الطاقة الشمسية؛ فأثناء ساعات النهار تقوم ١٢٠٠٠ خلية شمسية مُثبتة على جناحي الطائرة بتخزين الطاقة في بطاريات الليثيوم؛ لتتمكَّن من الطيران أثناء الليل كذلك. ويبلغ مدى طول الجناحين ٦٣ مترًا، ويصل وزنها إلى ١٦٠٠ كيلو، ويمكنها الارتفاع حتى ٨٥٠٠ متر، وتسَعُ لشخص واحد. ومن المُخطَّط أن تقوم هذه الطائرة برحلة حول العالم عام ٢٠١٥.

  • «روبوبي»: النحل الآلي يطير لأول مرة
    مها زاهر · ١٥ مايو ٢٠١٣

    نجح فريق من علماء كلية الهندسة والعلوم التطبيقية بالتعاون مع معهد وايس للهندسة المستوحاة من علم الأحياء بجامعة هارفرد في ابتكار أصغر إنسانٍ آليٍّ على شكل حشرة طائرة. وقد أُطلِق عليه «روبوبي» أو النحل الآلي، ويبلغ وزنه ٨٠ مليجرامًا، وعرض جناحَيْه ٣ سنتيمترات … وتحقَّق النجاح لهذا المشروع بعد جهود استمرت لأكثر من عقد كامل باستخدام العديد من الاكتشافات والمواد الجديدة المتاحة في المعمل. فمثلًا قام العلماء باستخدام شرائط من السيراميك تنقبض وتنبسط عند مرور مجال كهربائي؛ لتؤدي عمل العضلات، فتخفق الحشرة الآلية بجناحَيْها ١٢٠ مرة في الثانية الواحدة. وقد واجه هذا الابتكارُ العديدَ من التحديات لتثبيت الأجزاء وتأدية مهمتها بشكل فعال حتى يتمكن من الطيران، وذلك بسبب صغر الحجم وخفة الوزن. فعلى سبيل المثال ما زالت الحشرة الآلية تحصل على الطاقة من خلال سلك مثبت بها، كما أنه يتم التحكم بها عن بُعْد لصعوبة تثبيت رقائق إلكترونية بها لصغر حجمها. ويعكف الفريق حاليًّا على إيجاد طرق لابتكار وسيلةِ تحكُّمٍ آليةٍ ومصادر للطاقة يمكن تثبيتها على النحل الآلي. ويمكن استخدام هذه الحشرات الآلية في جهود البحث والإنقاذ وقت وقوع الكوارث، أو عند ضرورة التدخل في تلقيح النباتات.

  • «الذرة» بطلة أصغر فيلم رسوم متحركة
    مها زاهر · ١٣ مايو ٢٠١٣

    قامت شركة آي بي إم بتصوير أصغر فيلم متحرك باسم «الولد مع الذرة». تلعب بطولة الفيلم مجموعة من ذرات غاز أول أكسيد الكربون منسقة على شكل ولد يرقص ويلعب بالكرة ويقفز على الترامبولين. وقد تم تصوير الفيلم باستخدام المجهر الماسح النفقي الذي يلتقط الذرات بإبرة دقيقة ويحركها على سطح من النحاس ثم يقوم بتكبيرها ١٠٠ مليون مرة. ويعمل هذا المجهر في درجة حرارة −٢٦٨ مئوية حيث تتوقف الذرات عن الحركة فيسهل التعامل معها. ويتكون الفيلم من ٢٤٢ إطارًا للصور الثابتة، يبلغ مقياس الواحد منها ٤٥ × ٢٥ نانومترًا (يوجد ٢٥ مليون نانومتر في البوصة الواحدة). ويعتبر أندرياس هاينريش، العالم القائم على هذا العمل، أن الفيلم «وسيلة مرحة للتفاعل مع الطلاب؛ لحثهم على تقديم تساؤلات». كما أنه يمكن استخدام نفس التقنية المستخدمة في تطوير حجم تخزين المعلومات على الكمبيوتر. وقد اعترفت مؤسسة جينيس للأرقام القياسية بالفيلم كأصغر فيلم متحرك للصور الثابتة.

  • بعض الديدان تعالج السمنة
    مها زاهر · ١٣ مايو ٢٠١٣

    تبين في دراسة بكلية الطب بجامعة ميريلاند بالولايات المتحدة، أن الإصابة بالديدان الأسطوانية يكافح السمنة واضطرابات التمثيل الغذائي المتعلقة بها. فقد وضع الباحثون فئرانًا مصابة بالديدان على نظام غذائي غني بالدهون فزاد وزنها بنسبة ١٥٪ أقل من مثيلاتها غير المصابة، بينما فقدت الفئران السمينة ١٣٪ من وزنها خلال عشرة أيام. كما خفَّضت الإصابة من نسبة الجولوكوز في الدم عند الصيام — وهي عامل مؤثر في الإصابة بمرض السكر — وكذلك انخفضت الدهون في الكبد بنسبة ٢٥٪. ويرجح الدارسون أن الديدان تبطل تأثير الالتهابات في الأنسجة الدهنية، والتي تؤدي إلى أمراض القلب ومتلازمة الأيض. ويوضح العلماء أنه يمكن استخلاص المواد الفعَّالة من الديدان واستخدامها في تطوير عقاقير مُضادة للسمنة.