كيمياء الفيمتو: الفرق بين النسختين
| [نسخة منشورة] | [نسخة منشورة] |
تم حذف المحتوى تمت إضافة المحتوى
لا ملخص تعديل وسمان: تحرير من المحمول تعديل ويب محمول |
توثيق |
||
| سطر 1: | سطر 1: | ||
'''كيمياء الفيمتو''' هو فرع من [[الكيمياء الفيزيائية]] يهتم بدراسة [[التفاعلات الكيميائية]] في مجال زمني ضيق جداً في حدود [[فمتوثانية]]، وهو ما يعادل 10<sup>−15</sup> جزء من الثانية، وقد تحدث خطوات في بعض التفاعلات ضمن إطار زمني أقل من ذلك، حيث تقاس حينئذ بأبعاد [[أتوثانية]]،<ref name=KlingVrakking>{{cite journal|last=Kling|first=Matthias F.|author2=Vrakking, Marc J.J.|title=Attosecond Electron Dynamics|journal=Annual Review of Physical Chemistry|date=1 May 2008|volume=59|issue=1|pages=463–492|doi=10.1146/annurev.physchem.59.032607.093532|url=http://www.annualreviews.org.remote.library.dcu.ie/doi/abs/10.1146/annurev.physchem.59.032607.093532|accessdate=31 October 2011}}</ref> ويترافق مع تشكيل [[مركب وسطي|نواتج وسطية]]. كان العالم [[أحمد زويل]] الرائد في هذا المجال من العلم، ونال نتيجة أبحاثه العلمية المتميزة في هذا المجال على [[جائزة نوبل في الكيمياء]] سنة 1999.<ref>[http://nobelprize.org/chemistry/laureates/1999/press.html The 1999 Nobel Prize in Chemistry], article on ''nobelprize.org''</ref> استعمل زويل في أبحاثه ومضات من مصدر [[ليزر|ليزري]] لإجراء تلك الدراسات. |
'''كيمياء الفيمتو''' هو فرع من [[الكيمياء الفيزيائية]] يهتم بدراسة [[التفاعلات الكيميائية]] في مجال زمني ضيق جداً في حدود [[فمتوثانية]]، وهو ما يعادل 10<sup>−15</sup> جزء من الثانية، وقد تحدث خطوات في بعض التفاعلات ضمن إطار زمني أقل من ذلك، حيث تقاس حينئذ بأبعاد [[أتوثانية]]،<ref name=KlingVrakking>{{cite journal|last=Kling|first=Matthias F.|author2=Vrakking, Marc J.J.|title=Attosecond Electron Dynamics|journal=Annual Review of Physical Chemistry|date=1 May 2008|volume=59|issue=1|pages=463–492|doi=10.1146/annurev.physchem.59.032607.093532|url=http://www.annualreviews.org.remote.library.dcu.ie/doi/abs/10.1146/annurev.physchem.59.032607.093532|accessdate=31 October 2011}}</ref> ويترافق مع تشكيل [[مركب وسطي|نواتج وسطية]]. كان العالم [[أحمد زويل]] الرائد في هذا المجال من العلم، ونال نتيجة أبحاثه العلمية المتميزة في هذا المجال على [[جائزة نوبل في الكيمياء]] سنة 1999.<ref>[http://nobelprize.org/chemistry/laureates/1999/press.html The 1999 Nobel Prize in Chemistry], article on ''nobelprize.org''</ref> استعمل زويل في أبحاثه ومضات من مصدر [[ليزر|ليزري]] لإجراء تلك الدراسات. |
||
| ⚫ | |||
يتيح علم كيمياء الفيمتو معرفة أي نوع من التفاعلات الكيميائية يحدث فعلاً، ويعطي إجابة عن عدم مقدرة تفاعلات أخرى على الحدوث بالإضافة إلى تقديم تفسيرات [[آلية تفاعل|لآلية حدوث]] تفاعلات أخرى. فعلى سبيل المثال، ساعدت تطبيقات كيمياء الفيمتو في الدراسات الحيوية على توضيح الآلية الديناميكية الشكلية لبنى ''الحلقات الجذعية stem-loop'' في RNA.<ref>{{cite journal | last1 = Kadakkuzha | first1 = B. M. | last2 = Zhao | first2 = L. | last3 = Xia | first3 = T. | year = 2009 | title = Conformational Distribution and Ultrafast Base Dynamics of Leadzyme | url = | journal = Biochemistry | volume = 48 | issue = | pages = 3807–3809 | doi = 10.1021/bi900256q }}</ref><ref>{{cite journal|last1=Lu|first1=Jia|last2=Kadakkuzha|first2=Beena M.|last3=Zhao|first3=Liang|title=Previous Article Next Article Table of Contents Dynamic Ensemble View of the Conformational Landscape of HIV-1 TAR RNA and Allosteric Recognition|journal=Biochemistry|date=2011|volume=22|issue=50|pages=5042–5057|pmid=21553929|doi=10.1021/bi200495d|display-authors=etal}}</ref> ولا تزال الأبحاث الجارية لإيجاد التطبيق الأمثل لهذا المجال من العلم.<ref name="Zewail">[http://www.degruyter.com/dg/viewarticle.fullcontentlink:pdfeventlink/$002fj$002fpac.2000.72.issue-12$002fpac200072122219$002fpac200072122219.pdf?t:ac=j$002fpac.2000.72.issue-12$002fpac200072122219$002fpac200072122219.xml Femtochemistry. Past, present, and future] A.H.Zewail, Pure Appl. Chem., Vol.72, No.12, pp.2219–2231, 2000.</ref> |
يتيح علم كيمياء الفيمتو معرفة أي نوع من التفاعلات الكيميائية يحدث فعلاً، ويعطي إجابة عن عدم مقدرة تفاعلات أخرى على الحدوث بالإضافة إلى تقديم تفسيرات [[آلية تفاعل|لآلية حدوث]] تفاعلات أخرى. فعلى سبيل المثال، ساعدت تطبيقات كيمياء الفيمتو في الدراسات الحيوية على توضيح الآلية الديناميكية الشكلية لبنى ''الحلقات الجذعية stem-loop'' في RNA.<ref>{{cite journal | last1 = Kadakkuzha | first1 = B. M. | last2 = Zhao | first2 = L. | last3 = Xia | first3 = T. | year = 2009 | title = Conformational Distribution and Ultrafast Base Dynamics of Leadzyme | url = | journal = Biochemistry | volume = 48 | issue = | pages = 3807–3809 | doi = 10.1021/bi900256q }}</ref><ref>{{cite journal|last1=Lu|first1=Jia|last2=Kadakkuzha|first2=Beena M.|last3=Zhao|first3=Liang|title=Previous Article Next Article Table of Contents Dynamic Ensemble View of the Conformational Landscape of HIV-1 TAR RNA and Allosteric Recognition|journal=Biochemistry|date=2011|volume=22|issue=50|pages=5042–5057|pmid=21553929|doi=10.1021/bi200495d|display-authors=etal}}</ref> ولا تزال الأبحاث الجارية لإيجاد التطبيق الأمثل لهذا المجال من العلم.<ref name="Zewail">[http://www.degruyter.com/dg/viewarticle.fullcontentlink:pdfeventlink/$002fj$002fpac.2000.72.issue-12$002fpac200072122219$002fpac200072122219.pdf?t:ac=j$002fpac.2000.72.issue-12$002fpac200072122219$002fpac200072122219.xml Femtochemistry. Past, present, and future] A.H.Zewail, Pure Appl. Chem., Vol.72, No.12, pp.2219–2231, 2000.</ref> |
||
كما استخدم مبدأ كيمياء الفيمتو في إظهار المراحل الإلكترونية بشكل دقيق ضمن الإطار الزمني فائق الصغر لعملية التفكك الكيميائي لجزيء [[البروم]] Br<sub>2</sub>.<ref name=li-visualizing>{{cite journal|last1=Li|first1=Wen|title=Visualizing electron rearrangement in space and timeduring the transition from a molecule to atoms|journal=PNAS|date=November 23, 2010|volume=107|issue=47|pages=20219–20222|doi=10.1073/pnas.1014723107|url=http://www.pnas.org/content/107/47/20219.abstract|accessdate=12 July 2015|display-authors=etal}}</ref> إذ أنه عندما يتفكك بنبضة ليزر ذات [[طول موجة]] مقداره 400 نانومتر، فإن الإلكترونات تأخذ موضعها على الذرات المنفردة بزمن يستغرق 140 [[فيمتوثانية]]؛ وتتباعد ذرتا البروم عن بعضهما لمسافة 6 أنغستروم بعد 160 فيمتوثانية. |
|||
== الأهمية == |
|||
وتتمثل أهمية هذا العلم الجديد لأنه يأتى استجابة لاتجاه عالمى متزايد نحو الاهتمام بالاشياء المتناهية في الصغر وقد تزايد الاهتمام إلى درجة جعلت العلماء ينشغلون في المائة العام الأخيرة بدراسة الجزيئات والتفاعلات والراوبط الكيميائة وظهر ذلك جليا في حصول أكثر من عشرين عالما على جائزة نوبل في الكيمياء منذ قيام الجائزة. |
|||
وهذا العلم الحديث يأتى مواتيا مع اهتمام العلم بالتعامل مع تكنولوجيا النانو وهى إحدى التوجيهات العلمية في القرن الواحد والعشرين. |
|||
'''النانو''' تعنى حسابيا جزء من مليار أى بمعنى " شديد الصغر " وبالطبع فدراسة المصغرات بهذا الحجم تفيد في تطوير العديد من الأجهزة والمعدات الحديثة التي تعتمد في صناعتها على الجزيئات المتناهية الصغر من الكمبيوتر وشاشات التلفزيون الحديثة والإلكترونيات والطب. |
|||
| ⚫ | |||
هناك تطبيقات غاية في الأهمية ما زالت تجرى دراستها على قدم وساق وتستخدم علم الفيمتو كيمياء ومنها على سبيل المثال وليس الحصر والتي تجرى التجارب حاليا في المعامل : |
|||
# زيادة كفاءة الليزر |
|||
# بحث كيفية تكيف العين مع الظلام |
|||
# كيفية تحويل النبات الضوء إلى غذاء عن طريق التمثيل الضوئى " البناء الضوئي " |
|||
# متابعة المادة الوراثية المصاحبة لكل تتابع وراثى للأحماض الأمينية لمحاولة الكشف عن الخلل في تتابع الاحماض الامينية والتي تؤدى إلى ظهور الأمراض الخلقية والوراثية. |
|||
# في مجال طب الاسنان حيث يقوم بحشو الأسنان باستخدام شعاع الليزر فائق السرعة في زمن الفيمتو ثانية بدون الحاجة إلى تخدير المريض وتلك الطريقة انهت بالفعل حفرالاسنان بالشنيور بعد تخدير العصب والذي كان يسبب في بعض الأوقات آلاما مبرحة للمريض. |
|||
# تحديد عمر الكون ومتى انفصلت الأرض على وجه التحديد عن الشمس. |
|||
# التحكم في حركة الجزيء لمحاولة تخليق موادطبيعية جديدة عن طريق إعادة ترتيب ذرات المادة وإعادة تفكيكها وإدخال ذرات أخرى ينتج عنها عناصر طبيبعة جديدة لم يعرفها العالم من قبل. |
|||
== تطبيقات مستقبلية == |
|||
بالطبع أن العلماء وجدوا ضالتهم في العلم الجديد الفيمتو كيمياء فوضعوا بعض التطبيقات المستقبلية لتكون تحت الدراسة والبحث ولعل بعض منها سيكون غريبا في وقتنا الحالى ولنستعرض بعض منها : |
|||
# "الطب الجزئى " محاولة الوصول إلى الجزء المتناهى للصغر المسبب لأمراض الجسم المختلفة الفتاكة مثل السرطان وجلطات القلب والمخ وتصلب الشرايين. |
|||
# معرفة الجينات الخاصة بالإنسان وهذا بالطبع سيؤدى في وجهة نظر العلماء إلى عدم مكوث المريض في المستشفى لأن الطبيب سيكون مطلع وعالم بكل جين ووظيفته وصفاته وما على الطبيب إلا الدخول إلى الجين المسبب ويصلح ما فيه من عيب. |
|||
# رصد شيخوخة الخلية والتعرف على حدوثها ومن خلالها يمكن تأخير أو إيقاف زحفها على باقى الخلايا. |
|||
# في مجال التلقيح والتبويض محاولة الإجابة على أسئلة حيرت العلماء وهي لماذا تنجذب البويضة إلى حيوان معين دون غيره. ولماذا تنشيط جينات معينة وتكمن آلاف الجينات الآخرى والتي تورث للأجيال الآخرى وتهدف هذا إلى محاولة معرفة من المسئول في توجيه تلك الأوامر ووقتها يحاول العلماء التدخل لإبراز صفات وإخفاء صفات أخرى بالتحكم البشري. |
|||
# اكتشاف الاخطاء في الهن الخلقية قبل ظهورها ومحاولة إخراج إنسان خالى من العيوب. |
|||
== انظر أيضًا == |
== انظر أيضًا == |
||
نسخة 18:54، 3 أغسطس 2016
كيمياء الفيمتو هو فرع من الكيمياء الفيزيائية يهتم بدراسة التفاعلات الكيميائية في مجال زمني ضيق جداً في حدود فمتوثانية، وهو ما يعادل 10−15 جزء من الثانية، وقد تحدث خطوات في بعض التفاعلات ضمن إطار زمني أقل من ذلك، حيث تقاس حينئذ بأبعاد أتوثانية،[1] ويترافق مع تشكيل نواتج وسطية. كان العالم أحمد زويل الرائد في هذا المجال من العلم، ونال نتيجة أبحاثه العلمية المتميزة في هذا المجال على جائزة نوبل في الكيمياء سنة 1999.[2] استعمل زويل في أبحاثه ومضات من مصدر ليزري لإجراء تلك الدراسات.
التطبيقات العملية
يتيح علم كيمياء الفيمتو معرفة أي نوع من التفاعلات الكيميائية يحدث فعلاً، ويعطي إجابة عن عدم مقدرة تفاعلات أخرى على الحدوث بالإضافة إلى تقديم تفسيرات لآلية حدوث تفاعلات أخرى. فعلى سبيل المثال، ساعدت تطبيقات كيمياء الفيمتو في الدراسات الحيوية على توضيح الآلية الديناميكية الشكلية لبنى الحلقات الجذعية stem-loop في RNA.[3][4] ولا تزال الأبحاث الجارية لإيجاد التطبيق الأمثل لهذا المجال من العلم.[5]
كما استخدم مبدأ كيمياء الفيمتو في إظهار المراحل الإلكترونية بشكل دقيق ضمن الإطار الزمني فائق الصغر لعملية التفكك الكيميائي لجزيء البروم Br2.[6] إذ أنه عندما يتفكك بنبضة ليزر ذات طول موجة مقداره 400 نانومتر، فإن الإلكترونات تأخذ موضعها على الذرات المنفردة بزمن يستغرق 140 فيمتوثانية؛ وتتباعد ذرتا البروم عن بعضهما لمسافة 6 أنغستروم بعد 160 فيمتوثانية.
انظر أيضًا
المراجع
- ^ Kling، Matthias F.؛ Vrakking, Marc J.J. (1 مايو 2008). "Attosecond Electron Dynamics". Annual Review of Physical Chemistry. ج. 59 ع. 1: 463–492. DOI:10.1146/annurev.physchem.59.032607.093532. اطلع عليه بتاريخ 2011-10-31.
- ^ The 1999 Nobel Prize in Chemistry, article on nobelprize.org
- ^ Kadakkuzha، B. M.؛ Zhao، L.؛ Xia، T. (2009). "Conformational Distribution and Ultrafast Base Dynamics of Leadzyme". Biochemistry. ج. 48: 3807–3809. DOI:10.1021/bi900256q.
- ^ Lu، Jia؛ Kadakkuzha، Beena M.؛ Zhao، Liang؛ وآخرون (2011). "Previous Article Next Article Table of Contents Dynamic Ensemble View of the Conformational Landscape of HIV-1 TAR RNA and Allosteric Recognition". Biochemistry. ج. 22 ع. 50: 5042–5057. DOI:10.1021/bi200495d. PMID:21553929.
- ^ Femtochemistry. Past, present, and future A.H.Zewail, Pure Appl. Chem., Vol.72, No.12, pp.2219–2231, 2000.
- ^ Li، Wen؛ وآخرون (23 نوفمبر 2010). "Visualizing electron rearrangement in space and timeduring the transition from a molecule to atoms". PNAS. ج. 107 ع. 47: 20219–20222. DOI:10.1073/pnas.1014723107. اطلع عليه بتاريخ 2015-07-12.
