كشف المواد الكيميائية باستخدام ورقة وقلم !

الورقة والقلم، أدوات جديدة للكشف عن المواد الكيميائية.

أحياناً لا يحتاج إيجادُ حلٍ لمشكلةٍ ما إلى تقنياتٍ عالية، قد يكفي أن تنظر إلى محيطِ مكتبك فقطْ.

أثبت ثلاثة طلاب في إحدى الجامعات الأمريكية إمكانية الكشف عن الغازات الخطيرة وقياس السلاسل الكيميائية بواسطة القلم والورقة المستخدمان يومياً. كان هذا الاكتشاف صدفةً بعد نقاشٍ حول خواص النقل الكهربائية للغرافين (طبقة ثخينة من ذرات الكربون الموجودة في قلم الرصاص).

بدأ الأمر بقول أحد دكاترة هندسة المواد محاضراً: عندما ترسم خطاً بقلم الرصاص سيشكل الغرافيت عدداً كبيراً من طبقات الغرافين في الورقة.

مما دفع أحد الطلاب إلى التساؤل: هل يفيدنا الغرافين في شيء ما؟

ومن هنا انطلقت فكرة الاستفادة من القلم الرصاص؛ حيث بدأ الطلاب بقياس ناقلية مخلفات قلم الرصاص على الورقة واستطاعوا أن يشكلوا منها تياراً وحيد القطب.

اكتشف الطلاب أن محاولة تجعيد الورقة في اتجاه واحد يزيد من ناقلية الورقة وذلك بسبب ضغط جزيئات الغرافين على بعضها، بينما تتناقص ناقلية الورقة إذا ما تم تجعيدها في الاتجاه المعاكس وذلك تبعاً للتباعد بين جزيئات الغرافين .

ظهرت نفس النتائج بعد قيامهم بتطبيق التجربة على مخلفات أقلام الرصاص المصنّعة للأطفال والتي تكون قابلة للانحناء بسبب خلط الغرافين بمواد كيميائية لاصقة، فقد كانت الناقلية تزداد وتتناقص متأثرةً بتغيير شكل الورقة؛ كما اكتشفوا أنّ الناقلية تتغير بوجودِ أبخرةٍ كيميائيةٍ متطايرة كالموجودة في المذيبات الصناعية السامة.

إذا تواجدت المواد الكيميائية اللاصقة فإنها تمتص الأبخرة وتتوسع، مما يؤدي إلى تباعد جزيئات الغرافين ونقصان الناقلية. يشار إلى هذا النوع من التغير بــ "كيميرسيستورز – الكاشف الكهروكيميائي" وهو العنصر الأساسي في ما يدعى بــ "الأنوف الإلكترونية" الكاشفة عن الأبخرة الكيميائية السامة.

كان العلماء ينفقون أموالاً طائلة لتشكيل الكواشف الكهروكيميائية، حيث كانوا يستخدمون مواداً مثل الجزيئات النانوية المعدنية أو الشبكات الأنبوبية النانوية، أما الآن فيمكن تصنيعها بسهولة بواسطة الورقة والقلم.

بدأ الأمر بسؤال، وهذا يدل على أن الفضول قد يؤدي إلى اكتشافاتٍ إبداعية، لهذا لا تحجبوا فضولكم فلا تعلمون أيّ إبداعٍ أو اختراعٍ قد ينتج عنه.

المصدر:

هنا