يعدّ اللهب ذو درجة الحرارة العالية ضروريًا لإنتاج العديد من المواد. ومع ذلك فإن السيطرة على الحريق وتفاعله مع المواد المقصودة، يمكن أن يمثّل تحديًا.

لذلك طوّر فريق من العلماء طريقة تستخدم طبقة واقية رقيقة للتحكم في كيفية تفاعل حرارة اللهب مع المادة، ومن ثم ترويض الحريق والسماح للمستخدمين بضبط خصائص المواد المعالجة بدقة.

ونشرت تلك النتائج في دورية "أنجوان كيمي" التي تصدرها الجمعية الكيميائية الألمانية. يقول مارتن ثو مؤلف الورقة البحثية، وأستاذ علوم وهندسة المواد في جامعة ولاية كارولينا الشمالية، "تعدّ النار أداة هندسية قيمة. ومع ذلك بمجرد أن تبدأ حريقًا، غالبًا ما يكون لديك القليل من القدرة على التحكم في سلوكه".

تطبيق اللهب على ألياف السليلوز يؤدي لتكوين الرماد فقط، بينما مع الطبقة الواقية ينتج أنابيب كربون نانوية (شترستوك) التدهور الحراري العكسي

يشرح ثو "تقنيتنا، -التي نسميها التدهور الحراري العكسي-، تستخدم غشاءً رقيقًا بمقياس نانوي فوق المادة المستهدفة. يتغير الغشاء الرقيق استجابة لحرارة النار وينظم كمية الأكسجين التي يمكنها الوصول إلى المادة. وهذا يعني إمكانية التحكم في معدل تسخين المادة، الذي بدوره يؤثر في التفاعلات الكيميائية التي تحدث داخل المادة. ومن ثم يمكننا ضبط كيفية ومكان تغيير النار للمواد".

إذا كنت تستخدم مادة مثل ألياف السليلوز، فإنه يتم أولًا تغليف هذه الألياف بطبقة جزيئات بسماكة نانومتر. ثم تتعرض الألياف المطلية للهب شديد. يحترق السطح الخارجي للجزيئات بسهولة، مما يرفع درجة الحرارة في المنطقة المجاورة مباشرة.

لكن السطح الداخلي للطلاء الجزيئي يتغير كيميائيًا، مما يؤدي إلى تكوين طبقة أرقّ من الزجاج حول ألياف السليلوز. يحدّ هذا الزجاج من كمية الأكسجين التي يمكنها الوصول إلى الألياف، مما يمنع السليلوز من الانفجار إلى اللهب. وبدلًا من ذلك، فإن الألياف تشتعل وتحترق ببطء، من الداخل إلى الخارج.

يقول ثو في البيان الصحفي المنشور على موقع "سايتك ديلي" بتاريخ 18 أغسطس/آب الجاري، "دون الطبقة الواقية فإن تطبيق اللهب على ألياف السليلوز سيؤدي إلى تكوين الرماد فقط، بينما مع الطبقة الواقية، ينتهي بك الأمر بإنتاج أنابيب كربون نانوية. يمكننا هندسة الطبقة الواقية من أجل ضبط كمية الأكسجين التي تصل إلى المادة المستهدفة. ويمكننا هندسة المادة المستهدفة لإنتاج الخصائص المرغوبة".

الباحثون يمكنهم التحكم في سُمك جدران أنبوب الكربون من خلال التحكم في حجم ألياف السليلوز (غيتي) مزيد من التحكم والعديد من التطبيقات

يمكن للباحثين التحكم في سُمك جدران أنبوب الكربون، من خلال التحكم في حجم ألياف السليلوز التي بدؤوا بها؛ عن طريق إدخال أملاح مختلفة إلى الألياف (مما يزيد من التحكم في معدل الاحتراق)؛ ومن خلال تغيير كمية الأكسجين التي تمر عبر الطبقة الواقية.

يقول ثو، "لدينا بالفعل العديد من التطبيقات في الاعتبار، التي سنتناولها في الدراسات المستقبلية". "نحن منفتحون -أيضًا- على العمل مع القطاع الخاص لاستكشاف العديد من الاستخدامات العملية، مثل: تطوير أنابيب الكربون المهندسة لفصل الزيت عن الماء، التي ستكون مفيدة لكلّ من التطبيقات الصناعية والمعالجة البيئية".

المصدر: الجزيرة

كلمات دلالية: التحکم فی

إقرأ أيضاً:

الدفع بـ 4 سيارات إطفاء للسيطرة على حريق مخزن في مدينة السلام

أخمدت قوات الحماية المدنية بالقاهرة، حريقًا شب داخل مخزن خردة، بمدينة السلام، دون وقوع خسائر بشرية، اليوم الأربعاء، ثالث أيام عيد الفطر المبارك، وأخطر اللواء طارق راشد مساعد أول وزير الداخلية لقطاع أمن القاهرة.

تلقى مسؤول غرفة العمليات بالإدارة العامة للحماية المدنية بالقاهرة، إشارة من إدارة شرطة النجدة، بتصاعد أدخنة كثيفة يتبعها ألسنة اللهب من داخل مخزن بطريق 100، بجوار محطة الصرف الصحي، نطاق قسم شرطة أول السلام.

بدوره دفع مدير الإدارة العامة للحماية المدنية بالقاهرة بقوات الدفاع المدني مدعومين بـ 4 سيارات إطفاء، وفرضت القوات كردونًا أمنيًا بمحيط الحريق لمنع امتداد النيران إلى باقي المجاورات، وبالفحص والمعاينة تبين نشوب الحريق داخل مخزن خردة على مساحة 100 مترًا، ومكون من طابق واحد.

وحاصرت القوات ألسنة اللهب وتمكنت من السيطرة على الحريق دون وقوع خسائر بشرية، وجرى تنفيذ عملية التبريد لمنع تجدد النيران مرة آخرى، وأخطر مدير الأمن بالواقعة والعرض على النيابة العامة للتحقيق.

هتك عرض 7 فتيات خلال ورشة تمثيل.. تأييد حكم حبس الفنان شادي خلف

مشاهد مرعبة للحظة هجوم أسد على عامل بـ سيرك طنطا.. وقرار عاجل للنيابة العامة (فيديو)

مقالات مشابهة

  • هندية تثير الجدل بطريقة غريبة لإزالة الشعر بالنار .. فيديو
  • علماء يطورون علاجًا ثوريًا لاستعادة البصر المفقود
  • الدفع بـ 4 سيارات إطفاء للسيطرة على حريق مخزن في مدينة السلام
  • “معجزة طبية”.. علماء يطورون علاجا يعيد البصر المفقود
  • الطبقة والمركز والهامش في دار جنجا
  • وكيل الحرس الوطني لمنتسبي مركز التحكم: اليقظة للحفاظ على أمن واستقرار البلاد
  • كرة من اللهب.. اندلاع حريق ضخم في أنبوب غاز لشركة نفط ماليزية
  • اللواء برمه قفزه في الظلام وفقدان للقدرة على التحكم في الشراع
  • جهاز مكافحة المخدرات يحبط محاولة لترويج كميات كبيرة من مادة “الكلابيس”
  • جهاز مكافحة المخدرات يحبط محاولة لترويج كميات كبيرة من مادة “الكلابيس