المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الفيزياء
عدد المواضيع في هذا القسم 11277 موضوعاً
تاريخ الفيزياء
الفيزياء الكلاسيكية
الفيزياء الحديثة
الفيزياء والعلوم الأخرى
مواضيع عامة في الفيزياء

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر
تقسيم مصر الإداري في عهد الأسرة الثانية عشرة.
2024-02-23
السلطات التي اكتسبها الفرعون.
2024-02-23
سلطة أمراء المقاطعات لم تمح جملة.
2024-02-23
نظام الحكم والعهد الإقطاعي الأول.
2024-02-23
الملكة سبك نفرو وآثارها.
2024-02-23
آثاره الأخرى المتفرقة.
2024-02-23

الأفعال التي تنصب مفعولين
23-12-2014
صيغ المبالغة
18-02-2015
الجملة الإنشائية وأقسامها
26-03-2015
معاني صيغ الزيادة
17-02-2015
اولاد الامام الحسين (عليه السلام)
3-04-2015
انواع التمور في العراق
27-5-2016


التنظيف الذاتي للأسطح  
  
385   01:05 صباحاً   التاريخ: 2023-12-04
المؤلف : أ. د. محمد شريف الاسكندراني
الكتاب أو المصدر : تكنولوجيا النانو من أجل غدٍ أفضل
الجزء والصفحة : ص157–159، ص161
القسم : علم الفيزياء / الفيزياء الحديثة / الفيزياء الجزيئية /

قبيل نهاية تسعينيات القرن الماضي، أجرى فريق عمل بإحدى الجامعات اليابانية تجرية مهمة بهدف التحقق من مدى فاعلية طبقات TiO2 المؤلفة من حبيبات نانوية على إذابة الملوثات العضوية من على سطح المواد (2). وقد أجرى الفريق تجربة رائدة، والتي فيها رُسبت طبقة من حمض الإستيريك (مادة عضوية)، بلغ سمكها نحو 2 نانومتر، وذلك فوق سطح بلورة أحادية من مادة TiO2. وقام الفريق بعد ذلك بحساب عدد الجزيئات من حمض الإستيريك التي تغطي المساحة السطحية لمادة TiO2. وقد وجدوا أن السنتيمتر المربع الواحد من TiO2 يغطيه نحو 1016 جزيء من حمض الإستيريك. ثم قاموا بعد ذلك بتعريض هذه الطبقة العضوية المترسبة لفوتونات ضوئية صادرة عن مصدر لتوليد الأشعة فوق البنفسجية، وذلك لفترات زمنية مختلفة. وبعد كل فترة زمنية لاحظ الفريق أن سمك الطبقة يتناقص تدريجيا مع زيادة المدة الزمنية المخصصة لتعريضه للفوتونات الضوئية، إلى أن تلاشت الطبقة تماما بعد تعريضها للمصدر الضوئي لمدة 20 دقيقة. وقد استنتج الباحثون من تلك التجربة قدرة مادة ثاني أكسيد التيتانيوم (TiO2) على تحليل مادة حمض الإستيريك العضوية المترسبة على السطح وتحويلها إلى بخار ماء وثاني أكسيد الكربون.

وقد أثارت هذه التجربة وما تلاها من سلسلة تجارب للفريق ولفرق بحثية أخرى من جميع المدارس البحثية في العالم، جدلا كبيرا، حيث أكدت نتائج كل تلك التجارب مدى فاعلية المحفزات الضوئية النانوية لمادة TiO2 في مجال تغطية ووقاية الأسطح من تراكم الملوثات والعوالق العضوية الموجودة بالأوساط البيئية المختلفة. وأرجعت النتائج تلك الخاصية التي تتمتع بها مادة TiO2 إلى أن تعرض المادة لذلك المصدر الضوئي يؤدي إلى تكون فجوات موجبة الشحنات في بلوراتها، ما يخلق بيئة مؤكسدة قوية من شأنها تحليل المواد العضوية وتحويلها إلى مركبات هيدروكربونية صديقة للبيئة. ومنذ ذلك الحين سميت هذه العملية باسم التنظيف الذاتي Self–Cleaning للأسطح.

وقد أوحت تلك القدرة المتميزة التي تتمتع بها حبيبات مادة TiO2 النانوية، لفريق بحثي ياباني بالتعاون مع هيئة الطرق السريعة هناك وذلك لتنفيذ مشروع بحثي مشترك، قام فيه الفريق بطلاء أغطية كشافات الإنارة لمصابيح الصوديوم، المستخدمة في إضاءة الأنفاق المنتشرة بشبكة الطرق السريعة هناك، بطبقة رقيقة شفافة من مادة TiO2 النانوية، وذلك بغرض التنظيف الذاتي للأغطية الزجاجية لتلك الكشافات (3). وقد بنيت الفكرة على أساس أن مصابيح الصوديوم الموجودة داخل الكشافات تشع منها طاقة ضوئية قوية يمكنها الوصول بسهولة إلى الطبقة المستخدمة في طلاء أغطية الكشافات. وبالفعل قد نجحت الفكرة، إذ تمكنت حبيبات مادة TiO2 النانوية من حماية أسطح أغطية الكشافات الخارجية مع الترسيبات الهيدروكربونية الناتجة عن سوء التهوية داخل تلك الأنفاق بالطرق السريعة التي تستوعب يوميا كثافة مرورية عالية.

ويوضح الشكل (8 – 1) صورة لموقع النفق (الشكل 8 – 1 «أ») التقطت بغرض إبراز تأثير طلاء أغطية كشافات الصوديوم بطبقة رقيقة شفافة من مادة TiO2 النانوية في عتامة أو نقاوة أغطية الكشافات بعد تشغيل مصابيح الصوديوم المستخدمة في إضاءة النفق. ويتضح من هذا الشكل، أنه على الرغم من تشغيل النفق لأشهر عدة تحت ظروف الكثافة المرورية العالية نفسها التي يعانيها، فإنه مع استخدام طبقة من TiO2 حافظت أغطية كشافات الصوديوم على درجة نقاوتها (الشكل 8 – 1 «ب»)، الأمر الذي أدى إلى المحافظة على مستوى الإنارة المطلوب توافره داخل النفق. ويعقد الشكلان (8 – 1 «ج») و (8 – 1 «د») مقارنة أجريت للغرض نفسه، على غطاء واعد من كشافات الإنارة طلي بطبقة من TiO2 «جـ» بينما لم يطل الجزء الآخر «د». وبعد تشغيل الإضاءة عدة أشهر، اتضح أن الجزء الذي لم يضأ، قد تراكمت عليه ترسيبات هيدروكربونية كثيفة، فأصبح معتما، هذا على النقيض من الجزء الآخر. هذا ويمثل الشكل (8 – 1 «د») صورة لأحد أغطية كشافات الإنارة المضاءة لأشهر عدة، والتي لم تُغطّ بطبقة TiO2 النانوية أُخذت كصورة مرجعية تُستخدم للمقارنة بين نقاوة أسطح الكشافات المضاءة، قبل وبعد عملية الطلاء.

الشكل (8 – 1): (أ) جسم النفق وقت تشغيل إنارة كشافاته بعد أشهر عدة من طلاء أغطيتها بطبقة شفافة مكونة من حبيبات TiO2 النانوية، (ب) صورة لأحد الكشافات الموجودة في (أ)، (جـ) جزء من غطاء كشاف طلي، (د) جزء للكشاف نفسه الموضح في (جـ) لم يتم طلاؤه، (هـ) غطاء كشاف إنارة – لم يطل بالكامل – بعد تشغيله فترة طويلة امتدت أشهرا عدة. (الصورة منقولة من المرجع 3 مع تصرف مؤلف هذا الكتاب في إضافة الشرح والتعليق على الصور المبينة).

________________________________________
هوامش

(2) P. Sawunyama, A. Fujishima and K. Hashimoto, Langmuir, Vol. 15 (1999) pp. 3551–3559.

(3) H. Honda, A. Ishizaki, R. Soma, K. Hashimoto and A. Fujishima J. Illum. Eng. Soc. (1998) pp. 42–48:




هو مجموعة نظريات فيزيائية ظهرت في القرن العشرين، الهدف منها تفسير عدة ظواهر تختص بالجسيمات والذرة ، وقد قامت هذه النظريات بدمج الخاصية الموجية بالخاصية الجسيمية، مكونة ما يعرف بازدواجية الموجة والجسيم. ونظرا لأهميّة الكم في بناء ميكانيكا الكم ، يعود سبب تسميتها ، وهو ما يعرف بأنه مصطلح فيزيائي ، استخدم لوصف الكمية الأصغر من الطاقة التي يمكن أن يتم تبادلها فيما بين الجسيمات.



جاءت تسمية كلمة ليزر LASER من الأحرف الأولى لفكرة عمل الليزر والمتمثلة في الجملة التالية: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation وتعني تضخيم الضوء Light Amplification بواسطة الانبعاث المحفز Stimulated Emission للإشعاع الكهرومغناطيسي.Radiation وقد تنبأ بوجود الليزر العالم البرت انشتاين في 1917 حيث وضع الأساس النظري لعملية الانبعاث المحفز .stimulated emission



الفيزياء النووية هي أحد أقسام علم الفيزياء الذي يهتم بدراسة نواة الذرة التي تحوي البروتونات والنيوترونات والترابط فيما بينهما, بالإضافة إلى تفسير وتصنيف خصائص النواة.يظن الكثير أن الفيزياء النووية ظهرت مع بداية الفيزياء الحديثة ولكن في الحقيقة أنها ظهرت منذ اكتشاف الذرة و لكنها بدأت تتضح أكثر مع بداية ظهور عصر الفيزياء الحديثة. أصبحت الفيزياء النووية في هذه الأيام ضرورة من ضروريات العالم المتطور.




العتبة العبّاسية تعلن عن أسماء الفائزين بمسابقة ولادة الإمام المهدي (عجّل الله تعالى فرجه الشريف)
قسم الإعلام يصدر العدد (479) من مجلة صدى الروضتين
العتبة العبّاسية تقيم مهرجان الولادات المحمدية في مدينة الحمزة الشرقي
العتبة العباسية تشارك في معرض البصرة الدولي للتسوق الرمضاني