أحدهم فلسطيني الأصل.. نوبل للكيمياء تمنح لعلماء ابتكروا "فضاءات جديدة"

في حال واجهت مشكلة في مشاهدة الفيديو، إضغط على رابط المصدر للمشاهدة على الموقع الرسمي

منحت الأكاديمية الملكية السويدية للعلوم جائزة نوبل في الكيمياء لكل من سوسومو كيتاغاوا وريتشارد روبسون وعمر ياغي، تقديرا لإسهامهم الثوري في ابتكار شكل جديد من العمارة الجزيئية يُعرف باسم "الأطر الفلزية العضوية".

هذه البنى الدقيقة ليست مجرد اكتشاف كيميائي، بل تمثل نقلة نوعية في طريقة تصميم المواد على المستوى الذري لخدمة أهداف بيئية وصناعية كبرى.

ما الأطر الفلزية العضوية؟

الأطر الفلزية العضوية هي شبكات بلورية دقيقة المسام تتكون من أيونات فلزية تعمل كزوايا للهيكل، تتصل فيما بينها بواسطة جزيئات عضوية طويلة تعمل كروابط. يشبه ذلك بناء برج معقّد تكون فيه المعادن أعمدة صلبة والجزيئات العضوية جسورا تربط بينها.

النتيجة هي مادة تمتلك مساحات داخلية ضخمة جدا بالنسبة إلى حجمها، مليئة بالفراغات المجهرية التي تسمح بمرور الغازات والمواد الكيميائية وتخزينها.

ومن خلال تعديل نوع الفلزات أو الجزيئات العضوية المستخدمة في البناء، يستطيع العلماء تصميم هذه المركبات حسب الحاجة، ليمتص بعضها ثاني أكسيد الكربون من الهواء، ويحبس البعض الآخر الغازات السامة، يُستخدم البعض لتحلية المياه أو تسريع التفاعلات الكيميائية.

مصدر الصورة

ما الذي أنجزه العلماء؟

في عام 1989، بدأ ريتشارد روبسون تجربة فكرة غير مألوفة في الكيمياء آنذاك وهي استغلال الطبيعة الكهربائية للذرات لتشكيل هياكل واسعة المسام، وصولا إلى إنتاج بلورة منتظمة واسعة الفراغات، تشبه ماسة مليئة بتجاويف مجهرية.

رغم جمال التركيب، فإنه كان هشا جدا وانهار بسهولة. وهنا جاء دور العالِمَين كيتاغاوا وياغي اللذين وضعا الأساس العلمي لجعل هذه الهياكل مستقرة وعملية بين عامي 1992 و2003.

كيتاغاوا أثبت أن الغازات يمكن أن تتحرك بحرية داخل الهياكل دون أن تتلفها، وتوقع إمكانية جعلها مرنة تشبه الإسفنج في استجابتها للتغيرات.

أما عمر ياغي، فقد صمم إطارا فلزيا عضويا مستقرا للغاية، وأظهر أن بالإمكان تعديله هندسيا بإضافة جزيئات جديدة أو استبدال أخرى، ليكتسب خصائص جديدة حسب الغرض المطلوب.

جدير بالذكر أن عمر ياغي أردني سعودي أميركي، فاز مؤخرا بجائزة نوابغ العرب عن فئة العلوم الطبيعية في دورتها الثانية لعام 2024، وذلك عن إسهاماته الكبيرة في مجال الكيمياء الشبكية. وُلِد ياغي في الأردن عام 1965، وجاء ترتيبه السادس من بين 10 أبناء، وقد نزحت عائلته من فلسطين إلى الأردن عام 1948.

مصدر الصورة

تطبيقات واعدة

بعد اكتشافهم، تمكّن العلماء من بناء عشرات الآلاف من الأنواع المختلفة من هذه المواد، ولكلٍّ منها وظيفة محددة. تُستخدم بعض هذه المواد حاليا في:

كما قال البروفيسور هاينر لينكه، رئيس لجنة نوبل للكيمياء: "الأطر الفلزية العضوية تمتلك إمكانات هائلة، إذ تفتح الباب أمام مواد مصممة خصيصا لأداء وظائف جديدة لم نكن نتصورها من قبل".

إن ما فعله كيتاغاوا وروبسون وياغي هو أكثر من اكتشاف مادة جديدة؛ لقد أنشؤوا لغة جديدة لبناء المواد على مستوى الذرات، لغة يمكن من خلالها برمجة الخصائص الكيميائية كما نبرمج الحواسيب.