تويت
بالاشتراك مع مركز ويتسوس للبحث العلمي في هولندا، تمكّن باحثون من جامعة غراتس للتكنولوجيا في النمسا من إنتاج مياه مشحونة كهربائيًا بواسطة جسر مائي عائم.
إلى حين إعادة اكتشافها العلمي في عام 2007 بجامعة غراتس للتكنولوجيا، فإن ظاهرة “الجسر المائي” التي تم اكتشافها في القرن التاسع عشر كانت قد أصبحت قيد النسيان.
الطريقة القديمة الجديدة المثيرة للاهتمام تتمثل بالتالي: إذا وُضِعَت كمية من المياه المرشح الشديد النقاوة في اثنين من الأكواب وعرضناها إلى جهد كهربائي عالي، ستتحرّك السوائل على جوانب كل كوب وستشكّل جسرًا مائيًا عائمًا بين الوعائين.
تتدفق المياه في ذلك الجسر بكِلا الاتجاهين وتكون بحالة جديدة كليًا بخصائص بنيوية وكثافية خاصة بها.
والآن فقد أظهر الباحثون عبر هذه الدراسة أن جسر الماء العائم هذا ينتج مياهًا مشحونةً كهربائيًا ويخزن الشحنة لفترة قصيرة على الأقل.
الشحنة الكهربائية البروتونية:
إن المياه هنا ليست مشحونة إلكترونيًا إنما بروتونيًا.
وهذا النوع الجديد من الماء هو مشحون إما سلبيًا أو إيجابيًا اعتمادًا على ما إذا كان يحوي على عدد أقل أو أكثر من البروتونات.
تُظهِر الدراسة أنه في المياه المصعدية (عند المصعد حيث تكون المياه مشحونة إيجابيًا) تتشكل البروتونات في سياق عملية التحليل الكهربائي الحاصلة.
تتدفق نوى الهايدروجين هذه (البروتونات) عبر جسر المياه إلى داخل المياه المهبطية (المشحونة سلبيًا) في الوعاء الآخر، ثم يتم تحييد (إزالة شحنة) النوى المذكورة بواسطة شوارد الهيدروكسيل.
وبما أن البروتونات تتحرك بسرعة منتهية (محدودة)، فيكون بالتالي هنالك دائمًا فائض من البروتونات في أحد حاويات المياه ونقص في البروتونات (يساوي الفائض) في الحاوية الأخرى.
وفي حال إيقاف تشغيل الجسر المائي فجأة (فصل الجهد الكهربائي العالي عن المياه في الوعائين)، فإن الشحنات البروتونية تبقى في الأوعية (يبقى وعاء ذو مياه مشحونة سلبيًا وآخر ذو مياه مشحونة إيجابيًا)، الأمر الذي يمكن قياسه بواسطة التحليل الطيفي للمقاومات في كل وعاء.
كما أظهرت التحقيقات الأولى أن شحنة السائل تبقى مستقرة لإسبوع كامل.
من بطارية مائية إلى كيمياء منحفضة الفضلات:
إن الإدراك بأن جسور مائية كهذه يمكن استخدامها كمفاعلات كهروكيماوية أو كيماوية-عضوية يفتح لنا العديد من التطبيقات الصناعية المحتملة.
يمكن مثلًا تعريض المواد مع مواد أخرى في الجسر المائي بهدف إنشاء التفاعلات الكيميائية، كما أنه يمكن للمياه أن تصبح “بطارية مائية” كمخزن للشحنة الكهربائية، بالإضافة إلى إتاحة إنتاج الأسيد (الأحماض) والقلويات (المواد الأساسية) دون إنتاج أية نقائض شاردية مقابلة (بدون إنتاج المياه الحمضية أو المياه الألكالينية).
وذلك يمهّد الطريق طبعًا لعوامل ومواد تنظيف صديقة للبيئة بشكل خاص، بالإضافة إلى التقليل من الفضلات الناتجة عن العمليات الكيميائية، وأيضًا إتاحة إمكانيات محتملة جديدة للتطبيقات الطبية.
إلى حين إعادة اكتشافها العلمي في عام 2007 بجامعة غراتس للتكنولوجيا، فإن ظاهرة “الجسر المائي” التي تم اكتشافها في القرن التاسع عشر كانت قد أصبحت قيد النسيان.
الطريقة القديمة الجديدة المثيرة للاهتمام تتمثل بالتالي: إذا وُضِعَت كمية من المياه المرشح الشديد النقاوة في اثنين من الأكواب وعرضناها إلى جهد كهربائي عالي، ستتحرّك السوائل على جوانب كل كوب وستشكّل جسرًا مائيًا عائمًا بين الوعائين.
تتدفق المياه في ذلك الجسر بكِلا الاتجاهين وتكون بحالة جديدة كليًا بخصائص بنيوية وكثافية خاصة بها.
والآن فقد أظهر الباحثون عبر هذه الدراسة أن جسر الماء العائم هذا ينتج مياهًا مشحونةً كهربائيًا ويخزن الشحنة لفترة قصيرة على الأقل.
الشحنة الكهربائية البروتونية:
إن المياه هنا ليست مشحونة إلكترونيًا إنما بروتونيًا.
وهذا النوع الجديد من الماء هو مشحون إما سلبيًا أو إيجابيًا اعتمادًا على ما إذا كان يحوي على عدد أقل أو أكثر من البروتونات.
تُظهِر الدراسة أنه في المياه المصعدية (عند المصعد حيث تكون المياه مشحونة إيجابيًا) تتشكل البروتونات في سياق عملية التحليل الكهربائي الحاصلة.
تتدفق نوى الهايدروجين هذه (البروتونات) عبر جسر المياه إلى داخل المياه المهبطية (المشحونة سلبيًا) في الوعاء الآخر، ثم يتم تحييد (إزالة شحنة) النوى المذكورة بواسطة شوارد الهيدروكسيل.
وبما أن البروتونات تتحرك بسرعة منتهية (محدودة)، فيكون بالتالي هنالك دائمًا فائض من البروتونات في أحد حاويات المياه ونقص في البروتونات (يساوي الفائض) في الحاوية الأخرى.
وفي حال إيقاف تشغيل الجسر المائي فجأة (فصل الجهد الكهربائي العالي عن المياه في الوعائين)، فإن الشحنات البروتونية تبقى في الأوعية (يبقى وعاء ذو مياه مشحونة سلبيًا وآخر ذو مياه مشحونة إيجابيًا)، الأمر الذي يمكن قياسه بواسطة التحليل الطيفي للمقاومات في كل وعاء.
كما أظهرت التحقيقات الأولى أن شحنة السائل تبقى مستقرة لإسبوع كامل.
من بطارية مائية إلى كيمياء منحفضة الفضلات:
إن الإدراك بأن جسور مائية كهذه يمكن استخدامها كمفاعلات كهروكيماوية أو كيماوية-عضوية يفتح لنا العديد من التطبيقات الصناعية المحتملة.
يمكن مثلًا تعريض المواد مع مواد أخرى في الجسر المائي بهدف إنشاء التفاعلات الكيميائية، كما أنه يمكن للمياه أن تصبح “بطارية مائية” كمخزن للشحنة الكهربائية، بالإضافة إلى إتاحة إنتاج الأسيد (الأحماض) والقلويات (المواد الأساسية) دون إنتاج أية نقائض شاردية مقابلة (بدون إنتاج المياه الحمضية أو المياه الألكالينية).
وذلك يمهّد الطريق طبعًا لعوامل ومواد تنظيف صديقة للبيئة بشكل خاص، بالإضافة إلى التقليل من الفضلات الناتجة عن العمليات الكيميائية، وأيضًا إتاحة إمكانيات محتملة جديدة للتطبيقات الطبية.