استخدام تكنولوجيا النانو، من تطوير جهاز جديد لكشف التركيب الجزيئي للسوائل

أعلن علماء ألمان في معهد أبحاث يوليش بغربي ألمانيا أنهم تمكنوا، باستخدام تكنولوجيا النانو، من تطوير جهاز جديد لكشف التركيب الجزيئي للسوائل خلال واحد على خمسة من الثانية. وجاء في مقال نشرته مجلة "علم وتكنولوجيا الموصلات الفائقة" أن جهاز كشف السوائل الجديد لا يختلف كثيراً في تقنيته عن الأجهزة المستخدمة حالياً، فهو يعتمد أيضاً على القياسات الطيفية للمواد، لكنه يختلف في كونه يستخدم نطاقاً أوسع من الترددات الكهرومغناطيسية، ما يجعله يتعرف على سمات التركيب الجزيئي للسائل بشكل أسرع وأدق. فلكل سائل "بصمة" خاصة به، حيث يعكس الأشعة الواقعة عليه وذات الترددات المختلفة بطرق مختلفة. لكن أجهزة الكشف الحالية تعتمد على ترددات تقتصر على نطاق الغيغاهيرتز ولذلك، فيكون من الصعب لهذه الأجهزة التفرقة عن السمات المتشابهة لبعض السوائل.

بصمة مفصلة للسوائل
إلا أن الباحثين الألمان في يوليش تغلبوا على هذه المشكلة باستخدام جهاز كهربائي يعمل بتكنولوجيا النانو يعرف باسم وصلة جوزفوسن. وهو يقوم بتجميع ترددات الضوء المنعكس من السائل عند تعريضه لإشعاع كهرومغناطيسي، ذي نطاق واسع من الترددات. وتبعاً لذلك يتمكن الجهاز من قياس الترددات المنخفضة والمرتفعة لتوفير "بصمة" أكثر تفصيلا للسائل وفقا لتقرير المجلة العلمية.

وكما كتب العلماء في المقال المذكور، فإن التقنية تستخدم موجات كهرومغناطيسية قادرة على تجسيد المعلومات عن الديناميكيات الجزيئية الداخلية للمادة. وتعرف الطريقة باسم التحليل الطيفي لهيلبرت وتعمل في نطاق تردد من 10 غيغاهيرتز إلى 1 تيراهيرتز. وهذا النطاق كما يقول الدكتور نوت أربان، رئيس أبحاث التكوينات الدقيقة في المركز، هو ما يجعل النظام يختلف عن أجهزة الكشف الأخرى.

استخدامات في مجال الأمن ومكافحة الإرهاب
ويضيف أربان أن الأنظمة التي تقيس فقط جزءاً صغيراً من البصمة المركبة، يمكن أن تمنع سلطات الأمن من تقييم كافة التهديدات المحتملة. وأشار إلى مثال المحاولة الإرهابية في عام 2006 للقيام بتفجير على متن طائرة مسافرة من بريطانيا باستخدام سائل يعتمد في تركيبه على مادة البيروكسيد. وكما يوضح الدكتور أربان فإن التمييز بين هيدروجين البيروكسيد والماء أمر صعب للغاية نظراً لتشابه التركيب الكيميائي.

ولحسن الحظ فقد تم إحباط الهجوم على متن تلك الطائرة في لندن قبل تنفيذه، لكن التكنولوجيات التي تطورت منذ ذلك الحين لا تزال تسعى للتعرف على الاختلاف بين السائلين بدون فصلهما عن الأمتعة الأخرى. ويقول العالم الألماني إن هناك حاجة إلى منهج يمكن من قياس البصمة الجزيئية الكاملة، وهو يعتقد أن الجهاز التقني الذي يحقق ذلك سوف يكون مرنا بما يكفي للتعرف على المواد الضارة التي لم يتوصل إليها الإرهابيون بعد.

ومنذ نشر بحثهم في مجلة علم وتكنولوجيا الموصلات الفائقة حظي الفريق في يوليش باهتمام من شركاء صناعيين لتطوير نمط متقدم للنظام وذلك وفقا لتقارير إخبارية ألمانية.