ينتمي الى قسم الكيمياء (37) تدريسي في مختلف الاختصاصات ، يقومون باعطاء المحاضرات للطلبة في القسم .

العدد الخاص من مجلة جامعة كربلاء بالمؤتمر العلمي الرابع الدولي الاول

وقائع المؤتمر1
وقائع المؤتمر2
وقائع المؤتمر3

المؤتمر العلمي الرابع / الدولي الأول

“بأنجازات العلماء ودم الشهداء  يتحقق النصر”

عقد المؤتمر العلمي / الدولي الأول عام 2017/4/12 ، تحت شعار (إنجازات العلماء وتحقيق النصر بدماء الشهداء) ، وشارك في المؤتمر (222) باحثا و (94) بحثا وثلاث عشرة جلسة من ابحاث.

رئيس اللجنة العلمية للمؤتمر

رئيس المؤتمر

رئيس اللجنة التحضيرية للمؤتمر

كلية التربية للعلوم الصرفة ترحب بالحضور الكرام في مؤتمرها العلمي الرابع-الدولي الاول

المؤتمر العلمي  الخامس-الدولي الثاني

كلية التربية للعلوم الصرفة—جامعة كربلاء

المؤتمر العلمي الثاني

تحت شعار(نستنهض كل الطاقات العلمية في اعادة بناء عراقنا الحبيب)

عقدت كلية التربية للعلوم الصرفة مؤتمرها العلمي الثاني يوم الاحد المصادف 31/3/2013 فيما يلي البحوث العلمية للمؤتمر:      

رئيس اللجنة التحضيرية للمؤتمر

رئيس المؤتمر

رئيس اللجنة العلمية للمؤتمر

كلية التربية للعلوم الصرفة ترحب بالحضور الكرام في مؤتمرها العلمي الثاني

المؤتمر العلمي الثاني

كلية التربية للعلوم الصرفة—جامعة كربلاء

المؤتمر العلمي الأول

تحت شعار((البحث العلمي التطبيقي رافداً للنهوض العلمي في عراقنا الجديد))

عقد المؤتمر العلمي الأول عام 2012/4/29 ، تحت شعار (البحث العلمي التطبيقي داعم للتقدم العلمي في عراقنا الجديد) ، وشارك في المؤتمر (63) باحثا و (29) بحثا وست جلسات

رئيس اللجنة التحضيرية للمؤتمر

رئيس المؤتمر

رئيس اللجنة العلمية للمؤتمر

كلية التربية للعلوم الصرفة ترحب بالحضور الكرام في مؤتمرها العلمي الاول

المؤتمر العلمي الاول

كلية التربية للعلوم الصرفة—جامعة كربلاء

من الأمور التي تعيق عملية التخلص من الأسلحة الكيميائية أنّ الحرارة والرطوبة تعمل وبسرعة على تحطيم الأنزيمات المسؤولة عن إبطال عمل المواد الكيميائية المميتة. وقد تمكن الباحثون من تطوير مركب مستقر جداً له القابلية على تعطيل الغازات المؤثرة على الأعصاب مثل غاز السارين في غضون دقائق.

ولتكوين هذا المركب، فكر الباحثان عمر فرحة وجوزيف هاب من جامعة نورث ويسترن في إيفانستون إللينوي، بالعودة إلى الطبيعة كمصدر للإلهام.

تنتج البكتريا إنزيماً يدعى بـ Phosphotriesterases، والذي يثبط بعض أنواع المبيدات وغازات الأعصاب الكيميائية ذات العلاقة وبسرعة عالية جداً، لكن هذه الإنزيمات ضعيفة وسهلة التحلل، لذا قرر الباحثون إعادة تكوين الميكانيكية التي يحطم بها هذا الإنزيم المواد الكيميائية، منتجين بذلك عاملاً محفزاً من صنع البشر، قادر على الصمود في أكثر الأوضاع قساوة وشدة.

بدأ الباحثون باستخدام إطارات عضوية فلزية (MOF) وهي مركبات مسامية مطورة حديثاً مؤلفة من فلزات مرتبة في شبكة بلورية ترتبط بجزيئات مؤلفة من الكربون، وتعد هذه الإطارات مواد عالية التكيف، حيث يمكن للعلماء تبديل الفلزات أو الروابط لتحسين المادة وتكييفها لاستخدامها في تطبيقات متنوعة، مثل التقاط ثنائي أكسيد الكربون، أو لخزن غاز الهيدروجين أو غاز الميثان. ونظراً لكون هذه الإطارات ذات طبيعة مسامية، فإنها تمتلك مساحة سطحية عالية تمكنها من تكوين أواصر كيميائية وبسرعة عالية، الأمر الذي يمنحها أفضلية عالية لاستخدام كمواد محفزة.

في الإنزيم الطبيعي،  Phosphotriesterase، تعمل ذرتا خارصين (زنك) كحمض لويس، والذي يستقبل الالكترونات للارتباط بغاز الأعصاب، مقطعاً الأواصر الكيميائية الأساسية، والنتيجة هي تعطيل عمله. وقد قام العلماء بصناعة إطار عضوي فلزي مشابهة لتركيب الإنزيم، ولكنهم استبدلوا ذرة الخارصين بذرة الزركونيوم، والتي تسلك سلوك حامض لويس أيضاً، وتجعل الإطار العضوي الفلزي ذا استقرارية عالية جداً.

جرب الباحثون مركبهم الجديد والذي أسموه بـ NU-1000 على أحد المبيدات التي تشبه أحد غازات الأعصاب من الناحية الكيميائية، ولكنه أقل خطورة، تمكن المركب NU-1000 من تعطيل نصف كمية المبيد في غضون 15 دقيقة، وتعد هذه النتيجة أسرع تفكك لهذه المركب الكيميائي على الإطلاق باستخدام إطار عضوي فلزي، وكانت السرعة أيضاً أعلى بثلاث مرات من الإطارات العضوية الفلزية الأخرى التي استخدمها فريق البحث.

بعد ملاحظة هذه النتائج أرسل فريق البحث هذا المركب إلى الجيش الأمريكي لدراسة تأثيره على بعض من غازات الأعصاب، حيث قام علماء الجيش بقياس عمر نصف يقدر بـ 3 دقائق لتحطيم غاز الأعصاب GD والذي يعد أكثر سمية من غاز السارين، حسب ما أعلنه الفريق في مجلة Nature Materials، فقد كانت سرعة المركب الجديد في إزالة غاز الأعصاب GD أسرع بـ 80 مرة من المركبات السابقة.

إنّ تفوق المركب NU-1000 على المركبات السابقة المشابهة له، بأنّ المسامات بين عقد الفلزات المكونة للمركب أكبر، ما يسمح للكواشف الكيميائية باختراق هيكل الإطار العضوي الفلزي بسهولة والتفاعل مع الزركونيوم الموجود في الداخل، بالإضافة إلى أنّ التفاعل لا يستهلك الـ NU-1000، لذا فإنّ كميات قليلة منه تكون كافية، كما أنّ المركب قابل لإعادة الاستخدام.

يقول الكيميائي Banglin Chen من جامعة تكساس، سان أنتونيو: “إنّ هذه المقاربة نادرة جداً وواعدة جداً”. وواصفاً إياها بـ”النتيجة الرائعة جداً”.

ولكن الحاجة تبقى للمزيد من التطوير ليقوم المركب NU-1000 بعمله على أكمل وجه، فالإنزيم  Phosphotriesterase أسرع بـ 1000 إلى 100,000 مرة.

يقول عالم الكيمياء الحياتية فرانك روشيل Frank Raushel من جامعة تكساس: “يتوجب على الإطارات العضوية الفلزية أن تكون أفضل لكي يكون استخدامها عملياً”. فالـ NU-1000 ـ على سبيل المثال ـ لا يمتلك السرعة الكافية لاستخدامه في أقنعة الغازات، حيث تتوجب تنقية الهواء بسرعة كافية لكي يتنفسه الجنود. يقول عمر فرحة: “ولكن النتائج ستقود إلى تصميم عوامل محفزة متقدمة”.

وقد تمكن فريق البحث من فهم كيفية عمل العامل المحفز عن طريق نمذجة التفاعل الكيميائي، والذي سلط الضوء على أهمية المسامات الكبيرة والفوائد الكبيرة للإطارات العضوية الفلزية المستندة على الزركونيوم. يقول عمر فرحة: “بعد أن تعلمنا كل قواعد التصميم هذه، نحن نعلم ما هي الخطوة التالية”، ويأمل عمر فرحة بأنه سيتمكنون في النهاية من توقع الطريقة التي يعمل بها مثل هذه العوامل المحفزة حتى قبل صنعها.

وقد وصف مارك روشيل هذا العمل بقوله: “إنّ هذا العمل ممهد للمستقبل، وهم يسلكون الطريق الصحيحة”.

المصدر:

Emily Conover. (March 16, 2015). New compound quickly disables chemical weapons. Science/AAAS. Retrieved April 24, 2015

تحتوي المحيطات والأجسام المائية الأخرى على مليارات الأطنان من اليورانيوم المنحل. وعلى مرِّ تاريخ الكوكب، تحول بعض هذا اليورانيوم إلى شكل غير قبل للانحلال، مما تسبب بترسبه وتراكمه في الرواسب. هناك طريقتان يستطيع اليورانيوم من خلالهما التحوُّل من الشكل القابل للانحلال إلى غير القابل للانحلال: إما عبر نشاط الكائنات الحية -البكتيريا- أو من خلال التفاعل كيميائياً مع معادن معينة.

إذا ما عرفنا الطريقة التي سلكها اليورانيوم للتحوُّل، نستطيع الحصول على رؤية مهمة جداً حول تطور ونشاط البيولوجيا الميكروبية على مدار تاريخ الأرض. تصف ورقة علمية جديدة ظهرت في مجلة PNAS، نشرها فريق دولي يقوده معهد البولتكنيك الاتحادي في سويسرا، طريقة جديدة تستخدم التركيب النظائري لليورانيوم بهدف الفصل بين تلك المسارات.

الرابط الموجود بين البكتيريا والسجل الصخري ليس بالجديد. وبوجود شروط محددة، تتفاعل البكتيريا بيولوجياً مع الأيونات المنحلة مثل الكبريت، أو اليورانيوم، ممّا يتسبب في جعل الأخيرة غير قابلة للانحلال والترسب، ويساهم ذلك في تراكمها داخل رواسب المحيطات. لكن وللمرَّة الأولى على الإطلاق، يستطيع العلماء تحديد فيما إذا كانت البكتيريا نشطة في مكان وزمان تشكُّل الرواسب وذلك بالاعتماد على تحليل كميات صغيرة من اليورانيوم الموجود في تلك الرواسب.

جهات مانحة للالكترونات من الصعب إرضاؤها

قد تبدو حقيقة إمكانية تفاعل البكتيريا واليورانيوم مفاجئةً بطريقةٍ ما. لكن وفقاً لريزلان بيرنيار-لاتماني Rizlan Bernier-Latmani، الباحث الرئيسي في الدراسة، تحتاج البكتيريا للتخلص من الالكترونات من أجل إكمال عمليات استقلاب محددة، وصدف أنّ اليورانيوم المنحل قادر على أخذ تلك الالكترونات.

اليورانيوم بعيد جداً عن كونه المعدن الوحيد الذي تتبرع له البكتيريا بالكتروناتها الإضافية. لكن حالما يترسب بالشكل غير القابل للانحلال، ليغدو اليورانيوم المعدن الوحيد المعروف حتى اليوم والقادر على الاحتفاظ بإشارة يستطيع العلماء تحليلها لكشف فيما إذا كانت البكتيريا موجودة في عملية تحوله.

الأمر الذي يجعل من اليورانيوم فريداً هو كون البكتيريا يصعب إرضاؤها عندما يتعلق الأمر بالوزن الذري لليورانيوم الذي تتبرع بالكتروناتها له. من بين النظيرين الأكثر شيوعاً لليورانيوم في الأرض – اليورانيوم 238 واليورانيوم 235- يبدو أن البكتيريا تُفضل اليورانيوم 238.

وبالمقابل، يُعالج مسار التحول الكيميائي كلاً من أشكال اليورانيوم بشكلٍ متساوٍ. وكنتيجة لذلك، يُشير وجود قيمة أعلى بقليل لنسبة نظيري اليورانيوم الخفيف والثقيل، في اليورانيوم الصلب المستخرج من الأرض، إلى وجود عملية تحول بكتيرية.

تطور الحياة

تُقدم القدرة على التمييز بين المَسارَين للبَاحِثيْن أداةً فريدةً لسبرِ الغِنى البيئي المحيط بالبكتيريا قبل مليارات الأعوام. وعبر تطبيق طريقتهم على بيانات العصور القديمة لرواسب غرب استراليا، يجادل المؤلفون بأن اليورانيوم المكتشف في الرواسب، التي لا يوجد فيها الكثير من الأكسجين، تجمّد نتيجةً لعملية بيولوجية. ويقولون أنّ البكتيريا كانت نشطة في تلك المواقع قبل 2.5 مليار عام، أي عندما تشكلت الرواسب.

 بالنسبة لعالمة كيمياء حيوية مثل بيرنيار-لاتماني، فإن معرفة فيما إذا كانت البكتيريا نشطة أم لا في ذلك الوقت والمكان، هو أمر مهم وقد يُقدم رؤية جديدة على التطور الكيميائي لكوكبنا، ويشمل ذلك على سبيل المثال وفرة الأكسجين الحر في المحيطات والغلاف الجوي. وتقول بيرنيار-لاتماني: “لدينا بعض الفهم لكيفية تطور ترَاكيز الأكسجين في الغلاف الجوي والمحيطات بمرور الزمن. هناك أدلة متزايدة تتعقب وجود الأكسجين، لوجود آثار قليلة له كانت متاحة قبل مليارات الأعوامٍ في عالمٍ يعاني نقصاً بذلك العنصر -والبكتيريا التي كانت موجودة استخدمته بشكلٍ غير مباشر. لهذه التغيرات علاقة مباشرة بتطور الحياة وعمليات الانقراض الضخمة”.

وتعتقد أنه في اللغز المعقَّد للمراحل المبكِّرة من تاريخ الكوكب، رُبّما ساعد اليورانيوم على الاحتفاظ ببعض القطع المفقودة.

تُشاهد الهولوغرامات (holograms) المتحركة، مثل تلك المُستخدمة في أفلام الخيال العلمي ثلاثية الأبعاد أڨاتار، وإليزيوم، ببهائها الكامل فقط عند ارتداء نظارات خاصة.

الآن، برهن باحثون من جامعة سوينبرن Swinburne للتكنولوجيا على قدرة تقنية تستخدم أكسيد الغرافين، وفيزياء الليزر المعقدة على خلق عرض عائم ومنبثق دون الحاجة إلى النظارات ثلاثية الأبعاد.

الغرافين (Graphene) هو مادة كربونية ثنائية الأبعاد، وتتمتع بخواص بصرية وإلكترونية استثنائية، وتُقدم منصة لمواد جديدة ستُستخدم في الجيل التالي من الأجهزة النانوية الضوئية (nanophototonic devices).

وبالاعتماد على عملية ضوئية لا تتضمن وجود الحرارة أو تغيراً في درجة الحرارة، تمكّن الباحثون من خلق بكسلات نانوية الحجم لمعامل الانكسار (refractive index) -وهو مؤشر يدل على مقدار انحناء الضوء أثناء مروره في وسط ما- لأكسيد الغرافين المخفّض. ويُعتبر ذلك الأمر مهماً جداً بالنسبة للتسجيل اللاحق للبكسلات المنفردة، بالنسبة للهولوغرامات وبالتالي للمشهد ثلاثي الأبعاد الخاص بالعين المجردة.

يقول البروفيسور مين جو Min Gu، مدير مركز الضوئيات الميكروية في جامعة سوينبرن: “إذا كان بإمكانك تغيير معامل الانكسار، ستستطيع أيضاً خلق الكثير من التأثيرات البصرية. بالإمكان حمل تقنيتنا لإنجاز مكونات بصرية مدمجة من الضوء المتحكم به. يُمكننا إنشاء عرض بزاوية واسعة ولازمة بالنسبة للهواتف المحمولة وأجهزة التابلت (tablets)”.

يقول الدكتور شيانغ بينغ لي Xiangping Li، وهو أحد قادة هذا البحث: “بسبب سماكته ذات الرتبة الذرية، وقوته الميكانيكية الكبيرة جداً، يزدهر استخدام الغرافين في وحدات العرض المتحركة في العروض ثنائية الأبعاد. قد تُساهم تقنيتنا في دعم أجهزة العرض المستقبلية المرنة، والقابلة للارتداء وانتقالها إلى مرحلة تقديم عروض ثلاثية الأبعاد”.

يقول الدكتور جو أن هذه التقنية عرض من الجيل الجديد التجسيمي ثلاثي الأبعاد والرقمي، وتمتلك أيضاً العديد من التطبيقات في مجال الأجهزة العسكرية، والترفيه، والتعليم عن بعد، والتشخيص الطبي.