لأول مرة... علماء يتمكنون من الكتابة على الماء!

اكتشف علماء طريقة للكتابة مباشرة على الماء السائل، ما يخلق أنماطًا واضحة وطويلة الأمد تطفو على سطح السائل.

 

وفي الدراسة الجديدة، التي نُشرت في 21 أغسطس(آب) الماضي بمجلة «Nano Micro Small»، قام بينو ليبشين وزملاؤه بجامعة دارمشتات التقنية وجامعة غونان غوتنبرغ بألمانيا بتطوير طريقة لإنشاء كتابة طويلة الأمد داخل السائل.

 

وتعتمد الكتابة المائية على عملية كيميائية تسمى داء الانتشار؛ وهي حركة عفوية لأنواع مختلفة من الجزيئات، ناجمة عن اختلاف في التركيز داخل خليط سائل.

 

ويعمل الخليط السائل الذي ابتكره الفريق، والذي يحتوي على تركيز منخفض من جسيمات مشحونة تسمى (الأيونات)، بمثابة «الورقة». فيما يتكون «الحبر» من جزيئات غروانية (صلبة) كبيرة متناثرة بشكل رقيق عبر المحلول بأكمله. وكان «القلم» عبارة عن حبة صغيرة واحدة للتبادل الأيوني (جسيم قادر على مبادلة الجزيئات المشحونة في الخليط السائل بجزيئات مشحونة مختلفة أصغر)، وذلك وفق ما نشر موقع «لايف ساينس» العلمي.

 

وحسب الموقع، فعندما تتبادل الأيونات الأكبر مع الأيونات الأصغر، يمكن للأيونات الأصغر أن تتحرك (تنتشر) بشكل أسرع وهذا يؤدي إلى اختلاف في التركيز. إذ إن تدرج التركيز هذا في توزيع الأيونات يجبر السائل الموجود في قاع الحاوية بالقرب من المكان الذي ستتحرك فيه الخرزة. بينما يحمل السائل المتحرك الجزيئات الغروية المرئية (الحبر) معه.

 

ومن خلال تدوير السائل (الورق) على مسرح صغير، استغل ليبشن وبالبيرغ الجاذبية لتوجيه قلم خرز التبادل الأيوني عبر المحلول لإنشاء أنماط مختلفة؛ فعندما تتحرك الخرزة عبر السائل، يتم سحب الجزيئات الغروية إلى أثرها من خلال تأثير تدرج التركيز، ما يؤدي إلى ظهور خط مرئي حيث كان القلم.

 

ومن أجل المزيد من التوضيح، قال ليبشين «ان القلم صغير، فإنه لا يزعج المذيب المحيط به كثيرًا؛ فالقلم الأكبر من شأنه أن يحرك الماء ويدمر ما كنت تكتبه. فالجزيئات الغروية كبيرة جدًا وثقيلة بحيث لا يمكنها التحرك كثيرًا في المياه الساكنة خلال النطاق الزمني للتجربة، ولهذا السبب تظل الخطوط مرئية». وفي هذا الاطار، طور الفريق هذه التقنية باستخدام الماء كورق وجزيئات السيليكا كحبر، وقاموا بعد ذلك باستكشاف ما إذا كانت مجموعات الورق والقلم والحبر الأخرى فعالة أم لا.