باحثان من جامعة أم القرى يتوصلان إلى نتائج جديدة لتأثير التحميل الحراري على تذبذب أشعة الذهب النانونية

صالح باهبري – صحيفة مكة الإلكترونية
تصوير: صالح باهبري

توصل باحثان بجامعة أم القرى إلى نتائج علمية جديدة تظهر تأثير التحميل الحراري على تذبذب أشعة الذهب النانونية وسرعة تقدم الموجات الحرارية والميكانيكية والطاقة التي تتولد بداخله وعملية إخمادها من خلال معاملات الزمن الاسترخائي وزمن التعلية وقيمة التردد الزاوي الحراري.

وكان الباحثان الدكتور حمدي محمود يوسف الأستاذ المشارك بقسم الهندسة الميكانيكية بكلية الهندسة والعمارة الإسلامية والدكتور خالد السباعي مشالي الأستاذ المساعد بقسم الرياضيات بكلية العلوم التطبيقية بجامعة أم القرى قد قاما بدراسة تذبذب أشعة الذهب النانونية والتي تقع في سياق علم ميكانيكا النانو من خلال بحثين الأول بعنوان ( [COLOR=crimson]تذبذب أشعة الذهب النانونية الناتج من أنواع مختلفة من التحميل الحراري باستخدام طريقة فضاء الحالة [/COLOR]) ، والآخر بعنوان ([COLOR=blue]طريقة فضاء الحالة لتذبذب أشعة الذهب النانونية الناتجة من تحميل حراري من نوع التعلية دون فقد للطاقة في مقياس الفيمتو ثانية[/COLOR]).

وأفاد الباحثان أن بحثهما الأول اعتمد على بناء نموذج رياضي جديد لشعاع من الذهب في مقياس النانوميتر في سياق إحدى نظريات المرونة الحرارية الحديثة و التي تعتمد على معادلة توصيل حراري غير تقليدية بحيث تحتوي على معامل زمني يسمى بالزمن الاسترخائي مما يجعل النموذج الرياضي أكثر تعقيدا, وذلك باستخدام بعض الطرق الرياضية مثل تحويل المتغيرات لإلغاء الأبعاد من المعادلات الرياضية واستخدام محولات ( لابلاس ) لإيجاد الحل العام للنموذج الرياضي, وتم فرض تحميل حراري خارجي على الشعاع و بأشكال مختلفة مثل تحميل حراري يتغير لفترة زمنية محددة و تحميل حراري آخر يتغير مع الزمن بشكل دوري , وبينت النتائج تأثير هذان النوعان من التحميل الحراري على تذبذب الطاقة التي تتولد بداخله وكيفية اعتماد إخمادها على معاملات الزمن الاسترخائي وزمن التعلية وقيمة التردد الزاوي الحراري .

أما البحث الثاني فأعتمد على بناء نموذج رياضي جديد و مختلف عن النموذج السابق لشعاع من الذهب في مقياس النانوميتر في سياق إحدى نظريات المرونة الحرارية الحديثة و التي تعتمد على معادلة توصيل حراري جديدة ومختلفة عن السابقة ، وتتميز هذه المعادلة بعدم فقدها للطاقة ، واعتمدت المعادلة على فرض تحميل حراري على الشعاع يتغير مع الزمن وفي مقياس زمني صغير يسمى ( بالفيمتوثانية ) وأظهرت نتائج جديدة تبين تأثير معامل زمن التعلية للإجهاد الحراري في حالة عدم فقد للطاقة على تذبذب أشعة الذهب النانونية وعلى قيمة سرعة تقدم الموجات الحرارية و الميكانيكية و الطاقة التي تتولد بداخله و كيف يلعب هذا المعامل دورا فعالا في إخماد هذه الطاقة.

وأشار الباحثان إلى أن علم النانو يعد أحد أهم العلوم الحديثة إذ يتسابق العالم اليوم للنيل منه وتحقيق أكبر طفرة علمية في هذا المجال ، موضحان أن النتائج التي تم التوصل لها في هذين البحثين ستسهم في مجالات متعددة أهمها علاج مرض السرطان وذلك باستخدام جزيئات الذهب النانونية (في حجم الشعاع) بعد أن تم اكتشاف قدرة هذه الجزيئات في التعرف على الخلايا المصابة فقط وكيف يمكن بواسطة شعاع ضوئي توليد طاقة حرارية على هذه الجزيئات بكمية محسوبة بدقة عالية جدا بحيث تقوم هذه الطاقة بتدمير تلك الجزيئات و من ثم تدمير خلايا السرطان وذلك ما أشار إليه البروفيسور مصطفى عمرو السيد وهو أحد العلماء المصريين الحاصلين على الجنسية الأمريكية الذي اكتشف نظرية تدمير خلايا السرطان بواسطة الطاقة والذي استضافته جامعة أم القرى في العام المنصرم.

وأكد الباحثان أن مثل هذه النتائج لم تكن تتحقق لولا فضل الله أولا ثم بما وفر لجامعة أم القرى من إمكانات هائلة ودعم سخي من القيادة الرشيدة في هذه البلاد المباركة وفقهم الله والمتابعة الشخصية المباشرة والاهتمام الكبير الذي يوليه معالي مدير الجامعة الدكتور بكري بن معتوق عساس وكافة المسئولين في هذا الصرح العلمي .

الجدير بالذكر أن البحثين العلميين قد تم نشرهما في مجلتين علميتين تحظيان بترتيب عالمي متميز في هذا المجال ، حيث نشر البحث الأول بعنوان " تذبذب أشعة الذهب النانونية الناتج من أنواع مختلفة من التحميل الحراري باستخدام طريقة فضاء الحالة " بالمجلة الأمريكية ( Nanoscale and Microscale Thermophysical Engineering )

والبحث الثاني و عنوانه " طريقة فضاء الحالة لتذبذب أشعة الذهب النانونية الناتجة من تحميل حراري من نوع التعلية دون فقد للطاقة في مقياس الفيمتو ثانية" نشر أيضا بالمجلة الأمريكية ( Journal of Thermal Stresses ) .