علم الفقاقيع المُدهِش: من الصابون إلى الشمبانيا
-
0:00 - 0:04منذ بضع سنوات، كنت في زيارة لباريس
-
0:04 - 0:08وبينما أتنزه على ضفاف نهر السين
ظهيرة يوم صيفي جميل، -
0:08 - 0:11فإذ بي أرى فقاقيع ضخمة
تطفو على ضفة النهر، -
0:11 - 0:13كهذه.
-
0:13 - 0:16وفي خلال لحظة كانت قد تفرقعت واختفت.
-
0:16 - 0:20كان يصنعها مؤديان بالشارع يحيط بهما جمهور.
-
0:21 - 0:24ومن الواضح أنهما يتكسّبان من طلب التبرعات
-
0:24 - 0:28وبيع أزواج من العصي مربوطة بحبلين.
-
0:28 - 0:33وبينما أنا واقفة هناك، اشترى رجل ما
زوجًا من العصي بـ10 يورو، -
0:33 - 0:35مما أدهشني.
-
0:36 - 0:40فأنا عالمة مولعة بالفقاقيع.
-
0:40 - 0:43لذا أعرف أن الخدعة الصحيحة
لصنع فقاقيع ضخمة -
0:43 - 0:46هي خليط الماء والصابون نفسه،
-
0:47 - 0:48وليست العصي،
-
0:48 - 0:49صحيح أنه قد نحتاجها،
-
0:49 - 0:51لكن يسهل عليك صنعها في البيت.
-
0:52 - 0:58التركيز على العصي يمنعنا من إدراك
أن الأداة الحقيقية هي الفقاعة نفسها. -
0:59 - 1:03قد تبدو الفقاقيع مجرد شيء
يصنعه الأطفال وهم يلعبون، -
1:04 - 1:07لكنها قد تكون مذهلة حقًا أحيانًا.
-
1:08 - 1:12علاوة على أن هناك الكثير من العلم
المدهش عن الفقاقيع، -
1:12 - 1:15مثل استخدامها كأدوات حل للمشاكل.
-
1:15 - 1:18لذا أود مشاركتكم
-
1:18 - 1:21بعض القصص حول علم صنع الفقاقيع
-
1:21 - 1:25وعلم إزالة الفقاقيع المجهرية.
-
1:26 - 1:30بما أنها معروضة على الشاشة،
دعونا نبدأ بفقاعة الصابون. -
1:30 - 1:34تُصنَع من مواد شائعة جدًا:
-
1:34 - 1:37هواء وماء وصابون ممزوجة بنسب صحيحة.
-
1:38 - 1:42يمكنك رؤية فقاقيع الصابون
تغير لونها باستمرار. -
1:42 - 1:46وهذا وفقًا لتفاعلها مع الضوء
في الاتجاهات المختلفة، -
1:46 - 1:48وكذلك حسب التغيرات في سُمكها.
-
1:49 - 1:53أحد المواد الشائعة هي جزيئات الماء.
-
1:53 - 2:00يتكون الجزيء الواحد من ذرتي هيدروچين
وذرة أوكسچين، (H2O). -
2:00 - 2:05على أغلب الأسطح، تميل قطرات الماء
للتكور ناحية الداخل، -
2:05 - 2:08مكوّنة شكلاً أقرب لنصف كرة.
-
2:08 - 2:13وذلك لأن سطح قطرة الماء أشبه بغطاء مرن.
-
2:14 - 2:18لذا فإن جُزيء الماء على السطح
يُسحَب للداخل باستمرار -
2:18 - 2:20من قِبل الجُزيء الذي في المركز.
-
2:21 - 2:26وخاصية المرونة هذه هي
ما نسمّيه التوتر السطحي. -
2:26 - 2:28الآن مع إضافة الصابون،
-
2:28 - 2:33ما يحدث هو أن جُزيء الصابون
يخفف التوتر السطحي للماء، -
2:33 - 2:37فيجعله أكثر مرونة وأكثر قابلية
لتكوين الفقاقيع. -
2:39 - 2:43يمكنك أن تفكر في الفقاقيع
كَحلّ للمشكلات الرياضية. -
2:44 - 2:49ترى أنها تحاول بلا كلل
الوصول للمثالية الهندسية. -
2:49 - 2:55فمثلاً، الكرة هي الشكل الهندسي الذي يحقق
أقل مساحة سطح -
2:55 - 2:56لأي حجم مفترض.
-
2:56 - 3:01لذلك الفقاعة دائمًا على شكل كرة.
-
3:01 - 3:03دعوني أريكم.
انظروا إلى هذا. -
3:18 - 3:20هذه فقاعة واحدة.
-
3:20 - 3:22عندما تتلامس فقاعتان مع بعض،
-
3:25 - 3:29يمكنهما توفير المواد من خلال
تشكيل جدار مشترك. -
3:36 - 3:39عندما تضيف المزيد والمزيد
من الفقاقيع إلى بعضها البعض، -
3:39 - 3:41يتغير شكلهم الهندسي.
-
3:42 - 3:44هذه الفقاقيع الأربعة أضيفت بعضها إلى بعض.
-
3:44 - 3:46وتلتقي عند نقطة واحدة في المركز.
-
4:31 - 4:33عندما تضاف ست فقاقيع إلى بعضها،
-
4:33 - 4:36يظهر مكعب سحري في الوسط.
-
4:36 - 4:40(تصفيق)
-
4:43 - 4:46هذا هو دور التوتر السطحي:
-
4:46 - 4:50يحاول إيجاد أكثر التنظيمات
الهندسية فعالية. -
4:52 - 4:56الآن، دعوني أعطيكم مثالاً آخر.
-
4:57 - 5:00هذه دعامة بسيطة جدًا،
-
5:01 - 5:05مصنوعة من طبقتين من البلاستيك
-
5:05 - 5:08مع أربعة دبابيس متصلة مع بعضها البعض.
-
5:08 - 5:14تخيل أن هذه الدبابيس الأربعة تمثل
أربع مدن تفصلها مسافات متساوية، -
5:14 - 5:17ونريد إنشاء طرق تربط بينها.
-
5:18 - 5:23سؤالي هو: ما هي أقصر مسافة يتطلبها
الربط بين هذه المدن الأربعة؟ -
5:24 - 5:28هيا بنا نكتشف الإجابة من خلال
غمسها في ماء صابوني. -
5:32 - 5:37تذكروا، فقاقيع الصابون
ستحاول دائمًا تقليص -
5:37 - 5:39مساحة سطحها
-
5:39 - 5:42بتكوين تنظيمات هندسية مثالية.
-
5:43 - 5:48لذلك فالحل ربما يكون مفاجئًا.
-
5:50 - 5:54المسافة الأقصر لربط الأربع مدن مع بعضها
-
5:54 - 5:59تعادل 2.73 مرة المسافة
بين هاتين المدينتين. -
5:59 - 6:04(تصفيق)
-
6:05 - 6:07لقد فهمتم الفكرة الآن.
-
6:07 - 6:13أشكال فقاقيع الصابون ستحاول
دائماً تقليص مساحة سطحها -
6:13 - 6:15بتكوين تنظيمات هندسية مثالية.
-
6:17 - 6:23الآن، دعونا ننظر إلى الفقاقيع
من منظور آخر. -
6:24 - 6:28ابنتي زوي تحب زيارة حدائق الحيوان.
-
6:28 - 6:34ومكانها المفضل هو (خليج البطريق) في حديقة
حيوانات (مارويل) في جنوب إنجلترا، -
6:34 - 6:39حيث يمكنها أن ترى البطاريق
تسبح بسرعة تحت الماء. -
6:40 - 6:43في أحد الأيام، لاحظت أن أجسام البطاريق
-
6:43 - 6:46تترك خلفها ذيلاً من الفقاقيع عندما تسبح،
-
6:46 - 6:48وسألَت عن السبب.
-
6:48 - 6:51إن الحيوانات والطيور على شاكلة البطاريق
-
6:51 - 6:55-والتي تقضي الكثير من وقتها تحت الماء-
-
6:55 - 7:01قد طوّرت طريقة بارعة
لاستغلال قدرة الفقاقيع -
7:01 - 7:04على تقليل كثافة الماء.
-
7:05 - 7:10فالبطاريق الإمبراطورية يُعتقد أنها
قادرة على الغوص بضع مئات الأمتار -
7:10 - 7:12تحت سطح البحر.
-
7:13 - 7:16ويُعتقد أنها تخزّن الهواء تحت ريشها
-
7:16 - 7:18قبل الغوص،
-
7:18 - 7:23ومن ثم تطلقه تدريجيًا كسحابة من الفقاقيع.
-
7:23 - 7:27هذا يقلّل كثافة الماء المحيط بها،
-
7:27 - 7:30ويسهّل عليها السباحة،
-
7:30 - 7:35ويزيد من سرعة السباحة
بمقدار 40% على الأقل. -
7:36 - 7:40هذه الخاصية لاحظها صانعو السفن.
-
7:40 - 7:44أتحدث هنا عن السفن الكبيرة،
-
7:44 - 7:49والتي تُستخدم في نقل آلاف الحاويات
عبر المحيط. -
7:50 - 7:55مؤخرًا، طوروا نظامًا يُسمَّى
(نظام التشحيم بالهواء)، -
7:55 - 7:57والذي استلهموه من البطاريق.
-
7:58 - 8:02في هذا النظام، ينتجون الكثير
من فقاقيع الهواء -
8:02 - 8:06ويعيدون توزيعها على كامل السفينة،
-
8:06 - 8:11على شكل بساط هوائي،
مما يقلل من مقاومة الماء -
8:11 - 8:13أثناء حركة السفينة.
-
8:14 - 8:18هذه الميزة تقلّل استهلاك السفينة من الطاقة
-
8:18 - 8:21بنسبة تصل إلى 15%.
-
8:23 - 8:26يمكن استخدام الفقاقيع أيضًا في الأدوية.
-
8:26 - 8:29يمكن أن تلعب أيضًا دورًا في الأدوية،
-
8:31 - 8:38مثلاً، كوسيلة إيصال غير جراحية
للأدوية والچينات -
8:38 - 8:40لأجزاء محددة من الجسم.
-
8:40 - 8:42تخيل فقاعة ميكروسكوبية
-
8:42 - 8:47معبأة بمزيج من الدواء وجسيمات مغناطيسية
-
8:47 - 8:49وحُقِنت في مجرى الدم.
-
8:50 - 8:54ستتحرك الفقاقيع نحو المناطق المستهدفة.
-
8:54 - 8:56لكن كيف تعرف الفقاقيع اتجاهها؟
-
8:56 - 8:58لأننا وضعنا مغناطيسًا
في المنطقة المستهدفة. -
8:58 - 9:01وليكن مثلاً هذا الجزء من يدي.
-
9:01 - 9:05عندما تتحرك الفقاقيع الميكروسكوبية
إلى هذا الجزء من يدي، -
9:05 - 9:09يمكننا فرقعتها من خلال الموجات فوق الصوتية
-
9:09 - 9:12وإيصال الدواء إلى الموضع المَراد بالضبط.
-
9:14 - 9:17الآن، ذكرت في حديثي علم إنشاء الفقاقيع.
-
9:17 - 9:22لكننا أيضًا نرغب في إزالتها أحيانًا.
-
9:22 - 9:24هذا في الواقع جزء من وظيفتي.
-
9:25 - 9:30اسم وظيفتي بالضبط هو (عالمة تركيب الحبر).
-
9:30 - 9:34لكنني لا أعمل على الحبر الذي تستخدمونه
في أقلام الكتابة خاصتكم. -
9:34 - 9:37ولكن أعمل على بعض التطبيقات الرائعة
-
9:37 - 9:42مثل: الطاقة الفولطاضوئية العضوية (OPVs)،
-
9:42 - 9:45والصمام الثنائي العضوي
الباعث للضوء (OLEDs). -
9:45 - 9:52جزء من وظيفتي هو معرفة
كيف ولماذا نريد إزالة الفقاقيع -
9:52 - 9:54من الحبر الذي تنتجه شركتي.
-
9:55 - 9:58أثناء عملية التركيب والمزج،
-
9:58 - 10:00أو عملية الإعداد،
-
10:00 - 10:06نخلط المكونات النشطة والمذيبات والمُضافات
-
10:06 - 10:12للوصول إلى التركيبات ذات الخصائص
التي نريدها في الحبر عند استخدامه. -
10:13 - 10:16لكن كما هو الأمر عندما تصنع شرابًا
-
10:16 - 10:17أو تخبز كعكة،
-
10:17 - 10:23لا مفر أن بعض فقاقيع الهواء
ستعلق داخل ذلك الحبر. -
10:24 - 10:27نحن هنا نتحدث عن شيء مختلف
-
10:27 - 10:30عن تلك الفقاقيع التي رأيتها في باريس.
-
10:31 - 10:33الفقاقيع العالقة داخل هذه الأحبار
-
10:33 - 10:36تتفاوت ما بين ملليمترات قليلة،
-
10:36 - 10:37أو ميكرومترات قليلة،
-
10:37 - 10:40أو حتى نانومترات قليلة من حيث الحجم.
-
10:40 - 10:42وما نهتم به
-
10:42 - 10:45هو الأكسچين والرطوبة العالقين في الداخل.
-
10:47 - 10:52وبالنظر إلى هذه الأحجام الضئيلة،
فإن إزالتها ليست بالأمر السهل. -
10:52 - 10:54لكنه أمر مهم،
-
10:54 - 10:58كما مع أحبار الصمام الثنائي العضوي
الباعث للضوء -
11:00 - 11:07التي يمكن أن نستخدمها في شاشات
عرض الهواتف الذكية، على سبيل المثال. -
11:08 - 11:10من المفترض أن تعمل لسنين عديدة،
-
11:10 - 11:15لكن إذا كان الحبر مُشبعًا
بالأكسچين والرطوبة -
11:15 - 11:17ولم يتم إزالتهما،
-
11:17 - 11:22فسرعان ما ستظهر بقع سوداء على الشاشة.
-
11:23 - 11:30إحدى الصعوبات التي نواجهها حاليًا
في التخلص من الفقاقيع الميكروسكوبية -
11:30 - 11:33هو أنها غير متعاونة.
-
11:33 - 11:35يروق لها البقاء هناك،
-
11:35 - 11:38والطفو داخل الحبر بلا كثير حركة.
-
11:39 - 11:41لكن كيف نتخلص منها؟
-
11:43 - 11:45إحدى التقنيات التي نستخدمها
-
11:45 - 11:50هي دفع الحبر ليعبر خلال أنبوب
رفيع وطويل وضئيل -
11:50 - 11:53مع جدار مسامية،
-
11:53 - 11:56ثم نضع الأنابيب داخل غرفة مفرغة من الهواء،
-
11:56 - 12:00وبالتالي يمكن إخراج الفقاقيع من الحبر
-
12:00 - 12:01ومن ثم إزالتها.
-
12:03 - 12:08حالما نتمكن من إزالة الفقاقيع
من الحبر الذي ننتجه، -
12:09 - 12:12يحين وقت الاحتفال.
-
12:14 - 12:17لنفتح زجاجة شمبانيا مليئة بالفقاقيع!
-
12:24 - 12:26أوه، سيكون هذا ممتعًا!
-
12:26 - 12:29(ضحك)
-
12:30 - 12:33ووووو!
-
12:33 - 12:36(تصفيق)
-
12:40 - 12:46يمكنكم رؤية العديد من الفقاقيع
تندفع خارج قارورة الشمبانيا -
12:47 - 12:51هذه الفقاقيع مليئة بثاني أكسيد الكربون،
-
12:51 - 12:56وهو الغاز الذي ينتج
أثناء عملية تخمير النبيذ. -
12:57 - 12:59دعوني أصبّ كأسًا.
-
13:01 - 13:03لا يمكنني إضاعة الفرصة.
-
13:10 - 13:12أعتقد أن هذا كافٍ.
-
13:12 - 13:14(ضحك)
-
13:17 - 13:22يمكنني رؤية الكثير من الفقاقيع
الميكروسكوبية هنا -
13:22 - 13:27تتحرك من قاع الكوب إلى قمة الشمبانيا.
-
13:28 - 13:30قبل أن تتفرقع،
-
13:31 - 13:36ستسبب تدفق قطرات ضئيلة من جُزيئات النكهة
-
13:36 - 13:40مما يساعد على تكثيف نكهة الشمبانيا،
-
13:40 - 13:43ويزيد من استمتاعنا بنكهتها.
-
13:44 - 13:48كعالمة مولعة بالفقاقيع،
-
13:48 - 13:49أحب مشاهدتها،
-
13:50 - 13:52أحب اللعب بها،
-
13:52 - 13:55وأحب دراستها،
-
13:55 - 13:57وأيضًا أحب شربها.
-
13:57 - 13:58شكرًا.
-
13:58 - 14:03(تصفيق)
- Title:
- علم الفقاقيع المُدهِش: من الصابون إلى الشمبانيا
- Speaker:
- لي وي تان
- Description:
-
more » « less
في هذه المحادثة العجيبة والعرض الحي، تشاركنا العالمة لي وي تان خبايا الفقاقيع؛ بداية من سعي الفقاقيع الحثيث لتحقيق المثالية الهندسية وانتهاءً بتطبيقاتها في الطب وصناعة السفن، حيث يبتكر المصممون سفنًا أكثر فعالية من خلال محاكاة الفقاقيع التي تنتجها البطاريق أثناء السباحة. تعلّم المزيد من هذه العجائب الحسابية وانتفع بالسحر الكامن في حياتنا اليومية.
- Video Language:
- English
- Team:
closed TED
- Project:
- TEDTalks
- Duration:
- 14:17
|
Riyad Altayeb approved Arabic subtitles for The fascinating science of bubbles, from soap to champagne | |
|
|
Riyad Altayeb edited Arabic subtitles for The fascinating science of bubbles, from soap to champagne | |
|
Ahmed Fatthey accepted Arabic subtitles for The fascinating science of bubbles, from soap to champagne | |
|
|
Ahmed Fatthey edited Arabic subtitles for The fascinating science of bubbles, from soap to champagne | |
|
|
Ahmed Fatthey edited Arabic subtitles for The fascinating science of bubbles, from soap to champagne | |
|
|
Ahmed Fatthey edited Arabic subtitles for The fascinating science of bubbles, from soap to champagne | |
|
|
Ahmed Fatthey edited Arabic subtitles for The fascinating science of bubbles, from soap to champagne | |
|
|
Ahmed Fatthey edited Arabic subtitles for The fascinating science of bubbles, from soap to champagne |