WEBVTT

00:00:06.791 --> 00:00:08.525
الحديد والبلاستيك.

00:00:08.525 --> 00:00:13.423
هاتان المادتان مهمتان للكثير من
البنى التحتية والتكنولوجيا،

00:00:13.423 --> 00:00:17.129
وتمتلكان مجموعة متكاملة
من نقاط القوة والضعف.

00:00:17.129 --> 00:00:18.900
الحديد قويٌّ وصلب،

00:00:18.900 --> 00:00:21.249
ولكن من الصعب صنعه بأشكال معقدة.

00:00:21.249 --> 00:00:23.885
بينما يمكن للبلاستيك أن يتخذ أي شكل،

00:00:23.885 --> 00:00:26.072
فهو ضعيف وليّن.

00:00:26.072 --> 00:00:28.424
لذا، ألن يكون رائعاً لو وجدت مادةٌ واحدة

00:00:28.424 --> 00:00:30.616
قوية كالحديد

00:00:30.616 --> 00:00:33.507
ويمكن صنعها بأي شكل كالبلاستيك؟

00:00:33.507 --> 00:00:36.092
حسناً، يهتم الكثير من
العلماء والتكنولوجيين

00:00:36.092 --> 00:00:41.039
باختراعٍ حديثٍ نسبياً يدعى
الزجاج المعدني

00:00:41.039 --> 00:00:44.290
يتمتع بهاتين الخاصيتين وأكثر.

00:00:44.290 --> 00:00:47.509
يبدو الزجاج المعدني لامعاً وغير شفاف
كالمعادن،

00:00:47.509 --> 00:00:51.120
وكذلك فإنه يوصل التيار الكهربائي والحرارة.

00:00:51.120 --> 00:00:53.500
إلا أنه أقوى من معظم المعادن،

00:00:53.500 --> 00:00:56.101
مما يعني أنه يستطيع تحمل الكثير من الضغط

00:00:56.101 --> 00:00:58.449
دون أن ينثني أو يُطعج،

00:00:58.449 --> 00:01:00.193
لصنع مشارط حادة جداً،

00:01:00.193 --> 00:01:02.253
وعلباً إلكترونية قوية جداً،

00:01:02.253 --> 00:01:03.089
ومفصّلات،

00:01:03.089 --> 00:01:04.132
وبراغي؛

00:01:04.132 --> 00:01:05.632
والقائمة تطول.

00:01:05.632 --> 00:01:08.019
يمتلك الزجاج المعدني كذلك
قدرةً خارقةً

00:01:08.019 --> 00:01:10.755
على تخزين وتحرير الطاقة المرنة،

00:01:10.755 --> 00:01:13.133
مما يجعله مثالياً لصنع المعدات الرياضية،

00:01:13.133 --> 00:01:14.258
كمضارب التنس

00:01:14.258 --> 00:01:15.320
ونوادي الغولف،

00:01:15.320 --> 00:01:16.700
وألواح التزلج.

00:01:16.700 --> 00:01:18.219
إنه مضاد للتآكل

00:01:18.219 --> 00:01:22.375
ويمكن صبّه بأشكال معقدة
ذات أسطح تشبه المرايا

00:01:22.375 --> 00:01:24.499
في خطوة صبّ واحدة.

00:01:24.499 --> 00:01:26.812
وعلى الرغم من صلابته
في حرارة الغرفة العادية،

00:01:26.812 --> 00:01:29.202
إلا أنك في حال رفعت الحرارة
لعدة مئات درجة سيليزوس،

00:01:29.202 --> 00:01:31.062
فإنه يلين بشكل ملحوظ،

00:01:31.062 --> 00:01:34.474
ويمكن إعادة تشكيله بأي شكل تريده.

00:01:34.474 --> 00:01:35.832
قم بتبريده مجدداً،

00:01:35.832 --> 00:01:38.278
وسيستعيد قوته من جديد.

00:01:38.278 --> 00:01:41.206
إذاً، من أين تأتي جميع هذه الصفات الرائعة؟

00:01:41.206 --> 00:01:45.519
خلاصة الأمر أنه يجب عليهم العمل
على بنية الزجاج المعدني الفريدة.

00:01:45.519 --> 00:01:48.154
معظم المعادن بلورية كالمواد الصلبة.

00:01:48.154 --> 00:01:52.278
هذا يعني أنك إذا ألقيت نظرة عن كثب أكثر
فإنك سترى ذرات منفردة،

00:01:52.278 --> 00:01:56.304
وستكون مصطفة بالترتيب وبشكل متكرر

00:01:56.304 --> 00:01:58.587
ينتشر على كامل مساحة المادة.

00:01:58.587 --> 00:01:59.871
الثلجُ بلوريّ،

00:01:59.871 --> 00:02:01.124
وكذلك الألماس،

00:02:01.124 --> 00:02:02.219
والملح أيضاً.

00:02:02.219 --> 00:02:04.603
إذا سخّنت هذه المواد بما يكفي وأذبتها،

00:02:04.603 --> 00:02:07.985
عندها تستطيع الجزيئات الاهتزاز بحرية
والحركة بشكل عشوائي،

00:02:07.985 --> 00:02:09.590
ولكن عندما تعود وتبرّدهم من جديد،

00:02:09.590 --> 00:02:11.427
تعود الجزيئات لتنظّم نفسها،

00:02:11.427 --> 00:02:13.841
مشكّلة البلورات.

00:02:13.841 --> 00:02:17.219
ولكن ماذا لو أمكنك
تبريد المعدن المنصهر بسرعة

00:02:17.219 --> 00:02:20.055
لدرجة لا تتمكن بها الجزيئات
من إيجاد مكانها من جديد،

00:02:20.055 --> 00:02:21.914
وبالتالي تصبح المادة صلبة

00:02:21.914 --> 00:02:26.356
ولكن ذات بنية داخلية سائلة
فوضوية وغير متبلورة؟

00:02:26.356 --> 00:02:28.096
هذا هو الزجاج المعدني.

00:02:28.096 --> 00:02:31.579
تمتلك هذه البنية فائدة إضافية
تتمثل بافتقارها لحدود الجزيئات

00:02:31.579 --> 00:02:33.472
التي تمتلكها معظم المعادن.

00:02:33.472 --> 00:02:36.884
وتعد هذه الأمور نقاط ضعف
حيث تكون المادة أكثر عرضة للخدش

00:02:36.884 --> 00:02:38.783
والتآكل.

00:02:38.783 --> 00:02:43.394
صُنع الزجاج المعدني لأول مرة عام 1960
من الذهب والسيليكون.

00:02:43.394 --> 00:02:44.837
ولم يكن صنعه سهلاً أبداً.

00:02:44.837 --> 00:02:47.505
بسبب تبلور جزيئات المعادن بسرعة،

00:02:47.505 --> 00:02:51.405
كان على العلماء تبريد خليط المعادن
بسرعة كبيرة جداً،

00:02:51.405 --> 00:02:54.527
مليون درجة كالفين في الثانية،

00:02:54.527 --> 00:02:57.456
بواسطة إطلاق قطرات صغيرة جداً
من صفيحات النحاس الباردة،

00:02:57.456 --> 00:03:00.317
أو لفه بخيوط دقيقة جداً منه.

00:03:00.317 --> 00:03:05.440
في ذلك الوقت، كانت سماكة الزجاج المعدني
لا تتجاوز عشرات أو مئات المكرونات،

00:03:05.440 --> 00:03:08.657
وقد كانت رفيعة جداً ولا يمكن استخدامها
في التطبيقات العملية.

00:03:08.657 --> 00:03:10.715
ولكن منذ ذلك الحين، اكتشف العلماء

00:03:10.715 --> 00:03:14.318
أنك إذا مزجت عدة معادن
تختلط مع بعضها بحرية،

00:03:14.318 --> 00:03:16.899
فإنه لا يعود من السهل تبلورها مع بعضها،

00:03:16.899 --> 00:03:19.701
غالباً لأنها تمتلك حجوماً مختلفة
من الذرات،

00:03:19.701 --> 00:03:22.945
أي أن المزيج يتبلور ببطئ أكبر.

00:03:22.945 --> 00:03:26.034
هذا يعني أنه ليس عليك أن تبرده
بنفس السرعة الكبيرة جداً،

00:03:26.034 --> 00:03:27.616
ليصبح المزيج أكثر سماكة،

00:03:27.616 --> 00:03:30.092
أي يغدو بالسنتمترات بدلاً من الميكرومترات.

00:03:30.092 --> 00:03:34.375
تدعى هذه المواد بكتل الزجاج المعدني
أو BMGs.

00:03:34.375 --> 00:03:37.042
يوجد المئات من كتل الزجاج المعدني المختلفة

00:03:37.042 --> 00:03:40.109
إذاً لماذا لا تُصنع جميع جسورنا
وسياراتنا منها؟

00:03:40.109 --> 00:03:44.349
معظم كتل الزجاج المعدني المتوافرة الآن
تُصنع من مواد باهظة الثمن،

00:03:44.349 --> 00:03:46.537
كالبلاديوم والزركونيوم،

00:03:46.537 --> 00:03:48.022
ويجب أن تكون نقية تماماً

00:03:48.022 --> 00:03:51.374
لأن وجود أي شائبة
يمكن أن يسبب حدوث التبلور.

00:03:51.374 --> 00:03:56.386
وبالتالي، فإن صنع ناطحة سحاب أو سفينة فضاء
من كتل الزجاج المعدني سيكون مكلفاً جداً.

00:03:56.386 --> 00:03:57.776
وبغض النظر عن قوتها،

00:03:57.776 --> 00:04:02.089
إلا أنها غير متينة بما يكفي لاستخدامها
في تطبيقات الحمولات الضخمة.

00:04:02.089 --> 00:04:05.082
فعندما تصبح الضغوط عالية
يمكنها أن تنكسر دون سابق إنذار،

00:04:05.082 --> 00:04:08.206
وهذا ليس مناسباً، مثلاً، للجسور.

00:04:08.206 --> 00:04:12.065
ولكن عندما يكتشف المهندسين كيفية صنع
كتل الزجاج المعدني بمواد أرخص،

00:04:12.065 --> 00:04:14.058
وكيف يمكن جعلهم أكثر متانة،

00:04:14.058 --> 00:04:15.736
فيما يتعلق بهذه المواد الرائعة،

00:04:15.736 --> 00:04:19.736
فلا توجد حدود لاستخدامها.