من المعلوم لدينا أن للمادة حالات فيزيائية مختلفة، الغازية والسائلة والصلبة، وهذه الحالات الثلاثة هى الشائعة فى الذكر والتعلم، ولكن هناك حالة أخرى لا تقل أهمية عن تلك الحالات الثلاثة وهى حالة البلازما الكيميائية ، فى هذا المقال سوف نتحدث عن تلك الحالة ونتعرض لها بقدر من التفصيل، تابعوا معنا.
ما هى البلازما الكيميائية
البلازما هي كلمة يونانية الأصل وتعني الهلام أو المادة القابلة للتشكل وهي حالة رابعة من حالات المادة، عبارة عن غاز متأين شديد السخونة يتكون عندما تنفصل الإلكترونات عن الذرة مكونة غازاً أيونيا، ويتم إنتاجها عن طريق تسخين الغاز أو تطبيق مجال مغناطيسي قوي عليه، حيث تخرج الإلكترونات من الذرات بصورة سريعة وتصبح أيونات، ويتحول المادة إلى مجموعة من الأيونات المشحونة مع سيل من الإلكترونات المتحررة.
تعتبر البلازما حالة خاصة من حالات المادة الغازية، وتنتشر تلك الحالة في الكون من حولنا بشكل كبير، فجميع النجوم المضيئة والسُدم في السماء وحتى الشفق القطبي جميعها عباره عن بلازما متوهجة، البرق الذي يلمع في السماء وكذلك النجم الشمسي هما أيضا مثال على حالة البلازما فهي تشكل أكثر من 99% من الأجسام المضيئة والمرئية في السماء ليلا.
والبلازما هى الحالة التى تنتج عند تسخين الغاز كما تنتج الحالة الغازية عند تسخين السائل.
البلازما كما بيننا غازات متأينة تتكون تقريبا من عدد مماثل من الأيونات الموجبة والسالبة لذلك فهي تختلف كثيراً عن الحالة الغازية للمادة، فالبلازما تتاثر بالمجالين الكهربي والمغناطيسي بخلاف الغازات المتعادلة.
وبالرغم من أن حالة البلازما ليس لها وفرة كبيرة في الأرض مثل باقي حالات المادة إلا أنها تعتبر ثاني أكبر شيء موجود في الكون بعد المادة المظلمة.
الخلايا التحليلية | تعريفها ومكوناتها وأهم تطبيقاتها
خصائص البلازما
البلازما مثل الغاز تتخذ شكل وحجم الحاوية المحيطة بها إلا أنها جسيمات غير حُرة مثل الغاز وذلك يرجع لكونها جسيمات مشحونة كهربياً، وتنجذب البلازما إلى الشحنات المعاكسة لها لذلك يؤثر هذا الإنجذاب على حركة وحرية الجزيئات كما تتأثر بالمجالين الكهربي والمغناطيسي، وهذا ما يفسر وجود جسيمات مشحونة ملاصقة على خطوط المجال المغناطيسي الأرضي أو ما يعرف بحزم فان آلن الإشعاعي.
– أما بالنسبة للضغط فقد وُجد أن ضغط البلازما أقل بكثير من ضغط الغاز لنفس المادة وفى الحجم ذاته.
أنواع البلازما
يمكن تصنيف البلازما حسب تأينها إلى نوعين :-
- بلازما تامة التأين: وهي البلازما التي تكون جميع جزيئات الغاز فيها قد تأين ووصل إلى حالة البلازما.
- بلازما غير تامة التأين: وهي البلازما التي لا يتم تأين جزيئات الغاز فيها بشكل كامل.
ويمكن تصنيفها أيضا طبقاً للحرارة إلى بلازما حرارية وغير حرارية.
- البلازما الحرارية: هي البلازما التي تكون كل مكوناتها من الإلكترونات والمكونات الثقيلة داخل النواة متكافئة في الحرارة.
- البلازما غير الحرارية: هي البلازما التي تكون الإلكترونات فيها ساخنة كثيراً عن الأيونات والوسط المحيط بها.
أمثلة على البلازما الكيميائية
يمكن رؤية حالة البلازما في العديد من التطبيقات منها مثلا في مصابيح النيون والليزر الزجاجى والتلفاز وشاشات البلازما، ويمكن رؤيتها بشكل واضح في برج تسلا، أما طبيعياً فهي ظاهرة منتشرة في الكون وإن لم تكن منتشرة على الأرض بشكل كبير فنجد مثلا الشرارات الكهربية والبرق والأيونوسفير وجميع النجوم السماوية تظهر مضيئة بسبب حالة البلازما، وأكبر جسيم بلازمى يمكن رؤيته هو الشمس حيث أن الحرارة الهائلة للشمس تسبب خروج الإلكترونات من جزيئات الهيليوم والهيدروجين وتتحول تلك الغازات إلى حالة البلازما.
ويتم البحث لاستخدام البلازما لصنع رقائق الكمبيوتر واستخدامها في عملية دفع الصواريخ، ويجرى البحث عليها أيضاً لتطبيقها في عملية تنظيف البيئة وتدمير الأخطار البيولوجية واستخدامها طبيا كالعلاج بها في التئام الجروح.
مميزات البلازما
تجري بحوث كثيرة حول إنتاج البلازما لغرض توظيفها كيميائياً وهندسياً، فقد وُجد أنها باردة لا تسبب تسخين السطح إلا الطبقة السطحية بقدر نانوميتر واحد من المادة ولا تؤثر على السطح بصرياً، كما أنها تعتبر طاقة نظيفة لا تسبب تلوث بل تستخدم في معالجة التلوث نفسه، كما أن تأثيرها يكون لحظياً حيث تتحلل في غضون أجزاء من الثانية بعد المعالجة.
بذلك نكون قدر ألقينا نظرة شاملة على البلازما الكيميائية وعرفنا كيف يتم تخليقها وماهى التطبيقات عليها، وكيف يتم البحث عليها من خلال العلماء لتكون أحد الطاقات النظيفة المستخدمة فى المستقبل.
وهنا ينتهى مقالنا ولكن رحلتنا حول المعرفة لم تنتهى، تابعونا على الفسيبوك .
