د. طارق قابيل**

"باباي" بحار شجاع لا يستسلم أبدا للظروف الصعبة التي تواجهه، وبفضل تناوله للسبانخ المعلبة التي يحملها دائما في جيبه يستطيع التغلب على أي خطر يهدده! كانت هذه الرؤية الكرتونية المبكرة للترويج لفوائد نبات السبانخ بين الأطفال، لكن لم يدر أبدا بخلد مبتكر الشخصية الكرتونية الشهيرة التي ظهرت تحديدا عام 1929م أن استخدامات السبانخ قد تتخطى الأفكار التقليدية من فوائد صحية وتجميلية؛ لتصل إلى أهم الاستخدامات التقنية المعقدة في العصر الحديث، وتقود ثورات طبية وتكنولوجية معقدة سيكون لها دوي هائل في القريب العاجل.

فوزارة الطاقة الأمريكية تقوم حاليا بالتعاون مع جامعة جنوب كاليفورنيا بإجراء بحوث علمية لاستخدام بروتين موجود بالسبانخ لإعادة البصر إلى بعض المكفوفين عن طريق استبدال خلايا العين الميتة. كما تجرى عدة محاولات لإنتاج خلية شمسية من السبانخ على شكل رقاقة (شريحة) تستخدم لإمداد الأجهزة المحمولة كالهواتف والحواسب وغيرها بالطاقة الناتجة من كلوروفيل أو يخضور السبانخ، حيث يستفاد من قدرة النبات على استخدام أشعة الشمس لإنتاج الطاقة.

وفي إحدى هذه المحاولات نجح العلماء الأمريكيون في معهد "ماساشوستس" للتكنولوجيا "إم آي تي" وجامعة تينيسى ومختبرات البحرية الأمريكية في العاصمة واشنطن بالفعل في تصنيع أول جهاز في العالم يسمى "

معجزة التخليق الضوئي

وتتميز النباتات الخضراء والطحالب وبعض أصناف الكائنات الدقيقة بقدرتها على تحويل طاقة الشمس إلى طاقة كيميائية بكفاءة عالية، وتمتلك النباتات آلية معقدة للتخليق الضوئي تهدف في النهاية إلى تخزين الطاقة الضوئية الشمسية ضمن الروابط الكيميائية التي تربط ذرات الكربون والأكسجين والهيدروجين، وتعتبر عملية التخليق الضوئي أنجح آلية في العالم لتحويل طاقة الشمس إلى جزيئات سكر.

ويمثل تفاعل انقسام جزيئات الماء في وجود الضوء إلى أيونات أكسجين وهيدروجين وإلكترونات نبض عملية التخليق الضوئي. ويشكل هذا التفاعل الحاسم لشطر جزيئات الماء لغزا محيرا؛ لأن الطاقة اللازمة لشطر جزيء الماء تفوق الحد الكافي لتدمير أي جزيء بيولوجي، ومع ذلك فإن النباتات تقوم بذلك طوال النهار يوميا دون أي تأثيرات جانبية. وبالمحصلة الإجمالية يحول الضوء كل جزيئين ماء إلى جزيء أكسجين وأربعة إلكترونات وأربع أيونات هيدروجين.

وقد توصل فريق من المجمع العلمي الملكي بلندن بقيادة "جيم باربر" و"سو إيواتا" في شهر يونيو 2004م إلى اكتشاف اعتبره البعض الإنجاز الحاسم الذي طال انتظاره؛ فلقد وضع العلماء أيديهم على

ساندويتش البروتين.. حل المشكلة

ولقد حاول العلماء محاكاة التخليق الضوئي في النبات لابتكار جهاز إلكتروني لإنتاج الطاقة الكهربية، ولكن باءت تجاربهم السابقة بالفشل؛ لأن الخلايا الحية والمواد البيولوجية تحتاج إلى الماء والأملاح، في حين أن هذه المواد تدمر الأجهزة الإلكترونية الكهربية. وللتغلب على هذه المشكلة المعقدة قام "ماركو بالدو" وفريقه بتخليق ببتيد يقوم بتثبيت المركبات البروتينية على الأسطح الخشنة الباردة ويتماسك مع كميات قليلة من بعض جزيئات الماء.

ومن أجل الحصول على البلاستيدات الخضراء الموجودة في أوراق السبانخ والتي تقوم بعمليات التخليق الضوئي، قام العلماء بطحن أوراق السبانخ وفصل مكوناتها عن طريق استخدام جهاز الطرد المركزي، وتم تنقية البلاستيدات الخضراء وحفظها في حالة ذوبان في الماء. ثم قاموا بوضع البروتينات المعقدة على قطعة رقيقة من الزجاج مغلفة برقاقة من الذهب ومغطاة بمادة من أشباه الموصلات، ثم بطبقة أخرى من المعدن. وتم اختبار النموذج الأول للرقاقة عن طريق تعريضه لشعاع من الليزر لاختبار نظرية العمل.

ووجد العلماء أن الرقاقة تحول 12% من الضوء إلى شحنات كهربائية؛ لأن الشريحة مغطاة بطبقة رقيقة من المركبات الكيميائية. ويحاول العلماء تحقيق نسبة تحويل للطاقة تصل إلى 20% أو أكثر عن طريق وضع عدة طبقات من المركبات الكيميائية فوق بعضها في تراكب ثلاثي الأبعاد لزيادة مساحة السطح المعرض للضوء. كما يجرى العلماء حاليا عدة تجارب لإطالة عمر الرقاقة لاستخدامها في التطبيقات العملية؛ لأن البيبتيد المستخدم يحفظ البروتينات المركبة لمدة ثلاثة أسابيع فقط حتى الآن.

تم نشر هذه البحوث في دورية "نانوليترز"