مقالات عامة

كيف تنبأ الخيال العلمي بالتطورات الحديثة في الكيمياء

مجلة المذنب نت متابعات عالمية:

غالبًا ما يتنبأ الخيال العلمي بتكنولوجيا العالم الحقيقي. في عام 1927 ، أجرت الشخصيات في فيلم Metropolis مكالمات فيديو مع بعضها البعض. علق مبتكر Star Trek Gene Roddenberry شاشات ملونة مسطحة على جدران Enterprise قبل عقود من قيامنا بنفس الشيء في غرف المعيشة لدينا.


يمكنك الاستماع إلى المزيد من المقالات من The Conversation ، برواية Noa ، هنا.


تميل الأمثلة الأكثر وضوحًا للتكنولوجيا في الخيال العلمي إلى التركيز على الذكاء الاصطناعي والتواصل والنقل. لكن كتاب الخيال العلمي اعتنقوا الكيمياء المستقبلية أيضًا. على سبيل المثال ، السمة المركزية لرواية ألدوس هكسلي لعام 1932 هي مادة كيميائية مضادة للاكتئاب.

في السنوات الأخيرة ، شهدنا قفزات مذهلة في التقنيات الكيميائية – لدرجة أنني ، بصفتي كيميائيًا ، أتذكر باستمرار بعضًا من رواياتي المفضلة أثناء القراءة عن آخر التطورات الكبيرة.

عالم من البلاستيك

في حين أن القضايا البيئية هي الخيط المشترك في الخيال العلمي ، لا يتعامل الكثيرون مع آفة البلاستيك. استثناء هو رواية 1972 Mutant 59: The Plastic Eaters. هذه القصة ، التي تصور بكتيريا تهضم البلاستيك ، كانت تبدو بعيدة المنال منذ بضع سنوات. بعد كل شيء ، كان البلاستيك موجودًا منذ 80 عامًا فقط أو نحو ذلك ، والتي بالكاد تبدو طويلة بما يكفي لأن تطور الطبيعة آلية لأكلها.

ومع ذلك ، فإن البلاستيك عبارة عن مركبات قائمة على الكربون ، تشبه إلى حد كبير البوليمرات الطبيعية مثل الكولاجين (في الحيوانات) والسليلوز (في النباتات) وشمع النحل. على مدى دهور ، طورت البكتيريا والفطريات العديد من الأدوات الكيميائية الحيوية لكبح الكربون من كل كائن حي ميت.

لذلك ربما لم يكن الأمر مفاجئًا عندما اكتشف العلماء ، في عام 2016 ، أثناء غربلة مصنع لإعادة التدوير في كيوتو ، بكتيريا تتغذى فعليًا على الزجاجات البلاستيكية. منذ ذلك الحين ، قامت عدة مجموعات بحثية أخرى بعزل الإنزيمات الهضمية المعنية وهندستها لتكون أكثر كفاءة. نأمل أن نتمكن من استخدام هذه الأنظمة الطبيعية المعدلة لتنظيف فوضى البلاستيك لدينا.

من الصعب فهم حجم مشكلة البلاستيك.
محمد عبد الرحيم / شاترستوك

أحدث المحاولات للقيام بذلك لها طابع مستقبلي واضح. قامت مجموعة في أوستن ، تكساس بتغذية بنية الإنزيمات الهاضمة في شبكة عصبية. توقع هذا الذكاء الاصطناعي أفضل أجزاء الإنزيم لتعديلها لزيادة كفاءتها. وبنصيحة منظمة العفو الدولية ، أنتجت المجموعة إنزيمًا أفسد وعاءً بلاستيكيًا تمامًا في غضون يومين فقط.

يقوم المهندسون الكيميائيون بالفعل بتطوير مصانع إعادة التدوير على نطاق واسع باستخدام البكتيريا. تم تصميم البكتيريا الموجودة في Mutant 59 أيضًا في المختبر – ولكن دعنا نأمل أن يتوقف التوازي عند هذا الحد. في الرواية ، تهرب البكتيريا وتسبب الدمار لأنها تمزق عالمنا ، مما يؤدي إلى تعفن البنية التحتية البلاستيكية التي تجمع المجتمع معًا.

البحث عن الخيال العلمي

من فيلم Neuromancer لـ William Gibson إلى سلسلة Expanse ، تعد اللحوم المزروعة بالوعاء مجازًا شائعًا للخيال العلمي. نادراً ما تكتفي الشخصيات بالنتائج ، وكثيراً ما تشكو من أن اللحوم الاصطناعية هي بديل رديء عن الشيء الحقيقي.

ليس بعيدًا: قد تأكل اللحوم المزروعة في المختبر قريبًا.
Zapp2Photo / شترستوك

تصطف العديد من اللحوم المزيفة بالفعل على أرفف السوبر ماركت لدينا ، ولكن معظمها يتكون من مكونات نباتية ممزوجة لتقليد طعم وملمس اللحم. بصفتي نباتيًا ، أستمتع بها حقًا. لكن يمكن تمييزها بسهولة عن اللحم الحقيقي لذكرياتي.

زراعة اللحوم في وعاء هو أمر مختلف. إنه أشبه بالتخمير ، لكن باستخدام خلايا حيوانية بدلاً من الخميرة. تحتاج العملية إلى أشخاص لديهم فهم جيد لبيولوجيا الخلية وكيمياء التغذية والهندسة الكيميائية للعمل.

تبدأ العملية بزراعة مرق كثيف من الخلايا. يتم تغيير مزيج العناصر الغذائية داخل الحوض ، مما يؤدي إلى تمايز الخلايا إلى أنواع الأنسجة – العضلات ، والنسيج الضام ، والخلايا الدهنية. أخيرًا ، تتحد الخلايا في شيء يشبه عجينة اللحم ، والتي يتم حصادها ومعالجتها في قطع اللحم والبرغر وما شابه ذلك. الميزة ، بالطبع ، هي أنك تحصل على شيء مع قوام اللحم وطعمه ومحتواه الغذائي ، ولكن بدون الذبح.

في عام 2013 ، بلغت تكلفة أول برجر صالح للأكل بهذه الطريقة 300 ألف دولار. بعد تسع سنوات ، تراجعت التكاليف وضخ المستثمرون مليارات الدولارات. تستعد الصناعة لبدء بيع منتجاتها ، وتنتظر فقط وضع الأطر التنظيمية. قادت سنغافورة الطريق في الموافقة على اللحوم المستزرعة في عام 2021 ، ومنحت إدارة الغذاء والدواء الأمريكية مؤخرًا ختم الموافقة ، ولم يتأخر المنظمون في المملكة المتحدة والاتحاد الأوروبي عن الركب.

كلمة تحذير

ومع ذلك ، في بعض الأحيان تكافح تطلعات العلم الواقعي للتقدم من إلهامهم الخيالي. في عام 2003 ، قامت إليزابيث هولمز ، البالغة من العمر 19 عامًا فقط ، بتأسيس Theranos. بعد عشر سنوات ، بلغت قيمة الشركة 10 مليارات دولار.

جمعت هولمز الأموال بوعدها بتقديم تقنية ثورية يمكنها تقديم تشخيصات رخيصة وسريعة من مجرد قطرة دم. بدت الفكرة أقرب إلى الماسحات الضوئية الطبية في أفلام ستار تريك المرضية أكثر من أي شيء في الواقع. واتضح أن الوعود التي قدمها هولمز مبالغ فيها من الناحية الإجرامية ، مما أدى إلى حُكم عليها بالسجن 11 عامًا بتهمة الاحتيال.

إليزابيث هولمز ، المؤسس والرئيس التنفيذي السابق لشركة Theranos.
Sipa الولايات المتحدة / Alamy ألبوم الصور

ربما تكون قصة Theranos قد أدت إلى انتكاسة ثقة المستثمرين في التطبيقات المعقولة لتقنيات المختبر على الرقاقة التي دافع عنها هولمز. لكننا بالفعل على دراية بها تمامًا ، في شكل اختبارات التدفق الجانبي لـ COVID. ذكرني مثال حقيقي أكثر استثنائية بتسلسل الحمض النووي شبه الفوري الذي تم تصويره في فيلم Gattaca عام 1997.

في أوائل عام 2022 في جامعة ستانفورد ، قامت مجموعة صغيرة من الباحثين بترتيب تسلسل جينوم بشري كامل في ما يزيد قليلاً عن خمس دقائق. على النقيض من ذلك ، فقد استغرق الأمر 13 عامًا لتسلسل أول جينوم بشري نُشر عام 2003. وقد يساعد ذلك في تسريع تشخيص الأمراض النادرة من سنوات إلى ساعات.

هذه القفزات المذهلة إلى الأمام في التشخيص وإعادة التدوير والطعام ليست سوى عدد قليل من مجالات الكيمياء التي كانت تعتبر في السابق خيالًا علميًا. العديد من البطاريات الأخرى – مثل البطاريات عالية الكثافة التي تسمح بشحن أسرع وأقل ، وتقنية تنظيف الغلاف الجوي لإزالة ثاني أكسيد الكربون من الهواء ، والعلاج الشخصي ثلاثي الأبعاد – قيد التطوير أيضًا. دعونا نأمل فقط ألا تظهر ديستوبيا التي غالبًا ما يتم تصويرها في الخيال العلمي جنبًا إلى جنب مع التقنيات التي يصفونها.


نشكركم على قراءة المنشور عبر مجلة المذنب نت, المتخصصة في التداول والعملات الرقمية والمشفرة

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

زر الذهاب إلى الأعلى