عـــلم التقـــــريـــس !!

عادل الثبيتي · #1 26-04-2007, 02:33

علم التقريس
علم التقريس هو دراسة درجات الحرارة شديدة الانخفاض، ويشمل تطوير أساليب التوصل إلى تلك الدرجات، والحفاظ عليها، واستخدامها في الأبحاث العلمية والصناعية. وتتراوح درجات الحرارة المنخفضة التي يحتاج إليها علماء التقريس بين -120°م ودرجة الصفر المطلق تقريبًا، أي -273,15°م. ودرجة الصفر المطلق هي من الناحية النظرية أقل درجة حرارة يمكن أن يصلها أي غاز. ويستخدم مقياس كلفين، في تقدير درجات الحرارة في علم التقريس، وهو الميزان القياسي لتقدير درجات الحرارة في العلوم. ويعادل الصفر المطلق درجة الصفر على مقياس كلفين.
وقد توصل العلماء لأول مرة إلى إنتاج درجات حرارة باردة جدًا في السبعينيات من القرن التاسع عشر مع ظهور الهواء السائل.
وفي عام 1963م، تمكن العلماء من تبريد نوع من النحاس إلى أقل درجة حرارة تم التوصل إليها حتى الآن، وهي جزء من المليون من الدرجة فوق الصفر المطلق. وذلك بمغنطة النويات في درجات حرارة منخفضة في مجال مغنطيسي. وعندما أزيح المجال المغنطيسي فقدت النويات مغنطيسيتها وهبطت درجة حرارتها إلى درجة قريبة من الصفر المطلق.
وقد تمثل أول تطبيق صناعي لعلم التقريس في إنتاج الهواء السائل، وهو المصدر الأول للأكسجين والنيتروجين السائلين. وتحمل بعض الطائرات والمركبات الفضائية الأكسجين السائل الذي يمكن تحويله إلى شكله العادي كي يستخدمه الملاحون في التنفس في الرحلات الطويلة. ومن فوائد الأكسجين السائل الأخرى، استخدامه في صنع الغازات المركّبة، وفي معالجة مياه المجاري، كما يُستخدم الأكسجين والهيدروجين السائلان في بعض صواريخ الدفع، وفي خلايا الوقود. كما يستعمل النيتروجين السائل مادة مبرِّدة. وبالإضافة إلى ذلك تستعمل وسائل علم التقريس في تمييع الغاز الطبيعيي ونقله وتخزينه، وكذلك في تجميد مختلف أنواع الأغذية ونقلها وتخزينها.
وبفضل هذا، العلم استطاع الأطباء تجميد الأعضاء الحية من الجسم، مثل الدم وقرنية العين للاستفادة بهما في المستقبل. ومن فوائده الأخرى في الطب تجميد الأعضاء أثناء العمليات، وتدمير الأنسجة المريضة.

علم الحيــــــــاة التقريســـــــــي
دراسة تأثير درجات الحرارة المنخفضة جدًا على الكائنات الحية. ويَسْتخدِم علماء علم الحياة التقريسي درجات حرارة تتراوح بين الصفر المئوي ـ وهي درجة تجمد الماء ـ و -273,15°م، وهي درجة الصفر المطلق.
يركز علماء علم الحياة التقريسي اهتمامهم على تجميد المواد الحية بُغية الحفاظ عليها لاستخدامها في المستقبل. ويجب أن تتم عملية التجميد بحيث تبقى الخلايا حية. ويستعمل العلماء غازًا سائلاً (النيتروجين غالبًا)، للحصول على درجات حرارة أدنى بكثير من درجة التجمد العادية. فالخلايا التي تُحفظُ باردة في الغاز السائل تتوقف عن العمل، لكنها تبقى حية، وبدون أن تتغير في حالة من الحياة المعلقة. ويمكنها أن تبقى في تلك الحالة دون أن تتعرض إلى أي تلف مدة طويلة من الزمن. وبعد أن تذوّب تعود الخلايا إلى نشاطها الطبيعي بصورة فورية تقريبًا.
ويمكِّن تجميد أنسجة الجسم، كالجلد والقرنية والدم بتخزينها في "بنوك" خاصة. ويستطيع الأطباء الاستفادة من تلك البنوك للحصول على جلد لتطعيم جلد مريض تعرض لحرق من الدرجة الثالثة (الشديدة). كما تستبدل بالقرنيات المريضة أو التالفة أخرى سليمة. وكان باستطاعة بنوك الدم في الماضي الاحتفاظ بالدم مدة ثلاثة أسابيع فقط، وبعدها يفسد الدم. لكن الدم المجمد يمكن أن يحفظ الآن لمدة غير محدودة.
يستعمل الجراحون البرودة الشديدة لتدمير الأنسجة فيما يعرف بالجراحة القَريَّة، حيث يمكنهم مثلا إجراء عمليات دون أن تنزف قطرة دم واحدة، وذلك باستعمال أدوات مجهزة بأطراف مجمدة. وعندما يغرز الطرف البارد في نسيج ما غير مرغوب فيه فإنه يقتله. ويحمي النسيج السليم بدرع يحيط ببقية أجزاء الأداة.
كذلك تستخدم الصناعات الغذائية تقنيات علم الحياة التقريسي في عمليات حفظـ الأغذية، حيث يمكن لصانعي الأغذية المحفوظة تجميد الأغذية وتخزينها لمدة غير محدودة دون إلحاق الضرر بالنكهة أو التجانس أو القيمة الغذائية .

في مجـــــــال الفيزيــــــــــــاء
قدم تطوير غرفة فقاعات الهيدروجين السائل وسيلة رئيسية في دراسة الجسيمات تحت الذرية. فقد جعلت عملية المعالجة في درجات الحرارة المنخفضة جدًا وسائل فصل النظائر أكثر فعالية في أبحاث الطاقة النووية. كما ساهم علم التقريس في اكتشاف الموصلية الفائقة، وهي قدرة بعض المعادن على توصيل الكهرباء دون مقاومة في درجات تقرب من الصفر المطلق. كذلك يستعمل المغنطيس عالي التوصيل المُبرَّد بالهيليوم السائل في الطب في عملية التصوير بالرنين المغناطيسي. وهو أسلوب يعطي صورًا لأعضاء الجسم الداخلية.