في عام 1999م تم كشف النقاب عن أحدث اختراع في عالم الكيمياء بواسطة الدكتور أحمد زويل ، وهو اختراع كاميرا تعمل بأشعة الليزر تقوم بتصور أدق حركة للذرات أثناء التفاعلات الكيميائية ، وقد كان هذا الاختراع حلم لكثير من علماء الكيمياء منذ حوالي مائة عام .
نبذة عن زويل :
ولد الدكتور أحمد حسن زويل بمدينة دمنهور بمصر في 26 فبراير 1946م ، وقد كان والده موظف حكومي بسيط ، انتقلت أسرة زويل بعد ذلك إلى مدينة دسوق التي تقع بالقرب من محافظة الإسكندرية ثم التحق بكلية العلوم جامعة الإسكندرية ، بعد التخرج عُين زويل معيد بالكلية عام 1967م ، ثم حصل على درجة الماجستير من نفس الجامعة عن أبحاث خاصة بالضوء .
وحصل زويل بعد ذلك على منحة دراسية في الولايات المتحدة للحصول على درجة الدكتوراة من جامعة بنسلفانيا في علوم الليزر ، ثم انتقل لجامعة كاليفورنيا بين الفترة من عامي (1974م – 1976م ) ثم معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا.
فاز زويل بجائزة نوبل في الكيمياء عام 1999م ، وهو أول عربي يحصل على تلك الجائزة عن أبحاثه في علم كيمياء الفيمتو ، وفي نفس العام حصل على أعلى وسام شرف مصري وهو قلادة النيل ، كما تم تعيينه في المجلس الرئاسي الإستشاري في البيت الأبيض عام 2009م في عهد الرئيس باراك أوباما ، كما نشر الدكتور زويل نحو 600 مقال علمي و16 كتابًا منها كتاب عصر العلم عام 2005م ، وتوفي زويل عام 2016م بالولايات المتحدة على أثر إصابته بمرض السرطان ، وتم دفنه بمصر .
كيمياء الفيمتو :
حرص علماء الكيمياء منذ القدم على متابعة التفاعلات الكيميائية بأكبر قدر من التفاصيل ، هذا ما عمل عليه زويل فقد استطاع تصوير الحركة البطيئة للذرات والجزيئات أثناء التفاعلات الكيميائية ، ليرى ما يحدث فعليًا أثناء كسر وإنشاء الروابط الكيميائية .
التقنية التي استخدمها زويل هي ما يمكن أن يطلق عليه أسرع كاميرا في العالم ، تستخدم ومضات الليزر في مدة قصيرة جدًا من الزمن لتسجيل ردود فعل الذرة أثناء التفاعل ، تلك الفترة الزمنية متناهية الصغر أطلق عليها فيمتو ثانية ، وهي تعادل 0.0000000000000 من الثانية ، وقد أطلق على تلك الأبحاث كيمياء الفيمتو .
في الماضي منذ عام 1903م استطاع العالم سفانتي أرهينيوس الحائز أيضا على جائزة نوبل في الكيمياء ، البناء على أبحاث العالم فانت هوف الحاصل أيضًا على نفس الجائزة التعبير بصيغة بسيطة عن سرعة رد فعل الذرات أثناء التفاعل بسبب تعرضها لدرجات الحرارة ، ولكن تلك الصيغة كانت تعبر عن مجموعة من الجزيئات في وقت واحد وأطلق عليها النظم المجهرية .
وكانت تلك النظم طويلة نسبيًا وفي عام 1930م استطاع العالمان إتس. إيرينج وإم.بولاني صياغة نظرية تقوم على ردود الفعل في النظم المجهرية من الجزيئات الفردية ، وكانت الافتراضات النظرية مبنية على افتراض أن حالة الانتقال تتم بسرعة فائقة ، وتم وضع نظام زمني افتراضي يقاس بسرعة اهتزازه الذرة ، ولكن إجراء التجارب في هذا الزمن المتناهي الصغر كان يعتبر شيء مستحيل .
ولكن في نهاية الثمانينات أجرى زويل سلسلة من التجارب كان من شأنها ولادة مجال جديد في الكيمياء يدعى كيمياء الفيمتو ، وهذا ينطوي على استخدام كاميرا عالية السرعة لتصوير المسار الفعلي للتفاعلات الكيميائية ومحاولة التقاط صور للذرات في حالة تحركها ، اعتمدت الكاميرا على استخدام تكنولوجيا الليزر الجديدة ، لتصدر ومضات كل بضع عشرات من الفيمتو ثانية ، وهو الوقت الذي تستغرقه الذرات داخل الجزيء لأداء اهتزازه واحدة وهو عادة من 10-100 فيمتو ثانية .
واختراع تلك الكاميرا يعني الوصول لنهاية الطريق في هذا المجال ، حيث أنه لا يوجد تفاعلات كيميائية تتم بشكل أسرع من زمن الفيمتو ثانية ، وقد تم استخدام هذه الكاميرا لمراقبة الحركة البطيئة لما يتم بالضبط أثناء التفاعل الكيميائي ، ومن ثم تم فهم صيغة أرينيوس التي أكتشفها فانت هوف وحصل عنها على جائزة نوبل .