یافته های علمی

چگونه امواج صوتی به یافتن نقاشی های اصل کمک می کنند؟ 

روزی که نفت و زغال سنگ تمام شود چه چیزی در انتظار بشر است؟ 

چگونه امواج صوتی به یافتن نقاشی های اصل کمک می کنند؟ 

آثار نقاشی تقلبی و ساختگی، کلاهبرداری و فریبکاری های آشکار تاریخ نقاشی را کدر و تاریک کرده. حتی سیاه تر از گردی که در طول قرن ها بر روی آثار هنری انباشته شده و آنها را چرکین کرده است. با تمام اینها رسیدن به کنه یک اثر هنری و شناسایی نسخه اصلی برای بازسازی و ترمیم آثار هنری حیاتی است.

در دهه های اخیر، استادان هنر، متخصصان آثار هنری، دادگاه ها و کسانی که آثار هنری را ترمیم می کنند، برای تعیین ترکیب شیمیایی مواد رنگی آثار هنری به طور فزاینده ای به تکنیک های علمی اتکا می کنند. آنها به این وسیله می خواهند ثابت کنند که یک اثر هنری چه موقع،‌ کجا و به وسیله چه کسی آفریده شده است. با به کارگیری همین تکنیک مشخص شد که یک تابلوی نقاشی به ظاهر قدیمی به نام باکره و کودک اثری تقلبی مربوط به دهه 1920 میلادی است. چراکه این نقاشی حاوی رنگ نیلی پروسی (فرنگی) است که در قرن 18 میلادی و مدت ها بعد از این که نقاشی اصلی کشیده شده ابداع شده است. پردازش شیمیایی نمونه های برداشته شده از نقاشی می تواند نمایه مولکولی مفیدی را فراهم می کند. اما این به معنی وارد آوردن آسیب فیزیکی به اثر هنری است.

روش های دیگر با به کارگیری فلورسانس اشعه ایکس،‌ اسکن میکروسکوپی الکترون و طیف سنجی مادون قرمز به استادان و تکنسین ها کمک کرده تا به عمق نقاشی های قدیمی راه بیابند. اما این روش ها ممکن است زمان بر باشند و کار زیادی ببرند.

حالا مطالعه جدیدی نشان می دهد که چگونه امواج صدا می تواند تعدادی از ترکیبات رنگی معدنی و غیرآلی را با استفاده از طیف نمای مادون قرمز فوتواکاستیک تبدیل فوریه (PAIR  ) شناسایی کند. بخشی از این فرایند مدیون کشفی است که الکساندر گراهام بل در سال 1880 انجام شد. گراهام بل نشان داد که تاباندن یک پرتو میزان نور بر روی یک شیء می تواند موج صوتی ظریفی ایجاد کند.

محققان با استفاده از لیزر آرگون- یون PAIR  توانسته اند طیف وسیعی از رنگ های معدنی مرسوم و معمولی شامل چهار آبی، سه سبز، دو زرد و سه قهوه ای را شناسایی کنند.

به این ترتیب نمونه هایی ریزی از نقاشی که بعداً می تواند به نقاشی برگردانده شود با پرتو لیزر گرم می شوند. این گرما تغییری در فشار ایجاد می کند و امواج صوتی کوچکی را می سازد که به وسیله یک میکروفون فوق حساس گرفته می شود. هر ترکیب رنگی یک نمایه صوتی متفاوت دارد که آن را از بقیه ترکیبات جدا می کند. از آن جایی هم که نمونه ها در طول فرایند آسیب نمی بینند، محققان می توانند چند بار آنها را مورد آزمایش قرار دهند. امتیاز ویژه ای که همه روش های تجزیه وتحلیل ندارند.

وضع نقاشی ها، ترکیبات رنگی آنها، لعاب و غیره در کنار شرایط آفرینش اثر به طورقطع به نحوه انبار کردن و یا نحوه نگهداری آنها و نیز نمایش طولانی مدتشان هم بستگی دارد. محققان می گویند:«بدون داشتن فهمی کامل از واکنش های مواد شیمیایی دست اندرکار در آثار هنری، تلاش برای حفاظت از آنها به آسیب رسانی بیشتر به این آثار منجر می شود. به طوری که رهاکردنشان بدون ترمیم بهتر است. محققان می گویند که این قرائت های ساده را می توان در پایگاه داده ها جمع آوری کرد و در آینده آنها را به عنوان یک مرجع مورد استفاده قرار داد.

منبع: http://www.scientificamerican.com/blog/post.cfm?id=sounds-like-art-fraud-acoustic-wave-2010-09-04  

روزی که نفت و زغال سنگ تمام شود چه چیزی در انتظار بشر است؟ 

شش نسل دیگر یعنی حدود 200 سال دیگر، سوخت های ساخته شده از هیدروکربن مثل امروز به وفور یافت نخواهند شد. این در حالی است که در آن زمان همچنان مردم می خواهند ماشین برانند یا هواپیماهایشان را در آسمان به پرواز در آورند و چراغ خانه هایشان را روشن کنند.

به همین دلیل بسیاری عقیده دارند با به پایان رسیدن دورانی که نفت به سهولت در دسترس است، قیمت سوخت به میزان بسیار زیادی افزایش می یابد و رقابت برسر منابع انرژی به تنازع بقا می انجامد. بنابراین از حالا لازم است درکی از این شرایط وجود داشته باشد تا این تنازع به جنگی داغ بدل نشود. خوشبختانه کشور ما با داشتن منابع عظیم گاز نگرانی های کمتری دارد. ولی به دلایل استراتژیک ناچار است از حالا چشم اندازی از آینده داشته باشد.

رابرت پی لافلین یکی از برندگان جایزه نوبل فیزیک قواعدی را درباره هیدروکربن هایی مثل گاز، نفت و زغال سنگ مطرح می کند. به گفته او موقعی که نفت تمام شود، قیمت گاز نوسان پیدا خواهد کرد. در آن زمان همه ارزان ترین گاز ممکن را می خواهند. اما با فناوری های در حال پیشرفت می توان این شرایط را مدیریت کرد. برای زمانی هم که ذغال سنگ تمام می شود،‌ لازم است ابداعات بیشتری انجام شود تا جوامع ثباتشان را حفظ کنند.

اما با همه اینها چرا از حالا ذغال سنگ کمتر مورد استفاده قرار نمی گیرد؟ لافلین با استناد به نموداری نشان می دهد که در چندین کشور بین سوزاندن کربن با افزایش تولید ناخالص داخلی یا GDP پیوستگی وجود دارد و به همین دلیل است که وقتی صحبت از قطع استفاده از کربن به میان می آید،‌ هیچ کس نمی خواهد اولین باشد.

دلیل دیگر این است که ما هرگز به طور کامل از کربن رهایی نخواهیم یافت. فناوری های موجود و در حال توسعه می توانند بعضی از جنبه های مشکل منابع انرژی را حل کنند، اما قوانین فیزیک سدی را در مقابل بقیه ایجاد می کنند. برای مثال، موقعی که هیدروکربن ها دیگر به طور گسترده در دسترس نیستند ‌انرژی هسته ای، خورشیدی و بادی می توانند چراغ ها را روشن نگه دارند.

روزی که نفت تمام می شود اگر لازم باشد تامدتی می توان ذغال سنگ را به بنزین تبدیل کرد. همان طور که آلمانی ها در طول جنگ جهانی دوم با استفاده از فرایندی که در دهه 1920 به وسیلهFranz Fischer  و Hans Tropsch  توسعه داده شده بود، این کار را انجام دادند. اما در حال حاضر هیچ سوخت دیگری چگالی انرژی ای –انرژی در واحد وزن- را ارایه نمی دهد که برای پرواز هواپیما سوخت جت مهیا کند. به طورکلی امکان ندارد سوخت جت را اصلاح کنیم چراکه قوانین فیزیک را نقض می کند. ما نمی توانیم هواپیما داشته باشیم مگر این که سوخت هیدروکربنی بسازیم.

لافلین می گوید در فرایند Fischer-Tropsch که در آن با عبور دادن مونوکسید کربن و هیدروژن بر روی آهن یا کاتالیزورهای دیگر هیدروکربن های مایع تولید می شود، می توان موادخام متفاوتی را مورد استفاده قرار داد. در دهه 1940، آلمان ها زغال سنگ را مورد استفاده قرار دادند. امروز، چندین گیاه هست که با آنها می توان فرایند به جاگذاری کربن را به جای ذغال سنگ با گاز طبیعی شروع کرد. در آینده مواد اولیه دیگری مثل مواد گیاهی هم وجود خواهد داشت.

در این زمینه نمی توان بخش کشاورزی را به تنهایی به عنوان منبع در نظر گرفت. چراکه در این صورت در آمریکا، منطقه لازم برای این هدف باید کمی بزرگ تر از ایالت تگزاس باشد. اما ترکیبی از منابع را می توان مورد استفاده قرار داد. این منابع می تواند شامل گیاهانی که در آب شور رشد می کنند باشد.

در این صورت روزی که نفت ناپدید می شود،‌ هیچ تغییری در پمپ گاز به وجود نخواهد آمد. چراکه فناوری های لازم در دسترس است. خبر خوب این است که اگر زمانی بتوانید گیاهان Fischer-Tropsch را بسازید، هرچیز دیگری که شامل زباله می شود را هم می توانید برای تبدیل به سوخت بیولوژیکی مورد استفاده قرار دهید. مشکل بزرگ هزینه سرمایه اولیه است. ما می توانیم به مرور زمان امکانات را فراهم کنیم.

لافلین می گوید: «200 سال دیگر شرایط امروز ما به صورتی که انرژی نسبتاً گران و کربن ارزان است معکوس خواهد شد. در آن زمان صنعت جدیدی به وجود خواهد آمد که حالا وجود ندارد. 200 سال دیگر، کمبود انرژی مسئله نیست. کمبود کربن مسئله است.»

در نهایت لافلین پیش بینی می کند که ما یاد می گیریم چگونه کربن را از هوا بازیافت کنیم. این کربن می تواند ماده اولیه برای فرایند Fischer-Tropsch باشد. این پیشرفت اگر اتفاق بیفتد خبر خوبی است.

منبع:  http://www.scientificamerican.com/blog/post.cfm?id=what-happens-when-coal-is-gone-2010-06-29