الحكاية 14 ~ السيليكون silicon

الجدول الدوري للعناصر فيه 118 عنصر
هايجرى حاجة لو شيلنا منهم عنصر واحد؟؟؟؟؟؟
بس مش هانشيلوا من الجدول ... احنا هانشيلوا من على الأرض
تخيل كده معايا لو عنصر السيليكون اختفى من على سطح الأرض ... يا ترى ايه اللي هايحصل؟
أولا : صورتى هاتختفى من على شاشتك ... جهاز التليفون أو الكمبيوتر كله هايتحول لصندوق بلاستيك مالوش لازمة ... لأن كل الشرائح الالكترونية اللي بتشغل كل أنظمة الذكاء الصناعى والانترنت معمولة من السيليكون .. كل العربيات الحديثة وكروت الشحن بتاعت عدادات المياه والكهرباء .. و السيم كارد بتاع تليفونك ، كروت الفيزا .. كل ده شغال بالسيليكون .. يعنى هانرجع للماضى حوالي 300 سنة ...
ياريت الموضوع هايوقف لحد كدة ... ده كل الرمال اللي موجودة على الارض بتتكون من أكسيد السيليكون.. او السيليكات.. لو السيليكون اختفي هاتتحول كلها لأكسجين.. كل الزجاج اللي فى العالم هايتلاشي..
كمان الرمال اللى موجودة فى قاع البحار والمحيطات ... و الكوارتز اللي بيمثل نسبة كبيرة في أنواع كثيرة من الصخور ... كل ده .. بح
مين بقي العبقري اللي اكتشف العنصر ده؟؟؟
وليه هو مهم اوى كده؟
قصة عنصر السيليكون بتبدأ سنة 1787 في عقل العالم الفرنسي الشهير أنطوان لافوازييه.. اللي البعض بيعتبره مؤسس علم الكيمياء الحديثة.. لما طرح فكرة إن السيليكات اللي موجودة فى الرمل هي عبارة عن أكسيد لأحد العناصر المجهولة... لكنه ما قدرش يفصل العنصر المجهول ده عن الاكسجين بكل الطرق المتاحة وقتها ...
سنه 1808 حاول همفري ديفي انه يفصل العنصر ده بالتحليل الكهربي لكنه بردو لم ينجح ... يبدو ان ارتباط العنصر بالكسجين قوى جدا..
لكن همفري ديفي اقترح ان العنصر ده هو أحد الفلزات ... لكن بعد كده العلماء اكتشفوا ان التصور ده كان غلط وان العنصر ده مش فلز...
سنة 1811 حصل حاجة غريبة جدا... جاي لوساك وجاك تينار قدروا انهم يفصلوا عنصر السيليكون من مركب اسمه رباعى فلوريد السيليكون ... لكنهم ماكانوش فاهمين وقتها انهم بيكتشفوا عنصر جديد وما اهتموش انهم يدرسوا المادة اللي فصلوها ... وده كان شيء غريب جدا...
وبعد 12 سنة نجح أخيرا البارون – برزيليوس- إنه يفصل السيليكون النقي من مركب ( سداسي فلورو سيليكات البوتاسيوم) .. ووصف العنصر الجديد ... وتوالت بعد منه دراسات العلماء لعنصر السيليكون ، لحد ما عرفو معلومات كتير عن العنصر أهمها :
1- انه شبه موصل للكهرباء
2- وانه بيكون بوليمرات ، زيه زي عنصر الكربون بالظبط.

---------------------------------------------------------------------------------------------
بعد اكتر من 200 سنة ، و في الولايات المتحدة الأمريكية ، تبدأ مؤسسات صغيرة تنمو وتتطور لحد ما ينشأ منطقة هى الأهم فى العالم المعاصر ... اسمها وادي السيليكون.
المنطقة دى هى مهد الثورة التكنولوجية الحديثة : جوجل ، أبل، انتل، فيسبوك، تويتر,, الخ الخ
ليه سموا المنطقة دى وادي السيليكون؟
أكيد أنت عارف : لأن صناعة نقل المعلومات بتعتمد فى الاساس على الكمبيوتر والذكاء الصناعى اللي هو بيشتغل بدوائر كهربية من أشباه الموصلات اللي هى بتتعمل أساسا من السيليكون.
ايه رأيكم نبدأ الحكاية من اولها علشان نفهم كل التفاصيل !
يعنى ايه كهرباء؟ باختصار شديد ، الكهرباء هى نوع من الطاقة بينشأ من تحرك الالكترونات...
والالكترونات دي بتتحرك في سلك اللى احنا بنسميه موصل .. والمادة اللي بنوصفها انها جيدة التوصيل للكهرباء هى المادة اللي بتسمح للالكترونات انها تنزلق على سطحها بنعومة وسرعة .. المواد الموصلة بيكون على سطحها الخارجة الكترونات شبه حرة .. محتاجة بس زقة بسيطة وتجري بسرعة وتسبب التيار الكهربي ... والزقة دي بتيجى من مصدر التيار الكهربي ، اللي بنسميها القوة الدافعة الكهربية ، لو مثلا المصدر بتاعك بطارية .. فيه تفاعل بيحصل جوة البطارية بيولد قوة دفع القوة دي بتزق الالكترونات فتبدأ تتحرك وتولد التيار الكهربي
أما بقي المواد العازلة .. فدي مواد بتبقي الكتروناتها مقيدة ماتقدرش تتحرك .. ولو قرب منها الكترون بتشده ناحيتها وتمنعه انه يتحرك .. وبكده بتسبب توقف التيار الكهربي..
ايه بقى أشباه الموصلات ....

اشباه الموصلات هي مواد ، ولا بتمنع مرور التيار الكهربي ، ولا بتسمح بمرور التيار بسهولة ... والفكرة أن أشباه الموصلات ، وعلى سبيل المثال السيليكون .. لما بيعملوا روابط مع بعض .. بيتخلق جواهم فجوات عليها شحنة موجبة وأماكن عليها شحنة سالبة ، ود بيسمح بحركة الالكترونات لكن بحدود وبشروط.. ولما بيطعموا أشباه الموصلات بالشوائب ، ده بيحسن من أداؤه جدا وبيستخدموه فى ال ترانزيستورز.. وبتقدم ميزات مهمة جدا
1- بتحول التيار المتردد لتيار موحد الاتجاه
2- بتخليك تقدر تتحكم في كمية التيار الكهربي اللي هايعدى
3- بتخليك تحدد أصلا اذا كان التيار الكهربي هايعدي ولا لا وده اللي بيتحول للغة الكمبيوتر الثنائية 0 1 لما التيار يعدي يبقي 1 ولما يتقطع يبق 0
4- تقدر تتحكم في مرور التيار او لا باستخدام تردد معين من الضوء
أهمية السيليكون مش بس فى ال ترانزيستورز
هل كنت تعرف قبل كده ان 90 % من خلايا الطاقة الشمسية بتتصنع من نوع شديد النقاء من أنواع السيليكون؟؟
وان النوع ده موجود فى صحاري الوطن العربي بوفرة
طب كنت تعرف ان السودان بدأت فى تصدير أطنان من الرمال لألمانيا ؟
مقابل أن الشركات الالمانية تبنى محطات لتوليد الكهرباء بالطاقة الشمسية فى السودان
طب الألمان بيعملوا ايه بالرمل ده ؟؟
غير الزجاج والشريحة الالكترونية والخلايا الشمسية .. مركبات السيليكون بيتعمل منها ورق الصنفرة .. أحجار القص .. والكوارتز بيتعمل منه الولاعات..
ده غير كل بوليمرات السيليكون الشبيهة بالبلاستيك اللي بيتعمل منها منتجات كتير منها لعب للاطفال وادوات مطبخ .. عمليات التجميل ، مزيلات العرق ومثبتات الشعر
حتى النباتات ، بتمتص السيليكون من التربة وبتعمل بيه أشواك بتستخدمها للحماية .