تعرَّف على أهمية المواد اللا معدنية في التقنيات الحديثة

يطلق المؤرِّخون أسماء المواد، التي استخدمها الإنسان في أدواته على العصور التاريخية المختلفة. وهي العصر الحجري، الذي امتد حتى 3000 ق.م.؛ ثم العصر البرونزي من 3000 ق.م. وحتى 1000 ق.م.؛ والعصر الحديدي من 1000 ق.م. حتى يومنا هذا. ويسمى هذا التصنيف أحياناً: “نظام العصور الثلاثة” الذي صاغه أمين المتحف الدانماركي كريستيان تومسون في العام 1816م، ولا يزال يُستخدم في الأوساط الأكاديمية حتى الآن.

تسمية عصرنا بـ “الحديدي” هل باتت قديمة؟

احتلَّت المعادن منذ وقت طويل المكانة المهيمنة باعتبارها أهم المواد الهندسية. وكان الفولاذ هو الأهم على مدى القرون القليلة الماضية. لكن حديثاً وعلى نحو متزايد في عديد من المجالات، تواجه مكانة الفولاذ تحدياً من قبل مواد أخرى غير معدنية، مثل البلاستيك والسيراميك والمواد المركبة.

ومع التطور الحديث والواسع في علوم وهندسة المواد، التي دمجت علم الفلزات مع علوم البوليمرات والكيمياء الفيزيائية وغير العضوية، وعلم المعادن وتكنولوجيا الزجاج والسيراميك وفيزياء الجوامد، وغير ذلك لتشمل جميع المواد الهيكلية والوظيفية، أصبح علم المواد واحداً من أوسع التخصصات الدراسية. وأسهم ذلك في تصميم مواد جديدة تحتاجها تقنيات وصناعات حديثة، أو في تعديل تركيب مواد موجودة لتناسب أخرى جديدة، مما عزَّز استخدام المواد اللا معدنية على حساب المواد المعدنية التقليدية.

تنقسم العناصر الـ 118، التي تشكِّل اللبنات الأساسية لكل شيء من حولنا، حياً كان أو غير حي، إلى قسمين: العناصر المعدنية، وهي غالبيتها، والعناصر اللا معدنية، التي لا تقل أهمية عن العناصر المعدنية. وقد تم تسجيل وتصنيف هذه العناصر في ما يُعرف بـ “الجدول الدوري للعناصر”. والعنصر هو ما لا يمكن تجزئته بالعمليات الكيميائية والفيزيائية العادية. ويتألف عادة من نوع واحد من الذرات المعينة أو نظائرها. أما “المادة”، أو “المواد”، فيمكن أن تحتوي على عنصر واحد من هذه العناصر، أو مركّب من اثنين مختلفين أو أكثر منها. ويمكن تصنيف المواد بدورها إلى قسمين:

المواد المعدنية التي تتصف جميعها باستثناء الزئبق، بالصلابة عند درجة حرارة الغرفة، كالحديد والنحاس والفضة والبلاتين وغيرها؛ كما تتصف بالتوصيل الكهربائي والحراري والبريق واللمعان، وغيرها من خواص المعادن المعروفة.

المواد اللا معدنية التي يمكن أن تأتي على شكل غاز أو سائل أو صلب. كما تأتي على هيئة مواد طبيعية كالخشب والرمل والطين والغازات، وعناصر أخرى مثل الكربون وغيرها، وكذلك كمواد اصطناعية مثل البوليمرات المستخلصة من النفط والغاز. كما تشمل هذه الفئة الغازات النبيلة، التي لا تتفاعل مع غيرها من العناصر؛ والهالوجينات المنتجة للملح عند تفاعلها مع المعادن، وعناصر الكربون والأكسجين والنتروجين والفوسفور والكبريت والسيلينيوم. وتتميز المواد اللا معدنية بمقاومتها العالية للتآكل الكيميائي.