حقائق حول المغنيزيوم
يشكل المغنيزيوم 2% من قشرة الأرض، لكنك لن تشاهد هذا المعدن الفضّي الخفيف بمفرده في الطبيعة، فهو عنصر متقلب.
يتواجد المغنيزيوم ضمن خليطٍ مع عناصر آخرى مثل الكربون والكالسيوم والأكسجين، كما في الدولوميت المعدني الشائع.
تمت تنقية المغنيزيوم لأول مرةٍ عام 1808، عندما نجح الكيميائي همفري دافي من مقاطعة كورنوول في إنكلترا، باستخلاص كميةٍ صغيرةٍ منه بإمرار تيارٍ كهربائيٍ عبر أكسيد المغنيزيوم، وذلك حسب الجمعية الملكية للكيمياء.
كان الكيميائي الفرنسي أنتوان بوسي أول من استخلص كميةً معتبرةً من المغنيزيوم النقي عام 1831، حسب الجمعية ذاتها.
يمكن مزج المغنيزيوم مع معادنٍ أخرى وخصوصًا مع الألمنيوم؛ لصنع هياكلٍ للسيارات وعبوات المشروبات المعدنية وموادٍ أخرى تتطلب خفةً ومتانةً، كما يعتبر هذا المعدن قابلًا للاشتعال؛ وهو ما أهّب لاستخدامه في صناعة الألعاب النارية، حتى أنه استُعمِل في الحرب العالمية الثانية لصناعة القنابل الحارقة.
خواص المغنيزيوم
تتلخص خواص المغنيزيوم حسب مختبر جيفرسون الوطني للمسرّع الخطي بما يلي:
• العدد الذري – أي عدد البروتونات في النواة – : 12
• الرمز الذري – على الجدول الدوري للعناصر – : Mg
• الوزن الذري الوسطي: 24.3050 غ / مول
• الكثافة: 1.74 غ / سم۳
• الطور عند درجة حرارة الغرفة: صلب
• درجة الانصهار: 1,202فهرنهايت (أي 650 °م)
• درجة الغليان: 1,994 فهرنهايت (1,090 °م)
• عدد النظائر – وهي عناصر تتشابه بعدد الذرات وتختلف بعدد النيترونات – : 21؛ 3 منها ثابتة
• النظائر الأكثر شيوعًا: Mg-24 حيث تبلغ نسبة توفره في الطبيعة 78.99%، وMg-25 نسبة توفره 10%، و Mg-26 11%.
معدن حيوي
يتولد المغنيزيوم في النجوم، حين يندمج الهيليوم مع النيون عند درجات حرارة هائلة، وصنتفه (وكالة المسح الجيولوجي الأمريكية – USGS) واحدًا من أكثر العناصر توفرًا في الكون بالمرتبة الثانية، ويتواجد على الأرض في كلٍ من القشرة والوشاح، كما يعتبر ثالث العناصر المنحلة في مياه البحر من حيث الوفرة بتركيزٍ يبلغ 0.13%.
بعد أن نجح دافي في عزل المغنيزيوم عام 1808، حاول العديد من العلماء تنقية هذا المعدن بوسائلٍ مختلفةٍ، لكنهم لم يتمكنوا من ذلك حتى عام 1909، عندما طوّر روبيرت بنسن – مخترع موقد بنسن – آلية تحليلٍ كهربائيٍ مكّنته من إنتاج المغنيزيوم صناعيًا.
يحول الاحتراق السهل للمغنيزيوم دون استخدامه بكثرةٍ في البناء، وذلك حسب مختبر جيفرسون، ولكن يشكل هذا المعدن عند مزجه مع الألمنيوم سبيكةً متينةً وخفيفةً بما يكفي لتوظيفها في الصناعة.
كما يمتلك المغنيزيوم أدوارًا حيويةً، فيشكل جزءًا من الكلوروفيل – وهي صبغة خضراء توظفها النباتات في استخلاص الطاقة من أشعة الشمس – كما يعتبر ضروريًا لأكثر من 3000 عمليةٍ حيويةٍ في جسم الإنسان بحسب المكتبة الوطنية الأمريكية للطب.
ينبغي على كل من النساء والرجال البالغين تناول حوالي 230 ملغ و420 ملغ على الترتيب من المغنيزيوم يوميًا، حسب المكتبة ذاتها، وتعد الفواكه والخضراوات والمكسرات والبقوليات والحبوب الكاملة مصادرًا جيدةً لهذا المعدن، كما ينصح الأطباء أحيانًا بتناول مكملاتٍ غذائيةٍ تحتوي على المغنيزيوم لعدة حالات صحية مثل ارتفاع ضغط الدم والمتلازمة السابقة للحيض والسكري.
هل تعلم؟
• تعود كلمة (مغنيزيوم) لمنطقة مغنيزيا في اليونان، حيث تتوافر مركبات لهذا العنصر بشكلٍ طبيعيٍ.
• يعتبر حليب المانيزا أي هيدروكسيد المغنيزيوم – المستخدم كمليّن للأمعاء ولمعالجة عسر الهضم – مركبًا يضم جزيئاتٍ من المغنيزيوم والهيدروجين والأكسجين.
• تعتبر أملاح إبسوم أو الملح الإنكليزي من أدوية المعالجة المنزلية التي تتضمن المغنيزيوم أيضًا، فهي تُعرف بسلفات المغنيزيوم، ويعود الاسم (إبسوم) لنبعٍ في إنكلترا تتواجد فيه هذه الأملاح بشكلٍ طبيعيٍ.
• تمتلك الولايات المتحدة الأمريكية حوالي 65 طنًا متريًا من المغنيزيوم في الرواسب الطبيعية لكربونات المغنيزيوم، وذلك حسب وكالة (USGS)، ويتواجد 88% منها في ولاية نيفادا.
• لا تحاول إخماد الحريق الناجم عن المغنيزيوم بالماء، فإنّه سيزيد هذا المعدن اشتعالًا، ونظرًا لتزايد استعمال المغنيزيوم في صناعة السيارات والمعدات؛ ينبغي تأمين المزيد من التدريب وإجراءات الحماية لمكافحي النيران.
الأبحاث الحالية
تخيّل ضمادة بإمكانها قتل الجراثيم من داخل الجرح، هذا ما يهدف إليه مختص الهندسة الطبية الحيوية فيورينزو أومينيتو من جامعة تافتس وزملاؤه، فقد صنعوا جهازًا قابلًا للغرس يتكون من الحرير والمغنيزيوم، وبإمكانه القضاء على العدوى بالعنقوديات قبل أن يذوب داخل الجسم دون أيّ ضررٍ.
تتألف الغرسات الطبية عادةً من معدنٍ أو موادٍ دائمةٍ أخرى، أي أنها إما أن تصبح جزءًا من الجسم للأبد أو ينبغي إزالتها، وهي عملية محفوفة بخطر الإصابة بمضاعفاتٍ أخرى.
ولكن يعمل أومينيتو وفريقه على تطوير جهازٍ مختلفٍ، باستخدام ركازة من الحرير – والذي يتألف بدوره من أحماضٍ أمينية أي البنى الأساسية للبروتينات – ووشيعة من المغنيزيوم، وبذلك تمكن الفريق من تصميم سخّانٍ بسيطٍ مصغّرٍ.
وعند غرس هذا الجهاز في الجسم بنسيجٍ معينٍ، يمكن تفعيله ليزيد من درجة حرارة هذا النسيج بما يكفي للقضاء على جراثيم (العنقوديات الذهبية – Staphylococcus aureus)، ومن ثم يذوب الجهاز بعد عدة أيامٍ أو أسابيعٍ تبعًا لبنية الحرير وسماكة المغنيزيوم.
أظهرت التجارب على الفئران نجاح هذا الجهاز في قيامه بمهمته، بالإضافة إلى سلامة النسيج المستهدف بعد انتهائها، دون أيّ أثرٍ للحرير أو المغنيزيوم.
فنشر الباحثون نتائجهم في شهر تشرين الثاني/نوفمبر من عام 2014 في دورية (Proceedings of the National Academy of Sciences).
وقد شرح أومنيتو سبب ظهور المغنيزيوم كمرشحٍ جيدٍ للوشيعة ويعتبر متوافقًا حيويًا مع سوائل الجسم، علمًا أن غرسة السخّان تحتوي على 30 ميكروغرامًا فقط من المغنيزيوم، وهي كمية ضئيلة جدًا مقارنةً بالجرعة اليومية التي توصي بها الأكاديمية الطبية وهي (300-400 ملغ).
وأضاف أومنيتو: «عندما تتفحص المنطقة المحيطة بالنسيج المستهدف، لن تجد حتى أيّ كميةٍ زهيدةٍ تفوق الحد الفيزيولوجي الطبيعي، وهي أدلة قوية على أن هذه الأجهزة تختفي ببساطة».
ما زال الأمر باكرًا لدخول هذا الجهاز للأسواق الطبية، كما يعتبر هذا البحث في المرحلة التي يقودها الاكتشاف.
نظريًا يمكن استخدام أجهزة الحرير والمغنيزيوم في مجالات أخرى، كتوظيفها كحساساتٍ لتحري تلف الأغذية على سبيل المثال.
ترجمة: سارة وقاف.
تدقيق: رند عصام
