رؤية عبر الضباب: عندما تُعيد الكيمياء تعريف ما تراه العيون
الضوء أساس الإدراك البصري، لكن حين يتحوّل إلى كُتلة من الانعكاسات المبعثرة في بيئة ضبابية، تتوقف أنظمتنا البصرية (البيولوجية والإلكترونية) عن العمل. الضباب لا يحجب فحسب، بل يشتت. وكل فوتون ينعكس في اتجاه خاطئ، يعني صورة أقل وضوحاً، وبيانات أقل دقة..
-
الضباب ليس مجرد طقس! (غرافيك: اسماعيل آغا)
في منتصف الطريق بين العلم والتطبيق، تقف تكنولوجيا لم تكن لتخطر على بال، تُعيد صياغة علاقتنا بالإبصار في بيئات ظننا أنها خارج قدرة العين.
الضباب، ذلك العدو الخفي الذي يبتلع الضوء ويُفكك الأشكال إلى سراب، لم يعد عقبة مستحيلة. في دراسةٍ ثورية نُشرت مؤخراً في دورية Advanced Materials، يكشف فريق بحثي من كوريا الجنوبية عن ابتكار فيزيائي-كيميائي يُعيد تعريف مفهوم الرؤية في البيئات الضوئية المعقدة، بفضل مادة عضوية جديدة تُدعى 3PAFCN””.
في صميم هذه الدراسة تقبع تقنية تنتمي لما يُعرف بـ"الإلكترونيات العضوية، حيث تلتقي الكيمياء الجزيئية بالهندسة البصرية لتنتج ما يشبه بوابة إلكترونية دقيقة تُحاكي آلية الرؤية الحيوية، لكن بدرجة دقة لا تستطيعها العين البشرية. في عالمٍ باتت فيه الرؤية مرتبطة بالأمن، الطب، القيادة، والطيران، تمثل هذه القفزة العلمية أكثر من مجرد تحسين تقني: إنها تطرح سؤالًا جوهريًا عن العلاقة بين الضوء والمعنى، بين ما يُرى وما يُفهم.
الضباب ليس مجرد طقس
لطالما اعتُبر الضباب ظاهرة بيئية معطِّلة. في السياقات الحضرية، يتسبب بانعدام الرؤية، وحوادث السير، وحتى كوارث جوية.
أما في سياقات النزاع أو الرصد البيئي، فيتحوّل إلى حجاب يمنع أدوات الرؤية من أداء وظائفها. لقد ظلَّ الضباب تحدّياً لأنظمة التصوير، إذ أن جزيئاته الدقيقة تشتت الضوء، فتُفرغ الصور من دلالاتها وتحولها إلى ضوضاء بصرية خانقة.
New article online: Ultrahigh-radiance near-infrared organic light-emitting diodes.https://t.co/8665CKzsbe pic.twitter.com/gd0UahfXR0
— Nature Photonics (@NaturePhotonics) July 14, 2025
هنا بالضبط تنجح التقنية الجديدة. فهي لا "ترى عبر الضباب" فقط، بل تقوم بتنقية الرؤية عبر قمع الضوضاء الإلكترونية من مصدرها. الفضل يعود إلى تصميم طبقة عضوية مبتكرة داخل جهاز الاستشعار الضوئي، تعمل كـ"مُنقٍّ جزيئي"، يسمح فقط لإشارات الضوء الحقيقية بالمرور، ويمنع التسريبات الكهربائية المزعجة التي تشوش الصورة.
ثورة من تحت المجهر: هندسة البصر على المستوى الجزيئي
المفتاح هنا هو التحكّم في الطاقة على المستوى الجزيئي. المواد التقليدية تفشل في منع تدفق الشحنات العشوائية التي تسبب ضوضاء كهربائية داخل أجهزة الاستشعار، لكن مادة 3PAFCN نجحت في حل هذه المعضلة. عبر دمج مجموعات كيميائية مثل "السيانو" داخل بنيتها، شكّلت هذه المادة حاجزاً طاقياً عالياً يُبعد الإلكترونات الشاردة، ويمنع أي تسرّب يفسد الإشارة البصرية.
نتيجة هذا الابتكار؟
أدنى ضوضاء كهربائية مسجّلة في كاشف ضوئي عضوي: 2.18 فمتوأمبير – ما يعادل جزءاً من مليون من ضوضاء مستشعر كاميرا هاتفك الذكي. في الظروف المعقدة كالضباب الكثيف أو الإنارة الشديدة الانخفاض، لا يُعدّ هذا تحسيناً تقنياً فحسب، بل هو تحوّل مفاهيمي في كيفية تعامل الإنسان مع بيئات غير مرئية.
هل يُمكن أن يتحوّل الضباب إلى مورد مائي فعّال في مواجهة أزمات الشحّ والجفاف ضمن ثورة صناعية جديدة؟
— قناة الميادين (@AlMayadeenNews) June 27, 2025
المهندس البيئي والمختص في الشأن المناخي حمدي حشاد في #المشهدية #الميادين pic.twitter.com/e7hKFQN9pT
صورة من الظلام: اختبارات داخل الضباب الاصطناعي
في غرفة مشبعة بالضباب المصطنع عبر الثلج الجاف، خضع الجهاز لاختبار قاسٍ. أُطفئت الأضواء إلى أدنى حدودها، وجرى استخدام كاميرا أحادية البيكسل مزوّدة بالمستشعر الجديد. بينما أنتجت الكاميرات التقليدية صورًا ضبابية بالكاد تميّز فيها شيئاً، كانت الصور الناتجة عن كاشف 3PAFCN واضحة المعالم، دقيقة التفاصيل، وعالية التباين.
ليست مجرد صورة أوضح، بل صورة نقيّة من التشويش، تحمل معلومات يمكن الاعتماد عليها. وهذا جوهر الرؤية: أن تكون ما تراه معبّرًا عن الحقيقة البصرية، لا انعكاسًا للفوضى.
🇨🇳 REAL-LIFE PREDATOR VISION? SCIENTISTS MADE NIGHT VISION CONTACTS
— Mario Nawfal (@MarioNawfal) May 26, 2025
Scientists just gave mice and humans literal super-vision—with contacts that let you see in the dark and read invisible signals.
These lenses turn near-infrared light into visible colors, like red laser beams… pic.twitter.com/n1TgImovbq
رغم النتائج المذهلة، لا يزال الانتقال من المختبر إلى التصنيع تحدّياً هائلًا. يُشير الخبراء، إلى أن التحكم بجزيئات المادة عند التصنيع بدقة نانومترية لا يزال صعبًا من ناحية الكلفة والموثوقية.
العيوب النانوية داخل المواد قد تُسبب ما يُعرف بـ"مصائد الشحنات، وهي مناطق تُضخِّم الضوضاء بدلًا من كبحها. كما أن توزيع الجزيئات داخل المحلول أثناء التصنيع يحتاج إلى تحكم عالي الدقة في ظروف الحرارة، الرطوبة، والسرعة – وهي شروط يصعب ضبطها في خطوط الإنتاج الصناعية الضخمة.
العدسة الأوسع: من السيارات إلى المستشفيات
إذا ما تم تجاوز العقبات الصناعية، فإن قائمة التطبيقات المحتملة تكاد لا تنتهي. تخيّل سيارات ذاتية القيادة تستطيع الرؤية في الضباب الكثيف كما في وضح النهار، أو كاميرات أمنية ترصد التهديدات حتى في البيئات الأكثر غموضاً. بل أكثر من ذلك، قد تُستخدم التقنية في التصوير الطبي العميق، لرصد الأورام أو الأنسجة الدقيقة دون الحاجة إلى مصادر ضوء قوية، أو في دراسة الحياة البرية داخل الغابات الاستوائية الكثيفة حيث الإضاءة تكاد تنعدم.
لكن أهم ما تكشفه هذه التقنية هو قدرة الهندسة الجزيئية الدقيقة على حلّ مشاكل تبدو أكبر من المقاييس الصغيرة. في عالم باتت فيه الجزيئات تُغيّر حياة البشر، تُعيد “3PAFCN” صياغة علاقة الإنسان بالضوء، ليس عبر تكبير ما نراه، بل بتنقية الإشارة في قلب الفوضى.
رؤية بديلة للعالم
من فيزياء الكم إلى الإلكترونيات العضوية، تتكامل العلوم لتقدّم أدوات جديدة لفهم البيئة. لا تُقدِّم هذه الدراسة مجرّد اختراع، بل نافذة لفهم كيف يمكن للتكنولوجيا أن تستعيد السيطرة على ما كنا نظنه طبيعياً. في زمنٍ يتسارع فيه كل شيء، تصبح القدرة على "الرؤية الدقيقة" وسط الضجيج، الضباب، والتشتت – مهارة وجودية، علمية، وإنسانية.
