المغنيسيوم هو أخف مادة معدنية مفيدة في العالم و يلعب دورا هاما في صناعة الدفاع والطيران والنقل ومجالات أخرى.المغنيسيوم هو أيضا المواد المعدنية مع أعلى كثافة تخزين الهيدروجين المتاحة، مع مزايا كبيرة في التطبيقات المبتكرة في مجالات الطاقة والطب والزراعة.

فريق المعلمين في الجامعة الوطنية على طراز "هوانغ دانيان" فريق البحث "الهيدروجين الخفيف المغنيسيوم" بقيادة "دينغ وينجيانغ"لقد تخطت الثلاثة اختناقات الرئيسية للقوة المنخفضة"لعب دور لا غنى عنه في خطة التنمية.كما غزا فريق دينغ وينجيانغ تكنولوجيا تحضير الدفعات منخفضة التكلفة لمواد تخزين الهيدروجين القائمة على المغنيسيوم، طوّرت تكنولوجيا تخزين الهيدروجين في الحالة الصلبة الرائدة في العالم، وحصلت على كثافة تخزين الهيدروجين تعادل كثافة الهيدروجين السائل في درجة حرارة الغرفة والضغط،جعل طاقة الهيدروجين كل من كثافة الطاقة العالية والسلامة العالية؛ مما يسمح لمواد المغنيسيوم بإنتاج "دواء الهيدروجين" لأول مرة ، فإن مواد المغنيسيوم الهيدروجين لديها آفاق تطبيق واسعة في مجالات الطب والزراعة.نتائج بحث فريق دينغ وينجيانج قدمت المغنيسيوم الصيني للعالم، وقد جاءت إلى طليعة العالم.

مؤخراً، في الاجتماع السنوي الرابع والعشرين للجمعية الصينية للعلوم والتكنولوجيا، الذي نظمته مجتمع المواد المتقدمة في الجمعية الصينية للعلوم والتكنولوجيا،جمعية هونان للعلوم والتكنولوجيا، إدارة صناعة وتكنولوجيا المعلومات في مقاطعة هونان، وإدارة العلوم والتكنولوجيا في مقاطعة هونان، وحكومة الشعب في بلدية تشانغشا.في الحدث الخاص - "المنتدى الدولي للابتكار وتطوير صناعة المواد الجديدة"، أكاديمي دينغ وينجيانغ، أكاديمي الأكاديمية الصينية للهندسة، أدلى بخطاب رئيسي بعنوان "زراعة مبتكرة للمغنيسيوم مع الهيدروجين الخفيف"،"لقد كنت أدرس المغنيسيوم لمدة 38 عاماخلال هذه السنوات الثمانية والثمانون أقوم بشكل رئيسي بعملين: الأول هو دراسة خفيفة الوزن من المغنيسيوم،والآخر هو دراسة المغنيسيوم في علوم الهيدروجين لأن ذرة المغنيسيوم واحدة يمكن أن تحمل ذرات هيدروجين اثنين.

"المغنيسيوم الخفيف"

ووفقاً لـ (دينغ وينجيانغ) ، فإن احتياطيات المغنيسيوم في بلدي غنية جداً، حيث تمثل حوالي 90% من إجمالي العالم.كثافتها هي فقط 1/3 من الألومنيوم و 1/4 من الصلبثانيا، المغنيسيوم له معامل ضغط مرتفع، وأداء امتصاص الصدمات جيدة جدا؛ ثالثا، فإنه لديه التوافق البيولوجي جيدة، كثافة سبائك المغنيسيوم عادة ما تكون 1.74-2.0g/cm3،والذي يشبه كثافة العظام الطبيعية 1.8-2.1g / cm3 ، ولها توافق بيوميكانيكي جيد ؛ رابعا ، فهي أكثر صديقة للبيئة ، ويمكن إعادة تدوير سبائك المغنيسيوم ببساطة دون تقليل أدائها.,والطاقة المستهلكة أثناء التجديد والذوبان تمثل 4% فقط من الطاقة المستهلكة في تصنيع المواد الجديدة.

"لذلك، المغنيسيوم هو مادة مهمة في مجال الطيران، النقل، المعلومات الإلكترونية، الطاقة، الطب الحيوي ومجالات أخرى.المغنيسيوم يستخدم بشكل رئيسي في معدات عسكرية أو تصنيع الأسلحةلأن المغنيسيوم ينبعث من الضوء عند درجة حرارة عالية، ويمكن أيضا أن تستخدم للفرخ أو الشعلات؛ في مينكو، المغنيسيوم هو واحد من المعادن غير الحديدية المستخدمة على نطاق واسع في السيارات، منتجات تكنولوجيا المعلومات،ومساعدات طبية." وقدم دينغ وينجيانغ أيضا، "على الرغم من السكك الحديدية عالية السرعة هي بالفعل بطاقة عمل في بلدي،السكك الحديدية عالية السرعة لا تزال هناك حاجة لمزيد من التطوير والابتكار في المواد المستخدمة في السكك الحديدية عالية السرعة. يمكن أن تكون العديد من أجزاء السكة الحديدية عالية السرعة مصنوعة من المغنيسيوم خفيف الوزن ، بطبيعة الحال ، يجب أن تؤخذ في الاعتبار أيضا استقراره ومقاومته للتآكل. هذا سيكون مستوى 100 مليار يوان.وفقاً لتوقعات جمعية أبحاث تكنولوجيا صناعة المغنيسيوم الكورية، سيزداد سوق المعدن المغنيسيوم العالمي بنسبة 7.1٪ سنوياً ، وسوف يصل إلى مستوى 620 مليون دولار أمريكي في عام 2026.

"في الآونة الأخيرة، كان التوسع في تطبيق المغنيسيوم في الدفاع الوطني قوياً بشكل خاص. إذا كنت تريد إنشاء أسلحة ومعدات يمكنها أن تصل إلى مسافة أبعد، وتطير أسرع، وتكون حياة أطول,المواد الخفيفة الوزن هي متطلبات عالية جداً على سبيل المثال السرعة فوق الصوتية بالقرب من الفضاءاستخدام المغنيسيوم في إطار الجناح يمكن أن يحقق تخفيض شامل في الوزن بنسبة 100 كجم، وسوف تزيد المدى بنسبة 8٪، وهو أكبر من 1400 كيلومتر؛ على سبيل المثال، الصاروخ المضاد للسفن فوق الصوتي إيغل سترايك، بدأت أيضا استخدام المغنيسيوم في المقصورة،التي هي المرة الأولى في العالم لاستخدام المغنيسيوم دعونا نفعل ذلكقال دينغ وينجيانغ إن في المجال المدني، كان التركيز مؤخراً على عجلات الشاحنات الثقيلة.الطاقة يمكن أن تصل إلى 10% على الأقلهناك أيضا كتلة محرك مركبات الوقود، والتي هي أيضا مهمة جدا للوزن الخفيف، ومكونات هيكل السيارات سبيكة المغنيسيوم، والتي يمكن النظر في المزيد في المركبات الجديدة الطاقة.لأول مرة، يمكن تخفيض الوزن بنسبة 52٪ بعد الصب المتكامل.

أصبح التطبيق الصناعي لمواد سبائك المغنيسيوم نقطة بحث ساخنة في مجال المواد المعدنية في السنوات الأخيرة.بناء السكك الحديدية عالية السرعة، والانطلاقة المتسارعة في مجال الطيران والفضاء، والتنمية السريعة لشبكات الجيل الخامس، سوف تكون سبائك المغنيسيوم في السنوات القليلة المقبلة.البحث والتطوير والتطبيق سيؤدي إلى فرص أكبر وآفاق السوقفي المستقبل the research and development of high-end ultra-high-performance magnesium alloy materials and the improvement of the precision machining capabilities of high-performance and low-cost magnesium alloy complex parts will be important development directions، وبالتالي تعزيز تطوير معدات خفيفة الوزن، وتطوير مواد سبيكة المغنيسيوم للمشاريع الوطنية الكبرى.

"المغنيسيوم في علم الهيدروجين"

أشار دينغ وينجيانغ في التقرير إلى أن المغنيسيوم له ثلاثة تطبيقات رئيسية في مجال طاقة الهيدروجين.

"واحد هو خفيفة الوزن من مواد المغنيسيوم ووسائل الطاقة الجديدة. الجاذبية النوعية للمغنيسيوم خفيفة جدا، فقط 1.74، وهو مماثل للبلاستيك. يمكن أن يحمل ذرة المغنيسيوم واحدة ذرات هيدروجين ، والتي يمكن أن تقوى الهيدروجين في علاقة مع الهيدروجين ، ويمكن تعزيز الهيدروجين في ظل ظروف معينة.يمكن أن يخرج أيضاً في ظل ظروف معينةعلاوة على ذلك ، بعد إطلاق الماء المحفز ، يمكن أيضًا إزالة الهيدروجين الموجود في الماء. وبهذه الطريقة ، فإن قدرة تخزين الهيدروجين كبيرة جدًا.مواد المغنيسيوم أخف وزنا من الألومنيومأجزاء هيكلية، الأجزاء هيكلية سبائك المغنيسيوم يمكن أن تحقق 30٪عمر الخدمة ومؤشرات الأداء الأخرى ليست أدنى من سبائك الألومنيومفريق (دينغ وينجيانغ) قد حقق إمكانية التحكم من خلال ابتكار عملية التحضير"جعل الهيدروجين في وخارج المغنيسيوم مريحة جدا"، كما أعدت سلسلة من معدات الإنتاج الصناعي لسيناريوهات التطبيق المختلفة.

"الثاني هو دمج مواد المغنيسيوم وتطهير الهيدروجين، والتخزين والنقل.لكن نقاء الهيدروجين المطلق يمكن أن يصل إلى 99.999 ٪ لذلك يطلق عليه دمج التنقية والتخزين والنقل.التكلفة المتكاملة لتنقية المغنيسيوم، يمكن تخفيض التخزين والنقل بنحو 40 ٪ ولا يؤثر على مسافة التخزين والنقل ،ولها مزايا متأصلة في تخزين الهيدروجين في الحالة الصلبة على أساس المغنيسيوميمكن وضع خزانات الهيدروجين الصلبة المغنيسيوم الهيدروجين مباشرة على الشاحنة الكبيرة. يتم وضع 15 ~ 20 من هذه المنتجات على الشاحنة الكبيرة، ويمكن أن تحمل سيارة واحدة 1.2 طن من الهيدروجين، ويتم نقلها في درجة حرارة وضغط طبيعية، دون أي خطر سواء كانت سيارة أو قطار أو حاوية، أو نقل آمن في درجة حرارة وضغط طبيعية، يمكن تحقيقه.الافتراض الأولي الحالي سيناريو تطبيق هذا المنتج هو أن وضع مباشرة مركبتين حاويات للتخزين والنقل 2.4 طن من الهيدروجين يعادل إعادة التزود بالهيدروجين بعد 12 عاما من البحث والتطوير فريق دينغ وينجيانغ قد شكل تكنولوجيا إنتاج واسعة النطاقوالتي يمكن إنتاجها في دفعات بتكلفة منخفضة"بريطانيا واليابان وبعض الدول الغربية المتقدمة تريد القيام ببعض التجارب، وسوف يأتون جميعا إلينا للطلب". قال دينغ وينجيانغ.

"الثالثة هي مواد المغنيسيوم ونظام طاقة الهيدروجين. بشكل عام، وقت السيطرة الذاتية من الطائرات بدون طيار لن يتجاوز نصف ساعة.أنظمة خلايا وقود هيدريد المغنيسيوم عالية الكثافة للطائرات بدون طيار يمكن أن تجعل الطائرات بدون طيار تطير في الهواءاستمر في الطيران لمدة 10 ساعات، بمعدل 55 كيلومترا في الساعة، ويمكن أن يصل المدى المستمر إلى 500 كيلومتر.وخطوط الكهرباء عالية الجهد.
فحص المجال. "

وبالإضافة إلى ذلك، ذكر دينغ وينجيانغ أيضا البحوث ذات الصلة على خلايا الوقود الهيدروجينية لمركبات الطاقة الجديدة التي تم نشر الفريق في السنوات الأخيرة: "الكترود الغشاء، لوحة ثنائية القطب،هذان هما المكونان الأساسيانلقد طوّرنا سبيكة من المغنيسيوم يمكن أن يُغمس الصفيحة الثنائية القطبية في حمض الهيدروفلوريك لمدة ثلاثة أشهر بدون أيّة مشاكلو الجاذبية النوعية خفيفة جداً، لذلك لديها إمكانات تطبيق كبيرة.

"سبائك المغنيسيوم الحيوي"

المغنيسيوم قابلة للتحلل في جسم الإنسان، وتجنب الجراحة الثانوية، والعدوى الثانوية والتكلفة الإضافية المطلوبة من قبل المواد الحيوية الأخرى المستخدمة عادة.كمادة استنت للأعراض القلبية الوعائية، يمكن أن يقلل بفعالية من إعادة تشكيل الأوعية الدموية المريضة ، والإيقاف الوعائي وارتفاع ضغط الأوعية الداخلية. قال دينغ وينجيانغ: "يمكن استخدام سبائك المغنيسيوم كمواد بيولوجية.من حيث الأهمية، ثاني أهم معدن في جسم الإنسان هو المغنيسيوم. المغنيسيوم مسؤول عن وظائف نقل الطاقة الهامة في الخلايا،ويساعد غشاء الخلية على تنظيم الكمية المناسبةالحاجة إلى الكالسيوم تعزز تطبيع الوظائف الفسيولوجية. ترتبط العديد من الأمراض الطبية مباشرة بنقص المغنيسيوم.المغنيسيوم عبارة عن عنصر مفيد جداً لجسم الإنساناليابان والولايات المتحدة وأوروبا لديها الآن مكملات المغنيسيومالمغنيسيوم البيولوجي يتم استخدام سبائك المغنيسيوم بشكل رئيسي في إعداد زراعة إصلاح العظام والهياكل الهندسية للأنسجة مثل هياكل القلب والأوعية الدموية.

"فيما يتعلق بالستنتات القلبية الوعائية، المواد المعدنية الطبية المستخدمة حالياً تشمل بشكل رئيسي الفولاذ المقاوم للصدأ، والسبائك القائمة على الكوبالت، وسبائك التيتانيوم.ستبقى هذه الأقراص الدائمة في جسم الإنسان ولا يمكن تدهورها، مما يتطلب من المرضى تناول أدوية مضادة للرفض لفترة طويلة. علاوة على ذلك ، من السهل إعادة حجبها في الستنت ، مما يتطلب عملية جراحية ثانية ، وهو أمر محفوف بالمخاطر.إذا تم استخدام مواد المغنيسيوم ويتم تنحية التحكم فيها، يمكن حل هذه المشكلة بشكل جيد.
وتحدث عن سبائك المغنيسيوم كمواد لتثبيت العظام، وقال دينغ وينجيانغ: "في الوقت الحاضر، المواد الطبية الحيوية المستخدمة على نطاق واسع في لوحات العظام والأظافر العظمية هي أساسا التيتانيوم، سبائك التيتانيوم،الفولاذ المقاوم للصدأبعد زرعها في جسم الإنسان، بسبب عدم تطابق حجم العظام البشرية،قوة العظام البشرية سوف يتم حجبهاوبالإضافة إلى ذلك، هذه المواد ليست قابلة للتحلل في الجسم البشري. عندما تنمو عظام المريض وتشفى، فإنه يحتاج إلى إزالتها من خلال عملية جراحية ثانية."مادة تثبيت عظام سبيكة المغنيسيوم هي أكثر توافقاً مع الخصائص الميكانيكية لعظام الإنسانبعد شفاء العظام البشرية بشكل أساسي، سيتم تدهور سبيكة المغنيسيوم إلى جزيئات صغيرة غير سامة وغير ضارة،التي تمر عبر جسم الإنسانيتم طرد نظام الدورة الدموية من الجسم ، مما يتجنب ألم إزالة مسمار الصلب واللوحة الصلبة في العملية الثانية للمريض ، كما يوفر تكلفة العملية.

قال دينغ وينجيانغ: "على سبيل المثال، أثناء إعادة زرع يد مقطوعة، هناك حاجة إلى سلك عصبي.سوف يبقى في العصب إلى الأبد لأنه لا يمكن تدهوره عن طريق التآكل في جسم الإنسانالسلك المغنيسيوم، عندما يزداد السلك العصبي، السلك المغنيسيوم يمكن أن تختفي من خلال التدهور. "

وأخيراً، أكد على ضرورة إجراء أبحاث علمية فعالة لتكون قادرة على الابتكار وصنع نماذج تكنولوجية.لكن فقط تقليد ونسخ، هذا هو البحث العلمي غير الفعال الذي يضيع الموارد البشرية والمادية والمالية" قال دينغ وينجيانغ، "عندما نشارك في علوم المواد والهندسة،يجب أن نستخدم المواد بأفضل طريقةو يجب أن تكون عملية التشكيل مرنة، لأن سياسة الـ16 حرفاً "لتكون جيداً في المواد، المواد لتصبح مواد، المواد لتصبح أدوات،و الأدوات لتكون سهلة الاستخدام" كانت دائماً مفهوم البحث والتطوير الذي يتبعه فريق (دينغ وينجيانغ)"في البحث عن مواد جديدة، لا يمكن الجمع بين علم المواد وهندسة المواديجب أن نولي اهتمامًا أكبر لاحتياجات البلاد وتطوير معيشة الناسبعد 40 عاما من الزراعة المبتكرة،المغنيسيوم" سيكون لديه إمكانات كبيرة في الصناعة الدفاعية والعسكرية، النقل، الطب الحيوي، الطاقة البيئية، الزراعة الخضراء ومجالات أخرى غير معروفة في المستقبل، دعونا ننتظر ونرى".