از قرن نوزدهم میلادی تاکنون ، «الکساندر ولتا» به عنوان مخترع باتری معرفی شده است، حال آن که یافتهآهای باستان شناسی در مناطقی از ایران و عراق نشان داده است که حدود دو هزار سال قبل از «ولتا» (200 سال قبل از میلاد مسیح) ، باتری در ایران در دوره اشکانیان ساخته شده است.
به گزارش ایسنا ، باتری اشکانیان که تحت نامآهای «باتری پارتیان» و بعضا «باتری بغداد» در سطح جهان شناخته میآشود، در سال 1936 توسط «ویلهلم کونیگ» در منطقه «خواجه ربو» در نزدیکی بغداد - حوالی شهر باستانی تیسفون - کشف شد.
فرضیات ارائه شده در زمینهآ یافتهآهای باستان شناسان همگی بر این مطلب صحه گذاشتهآاند که این مجموعه در راستای کاربردهای الکتروشیمیایی از جمله آبکاری فلزات ساخته شده که کشف ظروف آبکاری شده در حوالی محل کشف این باتری موئدی بر این مطلب است. یافتهآای که به نوبه خود از یک جهش علمی تاریخی حکایت دارد.
یکی از دانشجویان مهندسی شیمی دانشگاه صنعتی شریف به تازگی با ساخت مدلی واقعی از پیل اشکانی براساس یافتهآهای باستانآ شناسی و شبیهآسازی اجزای مختلف آن ، کارایی این باتری را در تولید جریان الکتریکی به طور عملی تست کرده و به نمایش گذاشته است.
امین طاهری نجف آبادی درباره پیل اشکانی و شواهد تاریخی درباره کاربری آن گفت: باتری کشف شده شامل یک کوزه سفالی تخمآمرغی شکل به ارتفاع 14، قطر 8 و دهانه 3/3 سانتیمتر میآباشد که یک میله آهنی به طول 5/7 سانتیمتر به صورت عمودی در قسمت میانی قرار دارد و نقش قطب منفی باتری (آند) را بر عهده دارد. در اطراف این میله آهنی یک استوانه مسی به طول 8/9 و قطر 6/2 سانتیمتر قرار گرفته که به کمک قیر در جای خود محکم شده است. در قسمت دهانه باتری از قیر برای آب بندی باتری استفاده شده است.
عضو انجمن فنآآوریآهای بومی ایران خاطرنشان کرد: کشف این اشیا، باستان شناسان را به بررسی فرضیات موجود برای این اشیاء برانگیخت که منجر به ارائه فرضیاتی در مورد کاربرد این مجموعه جهت تولید جریان الکتریکی (فرضیه منبع نیرو)، آبکاری طلا بر روی دیگر فلزات (فرضیه آبکاری طلا) و استفاده در درمان امراض با شوک الکتریکی (فرضیه کاربرد پزشکی) شده که همگی موید کاربری این مجموعه در مصارف الکتروشیمیایی است.
وی که در تحقیقات خود هر سه فرضیه را بررسی کرده است، درباره فرضیه استفاده از پیل اشکانی به عنوان منبع نیرو گفت: جهت بررسی این نظریه ابتدا لازم است که عملکرد یک سل گالوانی را بررسی کنیم. آرایش میلهآهای آهنی و استوانه مسی تشکیل سل گالوانی را میآدهد که در آن میله آهنیآاند و استوانه مسی کاتد است. احتمالا کوزه سفالی تنها جهت نگهداری این مجموعه به صورت عمودی بوده است، با اتصال دو الکترود به یکدیگر و پرکردن استوانه مسی با یک الکترولیت مناسب چنین ساختاری قادر به تولید جریان الکتریکی است.
طاهری نجفآآبادی در پاسخ به این سوال که پارتیان چگونه میله آهنی و استوانه مسی را به هم وصل کرده و از چه محلول الکترولیتی استفاده میآکردهآاند، گفت: آن چنان که توسط باستان شناسان گزارش شده است، میلهآهای سیمی شکل برنزی یا آهنی که در نزدیکی محل مورد بررسی یافت شدهآاند، می توانستهآاند نقش اتصال را بازی کنند. درباره الکترولیت احتمالی هم در طول زمان محققین و نظریه پردازان گزینهآهای بسیاری را پیشنهاد دادهآاند که محلولهای مس، سرکه، شراب و آبلیمو در زمره این حدسیات هستند. با در نظر گرفتن این واقعیت که استیک اسید و سیتریک اسید به خوبی برای آنها شناخته شده بوده است، میآتوان فرض کرد که احتمالا از این محلولها استفاده میآشده است.
وی در پاسخ به این سوال که چنین باتریآای با تکنولوژی آن زمان قادر به تولید چه میزان ولتاژ و جریان الکتریکی بوده است، اظهار کرد: ولتاژی که در سل گالوانی ایجاد میآشود، توسط تفاوت بین پتانسیلآهای نرمال الکترودهای به کار رفته مشخص میآشود که طبق تعریف مقدار آن برابر است با تفاضل پتانسیل نرمال کاتد و پتانسیل نرمال آند. چون پتانسیل نرمال مس 35/0 ولت و پتانسیل نرمال آهن 44/0 ولت است، پس به صورت تئوری ولتاژ باتری اشکانیان مقداری برابر 79/0 ولت است، اما با آزمایشات انجام شده به کمک باتری شبیه سازی شده پارتآها و استفاده از محلولهای الکترولیت مختلف نشان داده شده که چنین باتریآای تنها قادر است ولتاژ 5/0 ولت را تولید کند. جریان الکتریکی به دست آمده از این باتری هم در حدود چند میلی آمپر است.
این دانشجوی مبتکر درباره فرضیه آبکاری طلا نیز گفت: به منظور رسوب دهی الکتریکی طلا، آند طلایی و شیء مورد آبکاری بایستی توسط سیمی به پایانهآهای یک منبع جریان متصل شده و در مخزن آبکاری حاوی محلول نمک طلا غوطهآور شوند.
این واکنش احیا به پتانسیلی برابر 71/1 ولت که به طور قابل ملاحظهآای زیاد است، نیاز دارد. به همین دلیل از محلولهای کمپلکس طلا استفاده میآشود که پتانسیل رسوب دهی آنها به مقدار قابل توجهی کمتر از یون طلای منفرد است.
وی خاطرنشان کرد: یونآهای سیانید طلا به خاطر انحلال آسان در آب و احیا در پتانسیل پایین 61/0ــ ولت مناسبترین گزینه است. یونآهای سیانید طلا بر روی کاتد، جایی که قرار است آب طلا داده شود، احیا میآشوند. آند طلایی یونهای مورد نیاز در محلول الکترولیت را دوباره جانشین میآکند، با گذر زمان طلا به آهستگی از میله آندی به شی مورد نظر در کاتد منتقل میآشود.
طاهری نجفآآبادی در پاسخ به سوال که با توجه به این که طلا، نجیبآترین فلز موجود، تنها در مخلوطی از اسید نیتریک و اسید هیدروکلریک حل میآشود که نه تنها مخلوط آنها بلکه خود این مواد نیز احتمالا برای اشکانیان شناخته شده نبودهآاند،
زرگران اشکانی چگونه ترکیب شیمیایی سیانید طلا را میآساختهآاند و آیا از دیگر محلولهای طلا جهت آبکاری استفاده میآشده است، گفت: از آنجا که احتمالا هیچ حلالی برای طلا در روزگار پارتها وجود نداشته، محققان با فرضیات مختلف سعی در نشان دادن راهی کردهآاند که از طریق این پارتها سیانید طلا را که برای آبکاری لازم بوده و در طبیعت که از طریق آن پارتآها سیانید طلا را که برای آبکاری لازم بوده و در طبیعت هم وجود ندارد، تولید میآکردهآاند.
وی خاطرنشان کرد: یکی از این فرضیهآها براساس انحلال طلا در هیومیک اسید موجود در آب شور حل است. چنین فرایندی با توجه به وجود باتلاقآهای نزدیک دجله و فرات و با تلاش فراوان در آن زمان ممکن به نظر میآرسد. راه حل آسانتر و عملیآتری نیز وجود دارد مبنی بر این که پارتآها طلا را در مایع صفرای حیوانات حل کرده و از محصول به دست آمده برای آبکاری استفاده میآکردهآاند، یا ممکن است طلا را در میان پوست حیوانات مردهآای چون خوک، بز و گاز قرار میآدادهآاند، به طور طبیعی الیاف پروتئینی پوست حیوان تنین را به صورتی جذب میآکنند که پوست همچون چرم خشک میآشود.
طاهری نجفآآبادی تصریح کرد: در بین مهمترین تنینآهای آلی میآتوان چوب بلوط و بوتهآهای سماق را نام برد. با این وجود اگر تنین به مقدار کافی موجود نباشد، اسیدهایی تشکیل میآشوند که قادر به انحلال طلای قرار داده در میان پوست هستند، به کمک چنین «سوپ طلا»یی اشکانیان قادر به انجام آکاری الکتریکی بودهآاند.
وی با بیان این که محلولهای سیانید طلا به سادگی در هزاران سال پیش تولید میآشدهآاند، تصریح کرد: دیگر بررسیآها نشان دادهآاند که سیانید طلا را میآتوان هنگام شکل دهی طلا به صورت ورق از طریق چکش کاری ورقآهای طلا بین زبانهآهای چرمی تهیه کرد، علاوه بر این امکان دارد که زرگران اشکانی طلا را از طریق هستهآهای خرد شده میوهآها درون مایعات در حال هوا دهی تصفیه میآکردهآاند. با چنین تصفیهآای یکی از ترکیبات میوه به نام «آمیگدالین» یونهای سیانید را به صورت هیدرولیتیک جدا میآکند؛ بنابراین طلا که با جریان هوا در حال تحرک است، اکسید شده و تولید سیانید طلا میآکند.
در این ارتباط فهرستی از محصولات کشاورزی تهیه شده است، که حاوی مقادیر قابل توجهی ترکیب سیانید هستند.
طاهری نجفآآبادی درباره فرضیه کاربرد پزشکی گفت: در تمدن بین النهرین پزشکان بسیار ماهری زندگی میآکردند که گاهی به جادوگری نیز مشغول بودهآاند. در این دوره طب عمدتا به تجویز دارو متکی بود و از سوزن برای انتقال دارو به بدن استفاده می شده است که یافته شدن سوزنآهای برنزی و آهنی در کنار این باتریها دلیلی بر این مدعا میآباشد. شاهد دیگر این است که یونانیان و رومیان از ماهی برقی برای بیآحس کردن و تخفیف درد استفاده میآکردند.
استفاده از این نوع ماهی برای کاهش درد و به ویژهآ نقرس پا حدود سال 47 تا 48 میلادی به ثبت رسیده است. نکته اصلی در این مداوا، استفاده از جرقهآهای الکتریکی کوچکی است که این ماهی تولید میآکند که احتمال استفاده از جریان الکتریکی باتری را برای تخفیف درد عملیآتر میآکند.
وی از همکاری شرکت آذرالکترود، عمار میرزایی، احسان وزیری بمی، رسول محمدی نصیری، حسین پاک دل و سینا قاسمی در مراحل مختلف این طرح تشکر کرد.
منبع:
روزنامه جام جم
به گزارش ایسنا ، باتری اشکانیان که تحت نامآهای «باتری پارتیان» و بعضا «باتری بغداد» در سطح جهان شناخته میآشود، در سال 1936 توسط «ویلهلم کونیگ» در منطقه «خواجه ربو» در نزدیکی بغداد - حوالی شهر باستانی تیسفون - کشف شد.
فرضیات ارائه شده در زمینهآ یافتهآهای باستان شناسان همگی بر این مطلب صحه گذاشتهآاند که این مجموعه در راستای کاربردهای الکتروشیمیایی از جمله آبکاری فلزات ساخته شده که کشف ظروف آبکاری شده در حوالی محل کشف این باتری موئدی بر این مطلب است. یافتهآای که به نوبه خود از یک جهش علمی تاریخی حکایت دارد.
یکی از دانشجویان مهندسی شیمی دانشگاه صنعتی شریف به تازگی با ساخت مدلی واقعی از پیل اشکانی براساس یافتهآهای باستانآ شناسی و شبیهآسازی اجزای مختلف آن ، کارایی این باتری را در تولید جریان الکتریکی به طور عملی تست کرده و به نمایش گذاشته است.
امین طاهری نجف آبادی درباره پیل اشکانی و شواهد تاریخی درباره کاربری آن گفت: باتری کشف شده شامل یک کوزه سفالی تخمآمرغی شکل به ارتفاع 14، قطر 8 و دهانه 3/3 سانتیمتر میآباشد که یک میله آهنی به طول 5/7 سانتیمتر به صورت عمودی در قسمت میانی قرار دارد و نقش قطب منفی باتری (آند) را بر عهده دارد. در اطراف این میله آهنی یک استوانه مسی به طول 8/9 و قطر 6/2 سانتیمتر قرار گرفته که به کمک قیر در جای خود محکم شده است. در قسمت دهانه باتری از قیر برای آب بندی باتری استفاده شده است.
عضو انجمن فنآآوریآهای بومی ایران خاطرنشان کرد: کشف این اشیا، باستان شناسان را به بررسی فرضیات موجود برای این اشیاء برانگیخت که منجر به ارائه فرضیاتی در مورد کاربرد این مجموعه جهت تولید جریان الکتریکی (فرضیه منبع نیرو)، آبکاری طلا بر روی دیگر فلزات (فرضیه آبکاری طلا) و استفاده در درمان امراض با شوک الکتریکی (فرضیه کاربرد پزشکی) شده که همگی موید کاربری این مجموعه در مصارف الکتروشیمیایی است.
وی که در تحقیقات خود هر سه فرضیه را بررسی کرده است، درباره فرضیه استفاده از پیل اشکانی به عنوان منبع نیرو گفت: جهت بررسی این نظریه ابتدا لازم است که عملکرد یک سل گالوانی را بررسی کنیم. آرایش میلهآهای آهنی و استوانه مسی تشکیل سل گالوانی را میآدهد که در آن میله آهنیآاند و استوانه مسی کاتد است. احتمالا کوزه سفالی تنها جهت نگهداری این مجموعه به صورت عمودی بوده است، با اتصال دو الکترود به یکدیگر و پرکردن استوانه مسی با یک الکترولیت مناسب چنین ساختاری قادر به تولید جریان الکتریکی است.
طاهری نجفآآبادی در پاسخ به این سوال که پارتیان چگونه میله آهنی و استوانه مسی را به هم وصل کرده و از چه محلول الکترولیتی استفاده میآکردهآاند، گفت: آن چنان که توسط باستان شناسان گزارش شده است، میلهآهای سیمی شکل برنزی یا آهنی که در نزدیکی محل مورد بررسی یافت شدهآاند، می توانستهآاند نقش اتصال را بازی کنند. درباره الکترولیت احتمالی هم در طول زمان محققین و نظریه پردازان گزینهآهای بسیاری را پیشنهاد دادهآاند که محلولهای مس، سرکه، شراب و آبلیمو در زمره این حدسیات هستند. با در نظر گرفتن این واقعیت که استیک اسید و سیتریک اسید به خوبی برای آنها شناخته شده بوده است، میآتوان فرض کرد که احتمالا از این محلولها استفاده میآشده است.
وی در پاسخ به این سوال که چنین باتریآای با تکنولوژی آن زمان قادر به تولید چه میزان ولتاژ و جریان الکتریکی بوده است، اظهار کرد: ولتاژی که در سل گالوانی ایجاد میآشود، توسط تفاوت بین پتانسیلآهای نرمال الکترودهای به کار رفته مشخص میآشود که طبق تعریف مقدار آن برابر است با تفاضل پتانسیل نرمال کاتد و پتانسیل نرمال آند. چون پتانسیل نرمال مس 35/0 ولت و پتانسیل نرمال آهن 44/0 ولت است، پس به صورت تئوری ولتاژ باتری اشکانیان مقداری برابر 79/0 ولت است، اما با آزمایشات انجام شده به کمک باتری شبیه سازی شده پارتآها و استفاده از محلولهای الکترولیت مختلف نشان داده شده که چنین باتریآای تنها قادر است ولتاژ 5/0 ولت را تولید کند. جریان الکتریکی به دست آمده از این باتری هم در حدود چند میلی آمپر است.
این دانشجوی مبتکر درباره فرضیه آبکاری طلا نیز گفت: به منظور رسوب دهی الکتریکی طلا، آند طلایی و شیء مورد آبکاری بایستی توسط سیمی به پایانهآهای یک منبع جریان متصل شده و در مخزن آبکاری حاوی محلول نمک طلا غوطهآور شوند.
این واکنش احیا به پتانسیلی برابر 71/1 ولت که به طور قابل ملاحظهآای زیاد است، نیاز دارد. به همین دلیل از محلولهای کمپلکس طلا استفاده میآشود که پتانسیل رسوب دهی آنها به مقدار قابل توجهی کمتر از یون طلای منفرد است.
وی خاطرنشان کرد: یونآهای سیانید طلا به خاطر انحلال آسان در آب و احیا در پتانسیل پایین 61/0ــ ولت مناسبترین گزینه است. یونآهای سیانید طلا بر روی کاتد، جایی که قرار است آب طلا داده شود، احیا میآشوند. آند طلایی یونهای مورد نیاز در محلول الکترولیت را دوباره جانشین میآکند، با گذر زمان طلا به آهستگی از میله آندی به شی مورد نظر در کاتد منتقل میآشود.
طاهری نجفآآبادی در پاسخ به سوال که با توجه به این که طلا، نجیبآترین فلز موجود، تنها در مخلوطی از اسید نیتریک و اسید هیدروکلریک حل میآشود که نه تنها مخلوط آنها بلکه خود این مواد نیز احتمالا برای اشکانیان شناخته شده نبودهآاند،
زرگران اشکانی چگونه ترکیب شیمیایی سیانید طلا را میآساختهآاند و آیا از دیگر محلولهای طلا جهت آبکاری استفاده میآشده است، گفت: از آنجا که احتمالا هیچ حلالی برای طلا در روزگار پارتها وجود نداشته، محققان با فرضیات مختلف سعی در نشان دادن راهی کردهآاند که از طریق این پارتها سیانید طلا را که برای آبکاری لازم بوده و در طبیعت که از طریق آن پارتآها سیانید طلا را که برای آبکاری لازم بوده و در طبیعت هم وجود ندارد، تولید میآکردهآاند.
وی خاطرنشان کرد: یکی از این فرضیهآها براساس انحلال طلا در هیومیک اسید موجود در آب شور حل است. چنین فرایندی با توجه به وجود باتلاقآهای نزدیک دجله و فرات و با تلاش فراوان در آن زمان ممکن به نظر میآرسد. راه حل آسانتر و عملیآتری نیز وجود دارد مبنی بر این که پارتآها طلا را در مایع صفرای حیوانات حل کرده و از محصول به دست آمده برای آبکاری استفاده میآکردهآاند، یا ممکن است طلا را در میان پوست حیوانات مردهآای چون خوک، بز و گاز قرار میآدادهآاند، به طور طبیعی الیاف پروتئینی پوست حیوان تنین را به صورتی جذب میآکنند که پوست همچون چرم خشک میآشود.
طاهری نجفآآبادی تصریح کرد: در بین مهمترین تنینآهای آلی میآتوان چوب بلوط و بوتهآهای سماق را نام برد. با این وجود اگر تنین به مقدار کافی موجود نباشد، اسیدهایی تشکیل میآشوند که قادر به انحلال طلای قرار داده در میان پوست هستند، به کمک چنین «سوپ طلا»یی اشکانیان قادر به انجام آکاری الکتریکی بودهآاند.
وی با بیان این که محلولهای سیانید طلا به سادگی در هزاران سال پیش تولید میآشدهآاند، تصریح کرد: دیگر بررسیآها نشان دادهآاند که سیانید طلا را میآتوان هنگام شکل دهی طلا به صورت ورق از طریق چکش کاری ورقآهای طلا بین زبانهآهای چرمی تهیه کرد، علاوه بر این امکان دارد که زرگران اشکانی طلا را از طریق هستهآهای خرد شده میوهآها درون مایعات در حال هوا دهی تصفیه میآکردهآاند. با چنین تصفیهآای یکی از ترکیبات میوه به نام «آمیگدالین» یونهای سیانید را به صورت هیدرولیتیک جدا میآکند؛ بنابراین طلا که با جریان هوا در حال تحرک است، اکسید شده و تولید سیانید طلا میآکند.
در این ارتباط فهرستی از محصولات کشاورزی تهیه شده است، که حاوی مقادیر قابل توجهی ترکیب سیانید هستند.
طاهری نجفآآبادی درباره فرضیه کاربرد پزشکی گفت: در تمدن بین النهرین پزشکان بسیار ماهری زندگی میآکردند که گاهی به جادوگری نیز مشغول بودهآاند. در این دوره طب عمدتا به تجویز دارو متکی بود و از سوزن برای انتقال دارو به بدن استفاده می شده است که یافته شدن سوزنآهای برنزی و آهنی در کنار این باتریها دلیلی بر این مدعا میآباشد. شاهد دیگر این است که یونانیان و رومیان از ماهی برقی برای بیآحس کردن و تخفیف درد استفاده میآکردند.
استفاده از این نوع ماهی برای کاهش درد و به ویژهآ نقرس پا حدود سال 47 تا 48 میلادی به ثبت رسیده است. نکته اصلی در این مداوا، استفاده از جرقهآهای الکتریکی کوچکی است که این ماهی تولید میآکند که احتمال استفاده از جریان الکتریکی باتری را برای تخفیف درد عملیآتر میآکند.
وی از همکاری شرکت آذرالکترود، عمار میرزایی، احسان وزیری بمی، رسول محمدی نصیری، حسین پاک دل و سینا قاسمی در مراحل مختلف این طرح تشکر کرد.
منبع:
روزنامه جام جم
دیدگاه