نبذة عامة عن الكيمياء
مجال التخصص
تعد الكيمياء العلم المركزي في نظر الكثيرين، فهو العلم الذي يختص بالمواد وتركيبها وبنيتها وخواصها وتفاعلاتها، وتساعد الكيمياء على شرح العالم المادي من حولنا، إلى جانب أنها تلعب دوراً هاماً في حياتنا. ساهم علماء الكيمياء بشكل كبير في التطورات التكنولوجية للمجتمعات وقدموا إسهامات كثيرة في تشكيل الحياة العصرية، فكل شئ مركب من عنصر كيميائي أو أكثر موجود في الطبيعة، ويقوم علماء الكيمياء بعمليات عدة لتحويل العناصر إلى مواد أسهل استخداماً، كما يقدمون منتجات لا حصر لها جعلت حياتنا أكثر صحة وسهولة وإمتاعاً.
بشكل عام، الكيميائيون راضون عن مهنتهم ويجدونها مشوقة ومليئة بالتحديات. تستطيع هنا أن تجد المعلومات من أجل مساعدتك على تحضير نفسك لخوض سوق العمل في العلوم الكيميائية عن طريق إعطاء وصف للتنوع الواسع في المهن الكيميائية، إضافة لتوضيح الخيارات المتوفرة أمام الحاصلين على درجات عليا في العلوم الكيميائية.
ملخص المهن
الكيمياء الزراعية
تركز الكيمياء الزراعية على التركيبات الكيميائية والتغيرات التي تحدث في عملية إنتاج وحماية وإستغلال المحاصيل والمواشي، وهي تهدف إلى التحكم بالعمليات التي ينتج الإنسان بواسطتها لنفسه الطعام والألياف والأعلاف للحيوانات من أجل زيادة المحاصيل وتحسين جودة المنتجات وتخفيض تكلفة التصنيع. يدرس علماء الكيمياء الزراعية أسباب ونتائج التفاعلات الكيميائية الحيوية التي تتعلق بتنمية النبات والحيوان، كما يسعون لإيجاد وسائل للسيطرة على هذه التفاعلات وتحسين المنتجات الكيميائية التي تقدم العون في السيطرة على تلك التفاعلات.
يتم تطوير المنتجات الكيميائية لكي تساعد أكثر في عملية إنتاج الغذاء والأعلاف والألياف بما في ذلك مبيدات الأعشاب ومبيدات الفطريات ومبيدات الحشرات ومنظمات نمو النباتات والمخصبات والإضافات على تغذية الحيوانات.
الكيمياء التحليلية
وهو علم الحصول على المعلومات حول تركيب وبنية المادة ومعالجتها والتواصل معها، بكلمات أخرى الكيمياء التحليلية هي فن وعلم تحديد ماهية المادة ومقدار وجودها.
يؤدي علماء الكيمياء التحليلية وظيفة نوعية وكمية، فهم يلجؤون للإختبار والتعريف والعزل والتركيز وحفظ العينات ووضع حدود للأخطاء والتأكيد على النتائج من خلال التحديد وتوحيد المقاييس، ناهيك عن ابتداع طرق جديدة لقياس وتفسير المعطيات ضمن سياق مناسب والتواصل مع النتائج. كما يستغلون معرفتهم وإلمامهم بالكيمياء والحاسوب والإحصاء لعلاج الصعوبات في كل حقول الكيمياء تقريباً، فهم يستخدمون القياس على سبيل المثال للتأكد من الإلتزام بالمعايير البيئية وأية تعليمات أخرى، والتحقق من شروط الجودة والأمان في إنتاج المواد الغذائية والعقاقير الطبية والمياه والوقوف إلى جانب الإجراءات القانونية ومساعدة الأطباء على تشخيص الأمراض والإبتعاد عن المقاييس الكيميائية المعتمدة في التجارة. يعمل علماء الكيمياء التحليلية أحياناً على جميع جوانب البحث العلمي الكيميائي في الصناعة والجانب الأكاديمي والعمل الحكومي الرسمي، فيقع على عاتقهم مهمة البحث المختبري الأساسي وتطوير الإنتاج وتصميم المعدات المستعملة في التحليل والتعليم والعمل في التسويق والجانب القانوني. فالكيمياء التحليلية مهنة تتطلب مواجهة الكثير من التحديات التي تسهم بصورة حيوية في الكثير من حقول المعرفة.
الكيمياء الحيوية
علم دراسة بنية وتركيب المواد وتفاعلاتها الكيميائية في أنظمة الحياة اليومية، وقد ظهر هذا العلم كعلم منفصل عندما تم دمج الأحياء مع الكيمياء العضوية أو الكيمياء اللاعضوية أو الكيمياء الفيزيائية، ومن ثم الشروع في دراسة المواضيع مثل كيفية تزود الأجسام الحية بالطاقة عبر الغذاء والأسس الكيميائية للوراثة والتغيرات الأساسية التي تطرأ خلال مرض ما. تضم الكيمياء الحيوية في ثناياها علوم الأحياء الجزيئية وكيمياء المناعة وكيمياء الأعصاب والكيمياء الحيوية العضوية والكيمياء الفيزيائية الحيوية والكيمياء الحيوية اللاعضوية.
التقنية الحيوية
تعد التقنية الحيوية التطبيق العملي للعضويات الأحيائية والأنظمة والعمليات التي تكتسب الصناعات بواسطتها المعرفة بعلم الحياة وتطور قيمة هذه الأشياء كالمحاصيل والمواشي والعقاقير الطبية. وهو علم حديث العهد نسبياً وسريع التطور بحيث تتكامل فيه المعرفة من فروع العلم التقليدية المتنوعة كالكيمياء الحيوية والكيمياء وعلم الأحياء الدقيقة والهندسة الكيميائية.
أصبح للمستقبل الواقعي للتقنية الحيوية دور أكبر فيما يتعلق بالكيمياء أكثر من أي وقت مضى، وتعتمد التقنية الحيوية على إمكانية التلاعب بالبنية الكيميائية، وأصبحت الفرص أكبر أمام علماء الكيمياء للولوج إلى مجال التصنيع التقني الحيوي وللعمل على اختصار المسافة بين الإنسان والديناميكا، ولا يزال هذا الأخير من الحقول التي تشهد تطوراً هائلاً.
والتقنية الحيوية مصدر واعد للإبداعات والإبتكارات التي تتنوع من تحسين تشخيص ومعالجة الأمراض الوراثية إلى اختراع أدوية أكثر أماناً ومبيدات حشرات وأعشاب صديقة للبيئة، وانتهاءً بالعمليات الميكروبية الهادفة إلى تنظيف البيئة. ويتطلب تحويل كل هذه الوعود إلى حقيقة إعادة التفكير في بعض الفرضيات الأساسية.
العامل المساعد
تحدث التفاعلات بواسطة المحفزات الكيميائية، وهي عملية تُعرف بالعوامل المساعدة (كمية ضئيلة نسبياً من مادة ما)، وتقوم المحفزات بدمج معدل تفاعل كيميائي دون أن تكون في حد ذاتها قابلة للإستهلاك أو التحول في ذلك التفاعل. بمقدور المحفز الكيميائي أن يجعل التفاعل أسرع وأكثر انتقائية، ويجعل المحفز التفاعل الكيميائي يعمل بفعالية أكبر وأحياناً دون ترك مخلفات لقدرة المحفز على تسريع بعض التفاعلات أكثر من غيرها. لذا تعد العوامل المساعدة ضرورية في الصناعات الكيميائية.
التعليم
يعتبر التدريس من المهمات الشاقة إلا أنها تُعين الطلبة على التنمية والتطوير، إضافة إلى أن سبر أغوار طاقاتهم الكامنة من الأشياء المثيرة بدرجة هائلة.
الهندسة الكيميائية
تطبق الهندسة الكيميائية مبادئ الكيمياء والرياضيات والفيزياء لتصميم وتشغيل عمليات تصنيع كيميائي ذات حجم ضخم، وهي تترجم العمليات التي يتم تطويرها في المختبرات إلى تطبيقات عملية لتصنيع منتجات مثل البلاستيك والأدوية والمنظفات والوقود، ويتضمن عمل المهندسين الكيميائيين تصميم مصانع ذات قدرة تشغيلية عالية وبأقل النفقات وتقييم العمليات التشغيلية من أجل جودة في الأداء والإنتاج.
تلجأ جميع الشركات التي تعمل في مجال الصناعة الكيميائية من الناحية العملية إلى تعيين مهندسين كيميائيين، وهؤلاء يتوسع عملهم ليشمل أيضاً معالجة الطاقة النووية وعلم المواد والتصنيع الغذائي وتطوير موارد جديدة للطاقة وحتى الأدوية، وبالإضافة إلى تطوير العمليات والإنتاج والتصميم فإن المهندسين يعملون في مجالات كالإنتاج والبحوث والدراسات البيئية والتحليل التسويقي ومعالجة البيانات والمبيعات والإدارة. وهم يؤثرون ويتحكمون إلى حد ما في المواد أو المنتجات التي تدخل الكيمياء في تصنيعها على مستوى صناعي متفق عليه.</div>
div align="center">قاعدة المعلومات الكيميائية
يتخذ متخصصو المعلومات الكيميائية إدارة المعلومات التقنية كمهنة لهم، ومع زيادة عدد الدوريات والمجلات العلمية في وقتنا الحالي فقد أصبحت إدارة المعلومات التقنية من المهام المتزايدة الصعوبة والتعقيد، وليس بمقدور العلماء والباحثين في بعض الأحيان البقاء على تواصل مع النشرات الدورية وآخر الإختراعات في مجال تخصصهم، ويتمحور دور اختصاصيي المعلومات الكيميائية الأساسي في استيعاب وتنظيم هذه المعلومات لجعلها متوفرة وفي متناول الجميع عند الحاجة.
تضم فرص العمل في قطاع المعلومات الكيميائية العمل المكتبي واختصاصيوا المعطيات ومستشاروا الإدارة أو باحثوا التسويق والناشرون التقنيون ومطوروا البرمجيات ومبرمجي الحاسوب. يبدأ العديد منهم حياتهم المهنية كمحللي وثائق أو مفهرسين للنشرات الدورية، وتقود الفهرسة أحياناً للعمل مع هذه المعلومات بطرق أخرى من ضمنها التجارة والتسويق والإدارة والبرمجة والتطوير التحريري. وهؤلاء يزودون الباحثين الكيميائيين في المصانع بخلفية المعلومات الضرورية للمباشرة بتجارب جديدة، وبعيداً عن الصناعة يلعب هؤلاء الذين يعالجون المعلومات مكتبياً من أجل البحث الأكاديمي دوراً أقل حجماً.
بيع وتسويق المنتجات الكيميائية
لدى ثلثي المسوقين الذين يعملون في الصناعة الكيميائية درجة علمية في أحد فروع التكنولوجيا، ولم يكن هذا هو الحال قبل عشر سنوات لكن العمل تحول ليصبح تقنياً بشكل متزايد، كما أن البحث العلمي أصبح مسخراً أكثر في سبيل تطوير الإنتاج. واليوم أصبحت المعرفة العلمية والإدارية أكثر أهمية من أي وقت مضى.
التكنولوجيا الكيميائية
يلعب اختصاصيوا التقنية الكيميائية دوراً حيوياً في الصناعات المتنوعة، وهم يعملون جنباً إلى جنب مع الكيميائيين والمهندسين الكيميائيين لتطوير واختبار وتصنيع المنتجات من المواد الكيميائية، وتتنوع فرص عملهم اعتماداً على المكان والتعليم الذي تلقوه ومهاراتهم وخبراتهم، ويقوم هؤلاء بتشغيل معدات المختبرات وتحضير الأجهزة للتفاعلات والقيام بالإختبارات التي تتضمن اجراءات متنوعة وتجارب قياس الجودة أو الأداء أو التركيب، كما يقع على عاتقهم مهمة القيام باجراءات مختبرية متنوعة من عمليات المراقبة الروتينية إلى مشاريع البحث المعقدة. يعمل تقنيون آخرون كمعالجي مشاكل ومعالجي معطيات ومراقبين لمستوى التلوث عن طريق أخذ العينات من الماء والهواء والتربة، والعمل في مجال الشحن والتصدير للتأكد من مطابقة المواد الخطرة لشروط وضوابط الأمان، والعمل على توجيه وإرشاد المصانع ومساعدة المهندسين على تجارب مصغرة تحاكي عمليات التصنيع. يقوم التقنيون الكيميائيون بالعمل في المختبرات على التحقق من مدى أمان عمليات التصنيع وأنها تتم بأقل التكاليف وطبقاً لأعلى المعايير المهنية.
كيمياء السطوح والمواد الغروية
لا يكاد يمر يوم بدون أن يتأثر جانب من حياتنا اليومية بالمواد الغروية وتداخلات السطوح، وهي عبارة عن تفاعلات فسيولوجية وجزيئية حيوية وظيفتها تسهيل انسياب دورة الحياة، كالسماء الزرقاء التي نشاهدها في يوم صاف جميل والأطعمة المعالجة التي نتناولها والأدوية ومستحضرات التجميل والأقراص الصلبة وأجهزة الفيديو والصابون ومواد التنظيف وعمليات ومنتجات عديدة أخرى تعتبر من المسلمات في الحياة اليومية.
الرغوة هي أحد حالات المادة التي تتميز بسطح كبير ممتد لكل وحدة كمية أو كتلة، وتتضمن أنظمة المواد الرغوية المواد ذات مزيج المعادن المختلفة ومواد تتركب من خلط الصلب بالسائل كالطين والمواد الصلبة-الغازية كالدخان والغبار الجوي ومختلف أنواع البخاخات، والمواد السائلة-الصلبة (الزبدة-الكريما-المراهم-المستحضرات-المستحلبات التي تستعمل في تحميض الأفلام-الطلاء) والمواد السائلة-الغازية (الضباب-الرطوبة-معطرات الجو) والمواد الغازية-السائلة (الرغاوي).
يسعى العلماء لفهم الطبيعة الكيميائية والفيزيائية للتركيبات المتنوعة للمواد الغازية والسائلة والصلبة، وأحد الخصائص التي تم تحديدها هي أنها ليست مشتركة مع أي مادة معروفة سواء كانت عضوية أو لاعضوية أو ذات أصل حيوي أو معدني.
الإستشاريون
يعتمد عملهم بدرجة كبيرة على أمر واحد ألا وهو ما يطلبه الزبون، ويمكن أن تتطلب الإستشارات الإضافية من أجل المشاريع تحليلاً للتكلفة أو للإنتاج.
تطوير المنتجات من أجل المستهلك
تعطي صناعة المنتجات الموجهة لعامة المستهلكين دفعة باتجاه زيادة فرص العمل وعدد المهندسين الكيميائيين على كل المستويات، وهناك أيضاً فرص عمل لحملة الشهادات الجامعية الأولى والثانية في الكيمياء في المصانع التي تنتج بضائع مفيدة للناس. بمقدور خريجي الكيمياء (بكالوريوس وماجستير) العمل أيضاً في مجال المبيعات ومن ثم تولي مواقع متقدمة في التسويق وإدارة الأعمال، أما الحاصلون على الدكتوراه في الكيمياء والهندسة الكيميائية فهم يلعبون الدور الأكبر في تطوير مواد كيميائية جديدة، والمضي قدماً باتجاه اكتساب المعرفة بشأن العمليات الكيميائية والفيزيائية التي تحصل عندما تلقى المنتجات رواجاً وقبولاً من المستهلك، ويعمل آخرون في مجال تطوير صياغة المعادلات، فيما يعكف البعض على القيام بالأبحاث أو إدارة الأعمال .
يتبع <