كيفن كيندال

كيفن كيندال، زميل الجمعية الملكية، فيزيائي بريطاني حصل على درجة البكالوريوس الخارجية من كلية سالفورد للتكنولوجيا المتقدمة عام ١٩٦٥ أثناء عمله كمتدرب هندسي في شركة جوزيف لوكاس لتوربينات الغاز المحدودة . وقد نما اهتمامه بعلم الأسطح خلال دراسته للدكتوراه في مختبر كافنديش، حيث ابتكر طريقة جديدة لقياس مساحة التلامس الحقيقية بين المواد الصلبة باستخدام الموجات فوق الصوتية. أدى ذلك إلى ظهور نقاشات جديدة حول تماسك المواد الصلبة المتلامسة، مما أدى إلى وضع نظرية للالتصاق والكسر تُطبق على نطاق واسع من المشكلات ذات الأهمية الصناعية الكبيرة، لا سيما في الصناعات الكيميائية حيث تلتصق الجسيمات الدقيقة ببعضها بقوة. يلخص كتابه " التحكم في الشقوق" ، الصادر عن دار النشر إلسيفير، العديد من هذه التطبيقات. ^{[ ١ ]}

التحق كيندال أولاً بمدرسة سانت إدواردز داروين، ولكن بعد وفاة والدته مارغريت عام ١٩٥٠، انتقلت العائلة إلى أكرينغتون بالقرب من مكان عمل والده سيريل في شركة جوزيف لوكاس لتوربينات الغاز المحدودة . بعد اجتيازه امتحان القبول في مدرسة سانت آنز أكرينغتون عام ١٩٥٥، درس في كلية سانت ماري في بلاكبيرن ، وأكمل دراسته الثانوية عام ١٩٦١. توفي سيريل عام ١٩٦٠، فعرض جوزيف لوكاس على كيفن منحة دراسية في الفيزياء في مركز سالفورد للتكنولوجيا المتقدمة. حصل على شهادته الخارجية عام ١٩٦٥، مما أتاح له العمل لمدة عام في مجال البحث والتطوير في تصميم نماذج الصواريخ قبل انتقاله إلى كلية بيمبروك في كامبريدج في أكتوبر ١٩٦٦. أثمرت ثلاث سنوات من الدراسة في مختبر كافنديش في فري سكول لين عن نجاحه في تحليل انتقال الموجات فوق الصوتية عبر المعادن وغيرها من المواد الموصلة. حصل على درجة الدكتوراه في الفلسفة من جامعة كامبريدج عام ١٩٧٠ تحت إشراف ديفيد تابور . ^{[ ٢ ]}

في عام ١٩٦٩، انضم كيندال إلى قسم أبحاث السكك الحديدية البريطانية في شارع لندن، ديربي ، حيث كان يجري تطوير قطار الركاب المتقدم (APT) الجديد ، الأمر الذي استلزم تطويرًا صناعيًا لمشاكل الالتصاق بين العجلات والسكك الحديدية والتآكل. ^{[ ٣ ]} أثناء دراسته لالتصاق الجسيمات النانوية الناتجة عن تآكل غبار مكابح الحديد، وجد أن طرق اختبار الشد القياسية تُعطي أخطاءً كبيرة، ونشر بحثه الأول الذي يُبين ضرورة استخدام نظرية الشقوق لتحليل قياسات الالتصاق هذه ^{[ ٤ ]،} تمامًا كما افترض غريفيث بالنسبة لشقوق الزجاج في عام ١٩٢٠. ^{[ ٥ ]} تزامن هذا مع تعاونٍ بين كينيث ل. جونسون ^{[ ٦ ]} وآلان د. روبرتس في قسم الهندسة بجامعة كامبريدج حول التصاق الكرات المرنة. كان روبرتس قد أجرى تجارب على التلامس والتجاذب السطحي للكرات المطاطية الملساء بصريًا خلال دراسته للدكتوراه، بينما كان جونسون قد حلّ مشكلة مجال الإجهاد قبل ذلك باثني عشر عامًا. لكن جونسون لم يُطبّق شرط توازن الطاقة لغريفيث. توصل كيندال إلى الحل الرياضي في غضون ساعتين في 11 أبريل 1970، متوافقًا مع النتائج التجريبية بشكل معقول. نُشرت الورقة البحثية المشتركة في عام 1971، وهي من أكثر الأوراق البحثية استشهادًا في مجلة وقائع الجمعية الملكية أ . ^{[ 7 ]}

أتاح هذا الإنجاز في فهم مشاكل الالتصاق لكيندال التفرغ من العمل في هذا المجال لمدة أربع سنوات، حيث عمل أولاً في جامعة موناش كزميل في برنامج الملكة إليزابيث الثانية (QEII) منذ عام 1972، ثم في جامعة أكرون خلال عام 1975 تحت إشراف آلان جنت ^{[ 8 ]} الذي شارك في تأسيس جمعية الالتصاق في الولايات المتحدة الأمريكية عام 1978 نظرًا لتوسع تطبيقات المواد اللاصقة والمركبة. ^{[ 9 ] [ 10 ]} وخلال هذه الفترة من 1972 إلى 1975، تمكن كيندال من حل العديد من المشاكل العالقة في مجال المواد المركبة.

1. لماذا تعتبر المواد المركبة مثل الألياف الزجاجية أكثر صلابة من المكونات الهشة مثل الزجاج والبوليمر ^{[ 11 ]} ؟
2. كيف ينحرف الشق على طول واجهة هشة ^{[ 12 ]}
3. لا توجد قوة لوصلة التراكب؛ لقد عُرفت وصلات التراكب منذ 5000 عام ولكن لم يتم العثور على حل لفشل التراكب إلا في عام 1975 ^{[ 13 ].}

تكمن صعوبة البحث والتطوير الصناعي في عدم وجود وقت كافٍ بين الاختراع وتسجيل براءة الاختراع والتسويق التجاري لتحليل العلوم تحليلاً دقيقاً، ولذا لم تتح الفرصة لكيندال لتلخيص هذه النتائج في كتابه الأول "الكون اللزج" إلا في عام ١٩٩٧ عندما أخذ إجازة تفرغ علمي في أستراليا . ^{[ ١٤ ]} لسوء الحظ، تستمر المفاهيم الخاطئة والأخطاء والمغالطات التاريخية في العلوم لقرون، ولم تشهد مناهج الهندسة ومعايير الجمعية الأمريكية لاختبار المواد (ASTM) تغييرات تُذكر في هذا الألفية لإجراء التعديلات اللازمة على كتب الكسور المعيبة، كما ورد في مؤتمرات حديثة ^{[ ١٥ ]} أظهرت أن "قوة المواد الهشة" تتفاوت دائماً باختلاف حجم العينات المختبرة، وبالتالي فهي عديمة المعنى تقريباً، متجاوزةً تعريف غاليليو الأصلي من عام ١٦٣٨. ^{[ ١٥ ] [ ١٦ ]}

اعتقد كيندال أن الصناعة هي المصدر الرئيسي للتقدم التكنولوجي، فانضم إلى مجموعة علوم الغرويات والأسطح البينية في شركة إمبريال للصناعات الكيميائية (ICI) في رانكورن لابتكار عمليات ومواد جديدة. ^{[ 17 ]} وقد أسفرت عمليته الجديدة لخلط الأسمنت، باستخدام حوالي 1% من مادة مضافة بوليمرية، عن عدة براءات اختراع لإنتاج منتج جديد منخفض المسامية يتمتع بقوة عشرة أضعاف قوة الملاط القياسي ومتانة خمسة أضعاف. وقد أدى ذلك في نهاية المطاف إلى تحسين معالجة السيراميك، مما أتاح إنتاج موصلات فائقة وخلايا وقود أفضل، بالإضافة إلى العديد من التطبيقات الأخرى. ^{[ 18 ]} وقد حصل هو ومجموعة ICI على جائزة أمبروز كونغريف لهذا الاختراع، نظرًا لحدة أزمة الطاقة آنذاك والحاجة الماسة إلى مواد وعمليات جديدة منخفضة الطاقة. ^{[ 19 ]}

ومن الاكتشافات الأخرى التي تحققت في سبعينيات القرن الماضي، تحديدُ حدّ طحن الجزيئات الدقيقة في مطاحن الكرات ، وهي ظاهرةٌ لوحظت منذ آلاف السنين. فعند طحن الحجر الجيري في المطحنة، يقلّ حجم الجزيئات إلى بضعة ميكرومترات، ثم لا تصبح أدقّ من ذلك. وقد فُسِّر هذا الحدّ بدراسة الشقوق في عينات أصغر حجماً إلى أن يتعذّر على الشقّ الامتداد بسبب تدخّل التدفق اللدن. ^{[ 20 ]}

حصل كيندال على جائزة جمعية الالتصاق للتميز في عام 1998. ^{[ 21 ]}

عاد إلى هذا القطاع بعد تأسيسه شركة أديلان المنبثقة عام 1996 ^{[ 22 ]} ، ويشغل منصب كبير مسؤولي التكنولوجيا منذ عام 2021. ^{[ 23 ]} وتتمثل مهمتها في استبدال الاحتراق بتوليد الطاقة باستخدام خلايا وقود الهيدروجين لتجنب أزمة المناخ. ^{[ 24 ]}

خلال عام 1989، عندما قررت شركة ICI تركيز أعمالها على المستحضرات الصيدلانية والتخلي عن أبحاثها في ألياف الكربون والمواد المتقدمة الأخرى، تقاعد كيندال مبكرًا وانضم إلى زميله القديم ديريك بيرشال ^{[ 25 ]} في جامعة كيل، حيث تعاون مع مؤسسة أبحاث السيراميك "سيرام" عام 1993. ^{[ 26 ]} استُخدمت براءات الاختراع الخاصة بمعالجة السيراميك لتطوير منتجات جديدة، ولا سيما خلايا الوقود الصلبة المؤكسدة (SOFCs) التي يُتوقع أن ينمو حجم سوقها إلى 1.4 مليار دولار بحلول عام 2025. ^{[ 27 ]}  سمح اختراع كيندال لأنابيب الخلايا الدقيقة ببدء التشغيل السريع وأدى إلى نشر العديد من الأوراق البحثية وكتابين حظيا باقتباسات كثيرة. ^{[ 28 ] [ 29 ] [ 30 ]} انتقل كيندال إلى جامعة برمنغهام عام 2000 وأسس فريقًا كبيرًا في الهندسة الكيميائية يعمل على الهيدروجين وخلايا الوقود. ^{[ 31 ]} افتتح هو وزملاؤه، البروفيسور الدكتور برونو جورج بوليه والدكتور فالديمار بوجالسكي، أول محطة للهيدروجين الأخضر في المملكة المتحدة لتزويد خمس سيارات أجرة تعمل بخلايا الوقود بالوقود في عام 2008 ^{[ 23 ] [ 32 ] [ 30 ] [ 33 ]} ، واستمر منذ تقاعده من التدريس في عام 2011 في تشجيع ريادة المدن والصناعة في مجال النقل النظيف، وهو أمر لا يمكن تحقيقه من قبل الأكاديميين، وذلك بالربط مع آسيا حيث يمثل تزايد عدد السيارات، الذي يقارب مليار سيارة، مشكلة ملحة. ^{[ 30 ]} وكان أول من أثبت أن مركبة خلايا وقود الهيدروجين تستهلك طاقة أقل بنسبة 50% من سيارة احتراق مماثلة. ^{[ 34 ]} وفي الوقت نفسه، كان كيندال يطبق أفكاره حول الالتصاق على الخلايا السرطانية والفيروسات والجسيمات النانوية. ^{[ 35 ]} ووفقًا لجوجل سكولار ، فقد تم الاستشهاد بأعماله أكثر من 27000 مرة، وهو أمر غير معتاد بالنسبة لباحث صناعي. ^{[ 36 ]}

انتُخب زميلاً في الجمعية الملكية عام 1993. ^{[ 37 ] [ 30 ]}  ويواصل دفع ثورة الهيدروجين الأخضر، حيث يدير أسطولاً من المركبات التي تعمل ببطاريات خلايا وقود الهيدروجين في منطقة برمنغهام للهواء النظيف . ^{[ 38 ]}

• كيفن كيندال
• محاضرة عامة ألقاها البروفيسور كيفن كيندال من جامعة برمنغهام، المملكة المتحدة