اكتشف العلماء بجامعة شيكاغو، مادة جديدة شبيهة بالبلاستيك، لكنها توصل الكهرباء مثل المعدن، وهو ما من شأنه تحسين صناعة الأجهزة الإلكترونية عن طريق تشغيل أجهزة "آي فون" والألواح الشمسية والأجهزة الأخرى بشكل أكثر كفاءة.

التقرير، الذي نُشر في مجلة "نيتشر"، يصف مادة لا تتوافق مع الإطار الجزيئي المشترك للموصلات المعروفة الأخرى، الموصلات الكلاسيكية مثل المعادن، والموصلات العضوية الأحدث المصنوعة من صفوف مستقيمة وموحدة من الذرات والجزيئات. بينما هذه المادة، التي ليس لها اسم بعد، بها شظايا "مختلطة ومفككة" من الجزيئات.

قال جيازي شيه، المؤلف الأول للدراسة: "يتحدى هذا الاكتشاف قواعد الخصائص التي تجعل مادة قادرة على توصيل الكهرباء. تعتبر المواد الموصلة ضرورية لإنتاج العديد من الأجهزة التي كثيرًا ما يعتمد عليها اليوم. من الأجهزة المحمولة في جيوبنا إلى أميال من الكابلات التي تجلب الكهرباء إلى منازلنا، تحيطنا الموصلات في كل مكان نذهب إليه تقريبًا".

اظهار أخبار متعلقة

خصائص المادة الجديدة 

جون أندرسون، أستاذ الكيمياء المساعد في جامعة شيكاغو، وكبير مؤلفي الدراسة، الذي بحث في كيفية قدرة هذه المادة الجديدة على توصيل الكهرباء مع فريق الباحثين، قال إن المادة الجديدة تشبه معجون اللعب الخاص بالأطفال "بلي دو" موصلة للكهرباء، "يمكنك سحقها في مكانها وتوصيل الكهرباء".

وأضاف أندرسون، وفقًا لوكالة "يو بي آي"، أنه "من حيث المبدأ، يفتح هذا الباب لتصميم فئة جديدة كاملة من المواد التي توصل الكهرباء، ويسهل تشكيلها، وهي قوية جدًا في الظروف اليومية".

غير أن عيب الموصلات العضوية يتمثل في أنها تتآكل بمرور الوقت، إلا أنه وعلى عكس الشائع، توصل المادة الجديدة الكهرباء "بسهولة وبقوة".

لكن ما هي أهمية اكتشاف مادة موصلة جديدة بينما المعادن تعمل كموصلات كبيرة؟ 

تتطلب المعادن عملية شاقة من الصهر والتشكيل لتخرج في النهاية بالشكل المطلوب للإنتاج. بينما يمكن تصنيع المادة الجديدة بسهولة نسبية في ظل ظروف مرنة، مما يفتح الباب أمام ابتكارات جديدة.

وقال شيه "نعتقد أنه يمكننا جعله ثنائي الأبعاد أو ثلاثي الأبعاد، أو جعله مساميًا، أو حتى إدخال وظائف أخرى عن طريق إضافة روابط أو عقد مختلفة".

وتعرف المعادن بأنها أقدم وأكبر مجموعة من الموصلات، والتي تشمل النحاس والذهب والألومنيوم. ومع ذلك، لم يصمم العلماء موصلات جديدة مصنوعة من مواد عضوية إلا قبل 50 عامًا فقط.

وتم إجراء ذلك باستخدام معالجة كيميائية تُعرف باسم "المنشطات"، والتي تتناثر في ذرات أو إلكترونات مختلفة من خلال المادة.

وكان هذا عندما بدأ العلماء أيضًا في تنظيم الذرات أو الجزيئات في صفوف مستقيمة ومكتظة بشكل وثيق، معتقدين أن هذا هو التكوين الوحيد الذي يمكنه توصيل الكهرباء بكفاءة.

وبعد اختبارات على مدى سنوات، أظهرت النتائج أن المادة الجديدة سهلة التوصيل بالكهرباء، إن لم تكن أقوى من الموصلات التقليدية، وكانت النتيجة النهائية بنظر العلماء "غير مسبوقة" لمادة موصلة.

ويرجع ذلك إلى أن المادة الجديدة ليس لها قيود المعادن، لأنه يمكن صنعها في درجات حرارة الغرفة، ويمكن استخدامها أيضًا عندما تكون الحاجة إلى جهاز أو أجزاء من الجهاز لتحمل الحرارة أو الأحماض أو القلوية أو الرطوبة قد حدت سابقًا من خيارات المهندسين لتطوير تقنية جديدة.