جنرال لواء

يكتشف الباحثون بلورات عضوية متغيرة الشكل


أستاذ الهندسة الجزيئية الحيوية يينغ دياو ، إلى اليمين ، وطالب الدراسات العليا هيونجونج تشونج.

في جامعة إلينوي في أوربانا شامبين ، اكتشف أستاذ الهندسة الجزيئية الحيوية ينج دياو وطالب الدراسات العليا هيونجونج تشونج آلية لها قدرة عميقة على توليد ظواهر ذاكرة الشكل في البلورات العضوية المستخدمة في الإلكترونيات البلاستيكية. يمكن للإلكترونيات البلاستيكية المقترنة بمواد ذاكرة الشكل أن تحقق تقدمًا في الإلكترونيات الطبية بالإضافة إلى الأجهزة الإلكترونية الاستهلاكية.

مواد تغيير الشكل

اكتشف الباحثون ظاهرة ذاكرة الشكل في مادتين من أشباه الموصلات العضوية. نشرت في مجلة Nature Communications ، تستخدم مواد ذاكرة الشكل الحرارة والضوء بالإضافة إلى الإشارات الكهربائية والقوى الميكانيكية لتمرير المعلومات عبر المواد. ثم تتوسع المواد وتتقلص وتنحني وتتحول إلى شكلها مرارًا وتكرارًا دون حدود.

تم اكتشاف البلورات المتغيرة الشكل بالصدفة كجزء من تجربة مختلفة. كان الفريق بصدد إنشاء بلورة عضوية كبيرة وكان حريصًا على معرفة كيفية تأثر البلورة بالحرارة. وصف طالب الدراسات العليا Hyunjoong الاكتشاف بقوله "نظرنا إلى البلورات المفردة تحت المجهر ووجدنا أن عملية التحول مختلفة بشكل كبير عما توقعنا. لقد رأينا حركة منسقة لطبقة كاملة من الجزيئات تجتاح البلورة ويبدو أنها تقود تأثير ذاكرة الشكل - وهو أمر نادرًا ما يتم ملاحظته في البلورات العضوية وبالتالي لم يتم استكشافه إلى حد كبير."


بدافع الفضول حول تطبيق هذه الظاهرة على العالم الحقيقي ، اكتشف الباحثون استخدام علم مادة ذاكرة الشكل جنبًا إلى جنب مع مجال الإلكترونيات العضوية. إن استخدام جهد ذاكرة الشكل في أشباه الموصلات البلاستيكية في الإلكترونيات الحديثة من شأنه أن يتسبب في أن تستخدم الأجهزة طاقة أقل وتكون تقنية أكثر كفاءة بشكل عام. وفقًا لـ Diao ، تعتمد الإلكترونيات في الوقت الحاضر على العملية كثيفة الطاقة لتشغيل وإيقاف تشغيل الترانزستورات. يمكن أن يؤدي تأثير ذاكرة الشكل في أشباه الموصلات البلاستيكية إلى إصلاح ذلك ، مما يؤدي إلى حدوث تطورات في الإلكترونيات منخفضة الطاقة.

يمثل البحث في المواد المتغيرة الشكل خطوة إلى الأمام في فهم قواعد تصميم الطبيعة على المستوى الجزيئي. كما ذكر دياو ، "ظاهرة ذاكرة الشكل شائعة في الطبيعة ، لكننا لسنا متأكدين حقًا من قواعد تصميم الطبيعة على المستوى الجزيئي. تستخدم الطبيعة مركبات عضوية مختلفة تمامًا عن السبائك المعدنية المستخدمة في مواد ذاكرة الشكل الموجودة في السوق اليوم. في مواد ذاكرة الشكل التي تحدث بشكل طبيعي ، تتحول الجزيئات بشكل تعاوني ، مما يعني أنها جميعًا تتحرك معًا أثناء تغيير الشكل ".الباحثون متحمسون لنتائجهم الأخيرة وهم حريصون على تطبيقها في مفهوم الآلات الجزيئية الذي تم اكتشافه مؤخرًا والحائز على جائزة نوبل.


شاهد الفيديو: هذا الرجل عثر على أكبر كتلة من الذهب في العالم لن تصدق كم يبلغ ثمنها (شهر اكتوبر 2021).