نجح فريق من العلماء في يكاترينبورج، بروسيا، في تطوير مادة نانوية مبتكرة تفتح آفاقًا واسعة لتطوير أجهزة إضاءة أكثر سطوعًا واستدامة، مما يعزز كفاءة مصابيح LED، والمؤشرات الحيوية، والأجهزة التي تعتمد على الضوء في نقل المعلومات وتحويل الطاقة.
ونُشرت نتائج البحث، الذي حظي بدعم مؤسسة العلوم الروسية، في مجلة “Alloys and Compounds”، حيث تسلط الدراسة الضوء على إمكانيات المواد ذات الإنتروبيا العالية—وهي مركبات تتكون من خمسة عناصر كيميائية أو أكثر بنسب متساوية – في مجالات متعددة، تشمل عناصر الانبعاث، البطاريات، المحفزات، والطلاءات العازلة حراريًا.
إمكانيات غير مسبوقة للإضاءة وتقنيات المستقبل
أوضح الباحثون أن المواد التي تعتمد على أكاسيد المعادن الأرضية النادرة—مثل الإيتريوم، واليوروبيوم، والغادولينيوم، واللانثانوم، والإربيوم – تتميز بقدرتها على التوهج في النطاقين الأخضر والأحمر، مما يجعلها مثالية لتطوير مصابيح LED ومحولات الضوء المتقدمة. كما تتمتع هذه المواد بثبات هيكلي فائق، إذ يمنع التوزيع العشوائي للذرات تشكل العيوب التي قد تقلل من فعاليتها.
تحديات البحث وآفاقه المستقبلية
رغم التقدم المحرز، لا تزال هناك تساؤلات حول كيفية تأثير البنية الجزيئية للمادة على خصائصها البصرية، ومدى تأثر أدائها بظروف التصنيع ووجود الشوائب، مما يحد حاليًا من الاستخدام الواسع للأكاسيد ذات الإنتروبيا العالية.
تقنية مبتكرة للتصنيع
قام فريق من جامعة الأورال الفيدرالية بالتعاون مع معهد كيمياء الحالة الصلبة بتطوير أكسيد عالي الإنتروبيا عبر طريقة الترسيب المشترك، حيث يتم ترسيب هيدروكسيدات المعادن من المحاليل الكيميائية، ما يمهد الطريق لإنتاج هذه المواد على نطاق واسع.
تطبيقات واعدة في التكنولوجيا المتقدمة
يُتوقع أن يفتح هذا الابتكار الباب أمام تطوير أجهزة إضاءة أكثر كفاءة، إلى جانب تحسين تقنيات تحويل الطاقة الضوئية، مما قد يحدث نقلة نوعية في مجالات مثل الإلكترونيات، الاتصالات، والتكنولوجيا الحيوية.
ويواصل العلماء جهودهم لفهم خصائص هذه المواد على نحو أعمق، مما قد يؤدي إلى ثورة في عالم الإضاءة والطاقة خلال السنوات المقبلة.
إقرأ أيضا:
