ابتكر علماء من جامعتي كوبنهاغن وإنديانا، “ألمع مادة على الأرض” بعد أن وجدوا طريقة لإيقاف تلاشي جزيئات الفلورسنت عندما تنتقل إلى الحالة الصلبة.
وأنشأ العلماء مادة جديدة مشرقة – لها وهج لامع – من أصباغ الفلورسنت موجبة الشحنة. وتميل الأصباغ إلى الخضوع لعملية “التبريد”، عندما تدخل إلى الحالة الصلبة – ما يقلل من شدة التألق لإنتاج توهج أكثر استقرارا.
وطُوّرت فئة جديدة من المواد تسمى مشابك العزل الأيونية ذات الجزيء الصغير (SMILES)، للتغلب على هذا الحاجز طويل الأمد في صنع المواد الصلبة الفلورية.
وتمزج SMILES صبغة ملونة مع جزيء عديم اللون، على شكل نجمة يمنع جزيئات الفلورسنت من التفاعل ويسمح لها بالبقاء مشرقة.
ويقول فريق البحث إن هناك العديد من الاستخدامات الممكنة لتقنيتهم الجديدة، بما في ذلك الطاقة الشمسية والليزر وحتى تخزين المعلومات.
وهناك أكثر من 100 ألف صبغة فلورية مختلفة متاحة، ولكن لا يمكن خلط أي منها تقريبا ومطابقتها بطرق يمكن التنبؤ بها لإنشاء مواد صلبة.
وأوضح العلماء أن هذا قد تغير بفضل مواد SMILES – التي لها تطبيقات محتملة في أي تقنية تحتاج إلى تألق ساطع.
ويمكن استخدامها أيضا في التطبيقات التي تتطلب تصميم الخصائص البصرية، بما في ذلك تجميع الطاقة الشمسية والتصوير الحيوي والليزر.
وابتكر المادة كل من آمار فلود، الكيميائي في جامعة إنديانا والمعد المشارك في الدراسة، مع بو لورسين من جامعة كوبنهاغن.
وعلاوة على ذلك، هناك تطبيقات مثيرة للاهتمام تتضمن تحويل الضوء لالتقاط المزيد من الطيف الشمسي في الخلايا الشمسية، كما قال فلود.
وأوضح أنه يمكن استخدامها أيضا للمواد القابلة للتحويل بالضوء، والتي تُستخدم لتخزين المعلومات والزجاج اللوني. وتميل الأصباغ إلى الخضوع لعملية “التبريد” عندما تدخل في حالة صلبة، بسبب الطريقة التي تتصرف بها عند تعبئتها بالقرب من بعضها البعض، ما يقلل من شدة التألق لإنتاج توهج أكثر استقرارا.
ومزج فلود وزملاؤه صبغة ملونة بمحلول عديم اللون من السيانوستار، وهو جزيء ذو حلقة كبيرة على شكل نجمة، يمنع جزيئات الفلورسنت من التفاعل أثناء ترسيخها، ما يحافظ على الخصائص البصرية سليمة.
وعندما أصبح الخليط صلبا، تشكلت SMILES، والتي طورها العلماء بعد ذلك إلى بلورات، وترسبت إلى مساحيق جافة، ثم غزلت أخيرا في شريط رقيق أو دمجت مباشرة في البوليمرات.
ونظرا لأن جزيئات السيانوستار تشكل لبنات بناء تولد لوحة شطرنج تشبه الشبكة، يمكن للعلماء ببساطة توصيل صبغة في الشبكة، وبدون أي تعديلات أخرى، سيتخذ الهيكل لونه ومظهره.
وبعد ذلك، يخطط فريق البحث لاستكشاف خصائص المواد الفلورية التي شُكّلت باستخدام هذه التقنية الجديدة، ما يمكنهم من العمل مع صانعي الصبغة في المستقبل لتحقيق الإمكانات الكاملة للمواد، في مجموعة متنوعة من التطبيقات المختلفة.
ونُشرت الدراسة في مجلة Chem.
المصدر: ديلي ميل
