هواتف مستقبلية شاشاتها بصلابة الماس!
هواتف بصلابة الماس! تشكل الشاشات الحيز الاكبر من هواتفنا الحديثة والقطعة الأكثر تكلفة في حالة تلفها ما يجعل هاجس تحطمها يرافقنا مع كل عثرة او سقطة صغيرة وهو الكابوس الذي يبدو ان العلماء توصلوا اخيرا لحله.
وابتكر علماء في جامعة جيلين الصينية زجاجا فائق الصلابة، أقسى من الماس الطبيعي.
وطوّر الباحثون زجاجا كربونيا، يتميز بقساوة عالية وقدرة كبيرة على التوصيل الحراري مقارنة بأنواع الزجاج المعروفة.
واستطاع العلماء ابتكار الزجاج باستخدام “كرات بوكي” وهي عبارة عن جزيء فوليرين بصيغة “سي 60″، وأحد مشتقات الكربون، الذي يتمتع ببنية جزيئية كروية.
وقام العلماء بتسخين المركب لدرجات حرارة عالية، إلى جانب تعريضه لضغط شديد، حيث تشكّل زجاج بصلابة 102 غيغا باسكال، فائق الصلابة، بثخانة ميلي متر.
وقال معد الورقة البحثية وعالم الكيمياء الجيولوجية، ينغوي فاي، من معهد كارنيجي للعلوم بواشنطن، “إن صنع زجاج بهذه الخصائص المتفوقة سيفتح الباب أمام تطبيقات جديدة. ويعتمد استخدام مواد زجاجية جديدة على صنع قطع كبيرة، الأمر الذي شكل تحديا في الماضي. كما أن درجة الحرارة المنخفضة نسبيا التي تمكنا عندها من تصنيع هذا الزجاج الماسي الجديد فائق الصلابة يجعل الإنتاج الضخم أكثر عملية”.
ويمكن للكربون أن يتخذ مجموعة متنوعة من الأشكال المستقرة، والتي تختلف بناء على هيكلها الجزيئي. وبعضها – مثل الغرافيت والماس – منظم للغاية، بينما البعض الآخر غير منظم، أو “غير متبلور”، مثل الزجاج العادي.
وتملي صلابة كل شكل من خلال روابطه الداخلية. والغرافيت، على سبيل المثال، غير مستقر لأنه يحتوي على ترتيب ثنائي الأبعاد من الروابط، مع طبقات من ذرات الكربون شديدة الترابط في نمط مسطح سداسي.
وفي هذه الأثناء، يتميز الماس بترتيب ثلاثي الأبعاد للروابط، ما يمنحه صلابة أكثر اتساقا.
وأوضح الدكتور فاي أن “تصنيع مادة كربونية غير متبلورة مع روابط ثلاثية الأبعاد كان هدفا طويل الأمد. والحيلة هي العثور على مادة البداية المناسبة للتحول مع تطبيق الضغط”.
وبسبب نقطة انصهاره العالية للغاية عند 7280 درجة فهرنهايت (4027 درجة مئوية)، من المستحيل استخدام الماس كنقطة انطلاق لصنع زجاج يشبه الماس.
وبدلا من ذلك، لجأ الفريق إلى “بوكمينستر فوليرين”، وهو شكل من الكربون يتكون من 60 ذرة مرتبة في هيكل مجوف يشبه القفص يحاكي كرة القدم، وهي حقيقة أعطتها الاسم الشائع “كرة بوكي”.
وكرّم اكتشاف ‘كرات بوكي’ بجائزة نوبل في الكيمياء في عام 1996.
ولتحويل “بوكمينستر فوليرين” إلى زجاج كربوني يشبه الماس، ضغط الباحثون مع تسخين الكرات في ما يسمى بمكبس متعدد السندان كبير الحجم.
وأدت هذه العملية إلى انهيار الجزيئات الشبيهة بالكرة، ما أدى إلى حدوث اضطراب مع الاحتفاظ بترتيب يشبه الماس من قصير إلى متوسط المدى. وبينما كانت الزجاجات الناتجة صغيرة، حوالي 1 مم، كانت كبيرة بما يكفي للتوصيف.
والوصول لهذا النوع من الزجاج سيفتح الباب أمام تطبيقات جديدة للمواد الصلبة غير المتبلورة، والقابلة للاستعمال في العديد من الاستخدامات الصناعية، وسيغير جذريا صناعة شاشات الاجهزة المحمولة.
