لماذا تستطيع البلورات العضوية أن ’تقفز‘ 

إن اكتشاف قدرة البلورات العضوية على القفز أو الانحناء استجابةً للضوء أو الإجهاد الميكانيكي يجعل منها ذات فائدة ممكنة كمحولات للطاقة في تحريك الأجهزة.

لكن للتمكن من استعمالها، من المهم أولاً أن نفهم ما يحدث على المستوى الجزيئي عندما تنحني، وما علاقة هذا ببنيتها المجهرية وسلوكها.

لذا قام فريق يقوده بانس نوموف -من جامعة نيويورك أبو ظبي- بفحص بلورات سداسي كلوروبنزين¹ (HCB). لهذه البلورات ميزة غريبة؛ فعند التأثير على أحد وجوه البلورة، يتشوه شكلها بمرونة دون أن تنكسر. ولكن التأثير على وجه آخر للشبكة يمكنه أن يكسر البلورة.

تأهّب الباحثون لفهم السبب، فعمدوا إلى تطبيق ضغط على أحد وجوه البلورة، ثم تفحصوا الوجه الجانبي، كشف الفحص بالمجهر الإلكتروني عن وجود ثُلَم، مما يوحي بأن الانحناء على صلة بالفصل الجزيئي إلى طبقات يمكن أن ينزلق بعضها عبر بعض. وأظهرت قياسات نقطة الانصهار أن ثمة مناطق من البلورات ذات كثافة مختلفة ضمن البلورات المنحنية، مما يظهر فسيفسائية متزايدة.

ثم استخدموا بعد ذلك نماذج حيود الأشعة السينية لحساب البنية الشبكية على امتداد الانحناء، ووجدوا أن النظام طويل المدى قد تمت المحافظة عليه في منطقة الانحناء. كانت الفسيفسائية المتزايدة على امتداد الوجه القابل لتغير الشكل ناتجة عن الانكسار وإعادة التشكل في موضع التداخل الأضعف بين ذرتي كلور (Cl—Cl).

عند تطبيق الضغط على الوجه المقابل، الذي يحتوي على التداخلات الأقوى، سيتجمع مقدار كبير من الجهد الذي سيسبب كسر البلورات على الفور.

يشير الباحثون إلى أن هذا قد لا يكون خاصًّا بسداسي كلوروبنزين، ولكنه قد يفسر سلوكيات مشابهة لبلورات جزيئية غير متماثلة الخواص، ومدى مرونة هذه البلورات.

اشترك للحصول على النشرة الإلكترونية المحدّثة كل أسبوعين لكي تبقى على اطلاع بكافة المستجدات على الموقع.