قاسية وقوية: مركّبات نانوية ذات خصائص استثنائية

استطاع فريق من الباحثين إنتاج بلورات من جسيمات نانوية دقيقة، تكاد تكون كروية، تربط بينها مادة عضوية ذات خصائص ميكانيكية فائقة.

تتميز المعادن بصلابتها، في حين تتصف المواد العضوية بالليونة. المواد المركبة المصنوعة من كليهما متعددة الاستعمالات ومتعددة الوظائف. وتُعَد البلورات الفائقة المصنوعة من جسيمات نانوية صلبة غير عضوية، والتي تربط بينها مواد عضوية ليّنة، إحدى هذه المواد المركّبة.

إلى حين إجراء هذا البحث، لم يكن التوصُّل إلى تحقيق الصلابة والقوة المطلوبتين ممكنًا على الإطلاق.

ابتكر الباحثون -من ألمانيا، وهولندا، والمملكة العربية السعودية- استراتيجية لجعل بلورات أكسيد الحديد (Fe3O4) الفائقة النانوية مرتبطةً فيما بينها بحمض عضوي، هو حمض الأولييك، تتمتع بصلابة ومرونة وقوة غير مسبوقة.

استخدموا جسيمات نانوية من أكسيد الحديد، مرتبطة بالسلسلة الهيدروكربونية الطويلة لحمض الأولييك، وقاموا بتجميعها عن طريق التبخير البطيء للمذيب المحيط بها، جامعين الجزيئات مع بعضها. بعد ذلك، عمدوا إلى تطبيق الحرارة لاستهداف تشكيل روابط متصالبة بين سلاسل حمض الأولييك الفردية، مشكّلين شبكة.

"ثمة مظهران شديدا الأهمية لهذا المركب النانوي الجديد: الأول، أن بنيته النانوية تشبه تلك الخاصة ببعض أنواع الأنسجة الطبيعية القاسية، بحيث يمكن تصوّر تطبيقها بيولوجيًّا كمادة بديلة. الثاني، هو إمكانية الجمع المتحكّم به للخصائص النمطية للمواد غير العضوية، كالسلوك المغناطيسي أو شبه الموصل مع الخصائص النمطية للمواد العضوية، كالتفاعلية الكيميائية والتنوع. وهذا يمكنه فتح مجال بحثي جديد واسع"، وفق قول أكسل دراير، المؤلف الرئيسي للبحث، الذي نُشر في دورية Nature Materials¹.

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