أخبار عاجلة
رسميا: الإعلان عن هاتفي نوكيا 5.1 بلس و6.1 بلس -
أفضل 4 كابلات توصّل أي هاتف بشاشة تلفزيون -

البلورات الكبيرة الفائقة تساعد في تطوير حساسات فائقة

البلورات الكبيرة الفائقة تساعد في تطوير حساسات فائقة
البلورات الكبيرة الفائقة تساعد في تطوير حساسات فائقة

استخدم باحثو مختبرات سانديا الوطنية مزيجًا بارعًا من التقنيات النانوية وأساسيات الكيمياء لتحفيز جسيمات الذهب النانوية كي تتجمع وتكون بلورات كبيرة فائقة قد تساعد في تطوير قدرات الحساسات التي تكتشف المواد الكيميائية في المتفجرات.

وقال هونجيو فان، كبير باحثي مختبرات سانديا الوطنية «تمتاز بلوراتنا الفائقة بقدراتها الكبيرة مقارنةً مع أدوات التحليل الطيفي التقليدية، ويشبه ذلك تفوق أنوف الكلاب في القدرة على الاستشعار واكتشاف الروائح مقارنةً بأنوف البشر.»

وذكر باحثون آخرون أنهم أنتجوا سابقًا بلورات ذهب فائقة لكن حجمها كان ضئيلًا جدًا لم يتعدى عدة ميكرونات، ما يجعل إنتاجها تجاريًا أمرًا صعبًا. أما بلورات فان فإنها تمتاز بحجمها الكبير نسبيًا الذي يقل قليلًا عن المليمتر ما يساعد في التعامل معها باستخدام الأدوات الصناعية التقليدية.

ونشرت دورية نيتشر كوميونيكيشنز تقريرًا عن الحساسات الجديدة التي تمتاز أيضًا بانخفاض تكلفتها، وقال فان «أنتجنا البلورات الفائقة الجديدة باستخدام كميات ضئيلة من الذهب. إذ نستخدم 0.012 جرام من الذهب كي ننتج حساسًا واحدً، وتبلغ تكلفة جميع المواد المستخدمة في الإنتاج نحو 50 سنت.»

وتتجمع ملايين جسيمات الذهب النانوية في صفوف منتظمة كي تكوّن البلورات الفائقة الجديدة. وتعدل البلورات سطحها بصورة تشبه ما يفعله الصائغ مع الماس كي تكوّن البلورات وتحافظ عليها بأقل قدر من الطاقة.



أسطح البلورات تشبه كلاب الصيد

تمتاز أسطح البلورات بقدرتها الكبيرة على التعرف على الإشارات ونقلها. إذ تتجمع مثل كلاب الصيد. فعندما يتعرف جسيم نانوي على تردد معين يجعله يطلق صدى، فتنتقل هذه الطاقة إلى جسيمات نانوية أخرى ويقترن ذلك مع مجالها المغناطيسي. وتتعزز استجابة هذه الجسيمات المعدلة في صورة ترديد للصدى، ولذا يمكنها اكتشاف الأشياء التي لا تستطيع الحساسات التقليدية اكتشافها.

ويتضمن التشكيل الأولي البلورات إذابة جسيمات الذهب التي يبلغ قطرها نحو 5 نانومترات في مذيب يسمى تولوين. وبعد ذلك استخدم الباحثون مادة تسمى أيزوبروبانول لا يذوب فيها الذهب فتترسب جسيماته.

وتكون هذه الجسيمات المترسبة بلورات. وتستجيب لعدد كبير من الروائح الكيميائية أو الترددات الضوئية بفضل أسطحها.

ويحتاج إنتاج هذه البلورات إلى تركيزات معينة من المواد المستخدمة في إنتاجها والتعرض للمذيبات لمدة معينة أيضًا. وقد تستغرق عملية الإنتاج نحو أسبوع.

اشترك فى النشرة البريدية لتحصل على اهم الاخبار بمجرد نشرها

تابعنا على مواقع التواصل الاجتماعى

السابق دراسة: موجات ارتفاع درجة الحرارة والأمطار قد تشتد وتطول
التالى طبقة من زيت الطبخ تمنع نمو البكتيريا على معدات تجهيز الطعام