ساعدنیوز: نجح الباحثون فی دراسه بلوره فریده تجمع بین خصائص المعدن والزجاج فی آن واحد، وتستطیع تغییر طریقه تعاملها مع الضوء بمجرد تغییر اتجاهها. ویرى العلماء أن هذا الاکتشاف قد یمهد الطریق لتطویر نظارات واقع معزز فائقه النحافه، وعدسات ذکیه، ورقائق ضوئیه أسرع وأکثر کفاءه.
وفقا لساعدنیوز یبدو أن الحدود التقلیدیه بین المواد بدأت تتلاشى مع کل اکتشاف علمی جدید. فبعد سنوات من البحث، أعلن فریق دولی من العلماء عن دراسه ماده بلوریه استثنائیه تمتلک سلوکًا غیر مألوف، إذ یمکنها أن تتصرف کمعدن فی لحظه، وکالزجاج فی لحظه أخرى، وکل ما یتطلبه الأمر هو تغییر اتجاهها.
هذا الاکتشاف لا یمثل مجرد إنجاز فی علم المواد، بل قد یکون نقطه تحول فی مستقبل التقنیات البصریه، من نظارات الواقع المعزز والعدسات الذکیه، إلى الرقائق الفوتونیه التی تعتمد على الضوء بدلًا من الإشارات الکهربائیه.
أکثر ما یلفت الانتباه فی هذه البلوره هو قدرتها على تغییر خصائصها البصریه بطریقه تبدو وکأنها "حرباء علمیه".
فعندما توضع البلوره فی اتجاه معین، تعکس الضوء کما لو کانت معدنًا لامعًا، لکن بمجرد تدویرها بزاویه 90 درجه، تصبح شفافه بطریقه تشبه الزجاج.
هذه الخاصیه الفریده جعلت الباحثین یصفونها بـ "الحرباء البصریه"، لأنها لا تغیر لونها، بل تغیر الطریقه التی تتفاعل بها مع الضوء وفقًا لاتجاهها.
ترکزت الدراسه على بلوره تعرف باسم أوکسی کلورید المولیبدینوم (MoOCl₂)، وهی ماده طبقیه خضعت لسنوات من الدراسه بسبب خصائصها الإلکترونیه غیر التقلیدیه.
وقد شارک فی هذا الإنجاز باحثون من شرکه XPANCEO فی دوله الإمارات العربیه المتحده، بالتعاون مع علماء من جامعه سنغافوره الوطنیه وجامعه الکیمیاء والتکنولوجیا فی براغ.
وتوصل الفریق إلى أول خریطه تجریبیه دقیقه توضح کیفیه تفاعل هذه البلوره مع الضوء، لتکشف عن خصائص لم تُرصد سابقًا فی ماده طبیعیه.
أظهرت النتائج أن هذه البلوره تمتلک أحد أقوى تأثیرات انکسار الضوء التی تم قیاسها حتى الآن فی ماده طبیعیه.
وهذا یعنی أنها تستطیع توجیه الضوء وتقسیمه والتحکم فی مساره بکفاءه عالیه، وهی میزه بالغه الأهمیه لتطویر أجهزه بصریه أصغر حجمًا وأکثر دقه.
ویتوقع الباحثون أن یسمح ذلک بإنتاج مکونات ضوئیه یقل سمکها بآلاف المرات عن سمک شعره الإنسان، وهو ما قد یحدث نقله کبیره فی تصمیم الأجهزه القابله للارتداء.
تعتمد کثیر من التقنیات الحدیثه على التحکم الدقیق فی الضوء، مثل:
نظارات الواقع المعزز.
العدسات الذکیه.
اللیزر.
الکامیرات المتقدمه.
المجاهر.
الحساسات الضوئیه.
الرقائق الفوتونیه المستخدمه فی الحوسبه والاتصالات.
لکن تصغیر هذه الأجهزه کان دائمًا یمثل تحدیًا کبیرًا بسبب الحاجه إلى عدسات ومکونات بصریه تقلیدیه.
أما هذه البلوره، فقد توفر وسیله للتحکم بالضوء على المستوى الذری، مما یفتح الباب أمام تصمیم أجهزه أصغر بکثیر دون التضحیه بالأداء.
یعود السلوک الاستثنائی للماده إلى ترتیب ذرات المولیبدینوم داخلها، حیث تتحرک الإلکترونات بسهوله فی اتجاه معین أکثر من الاتجاه الآخر.
ولهذا السبب، تتصرف الماده کمعدن على أحد المحاور، بینما تبدو کماده عازله أو شفافه على المحور العمودی، وهو ما یمنحها خاصیه تعرف باسم التباین البصری الشدید.
کما اکتشف الباحثون أن الماده تصل إلى ما یعرف بـ "نقطه إبسیلون القریبه من الصفر" ضمن نطاق الضوء المرئی، وهی ظاهره نادره تسمح بتکثیف الطاقه الضوئیه داخل مساحه صغیره جدًا، وتعزز التفاعل بین الضوء والماده.
ویعد الوصول إلى هذه الحاله فی نطاق الضوء المرئی أمرًا مهمًا للغایه، لأن معظم الأجهزه البصریه الحالیه تعمل ضمن هذا المجال.
یرى الباحثون أن الإمکانات التی توفرها هذه الماده تتجاوز مجرد تحسین العدسات أو الشاشات.
فهی قد تساهم مستقبلًا فی تصنیع دوائر ضوئیه متناهیه الصغر، ومعالجات فوتونیه أسرع، وتقنیات اتصالات تعتمد على الضوء بدلًا من الکهرباء، وهو ما قد یؤدی إلى أجهزه أکثر سرعه وکفاءه مع استهلاک أقل للطاقه.
کما یمکن أن تدعم تطویر تطبیقات متقدمه فی مجال النانو فوتونیات، حیث یستخدم الضوء لإنتاج إشارات جدیده أو معالجه البیانات بسرعات غیر مسبوقه.
وقد نُشرت نتائج هذا البحث فی مجله Nano Letters العلمیه، ما یعکس أهمیه الاکتشاف داخل المجتمع العلمی.
وفی النهایه، یثبت هذا الإنجاز مره أخرى أن الطبیعه ما زالت تخفی مواد بخصائص تفوق الخیال. فبلوره صغیره قادره على التصرف کمعدن وزجاج فی الوقت نفسه قد تصبح خلال السنوات المقبله حجر الأساس لتقنیات نستخدمها یومیًا، من نظارات تکاد تکون غیر مرئیه إلى رقائق ضوئیه تغیر مستقبل الحوسبه والاتصالات. والسؤال الذی یطرحه هذا الاکتشاف الیوم هو: هل نحن على أعتاب جیل جدید من الأجهزه الذکیه یعتمد على الضوء بدلًا من الإلکترونات؟
