باحثون يحولون الحرارة إلى ضوء في مادة صلبة

تمكّن باحثون من برنامج الكيمياء في جامعة أبوظبي نيويورك، من تطوير بلورات عضوية مرئية تشعّ الضوء عند تسخينها، وهي عملية تعرف في الكيمياء باسم الإضاءة الكيميائية الحرارية، وقد كانت تُشاهد في السابق حصراً في المحاليل السائلة، وتبيّن نتائج الدراسة أن هذه العملية الأساسية لتحويل الطاقة تطبق الحرارة على مادة معينة لتوليد الضوء، يمكن تحقيقها باستخدام مواد صلبة بقياس ميليمتر أو سنتيمتر.

وكانت تفاعلات الإضاءة الكيميائية الحرارية ممكنةً في السابق ضمن محلول كيميائي (عملية تتيح لقضبان لامعة بأن تشع الضوء على سبيل المثال)، حيث يمكن في الوسط السائل لمادتين كيميائيتين أن تتفاعلا بسهولة لينتج عن التفاعل انبعاث الضوء بشكل مرئي، غير أن تفاعلاً كهذا لم يُلحظ في السابق في الحالات الصلبة للمادة.

وأوضح الفريق البحثي في الجامعة، أنهم قاموا بتجهيز العديد من البيروكسيدات ومراكمة بلورات بحجم سنتيميتر، من أجل التعرف ما إذا كانت هذه العملية ستنجح أيضاً في الحالة الصلبة بشكل كامل، وقد شكل ذلك تحدياً حقيقياً، لأن هذه المركبات معروفة عادةً بحالتها غير المستقرة. وعند تطبيق الحرارة على البلورات تحللت الجزيئات، وولّدت الضوء الذي تراوح بين الأحمر والأزرق والأخضر، تبعاً للتركيبة الكيميائية.

وقال مساعد أبحاث ما بعد الدكتوراه في مجموعة ناوموف البحثية في جامعة نيويورك أبوظبي، الدكتور ستيفان شرام، «يفتح اكتشافنا طريقاً لم يُسلك من قبل في دراسات الإضاءة الكيميائية الحرارية، كما يتيح إمكانية القيام بتطبيقات في كل من أبحاث المواد وعلوم الحياة. ويكشف عن آفاق جديدة في هذا النمط من تحول الطاقة، الذي قد يسهم تطبيقه في تطوير تقنيات جديدة للاستفادة من الطاقة الشمسية أو لمراقبة البادئات في صناعة البوليمر».

فيما أفاد أستاذ الكيمياء المساعد في جامعة نيويورك أبوظبي ومشرف البحث، الدكتور بانشي ناوموف، بأن هذه الدراسة استمرت أكثر من سنتين، من أجل تسجيل أول مشاهدة تحوّل مباشر للحرارة إلى ضوء في مادة صلبة، متابعاً «احتجنا إلى تصميم مجهر جديد فائق الحساسية إلى جانب معدات تخصصية أخرى».

وأشار إلى أن هذا الإنجاز لا يقتصر على إظهار المبادئ الأساسية لتحول الطاقة، التي تعتبر من صلب علم الكيمياء والفيزياء معاً، بل إنه يشكل أساساً لتطبيقات متنوعة في مجال الإلكترونيات البصرية وتكنولوجيا الحساسات.

- الإنجاز يشكل أساساً

لتطبيقات متنوعة

في مجال

الإلكترونيات البصرية.