تمكّن باحثون من برنامج الكيمياء في جامعة أبوظبي نيويورك في سابقة فريدة من نوعها 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 -تطبيق 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.
قام الباحثون بتجهيز العديد من البيروكسيدات ومراكمة بلورات بحجم سنتيميتر، من أجل التعرف عمّا 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.
وتعليقاً على ذلك، قال الدكتور ستيفان شرام، مساعد أبحاث ما بعد الدكتوراه في مجموعة ناوموف البحثية في جامعة نيويورك أبوظبي: "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 والذي قد يساهم تطبيقه في تطوير تقنيات جديدة للاستفادة من الطاقة الشمسية أو لمراقبة البادئات في صناعة البوليمر".
عملنا على هذه الدراسة لأكثر من سنتين، ومن أجل تسجيل أول مشاهدة لتحوّل مباشر للحرارة إلى ضوء في مادة صلبة، احتجنا إلى تصميم مجهر جديد فائق الحساسية إلى جانب معدات تخصصية أخرى. ولا يقتصر هذا الإنجاز على إظهار المبادئ الأساسية لتحول الطاقة والتي تعتبر من صلب علم الكيمياء والفيزياء معاً، بل إنه يشكل أساساً لتطبيقات متنوعة في مجال الإلكترونيات البصرية وتكنولوجيا الحساسات.
للمزيد من المعلومات حول مجموعة ناوموف، يرجى الضغط على هذا الرابط.