نشر فريق من الباحثين في مختبر المواد الذكية في جامعة نيويورك أبوظبي دراسة جديدة في مجلة نيتشر كوميونيكيشنز يثبتون فيها إمكانية استخدام الكريستالات العضوية، النوع الجديد من المواد الذكية المستخدمة في مجال الهندسة، في الصناعات التكنولوجية المتطورة، مثل تصميم الروبوتات والأجهزة الإلكترونية، بفضل خواصها الفعالة والمستدامة في تحويل الطاقة.
وكان الاعتقاد السائد سابقاً أن الكريستالات العضوية تضم مواداً ضعيفة وهشة، إلا أن الباحثين في جامعة نيويورك أبوظبي نجحوا باكتشاف كريستالات تتسم بالقوة، وإذ تمكن الباحثون من تطوير مادة سجلت رقماً قياسياً عالمياً جديداً في قدرتها على التحول بين الأشكال المختلفة عن طريق التمدد والتقلص لأكثر من ضعف طولها دون التسبب بأي تغيير في بنيتها الأصلية.
واستعرض الفريق البحثي بإشراف بانس ناوموف، أستاذ الكيمياء في جامعة نيويورك أبوظبي، في الدراسة التي حملت عنوان "الخواص الاستثنائية والفعالة للكريستالات العضوية الكَهرَحَديدية في درجة حرارة الغرفة"، عملية مراقبة تفاعلات الكريستالات العضوية في درجات الحرارة المختلفة. ووجد الباحثون أن الكريستالات العضوية تمتلك خواصاً فريدة تمكنها من تغيير شكلها بشكل عكسي بطريقة مشابهة للبلاستيك والمطاط، حيث يمكن أن تتمدد وتتقلص بنسبة أكثر من نصف طولها (51%) بشكلٍ متكرر لآلاف المرات دون تعرضها للتلف. كما أظهرت هذه المواد قدرة على التمدد والتقلص بدرجة حرارة الغرفة، على عكس المواد الأخرى التي تتطلب درجة حرارة أعلى لتغيير شكلها، مما يتطلب تكاليف أعلى لطاقة التشغيل.
وتتميز المواد المستقبلية عموماً بامتلاك طبيعة عضوية ومرنة، على عكس المواد التقليدية المتوفرة القائمة على السيليكون أو السيليكا مما يجعلها ثقيلة أو قاسية أو هشة، حيث تتطلب الصناعات التكنولوجية المتطورة مواداً خفيفة الوزن ومتينة وعالية الكفاءة، مميزة ببعض الخواص الإضافية مثل المرونة الميكانيكية وآلية العمل المستدامة التي تستخدم أقل قدر ممكن من الطاقة. وأظهرت نتائج هذه الدراسة أن بعض مواد الكريستالات العضوية تلبي احتياجات هذه التقنيات ويمكن استخدامها في تطبيقات صناعية متعددة مثل الروبوتات الناعمة والعضلات الاصطناعية والعدسات العضوية والإلكترونيات العضوية (الإلكترونيات المصنوعة بالكامل من المواد العضوية).
