بناء أصغر بنية شبكية في العالم!

قام العلماء بعرض #أصغر مجسم بشري الصنع حتى الآن، حيث أن عناصر الهيكل تمّ صنعها من الكربون الزجاجي وهو يعرض اكبر قيمة لمتانة هيكل بالنسبة لكثافته تمّ التوصل إليها حتى الآن، وقد يستخدم في مجال الأقطاب الكهربائية والمكونات البصرية والترشيح.

إذ عرض علماء من جامعة كارلسروه (Karlsruhe)، أحد أهم الجامعات الألمانية في الأبحاث التقنية، عرضوا أصغر منشأ تمّ صنعه في #العالم حتّى الآن، حيث أنّه عبارة عن مجسّم شبكي تمّ تشكيله من الكربون الزجاجي المشكل من دعامات ذات قطر 200 نانومتر، ويتميز بمتانته العالية بالمقارنة مع أغلب المواد الصلبة الأخرى.

إن بعض المواد الخفيفة كالخشب والعظم التي نستطيع أن نجدها في كل مكان بالطبيعة تمتاز بخفتها وقدرتها الكبيرة على التحمّل، لذلك يتم استخدامها في صناعة نماذج من “المواد الخارقة Metamaterials ” من أجل#التطبيقات التقنية.

#المواد الخارقة Metamaterials:
هي مواد يتم من خلالها صنع هياكل صغيرة من فئة الميكرومتر للوصول إلى خصائص تخترق الخصائص الطبيعية، لا يمكن الوصول إليها عن طريق المواد الصلبة غير الإنشائية.

ومن الأمثلة على ذلك:
– #عباءة التخفي التي توجّه الضوء أو الصوت أو الحرارة حول الأشياء والمواد التي تتفاعل للضغط أو المواد النانونية خفيفة الوزن ذات التوازن والاستقرار العالي.

#كيف_تم_إنتاجه؟
هذا الهيكل الشبكي الصغير تمّ إنتاجه بدايةً باستخدام تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد، الهيكل الميكرومتري المرجو تمّ زيادة صلابته في مقاومة الضوء عن طريق أشعة الليزر بطريقة التحكم الحاسوبي، ولكن دقة هذه العملية محدودة حيث أنّ قطع الهيكل والدعامات تكون بطول حوالي 5 ميكرومتر وقطر 1 ميكرومتر، ومن ثم يتقلص #الهيكل ويتزجج (يصبح كالزجاج) بفعل الانحلال الحراري.

حيث ولأول مرة يتم استخدام الانحلال الحراري في صناعة الهياكل الشبكية الصغيرة، حيث يتعرض الهيكل لدرجة حرارة 900 درجة سيليزيوس في فرن، نتيجة لذلك يتم إعادة توجيه الروابط الكيميائية، كل العناصر تهرب من المقاومة ما عدا الكربون الذي يبقى في الهيكل المتقلص على شكل كربون زجاجي، واختُبِر التوازن لهذا المنشأ المجهري من قبل عدة باحثين.

وفقًا للنتائج التي تمّ الوصول إليها فإن قدرة تحمّل هذا الهيكل تقترب من قدرة التحمل الحدّية وتتجاوز بكثير قدرة التحمّل للكربون الزجاجي غير الإنشائي. ومن أكثر ما لفت النظر في حديث الباحث أوليفر كرافت أنه قال:
“إنّ #الألماس هو المادة الصلبة الوحيدة التي تمتلك القدرة على التوازن والاستقرار أكثر من هذا الهيكل”.

غالبًا ما تستخدم المواد المجهرية للعزل وامتصاص الصدمات، ويمكن استخدام المواد المسامية المفتوحة كمرشّحات في الصناعات الكيميائية، وتمتلك المواد الخارقة خصائص ضوئية استثنائية تستخدم في مجال الاتصالات.

#الكربون الزجاجي هو عبارة عن مواد عالية التقنية مصنوعة من الكربون النقي، فهو يجمع بين خصائص الزجاج والسيراميك مع خصائص الغرافيت الذي يعتبر مهمًا جدًا في صناعة البطاريات وأجهزة التحليل الكهربائي

المصدر