علماء ينجحون في تصنيع بوليمرات ثنائية الأبعاد عالية الموصلية

بكين 6 فبراير 2025 (شينخوا) قام فريق دولي من الباحثين بتصنيع بلورة بولي أنيلين ثنائية الأبعاد مكدسة متعددة الطبقات، مما يحقق نقلا معدنيا فريدا للشحنات خارج المستوى وموصلية عالية، وفقا لدراسة نشرت يوم الأربعاء الماضي في مجلة "الطبيعة".

وثمة اهتمام بالبوليمرات الموصلة نظرا لما تتمتع به من توصيل للكهرباء، إذ تعد مبشرة للغاية كبدائل منخفضة التكلفة وخفيفة الوزن ومرنة لأشباه الموصلات والمعادن التقليدية.

ومع ذلك، وعلى الرغم من إمكاناتها، ظلت كفاءة نقل الشحنات، لا سيما بين سلاسل البوليمر، تمثل تحديا رئيسيا يحد من أدائها وتطبيقاتها العملية.

وتعاون باحثون من معهد نينغبوه لتكنولوجيا وهندسة المواد التابع للأكاديمية الصينية للعلوم مع نظراء دوليين لتصنيع بلورة "ثنائية الأبعاد" (2DPANI) جديدة، باستخدام طبقة أحادية من سطح أنيوني على سطح الماء.

ويتيح هيكل البلورة "ثنائية الأبعاد" اقترانا قويا داخل المستوى واقترانا إلكترونيا بين الطبقات، كما أشار المقال البحثي.

وأظهر البوليمر الموصل المركب موصلية عالية، بينما تم الكشف أيضا عن نقل للشحنات متباين الخواص.

وفي الوقت نفسه، أظهرت الأجهزة الرأسية موصلية متزايدة في درجات حرارة منخفضة - وهي سمة مميزة للنقل المعدني خارج المستوى.

وقال تشانغ تاو، الباحث في معهد نينغبوه لتكنولوجيا وهندسة المواد، إن هذا التقدم في إجراء أبحاث البوليمر يعالج مشكلة النقل المحدود للشحنة الناجم عن عدم كفاية الترتيب الهيكلي والاقتران الإلكتروني.

وتوفر الدراسة أيضا نظرة ثاقبة على الموصلية المعدنية ثلاثية الأبعاد - وبالتالي فتح إمكانيات جديدة للأقطاب الكهربائية والتدريع الكهرومغناطيسي وأجهزة الاستشعار.