دانایان در دانشکدهیِ پزشکیِ دانشگاه ویرجینیا، با استفاده از دیانای بر سد غیر قابل نفوذ مهندسی مواد فائق آمدند. اما آیا انقلابی در صنعت الکترونیک در راه است؟
یکی از مزایای مهندسی مواد، ساخت ابررساناییست که مقاومت الکتریکی اون به صفر میل میکند؛ جریان برقی سیال، بدون اتلاف انرژی و بیهیچ گرمایی. توسعهی چنین ابررسانایی که امکان استفادهی پهناور را در دمای اتاق آماده کند به این معناست که دیگر برای ثبات نیازی به دمای فراوان بالا و یا پایین نداریم.
این امر میتواند منتهی به تولید ابر-تندکامپیوترها و دستگاههای الکترونیکی کوچکتر شود و همچنین قطارهای پرسرعتی که بدون اتلاف انرژی شناور بهروی ریلهای مغناطیسی حرکت کنند که این امر میتواند به خودی خود انقلابی در صنعت الکترونیک به راه بیندازد.
زیادتر بخوانید: یک فلاسک غول جسم برای ذخیره انرژی ؛ راه فرار آلمانیها از معضل تامین گاز!
انقلابی در صنایع الکترونیک
ایدهی چنین ابررسانایی برای اولینبار در بیش از 50 سال نزد توسط فیزیکدان استنفورد ویلیام.آ.لیتل ارائه شد. علیرغم اینکه دانشمدان دههها کوشیدند تا ایدهٔ او را عملی کنند امّا چالشهای اون چنین دستآوردی را تا به امروز ناممکن ساخته بود.
ادوارد.اچ. ایگلمن دکترای قسمت بیوشیمی و ژنتیک مولکولی دانشگاه ویرجینا که زمامدار قسمت میکروسکوپ الکترونی کرایو (ماک) است، به دنبال دانشجوی ارشدش لتیسیا بلتران در آزمایشگاه، از عکسبرداری کرایو برای چنین داستان ناممکنی استفاده گرفتند. ایگلمن گفته است: «این علامت میدهد که تکنیک “ما-کریو” پتانسیل فراوان بالایی در تحقیقات مهندسی مواد دارد.»
مهندسی در پوستهی اتمی
یک راه برای درک ایدهی ابررسانایِ لیتل، تعدیل شبکهبندی نانولوله کربنها و استوانههای توخالی کربنی فراوان ریز است که باید در مقیاس نانومترــ یک میلیاردیمِ مترــ اندازهگیری شود؛ امّا اونجا چالش فراوان بزرگی وجود دارد: واپاییِ واکنشهایِ شیمیایی محاذی نانو-لولهها، به گونهای که شبکهی اون آرایش خود را نگه داری کرده و عملکرد اون مطابق صبر انجام شود امر فراوان سختی است.
ایگلمن و همکارهای او پاسخ خود را در بطن عناصر سازندهیِ عمر یافتند: دیانای. همان چیز تازهای که چگونگی فعل و انفعلات یاختههایِ زنده را هدایت میکند پس اینجا هم میتوان برای فائق آمدن بر سدِ محکم ایدهی ابرسانایِ لیتل از دیانای استفاده کرد. القصه، اونها با استفاده از شیمی عملکرد فراوان دقیق و ساختاری اون را مهندسی کردند؛ ساختنی در سطح یک یاخته که نتیجتاً منتهی شد به شبکهبندی نانو-لولههای کربنی که کاملاً متناسب با نیازی است که ابررسانای لیتل در دمای اتاقِ دارد!
انقلابی در صنعت الکترونیک و فراتر از اون
ایگلمن میگوید: «کار ما علامت داد که میتوان از مزیتی که پایشِ دنبالههای دیانای بر فاصلههای مابین محلهای واکنش مجاور در پِی دارند، برای تعدیل و بازنظم نانو-لولههای کربنی استفاده گرفت.»
پژوهشگران گفتهاند شبکهبندی ساختهشدهیِ اونها هنوز برای ابررساناها آزموده نشده است، امّا در حال آماده، اصل پیشنهادی اونها اثبات شده و پتانسیل زیادی نیز برای آینده دارد. همچنین ایگلمن، کسی که برای دستاوردهایش عضو آکادمی مردمی علوم شده، خاطرنشان کرد:
در اونحالیکه مایکروسکوپ الکترونیکی کرایو به نام تکنیکِ اصلی زیستشناسی به کار گرفته میشد، کمتر نزد میآمد که در مهندسی مواد نیز تا این اندازه تاثیر گذار باشد.
رهیافت دیانای هدایتشدهای که ایگلمن و همکارانش برای شبکهبندی ساختگی توسعه دادند میتواند تاثیر پهناورای در کاربردهای پژوهشی داشته باشد، به مخصوص در فیزیک. امّا همچنان امکان عملی ساختن ابررسانایِ لیتل در دمای اتاق را هم باید با اعتبار بدانیم.
ترکیبِ کار دانایان با دیگر پیشرفتهای سالیانِ اخیر در ساحت ابررساناها، میتواند تکنولوژیای که میشناسیم را به کلی دگرگون کند، انقلابی در صنعت الکترونیک که آیندهای مانند به «استار ترک» را رقم میزند. ایگلمن اضافه است: «معمولاً خیال میشود که زیستشناسی از ابزارها و تکنیکهای برآمده از فیزیک استفاده میکند امّا کار ما علامت داد که رویکردها میتوانند در زیستشناسی توسعه پیدا کنند و راهگشای مسایل فیزیکی و مهندسی هم باشند؛ این صحیح همان چیزیست که مرا در بارهی علم شور زده میکند هیچ نمیتوان خیال زد که ما را به کجا سوق خواهد داد.»
زیادتر بخوانید:
شما درباره دستاورد ایگلمن و گروهش چه فکر میکنید؟ دیدگاه خود را در قسمت کامنتها با جونی به اشتراک بگذارید و اخبار علمی را با ما دنبال کنید.
منبع:sciencedaily
