علماء يبتكرون مواد سائلة جديدة ذات تقنية عالية

في مساعٍ لابتكارات تكنولوجية جديدة تتضمن تقنيات للتلاعب بالكائنات الحية الدقيقة، سيطر علماء من الجامعة الوطنية الأسترالية على تيارات موجية مُولَّدة لابتكار مواد سائلة، لم يكن من الممكن تصورها في السابق.

هذا النوع الجديد من المواد الديناميكية قد يكون ثوريًا في هذا المجال، كما هو الحال مع المواد الأخرى التي ابتُكرت في العقود الأخيرة واستُخدمت في التغطية الخفية والعدسات الفائقة والهوائيات ذات الكفاءة العالية.

يقول قائد فريق البحث البروفيسور مايكل شاتس (Michael Shats) أن التيارات تدفع السائل للتفاعل بطريقة تشبه تفاعل المواد ذات التراكيب الاعتيادية كالبلّور (الكريستال). ويضيف البروفيسور شاتس من كلية البحوث الفيزيائية والهندسية في الجامعة الوطنية الأسترالية: «إنها طريقة جديدة وفعالة بطريقة مثيرة للدهشة، ستعمل على سطح أي سائل تقريبًا. بإمكاننا تغيير أنماط التدفق عن طريق تغيير الموجات، الأمر الذي يسمح لنا بالتحكم بطبيعة المادة». من الممكن تغيير أنماط التدفق عند الحاجة، لهذا فإن المواد ذات الطبيعة السائلة أكثر ديناميكية ومرونة من المواد الصلبة.

ويضيف شاتس: «أنماط التدفق هذه هي مواد فعالة ثنائية الأبعاد تنتصف السائل والغاز الذي يعلوه».

نُشر هذا البحث في مجلة (Nature Communications) العلمية.
شبّه معد الدراسة الدكتور نيكولاس فرانسوا (Nicolas Francois) من كلية البحث في الفيزياء والهندسة في الجامعة الوطنية الأسترالية كل تيار بمكعب (ليجو) وقال: «تمكنّا الآن من صنع هذا المكعب، سيكون بإمكان الناس تشكيل مركبات معقدة يصعب علينا تصورها الآن».

ويضيف: «إذا استخدمت سوائل موصلة سيكون بإمكانك خلق واجهة بخصائص كهربائية مُصمَّمة، أو بمواد متوافقة حيويًا تستطيع من خلالها توجيه الكائنات الدقيقة أو الإيقاع بها».
راقب الفريق نماذج التدفق في خزان ماء عن طريق توليد نموذج موجة بواسطة جهازي ذبذبة وجهاز تعقب لجزيئات السائل. جسّم الفريق التدفق باستخدام المحاكاة الحاسوبية والحسابات النظرية.

ترجمة: آلاء أبو شحّوت
تدقيق: دانه أبو فرحة
المصدر