اكتشاف مادة جديدة بداخلها شكل نادر من الذهب بمحض المصادفة
توصل فريق بحث أمريكي إلى مادة جديدة عن طريق مزج شكل نادر من الذهب مع مادة "هاليد البروفسكايت"، في حين وصف العلماء المادة الجديدة بالإنجاز الكيميائي، والغريب في الأمر أن الاكتشاف كان محض مصادفة.
ووفقًا لدورية "نيتشر كيمستري" العلمية، فإن الباحثين بقسم الكيمياء في جامعة ستانفورد الأمريكية كانوا يعملون على مشروع يدور حول أشباه الموصلات المغناطيسية لاستخدامها في الأجهزة الإلكترونية، وفي أثناء ذلك أنتجوا المادة الجديدة دون قصد، في حين أن لها خواص مغناطيسية مذهلة تؤهلها للتطبيقات الإلكترونية.
المادة الجديدة تحتوي على شكل نادر للغاية من الذهب فقد إلكترونين سالبي الشحنة، وقد سماه الباحثون "Au2".
من جهتها، قالت أستاذة الكيمياء المساعدة بجامعة ستانفورد وكبيرة مؤلفي الدارسة، هيمامالا كاروناداسا: "لقد علمنا أينشتاين أنه عندما تتحرك الأجسام بسرعة كبيرة وتقترب سرعتها من جزء كبير من سرعة الضوء، تصبح هذه الأجسام أثقل، وتنطبق هذه الظاهرة على الجسيمات أيضًا".
وأضافت: "لهذا عواقب وخيمة على العناصر الثقيلة الضخمة، مثل الذهب، الذي تحتوي نواته الذرية على عدد كبير من البروتونات، حيث تشكل هذه الجسيمات مجتمعة شحنة موجبة هائلة، مما يجبر الإلكترونات السالبة الشحنة على الدوران حول النواة بسرعات فائقة، ونتيجة لذلك، تصبح الإلكترونات ثقيلة وتحيط بالنواة بإحكام، مما يخفف شحنتها ويسمح للإلكترونات الخارجية بالانجراف لمسافة أبعد من المعادن التقليدية، وتؤدي إعادة ترتيب الإلكترونات ومستويات الطاقة الخاصة بها إلى امتصاص الذهب للضوء الأزرق، ومن ثم ظهوره باللون الأصفر لأعيننا".
اقرأ أيضا: اكتشاف حالة جديدة للمادة تثير اهتمام العلماء
خواص المادة الجديدة تعطيها تطبيقات عدة
وتابعت: "الخواص المغناطيسية المكتشفة بالمادة الجديدة ستعطيها تطبيقات عدة، وهو ما نعمل على اختباره حاليًّا، ومن السابق لأوانه تحديد ماهية هذه التطبيقات، لكننا مهتمون بأشباه الموصلات المغناطيسية، حيث تكون للخواص المغناطيسية الفائقة ميزة كبيرة في مجال الإلكترونيات".
وخلط العلماء خلال التجربة ملحًا يسمى كلوريد السيزيوم مع كلوريد الذهاب الثلاثي في الماء، مضافًا إليها حمض الهيدروكلوريك مع قليل من فيتامين سي، ليجدوا أن النسخة المراوغة من عنصر الذهب القيم يمكن أن تعمل مادة هاليد البيروفسكايت على تثبيتها، وهو الأمر الذي قادهم إلى مادة جديدة تجمع الاثنين.
وقال كيرت ليندكويست، أحد مؤلفي الدراسة: "في المختبر، يمكننا صنع هذه المادة باستخدام مكونات بسيطة للغاية في نحو 5 دقائق في درجة حرارة الغرفة، ولقد انتهى بنا الأمر بمسحوق أخضر داكن جدا، أو أسود تقريبًا، وثقيل بشكل مدهش بسبب الذهب الذي يحتوي عليه".
وأضاف: "هذا البيروفسكايت المحتوي على الشكل النادر من الذهب هو الأول من نوعه، وهذا أمر مثير للغاية، حيث تحمل ذرات الذهب في البيروفسكايت تشابهات قوية مع ذرات النحاس في الموصلات الفائقة ذات درجة الحرارة العالية، وتظهر الذرات الثقيلة ذات الإلكترونات غير المتزاوجة، مثل Au2+، تأثيرات مغناطيسية رائعة لم يتم رؤيتها في ذرات أخف".
