العلماء يبتكرون نوعاً جديداً من المواد الذكية

ابتكر الباحثون فئة جديدة من المواد الذكية. لها بنية من مادة ثنائية الأبعاد (2D) ، لكنها تتصرف مثل الإلكتروليت ويمكنها أن تكون آلية جديدة لإيصال الأدوية إلى الجسم.

يمكن للمواد الذكية تكييف خصائصها اعتماداً على التغييرات في محيطها. يمكن استخدامها في كل شيء من شاشات الهاتف المحمول ذاتية التعافي ، إلى أجنحة الطائرات المتغيرة الشكل ، وتوصيل الأدوية المستهدفة إلى هدف محدد داخل الجسم وبشكل خاص لأمراض مثل السرطان ، حيث إن المادة الذكية تطلق حمولة الدواء فقط عندما تكتشف وجود خلية سرطانية ، تاركة الخلايا السليمة.

المادة ثنائية الأبعاد هي مادة صلبة توجد في طبقة واحدة من الذرات. يمكن اعتبارها ورقة رقيقة ذرياً لها ارتفاع وعرض محددان ، ولكن لا يوجد لها عمق فعلياً، وبالتالي فهي ثنائية الأبعاد بشكل أساسي. أما الإلكتروليت فهو عبارة عن مادة تنتج معلقاً موصل للكهرباء عند إذابته في مذيب ، مثل الماء.

حقق الفريق هذا الإنجاز باستخدام الجزيئات العضوية كأنواع تفاعلية لإضافة وظائف مختلفة للمواد ثنائية الأبعاد مثل الجرافين وثاني كبريتيد الموليبدينيوم (MoS₂).

من خلال إضافة مجموعات كيميائية مختلفة تصبح المادة مشحونة كهربائياً إيجابياً أو سلبياً في المذيبات ، أي تم تغيير المواد التقليدية ثنائية الأبعاد للتوصل إلى فئة جديدة من المواد الذكية التي يتم التحكم في خصائصها الإلكترونية من خلال التشكل المورفولوجي.

يفتح اكتشاف هذه الفئة من المواد مجالات استكشاف جديدة لعلماء المواد ، حيث إنه يجمع بين مجالين من مجالات البحث التي لم يتم ربطهما تقليدياً ، وهما المواد ثنائية الأبعاد في مجال الفيزياء ، والإلكتروليتات (في مجال الكيمياء الكهربية).

يتوقع الفريق أن تكون هذه المادة الذكية قادرة على التجميع الذاتي تلقائياً والربط المتبادل لتشكيل ألياف نانوية واعدة للتطبيقات في أغشية الترشيح ، وتوصيل الأدوية ، والمنسوجات الإلكترونية الذكية ، نظراً لأن الإلكتروليتات ثنائية الأبعاد لها أوجه تشابه مع الأنظمة البيولوجية أو الطبيعية.