شارك
الرئيسية
2 دقيقة
يبدو تصنيع مادة أكثر شفافية من الزجاج دون التضحية بالخصوصية مستحيلاً، لكن باحثين من معهد كارلسروه للتكنولوجيا في ألمانيا تمكنوا من تطوير فيلم فائق الرقة يتمتع بهذه الخصائص بالضبط. تنبع قدرات هذه المادة الفائقة البوليمرية الميكروفوتونية المتعددة الوظائف الجديدة أو مادة بي إم إم إم (PMMM) اختصاراً من "الأهرامات الدقيقة" المصنوعة من السيليكون، التي يبلغ قطر كل منها عُشر قطر شعرة الإنسان، وهي أكثر شفافية من زجاج النوافذ.
بي إم إم إم (PMMM): أهرام دقيقة مصنوعة من السيليكون
مع ذلك، تحجب هذه المادة أي أجسام خلفها عند وضعها على الزجاج. الزجاج من أكثر مواد البناء شيوعاً في العالم، ولكنه يعاني بعض العيوب الواضحة. يسمح الزجاج بدخول ضوء الشمس المحيط إلى الغرف، ما يؤدي غالباً إلى رفع درجة الحرارة، في حين تجعل شفافيته الحفاظ على الخصوصية صعباً دون تلوينه أو استخدام الستائر. بالإضافة إلى ذلك، يتطلّب الزجاج التنظيف المتكرر نتيجة التراكم الحتمي للأوساخ واللطخات.
اقرأ أيضاً: بديل البوتوكس: ما العلم وراء استخدام رقع السيليكون لتنعيم البشرة ومحاربة التجاعيد؟
تتمتع المادة الجديدة، التي وُصفت في مجلة نيتشر كوميونيكيشنز (Nature Communications)، بخصائص تحل هذه المشكلات، وذلك عند وضعها فوق الزجاج. يبلغ معدل النفاذية الطيفية للنوافذ القياسية (التي تُعرف أيضاً باسم "الشفافية") نحو 91%، بينما يبلغ نظيره لمادة بي إم إم إم 95%. لكن على عكس الزجاج العادي، تنتشر نسبة 73% من النسبة الأخيرة مباشرة بفعل الآلاف من أهرامات السيليكون الدقيقة. يعني ذلك أنه على الرغم من أن الضوء الذي يعبر هذه المادة يكون أكثر سطوعاً من الناحية الفنية من الضوء الذي يعبر النوافذ العادية، فإن الأجسام ستبدو ضبابية عند النظر إليها عبر المادة الجديدة، مثل الأجسام التي يُنظر إليها عبر الزجاج المسنفر.
مزايا المادة الجديدة
يوفّر التفاعل المعقد بين البنى الصغيرة والضوء الوارد فوائد إضافية أيضاً. قال المؤلف المشارك للدراسة، برايس ريتشاردز، في بيان صحفي مرافق للدراسة: "الميزة الرئيسية التي تتمتع بها المادة الجديدة هي القدرة على إشعاع الحرارة بكفاءة من خلال نافذة الإشعاع تحت الأحمر الطويل الموجة للغلاف الجوي الأرضي، وإطلاق الحرارة في الكون البارد الواسع، ما يتيح التبريد الإشعاعي السلبي دون استهلاك الكهرباء".
على سبيل المثال، أدى استخدام طبقة من مادة بي إم إم إم في اختبار أجري في منطقة داخلية إلى خفض درجات الحرارة المحيطة بمقدار يصل إلى 6 درجات مئوية. وأيضاً، شكّلت زوايا التلامس للأهرامات الدقيقة التي قياسها 150 درجة سطحاً فائق المقاومة للماء يشبه أوراق نبتة النيلم (اللوتس). يجمع الماء الذي يتجمع على هذه المادة الغبار والأوساخ قبل أن ينزلق ويزول، كما يحدث على النبات نفسه، ما يوفّر آلية تنظيف ذاتي فعالة.
يعتقد الباحثون أنه يمكن استخدام مادة بي إم إم إم قريباً في العديد من الإعدادات المختلفة مثل مشروعات الهندسة المعمارية الأكثر استدامة وكفاءة في استهلاك الطاقة. كما يعتقدون أنه يمكن استخدام هذه المادة في الدفيئات بفضل شفافيتها الكبيرة، ويقدّرون أنها قد تزيد غلة النباتات بنسبة تصل إلى 9%.