الذرات الخارقة المقترحة يمكن أن تجعل البطاريات أفضل

تعتمد معظم التقنيات الحديثة على أشباه الموصلات ، المواد التي تنتقل فيها الشحنات من مجموعة ذرات إلى أخرى. ويتم ذلك عادة بالالكترونات ، حيث يتم تمرير إلكترون واحد بين ذرتين. يبحث الباحثون عن طرق لنقل أكثر من إلكترون واحد في وقت واحد ويعتقد البعض أن المفتاح هو الذرات خارقة.

الذرات خارقة هي بالتأكيد الوحش الكيميائي غريب. وهي مكونة من مجموعات من الذرات ، ولكنها تتصرف مثل مجموعة واحدة. في بعض الأحيان يمكن أن يحاكي ذلك خصائص الذرات أو العناصر المختلفة. إن ما يبحث عنه الباحثون هو الاستقرار، وقد توصل الباحثون الآن إلى قالب نظري جديد لبناء الخلايا الشاذة. تم الإبلاغ عن الاستراتيجية في Nature Communications.

وقال البروفسور شيف خانا من جامعة فرجينيا كومنولث في بيان "أشباه الموصلات تستخدم في كل مجالات الحياة. سوباتيوماتس التي يمكن أن تعزز بشكل كبير هبة الإلكترونات ستكون ميزة اجتماعية كبيرة." "لقد ابتكرنا أسلوبًا جديدًا يمكن من خلاله تجميع هذه المواد الفائقة التي تعتمد على المعادن".

في القالب ، يركز الباحثون على العناصر القلوية ، تلك التي تنتمي إلى العمود الأول من الجدول الدوري. هذه العناصر لها إلكترون واحد على غلافها الخارجي مما يجعلها تفاعلية تمامًا. تتطلب إزالة هذا الإلكترون طاقة قليلة جدًا ولكن إزالة أكثر من ذرة واحدة تكون مكلفة جدًا جدًا. وهذا ما يجعلهم مرشحين جيدين للمعالجة الشرفية. يمكن لمجموعة من الذرات القلوية أن تتبرع وتستقبل عدة إلكترونات بقليل من الطاقة فقط.

وقال خانا: "إن إمكانية امتلاك هذه الكتل البنائية التي يمكنها قبول الكترونات متعددة أو التبرع بالكترونات متعددة ، سيكون لها في النهاية تطبيقات واسعة النطاق في مجال الإلكترونيات".

وقد تم بالفعل إنشاء هذه الذرات خارقة القلوية. يمنح النموذج الجديد للباحثين خارطة طريق لخلقها بكفاءة ويمكنها حتى المساعدة في بناء تطبيقات واقعية. أحد التحليلات التي أجراها الفريق نظر في كيفية حماية واستقرار هذه الذرات خارقة دون المساس بها.

استخدم الفريق محاكاة الكمبيوتر لاختبار طبقة معينة من هذه الجزيئات تسمى بروابط عضوية. لقد قاموا بمحاكاة مجموعات من الألومنيوم ممزوجة بالبورون والكربون والسيليكون والفوسفور مقترنة بروابط عضوية وأظهرت أن العناقيد يمكن أن تحرر الإلكترونات باستخدام طاقة أقل من أي قلوي على الطاولة الدورية.

اعداد و ترجمة / فادي طارق 

المصدر