صنع العلماء أكبر بلورة شبه بلورية على الإطلاق – لأن أحدهم يراهن على أنه لا يمكن فعل ذلك
من خلال هز آلاف الخرزات المعدنية في صينية لمدة أسبوع ، ابتكر الباحثون أكبر بلورات شبه بلورية – وهي بنية اعتبرها العلماء سابقًا مستحيلة.
تم تمثيلها أولاً في أنماط البلاط غير المنتظمة وغير المتكررة للفن الإسلامي المبكر ، وهي عبارة عن بلورات تتلاءم ذراتها في ترتيب مرتب ومع ذلك ، بشكل رائع ، لا تكرر أبدًا. إنها بلورات ، لكنها تكسر بعناد قواعد التناظر التي كانت تستخدم في السابق لتقسيم البلورات التقليدية عن المواد الصلبة ذات التركيب الفوضوي.
تم وضع النظرية لأول مرة في عام 1981 واكتشفت في عام 1982 ، حيث جعلت الهياكل التي كانت مثيرة للجدل العالم الذي وجدها مطرودًا من معمله لدفاعه عن اكتشافه – قبل أن يكسبه لاحقًا 2011 جائزة نوبل في الكيمياء.
متعلق ب: مادة “ شبيهة بالكريستال ” لم يسبق لها مثيل مخبأة في قطعة من البرق المتحجر هي على الأرجح معدن جديد تمامًا
الآن ، ابتكر العلماء أكبر بلورة شبه بلورية على الإطلاق من ظروف خلافية مماثلة – كنتيجة لرهان تم إجراؤه بين الباحث الرئيسي وزميله حول ما إذا كانت التجربة ستنجح. نشر الباحثون النتائج التي توصلوا إليها في 4 يوليو على خادم ما قبل الطباعة arXiv؛ لم تتم مراجعة الورقة حتى الآن.
منذ اكتشافهم ، تم صنع المئات من البلورات شبه البلورية في المختبرات ، وتم اكتشاف بعضها في الطبيعة. ومع ذلك ، فهي صغيرة إلى حد ما ومصنوعة من جزيئات بين مقياس ميكرومتر ونانومتر – أو ما بين 0.001٪ و 1٪ من عرض الشعرة. أراد العلماء معرفة ما إذا كان بإمكانهم صنع أشباه بلورات أكبر بآلاف المرات.
وللتحقق من حجم الجسيمات داخل بلورات شبه بلورية ، أجرى الباحثون عمليات محاكاة حاسوبية للعثور على أفضل أنواع الجسيمات لتشكيل شبه بلورة كبيرة. أشارت نتائجهم إلى أنه يجب استخدام جسيمين: واحد قطره 2.4 ملم (0.09 بوصة) والآخر بقطر 1.2 ملم (0.05 بوصة).
بعد وضع ما يقرب من 4000 كرة فولاذية من كلا الحجمين في حاوية ضحلة ، قام الباحثون بضبط الكرات لتهتز وتتزاحم بمعدل 120 مرة في الثانية لمدة أسبوع وصوّروا العملية كما حدثت. بعد مراجعة تجربتهم ، كتب الباحثون في ورقتهم ، “يبدو أن صورة مثيرة للاهتمام تظهر”.
كانت الكرات قد رتبت نفسها في بنية مبلطة وغير متكررة من شبه بلورة مكونة من ثلاثة أجزاء أساسية: كرات كبيرة في مربع مع واحدة أو أربع كرات أصغر في الوسط ، وكريات كبيرة تشكل مثلثات مع كرات أصغر في مراكزها.
لا تزال معظم التطبيقات العملية لأشباه البلورات بعيدة المنال ، لكن خصائصها الفريدة قد تسمح لها بحماية الأجسام من الحرارة ، وتقوية الفولاذ وإصلاح العظام المكسورة. قد يؤدي إجراء المزيد من الأبحاث حول هذه البلورة الجديدة وأوجه تشابهها مع البلورات شبه البلورية الأخرى إلى تقريب هذه الاحتمالات من الواقع.
