ثورة علمية: أغشية الألماس المرنة تتحدى قاعدة عمرها قرن وتولد الكهرباء

كشف تقرير علمي حديث، نشره موقع "ساينس ديلي"، أن أغشية ألماس فائقة الرقة والمرونة أظهرت قدرة ملحوظة على توليد جهد كهربائي مستقر عند تعرضها للانحناء، في نتيجة تتحدى اعتقاداً علمياً سائداً منذ أكثر من قرن بأن الألماس مادة غير كهرضغطية.

ويستند التقرير إلى دراسة أجراها باحثون في جامعة هونغ كونغ ونُشرت في مجلة "ساينس أدفانسز". وقد قاد الدراسة فريق من كلية الهندسة في جامعة هونغ كونغ، حيث تمكن الباحثون من تصنيع أغشية ألماس متعددة البلورات فائقة الرقة والمرونة، وإخضاعها لاختبارات انحناء متكررة أظهرت توليد إشارات جهد كهربائي مستقرة وقابلة للتكرار.

وأجرى الفريق اختبارات في ظروف خاضعة للرقابة لاستبعاد تأثير العوامل البيئية أو الكهرباء الناتجة عن الاحتكاك، مما عزز الدليل على أن الإشارات المسجلة ناتجة عن تأثير كهرضغطي في أغشية الألماس نفسها. وأظهرت النتائج أن قوة الاستجابة الكهرضغطية تختلف بحسب سماكة الغشاء، وسُجلت أقوى استجابة في أغشية يبلغ سمكها نحو 5 ميكرومترات.

وأرجعت حسابات المبادئ الأولى هذه الخاصية غير المتوقعة إلى عدم التماثل عند حدود الحبيبات البلورية في أغشية الألماس متعددة البلورات؛ إذ يؤدي التشوه الميكانيكي إلى تغير الاستقطاب الكهربائي بالقرب من تلك الحدود، مما يخلق فرقاً في الجهد بين سطحي الغشاء.

ويرى الباحثون أن هذا الاكتشاف قد يمهد مستقبلاً لاستخدام أغشية الألماس في حصاد الطاقة، والمستشعرات الذكية، والإلكترونيات القابلة للارتداء، فضلاً عن تطوير أجهزة طبية قابلة للزرع يمكن أن تعمل كمصادر طاقة ذاتية أو مستشعرات لرصد الحركة والتشوه، إلى جانب أنظمة طاقة متناهية الصغر وتقنيات استشعار ذاتية التغذية.