“الخشب المعدني” الجديد في تجربة صنع سيارات خفيفة الوزن للغاية.

إنه قاسي مثل التيتانيوم، ولكنه خفيف بما يكفي للطفو فوق الماء.

المادة العجيبة :

ابتكر الباحثون “خشبًا معدنيًا” قوي مثل التيتانيوم، ولكنه خفيف بدرجة كافية ليطفو فوق الماء.

لا يمكنهم إنتاج سوى كمية صغيرة، في الوقت الحالي، من الخشب المعدني في كل مرة، ولكن إذا تمكنوا من إيجاد طريقة لتوسيع نطاق عملية التصنيع، فقد تؤدي المواد إلى تطور كل شيء بدءًا من الهواتف الذكية شديدة التحمل إلى السيارات فائقة الخفة.

المواد القوية :

يشرح الباحثون بالتفصيل في جامعة بنسلفانيا (University of Pennsylvania)، وجامعة إلينوي (University of Illinois) في أوربانا شامبين، وجامعة كامبريدج (the University of Cambridge) كيف ابتكروا الخشب المعدني في دراسة نشرت مؤخراً في مجلة (Scientific Reports).

قاموا اولاً بتعليق جسيمات كروية بلاستيكية صغيرة، يبلغ عرض كل منها بضع مئات من النانومترات، في الماء. ثم قاموا بتبخير الماء، مما تسبب في تكدس الجسيمات في نمط منظم. بعد ذلك، استخدموا عملية تسمى الطلاء الكهربائي لطلاء الكرات بالنيكل. وأخيراً، استخدموا مذيبًا لفصل الكرات البلاستيكية، تاركين فقط شبكة شعرية من النيكل في مكانها.

حوالي 70% من المادة الناتجة عبارة عن مساحة فارغة فقط، لكن هذه الكثافة المنخفضة ليست الشيء الوحيد الذي تشترك به المادة مع الخشب.

وقال الباحث جيمس بيكول (James Pikul) في بيان صحفي: “السبب في تسميته بالخشب المعدني ليس كثافته فحسب، وهي كثافة الخشب، ولكن بطبيعته الخلوية، المواد الخلوية مسامية ؛ إذا نظرت إلى الحبوب الخشبية، فهذا ما تراه، اي أجزاء سميكة وكثيفة وصُنعت لدعم الهيكل الخارجي، وأجزاء مسامية ومصنوعه لتدعم الوظائف البيولوجية، مثل النقل من وإلى الخلايا”.

قيمة الخشب :

يستغرق الباحثون حاليًا حوالي يوم واحد لإنتاج قطعة بحجم الطوابع البريدية من الخشب المعدني. ولكن إذا كان بإمكانهم رفع مستوى العملية بفعالية اكبر، فإن الاستخدامات المحتملة للمادة متعددة.

يمكن للمهندسين المعماريين استخدامه لتصميم المباني بنسب جديدة من المقاومة النوعية، ويمكن لمصنعي الإلكترونيات تغليف أجهزتهم بها، مما يمنحهم مزيدًا من المتانة دون زيادة الوزن. عن طريق ملء المسام بالمواد الكيميائية، يمكن للباحثين حتى تحويل المواد إلى بطارية خفيفة الوزن وقابلة لإعادة الشحن.

يرى الأستاذ المساعد في علوم وهندسة المواد بجامعة كاليفورنيا في إيرفين، والذي لم يشارك في البحث، تيموثي روبيرت (Timothy J. Rupert) استخدامات محتملة للخشب المعدني في مجال النقل.

وقال روبيرت لصحيفة (Philadelphia Inquirer) فيلادلفيا إنكوايرز :”يمكن للمرء أن يتخيل صنع سيارة بنفس معايير السلامة المستخدمة اليوم، ولكن وزنها أخف بكثير، هذا سيكون له تداعيات كبيرة على كفاءة الطاقة.”

وبعبارة أخرى، يمكن لهذا الخشب المعدني أن يسمح للسيارات الكهربائية بالذهاب بعيدًا بشحنة واحدة، مما يلغي إحدى المشكلات الرئيسية التي تمنع بعض السائقين من التداول التجاري في سياراتهم التي تعمل بالوقود الأحفوري بحثًا عن السيارات الصديقة للمناخ، اي السيارات الكهربائية.

ترجمــة : Mohammad Al-Ali
تصميــم : Muthanna Hussein
تدقيق ونشــر : Jazmine A. Al-Kazzaz
المصــدر : هنـــا