دانشمندان نورانی‌ترین ماده دنیا را ساختند / کاربردی به گستردگی از پنل‌های خورشیدی تا ابزار‌های پزشکی

به گزارش خبرنگار فناوری خبرگزاری دانشجو، بیش از ۱۰۰ هزار رنگ فلورسنت در دنیا وجود دارد که همگی در صورت مایع بودن قادر به ساطع کردن نور هستند و حفظ درخشندگی این رنگ‌ها در حالت جامد بسیار دشوار است. با این حال دانشمندان آمریکایی و دانمارکی توانسته‌اند ماده‌ای را بسازند که در حالت جامد نورانی‌ترین ماده فلورسنت دنیا لقب گرفته است.

این ماده کاربر‌های بسیاری در تمامی زمینه‌ها خواهد داشت؛ از پنل‌های خورشیدی گرفته تا ابزار‌های تشخیص پزشکی و لیزر‌ها و حتی شاید در خودرو‌های بدون راننده.

محققان دانشگاه ایندیانا در آمریکا می‌گویند: برای ساخت این ماده از فرآیندی کمک گرفتیم که آبدهی فلورسنس نام دارد. از آنجا که مولکول‌های رنگی مواد فلورسنت به شدت به هم نزدیکند و با یکدیگر تداخل دارند، تاکنون روشی در جهان ابداع نشده تا بتوان آن‌ها را در حالت جامد از هم جدا کرد. از این رو آن‌ها را درون مایعاتی قرار دادیم و با یک سری مواد شیمیایی به نام محلل‌ها این مولکول‌ها را از یکدیگر جدا کردیم.

محققان به شوخی می‌گویند: این مولکول‌ها باید «فاصله اجتماعی» را رعایت کنند.

برای حل این مشکل، پروفسور عمار فلو و همکارانش، از یک مولکول دونات شکل به نام سیانوستار استفاده کردند تا بتوانند مولکول‌های رنگی فلورسنت با بار مثبت (کاتیونی) و آنیون‌های ضد آن‌ها را جدا کنند. آنیون با بار منفی داخل بخش توخالی سیانوستار قرار گرفت و کاتیون فلورسنت در خارج آن.

به این ترتیب کاتیون‌ها و آنیون‌ها داخل یک شبکه مشبک شکل همانند یک شبکه کریستالی از کلرید سدیم یا همان نمک، قرار گرفتند. به همین دلیل زمانی که محلول جامد شد، مولکول‌های رنگی همچنان از هم جدا بودند. به این شبکه‌ها SMILES یا شبکه‌های جداسازی یونی مولکول کوچک گفته می‌شود.

این کریستال‌ها به شکل پودر درمی‌آیند و سپس درون یک فیلم نازک می‌چرخند یا درون یک ماده مصنوعی به نام پلیمر قرار می‌گیرند. محصول نهایی از نظر اندازه در ابعاد نقاط کوانتومی سلنید کادمیوم- که در تشخیص پزشکی و تصویربرداری پزشکی استفاده می‌شود- است، اما حدود ۳۰ برابر روشن‌تر از آن‌هاست.

کاربرد‌های این مواد نورانی
این مواد فلورسنت نورانی در بهبود سلول‌های خورشیدی، لیزر‌های پزشکی مورد نیاز در درمان لکه‌های پوستی یا بهبود زخم‌ها، تشخیص پزشکی و حتی نمایشگر‌های سه‌بعدی کاربرد دارند. محققان ادعا می‌کنند که این ماده قدرت انجام خیلی از کار‌ها دارد و به همین دلیل در خیلی جا‌ها حتی در ساخت وسایل نقلیه خودمختار می‌توان از آن استفاده کرد. به این شکل که این وسایل نقلیه به جای تکیه بر GPS یا موقعیت‌یاب جهانی، می‌توانند با ارسال نور به ماده‌ای که با این فلورسانس رمزگذاری شده و دریافت اطلاعات از نوری که برگشت خورده، اطلاعات لازم را در مورد جاده‌ها به دست آورند.