نجح علماء من اليابان في تطوير صبغة عضوية جديدة قادرة على تغيير لونها عند تعرضها للضوء أو الحرارة، مما يتيح استخدامها في تطبيقات عديدة مثل الأحرف والنقوش ذاتية المسح، والعلامات الأمنية، والرموز التي تظهر أو تختفي في ظل ظروف بيئية معينة.
تم الكشف عن نتائج هذه الابتكارات في دراسة نُشرت في المجلة العلمية Angewandte Chemie IE.
وأوضح دايتشي كيتاغاوا، الباحث في جامعة "أوساكا" وقائد الفريق العلمي، أن هذه النتائج قد تفتح الطريق نحو إنشاء مواد وجزيئات جديدة يمكنها التفاعل مع الضوء والحرارة، وهو ما قد يمهد لتطوير مواد وظيفية جديدة ومتعددة الاستخدامات.
ويعتمد هذا الابتكار على مواد عضوية عطرية تُعرف باسم Aza-diarylethenes، تتميز ببنية جزيئية معقدة شبيهة بالحلقات المتصلة. وخلال التجارب، واكتشف الباحثون أن بنية هذه الجزيئات تتغير بشكل كبير عند تعرضها للحرارة أو الأشعة فوق البنفسجية، وهو ما يمكن استغلاله في تطوير أصباغ ومواد حرارية قادرة على تغيير لونها أو مستوى شفافيتها عند تسخينها أو تبريدها.
وأظهر العلماء أن هذه الجزيئات تتغير بنيتها بشكل كبير عند إضافة ذرة أكسجين إلى إحدى الحلقات التي تحتوي على ذرة الكبريت، مما يحول المادة إلى حبر متغير. هذا الحبر يكتسب لونًا برتقاليًا عند تعرضه للأشعة فوق البنفسجية أو عند تسخينه إلى درجة حرارة 110 درجات مئوية، ويتغير لونه بالكامل عند تعرضه لأشعة الشمس أو الإضاءة الاصطناعية.
ويسمح هذا التفاعل باستخدام المادة لتطبيق علامات أو نقوش تظهر أو تختفي تبعاً للتغيرات في البيئة المحيطة.
ووفقاً للفريق البحثي، من الممكن أيضاً تصميم جزيئات ضوئية حرارية أخرى تستجيب لتغيرات محددة في درجات الحرارة ومستويات الضوء، مما يتيح استخدامها في تطوير مواد "ذكية" متعددة الوظائف، مثل المحولات الضوئية والإلكترونيات الحديثة.
وخلص الباحثون إلى أن هذا الاكتشاف يمكن أن يمهد الطريق لابتكار جيل جديد من المواد المتقدمة التي تتمتع بخصائص ديناميكية قابلة للتكيف مع الظروف البيئية، ما سيعزز من إمكانيات الأمان والتكنولوجيا المتقدمة.
المصدر: تاس
م.ال
أضف تعليقاً