علماء يبتكرون بلورة تكشف الملوثات فى الماء والهواء بتغيير لونها

طوّر علماء فى معهد شيبورا للتكنولوجيا اليابانى بلورة قادرة على تغيير لونها بمجرد ملامستها لمادة ملوثة، وبتصميم جزيء جديد يُسمى مشتق البيرازيناسين، طوّر الفريق البلورة، ليتغير لونها من الأزرق المخضر إلى الأحمر البنفسجى عند تعرضها للنفثالين، وهو ملوِّث معروف للهواء والماء.

وما يزيد من روعة هذا الأمر هو أن هذا التغيير قابل للعكس، أى أن البلورة يمكن أن تعود إلى لونها الأصلى وتُعاد استخدامها، قد يُسهم هذا البحث فى تطوير أجهزة استشعار كيميائية من الجيل التالى تُساعد فى حماية صحة الإنسان والبيئة.

البلورة قادرة على التفاعل مع النفثالين لإنتاج تحول لونى قابل للعكس، يُشير فريق المعهد إلى أن هذه البلورات متغيرة اللون يمكن أن يكون لها تطبيقات محتملة متنوعة فى علم المواد"، وفقا لموقع interesting engineering.

بلورة تكشف التلوث فى الهواء

لفهم ما يجعل بلورة البيرازيناسين هذه مميزة، من المهم معرفة القليل عن عملية نقل الشحنة (حركة الإلكترونات) التى تُحدث تغيير لون البلورة، حيث يمكن أن يحدث هذا داخل جزيء واحد أو بين جزيئين مختلفين، فى حين تُستخدم تقنية ICT غالبا فى الأصباغ وشاشات OLED، يلعب نقل الشحنة بين الجزيئات دورا رئيسيا فى الخلايا الشمسية وأشباه الموصلات.

ومع ذلك، كان الجمع بين كلا النوعين من نقل الشحنة فى مادة واحدة أمرا صعبا، وذلك لأنه يتطلب تحكما دقيقا فى التصميم الجزيئى والتفاعلات بين الجزيئات، بالإضافة إلى ذلك، يجب أن يتكون النظام الهجين من مادة تبقى مستقرة فى ظل ظروف نقل (الإلكترونات) السريعة هذه، كما أوضح فريق SIT.