مع تقدم التقنيات الحديثة الواعدة في مجالات الإلكترونيات الدقيقة والألواح الشمسية، هناك أيضاً تطورات سريعة حاصلة في مجالات أبحاث تكنولوجيا النانو.

حيثُ أن جميع هذه التطورات ظهرت بسبب الحاجة الملحة لرقائق مصنوعة من مواد عالية الكفاءة تتمتع بخصائص المرونة والنحافة ورخص الثمن.

لذلك فإن الاكتشافات المبتكرة تستجيب لاحتياجات المجالات الصناعية، فالمهندسون اليوم يقتربون بشكل كبير من انجازات جوهرية

مثل: الخلايا الشمسية عالية الكفاءة المصبوبة على اسطح السيارات والرقائق الضوئية فائقة الصغر  والأجهزة القابلة للارتداء منخفضة الطاقة والتي تدوم طويلاً.

ومن المهم معرفة أن تصنيع الأجهزة القابلة للارتداء باستخدام إلكترونيات فائقة المرونة ومنخفضة الطاقة يعد الحجر الأساسي في مجال تصنيع أشباه  الموصلات.

لذلك قدم المهندسون في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا MIT طريقة لتنمية مركب بلوري من أحادي أشباه الموصلات على ركيزة باستخدام مواد ثنائية الأبعاد.

ماهي أهمية هذا الابتكار ؟

إن هذا الإبتكار يعزز التطورات في القطاعات الصناعية مثل قطاعات الطاقة الشمسية والضوئيات والأجهزة القابلة للارتداء وإنترنت الأشياء IoT

بالإضافة إلى أن هذه الإبتكار يُمكن من إنتاج كميات كبيرة من زرنيخيد الغاليوم الرقيق ورقائق نيتريد الغاليوم والمواد أحادية الطبقة الضرورية لتصنيع الإلكترونيات ثنائية الأبعاد مثل أجهزة الضوئيات الصغيرة.

قال المهندس جي هوان كيم وهو قائد مجموعة البحث التي وصلت لهذا الإبتكار وهو أيضاً أستاذ في الهندسة الميكانيكة وعلوم المواد في MIT

أنه وفريقه وجدوا طريقة للحصول على مواد شبه موصلة تُمكن من إنتاج أشباه موصلات عالية الجودة وعالية الأداء وبسعر أرخص.

وتابع قائلاً: “إن أهم ما يمكن الحصول عليه من هذا الابتكار هي أجهزة مرنة شبه موصلة رقيقة يكن تكديسها.”

قام فريق البحث بنشر تطورات ابتكارهم في مجلتي Nature Materials و Science.

ماهي أشباه الموصلات التي يُمكن وضعها على ألواح الغرافين ؟

وفقاً لمجلة IEEE Spectrum أن المهندسون القائمون على هذا الابتكار يعملون على استخدام ألواح الجرافين كشاشات بحجم النانو يمكن من خلالها تصنيع أشباه الموصلات.

وبحسب ما قاله المهندس كيم أنهم كانوا قادرين على من خلال الجرافين على نسخ ولصق أنواع عديدة من المواد المركبة الموجودة في الجدول الدوري بشكل بسيط وغير مكلف.

وأضاف ان هذا الاكتشاف كبير لأنه مكنهم من صنع مواد مركبة غشائية أحادية البلورية رقيقة جداً.

يعمل الأن المهندسون مع ست شركات كبرى لتوسيع نطاق عمليات تصنيع الرقائق فائقة الرقة

وسيتم اختبار بعض هذه التقنيات في مجالات مختلفة قبل إتاحتها للتطبيقات التجارية.

إلكترونيات فائقة المرونة كالجلد

يُعد الجلد الإلكتروني عبارة عن إلكترونيات فائقة المرونة ورقيقة للغاية يمكن أن تلتصق بجلد الإنسان ويتم استخدامه في التطبيقات الطبية.

واجه البروفيسور تاكاو سوميا من جامعة طوكيو في اليابان والذي يعمل على دراسة لتطوير إلكترونيات مرنة قابلة للتمدد والانحناء تحدي لمدة عقد من الزمن.

التحدي الذي واجهه البروفيسور هو إنتاج إلكترونيات مرنة.

لذلك من خلال ابتكار المهندسون تُصبح فكرة الجلود الاصطناعية قابلة للتطبيق على البشر و الروبوتات في المستقبل.

متى تم اكتشاف الغرافين ؟

تم اكتشاف الجرافين من قبل أندريه جيم وكونستانتين نوفوسيلوف وهما باحثان في جامعة مانشستر من إنجلترا في عام 2004

وكان بداية حقبة جديدة في مجالات الإلكترونيات، حيث يُعتبر أرق مادة في العالم وأحد أهم الاكتشافات في القرن الحادي والعشرين

هل يمكن صنع ترانزستور من الغرافين ؟

إن الغرافين هو عبارة عن طبقة أحادية الذرة من الجرافيت بخصائص قياسية في القوة والتوصيل الحراري

لذلك السؤال المهم الأن هل يمكننا صنع ترانزستور من الجرافيت؟ ابتكار المهندسون السابق قد يكون اجابة لهذا السؤال المهم جداً للبشرية

المصدر: اضغط هنا

• إعداد: المهندسة يارا الخيمي
• تدقيق: المهندسة سهى عبدو
• تحرير: المهندس بشار الحجي