دراسة فتحت مسارات مستدامة جديدة ، تم تطويرها من قبل المركز الوطني لأبحاث الطاقة والمواد (CNPEM) ، بالشراكة مع PUC-RIO.
تغلب بحث CNPEM بالشراكة مع PUC-RIO على تحدٍ في تصنيع القنوات الدقيقة ذات الموصلية الكهربائية العالية ويمهد الطريق للاستخدام في الأجهزة الإلكترونية والكهروكيميائية.
تم التغلب على هذا التحدي التكنولوجي الكبير من قبل الباحثين ماتياس شتراوس وموريلو سانثياغو من المركز الوطني لأبحاث الطاقة والمواد (CNPEM) جنبًا إلى جنب مع عمر جينوبل باندولي من الجامعة البابوية الكاثوليكية في ريو دي جانيرو (PUC-Rio) وفرقهم بتمويل من معهد Serrapilheira الذي استخدم البنية الطبيعية للخيزران.
نُشر العمل كمقال في المجلة الشهيرة لكيمياء المواد A ، التابعة للجمعية الملكية للكيمياء.
اكتشاف
يحتوي الخيزران على عدد كبير من القنوات الدقيقة ذات الشعر الرقيق ، والتي يتم محاذاة بشكل مثالي. حدد العلماء ما بين 40 و 60 قناة دقيقة في كل سنتيمتر واحد من جدار قصبة الخيزران. إنها تشكل نظام الأوعية الدموية للنبات الذي يسمح بنقل الماء والمواد المغذية. تعد هذه الشبكة من الأنابيب الدقيقة (الحزم الوعائية) ضرورية لنمو النبات بسرعة ، وفي بعض الأنواع يمكن أن تصل إلى متر واحد في الأسبوع.
مع استخدام معدات الفحص المجهري الإلكترونية المحسّنة من المختبر الوطني لتقنية النانو (LNNano) ، كان من الممكن رسم خريطة دقيقة لهيكل الخيزران بالكامل وفتح إمكانيات لاستخدامها لبناء دوائر كهربائية وأجهزة كهروكيميائية متكاملة.
مزايا رائعة
ترجع إحدى المزايا الرئيسية لاستخدام الخيزران لبناء هذه الدوائر الكهربائية إلى التكلفة الباهظة وصعوبة استخدام وسائل الصناعة التقليدية لتصنيع الهياكل الدقيقة بهذا الترتيب وهذا البعد الميكرومتري. الطلاء المعدني رقيق جدًا (10-15 ميكرومتر) ، أصغر بحوالي عشر مرات من قطر القنوات ، مما ينتج عنه مادة خفيفة للغاية وموصلة للكهرباء.
ميزة أخرى مهمة ومهمة لاستخدام الخيزران هي قابلية التوسع في إنتاج المنتجات التكنولوجية والمستدامة. نظرًا لأن الخيزران ينمو بسرعة وسهولة في البلدان الاستوائية ، يمكن لمعظم الاقتصادات النامية استغلاله. امتلاك ميزة تنافسية مع هذه التكنولوجيا الجديدة في مجالات الطاقة والمواد الذكية والتعليم.
