إن سبق أن أسقطت هاتفك الذكي على أرضية إسفلتية، فلا ريب أنك تعرف الشعور الرهيب الذي يتملكك قبل أن تقلبه لتتأكد من سلامة شاشته وخلوها من الكسر والشقوق.
إلا أن هذا كله قد يصبح شيئًا عتقيًا بعد أن اكتشف باحثون في معهد رينسيلر للفنون التطبيقية، طريقة تجعل الزجاج مرنًا أقل عرضة للكسر. ونشرت النتائج التي توصلوا إليها بقيادة «يونفنغ شي» الأستاذ المساعد في علوم وهندسة المواد في معهد رينسيلر، في موقع «نانو ليترز».
ينتمي الزجاج المستخدم حاليًا في العديد من الهواتف الذكية إلى عائلة زجاج الأكسيد؛ إذ ترتبط فيه كل ذرة سيليكون بأربع ذرات أكسجين. ويشكل هذا النوع من الترابط شبكة زجاجية صلبة، تجعل الزجاج ينكسر إن تعرض لضغط خارجي كبير، كما يحدث عند سقوط الهاتف على أرضية صلبة.
والجديد الذي وجده شي وزملاؤه من خلال المحاكاة الجزيئية أن زجاج السيليكا المصنوع عن طريق ضغط جسيمات السيليكا النانوية معًا، قابل للتمديد بنسبة تصل إلى 100% دون أن يتعرض للكسر. وقال شي إنهم اكتشفوا أيضًا أن المرونة المعززة تظهر عندما ترتبط ذرات السيليكون بخمس ذرات أكسجين بدلاً من أربع، لتصبح قادرة على تحمل الضغط.
وقال شي «إن الضغط يغير في التركيب الهيكلي للمادة. إذ تتيح هذه اللدونة المعززة للزجاج تحمل مزيد من الضغط دون أن ينكسر. وتمتد إمكانيات استخدام هذا الاكتشاف لتشمل تطبيقات عديدة أخرى إلى جانب شاشات الهواتف.»
وقال شي «هذا الزجاج في الواقع بصلابة الفولاذ. لذلك قد يستبدل الحديد بالزجاج إن تمكنا من تقوية الزجاج بالدرجة المطلوبة، ولهذا فإن هدفنا الرئيس الآن صنع مادة هيكلية شفافة.»
وأنجز هذا الاكتشاف من خلال المحاكاة على مستوى الجزيئات، وصرح شي إن الخطوة التالية هي اختباره داخل المختبر. وتجدر الإشارة إلى أن «يانمينغ تشانغ» طالب الدراسات العليا في قسم علوم وهندسة المواد هو أول مؤلف في هذه الدراسة بالتعاون مع «ليبينغ هوانغ» الأستاذ في الاختصاص ذاته.
